干熄焦自动控制系统的设计与应用

论文摘要

所谓干熄焦,是相对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内,吸收红焦显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热交换,锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉,惰性气体在封闭的系统内循环使用。锅炉中产生的高温蒸汽,或并入整个工厂的蒸汽管网,或用汽轮发电机发电。在除尘方面,干熄焦设置了专门的除尘系统,即干熄焦循环气体除尘系统和干熄焦环境除尘系统。本文中,干熄焦控制系统使用RockWell公司产品,采用冗余系统,选用ControlLogix5000编程软件,通过EtherNet网络连接CPU和工业控制计算机,采用ControlNet网络连接所有的I/O模块,HMI选用RSView SE。在整个系统中,很多仪表都具有调节功能,本文详细说明了ControlLogix5000中的PID控制指令。结合工艺原理,本文重点介绍干熄焦系统中重要的联动设备和仪器仪表。干熄炉部分,依次介绍了焦炭装入联动设备,干熄炉内的仪表控制,焦炭排出联动设备,焦炭排出量的调节和焦炭排出温度的控制。锅炉部分,主要介绍了锅炉给水调节和蒸汽温度调节。其中,锅炉给水控制采用了三冲量调节,改善了汽包的运行状况,使汽包的液位波动很小,液位控制非常平稳。最后介绍了干熄焦的除尘工艺,包括循环气体除尘系统和环境除尘系统。与湿熄焦相比,干熄焦各项指标显著提升。焦炭质量明显提高,缩短结焦时间;充分利用红焦显热,产生高温蒸汽进行发电,节约能源;采取严格有效的除尘系统,降低有害物质的排放,保护环境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 干熄焦工艺概况及原理
• 1.1 干熄焦发展过程
• 1.2 干熄焦的发展方向
• 1.3 干熄焦原理
• 1.3.1 湿熄焦的特点
• 1.3.2 干熄焦的工艺流程
• 1.4 干熄焦的优点
• 1.5 干熄焦经济效益分析
• 第二章 干熄焦EI 控制系统
• 2.1 干熄焦EI 系统概况
• 2.1.1 下位机编程软件
• 2.1.2 上位机画面软件
• 2.2 ControlLogix 的 PID 控制指令
• 2.2.1 PID 方程
• 2.2.2 CV 限制和手动自动无跳变切换
• 2.2.3 PID 指令的定时规划
• 2.2.4 CV 无突变再启动
• 2.2.5 死区带设置
• 2.2.6 前馈控制设计
• 2.2.7 串级回路
• 第三章 干熄炉控制系统分析
• 3.1 红焦装入的自动控制
• 3.2 干熄炉内仪表控制
• 3.2.1 干熄炉料位控制
• 3.2.2 干熄炉压力控制
• 3.3 焦炭排出自动控制
• 3.4 排焦量和排焦温度控制
• 3.4.1 排焦量控制
• 3.4.2 排焦温度控制
• 第四章 干熄焦锅炉给水控制系统分析
• 4.1 锅炉给水控制的任务
• 4.2 锅炉给水调节对象的动态特征
• 4.2.1 给水流量W 扰动下的锅筒水位变化动态特性
• 4.2.2 蒸汽量D 扰动下的锅筒水位变化动态特性
• 4.2.3 燃料量扰动下的锅筒水位动态特性
• 4.2.4 干熄焦单冲量给水调节系统
• 4.2.5 干熄焦串级三冲量给水调节系统
• 4.3 干熄焦过热蒸汽温度控制系统
• 4.3.1 过热蒸汽温度控制的任务
• 4.3.2 过热蒸汽温度控制对象的动态特征
• 4.3.3 串级气温调节系统的典型结构
• 4.3.4 干熄焦过热蒸汽温度控制系统分析
• 4.3.5 参数整定
• 第五章 干熄焦除尘系统
• 5.1 循环气体除尘系统
• 5.2 环境除尘系统
• 5.2.1 环境除尘系统主要设备
• 5.2.2 焦粉收集系统设备
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢