CN102681559B - 一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法，所述控制系统包括燃气加压站、燃气混合站；燃气加压站包括燃气加压机和燃气回流阀，所述燃气回流阀与燃气加压机并联连通；所述燃气混合站包括由流量计和流量调节阀串联连通的调节支管道；调节支管道与燃气加压机输出口相连通，并与燃气混合管道相连通；所述燃气混合管道上设有压力表，燃气回流阀、流量计、流量调节阀及压力表的信号接口分别与控制器的信号接口电连接。通过该系统的控制方法可自动实现对混合燃气的压力、流量及热值的控制，满足用户的要求。

Description

一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃气行业能源综合利用技术领域，尤其涉及一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法。

背景技术

冶金企业节能降耗、稳定产品质量是一项重要指标，为钢铁厂内用户提供品质合格的压力、热值稳定的混合燃气，减少能源的浪费，提高燃烧效率，降低钢损是燃气混合站的主要任务。燃气混合站在生产运行中，尤其是当生产负荷、气源压力等存在较大波动时，应能够保证燃气性能稳定及安全运行。传统的燃气混合过程控制，都是采用自动化仪表单回路调节和比值、串极调节方式，控制燃气混合站燃气配比，对燃气混合站出口压力、热值无法保证它的稳定性，满足不了用户在使用过程中出现较大负荷变化时引起压力、流量突然增量或减量的跟踪调节控制。长期以来主要靠人工操作来维持压力与热值的稳定，难以满足下游用户的运行要求。

燃气混合站是一个处于上游多个燃气加压站和下游多个用户之间的设备单元。上游的多个燃气加压站和下游的多个用户发生任何变化对燃气混合站都有直接影响，燃气混合站控制参数发生变化也同时给上游的多个燃气加压站和下游的多个用户造成影响。燃气混合站、各燃气加压站和各用户通常各为独立的单位，它们之间有着各自独立运行的生产特点，互相之间没有直接联系，谁也不知道什么时间发生工艺控制变化。当用户使用量减少时，会出现燃气混合站的燃气混合管道出口压力上升，致使燃气混合站各调节支管道压力升高。燃气混合站的调节阀处于关阀的状态以减少燃气流量，满足用户使用量减少的需求。由于混合站调整压力和流量后，引起各燃气加压站的燃气加压机出口压力升高且超过正常压力值，此时燃气加压站操作人员必须通过开启回流阀以减小燃气加压机出口压力，保证其维持在正常压力值。当各燃气加压站操作人员刚把燃气加压机出口压力调整好，混合站下游用户又迅速剧增使用量，出现燃气混合站的燃气混合管道出口压力剧降，致使燃气混合站各调节支管道压力剧低。燃气混合站的调节阀处于开阀的状态，甚至处于无量可调的非线性状态，以增加燃气流量，满足用户使用量增加的需求。可是实际上，尽管燃气混合站的调节阀处于无量可调的非线性状态，燃气混合站的燃气混合管道出口的流量和压力并未足量增加，燃气混合站的调节阀对燃气失去了控制作用，满足不了用户使用量剧增的需求，严重时造成用户加热炉由于混合燃气压力过低发生灭火事故，严重影响用户生产的正常进行。造成供气不足的原因是燃气加压机操作人员未及时调整加压机出口回流阀，燃气加压机的出口流量从回流阀流走了，所以不能满足燃气混合站用气量。

针对这种情况，本申请人认为要是通过燃气回流阀把各燃气加压机出口压力设定在能满足下游用户用气量的范围内，就应该能解决各燃气加压机用户在使用量发生变化时流量不足的问题，就不会出现燃气混合站的各流量调节阀处于无量可调节非线性状态。通过实践，将各燃气加压机出口压力的手动调节改为根据各燃气加压机出口压力的变化自动调节后，反复观察实际运行过程，发现燃气混合站只有在燃气混合管道出口压力缓慢的变化且变化量较小的情况下才能稳定燃气混合管道出口压力，满足下游用户压力、流量、热值的要求，但是控制不了由下游用户用气大负荷急剧变化引起的压力波动，经过长时间的认真研究和分析发现燃气加压机出口压力的调节总是滞后于燃气混合站各调节阀的调节，只有当燃气混合站各调节阀调节以后，燃气加压机出口压力发生较大的变化时，燃气回流阀才开始调节，燃气加压机出口压力仍是由燃气加压站单独控制，同样，燃气混合站各调节阀也是单独控制。这样，难以保证燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作协调进行，且燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作是相反的，这样就更难保证燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作协调进行。当燃气出现急剧的压力变化时，即使采用手动方式调节也很难保证下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，它通过下游用户的用气量的变化将各燃气加压站、燃气混合站协调起来统一控制，能够及时地获知燃气混合管道出口压力的变化，并根据燃气混合管道出口压力的变化直接及时地控制各燃气加压机出口的压力，同时，相应地调节燃气混合站各种燃气的流量，使各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种燃气混合控制方法，它能够在下游用户的用气量发生变化时，及时地调节各燃气加压机出口的压力，并同时相应地调节燃气混合站各种燃气的流量，使各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

就燃气混合控制系统而言，本发明解决上述技术问题的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，该系统包括至少两个燃气加压站、至少一个燃气混合站；每一个所述燃气加压站都包括燃气加压机和燃气回流阀，所述燃气回流阀与燃气加压机并联连通；所述燃气混合站包括至少两个由流量计和流量调节阀串联连通的调节支管道；每一个所述调节支管道的一端都与一个所述燃气加压站中燃气加压机输出口相连通，其另一端与燃气混合管道相连通；所述燃气混合管道上设有压力表；每一个所述燃气回流阀的控制信号输入口或每一个所述燃气加压机的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接；每一个所述流量计的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接，每一个所述流量调节阀的控制信号输入口与所述控制器的控制信号输出口电连接，所述压力表的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接；所述控制器中分别设有混合燃气额定压力值、各种燃气的热值和混合燃气的额定热值；压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，所述控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号，根据每个燃气回流阀的开度调节各回流阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率，并向各燃气加压机发出控制信号，根据每个燃气加压机的工作频率调节各燃气加压机，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，所述控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号，根据每个流量调节阀的开度调节各流量调节阀。

本技术方案中，由于采用了在燃气混合管道上设置压力表，压力表的信号输出口与控制器的信号输入口电连接，每一个燃气回流阀的控制信号输入口或燃气加压机的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接的技术手段，控制器中分别设有混合燃气额定压力值、各种燃气的热值和混合燃气的额定热值，所以，当正常使用的状态下，燃气混合管道输出口的压力保持在混合燃气额定压力的范围内，当用户的用气量减小时，燃气混合管道输出口的压力增加，压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号按分别计算出的各燃气回流阀的开度开阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率（通常燃气加压机为变频加压机），并向各燃气加压机发出控制信号按分别计算出的各燃气加压机的频率减频，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号按分别计算出的各流量调节阀的开度关阀；这样，在控制器的统一控制之下，既使下游用户的用气量剧减，各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节也能够协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。当用户的用气量增大时，燃气混合管道输出口的压力减小，压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号按分别计算出的各燃气回流阀的开度关阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率（通常燃气加压机为变频加压机），并向各燃气加压机发出控制信号按分别计算出的各燃气加压机的频率增频，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号按分别计算出的各流量调节阀的开度开阀；这样，在控制器的统一控制之下，既使下游用户的用气量剧增，各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节也能够协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

每一个所述调节支管道都与一个由微调流量计和微调流量调节阀串联连通的微调旁管道并联连通，每一个所述微调流量计的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接，每一个所述微调流量调节阀的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接。由于采用了微调旁管道的技术手段，所以，可以精确而快速地调节各种燃气的流量，使混合后的燃气快速地达到混合燃气的额定热值。

每一个所述调节支管道的一端通过压力调节阀与所述燃气加压机输出口相连通，每一个所述压力调节阀的控制信号输入口与所述控制器的控制信号输出口电连接。由于采用了压力调节阀的技术手段，所以，有利于高热值燃气压力的调节，也有利于定量使用燃气压力的调节。

所述燃气加压站有三个，分别是焦炉煤气加压站、高炉煤气加压站和转炉煤气加压站；所述燃气混合站是一个煤气混合站，该煤气混合站有三个由流量计和流量调节阀串联连通的调节支管道。

所述控制器是PLC控制器；所述PLC控制器通过以太网通讯方式与无模型自适应控制器（MFA Model-Free Adaptive）电连接。由于采用了PLC控制器的技术手段，所以，可确保本发明控制系统的稳定性，又由于采用了无模型自适应控制器（MFA Model-Free Adaptive）的技术手段，所以，可大大提高系统的运算速度，使混合后燃气的压力、流量和热值快速地稳定。

所述燃气混合管道上设有热值分析仪，所述热值分析仪的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接。由于采用了热值分析仪的技术手段，所以，可通过热值分析仪测出混合后燃气的热值，并将热值信号传输给控制器，控制器可超前向高热值燃气的加压机发出控制信号，及时地调节高热值燃气的压力和流量，确保混合后燃气热值的稳定。

就燃气混合控制方法而言，本发明利用基于加压机和阀组的燃气混合控制系统解决上述技术问题的控制方法是：当用户的用气量发生变化时，根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差，通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力，同时，根据用户的用气量相应地调节各种燃气的流量，使混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应，使混合后燃气的实际流量与用户的用气量相应，使混合后燃气的热值与混合燃气的额定热值相应。

本技术方案中，由于采用了根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力的技术手段，所以，通过下游用户的用气量的变化将各燃气加压站、燃气混合站协调起来统一控制，能够及时地获知燃气混合管道出口压力的变化，并根据燃气混合管道出口压力的变化直接及时地控制各燃气加压机出口的压力，又由于采用了根据用户的用气量相应地调节各种燃气的流量的技术手段，使各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节协调地进行，所以，本控制系统既保证了加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证了燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

在通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力的同时，先将低热值燃气的流量调节到接近用户的用气量，再测量出混合后燃气的热值或根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，然后根据混合后燃气的热值与混合燃气的额定热值之差或根据混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值之差调节高热值燃气的流量。这样，可以在调节燃气热值的过程中，尽可能多地使用廉价的低热值燃气，尽可能少地使用高价的高热值燃气，以最大限度地降低混合后燃气的成本。

当所述各种燃气中有一种或多种燃气需要定量使用时，根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差，通过调节该燃气加压站的回流阀以及该燃气所在调节支管道的压力调节阀使该燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应，或者，直接根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差，通过调节该燃气所在调节支管道的压力调节阀，使该燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应。这样，可以在加压站定量供应燃气的情况下，当用户的用气量发生变化时，确保该燃气与其它燃气的正常混合。

根据分析混合后燃气的实际热值超前调节高热值燃气的压力和流量。这样，可及时地调节高热值燃气的压力和流量，确保混合后燃气热值的稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统的结构示意图。

图2是本发明具有两个燃气混合站的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，包括三个燃气加压站1、一个燃气混合站2，当然，所述燃气加压站1也可以有两个、四个或更多个，所述燃气混合站2也可以有两个、三个或更多个；每一个所述燃气加压站1都包括燃气加压机11和燃气回流阀12，所述燃气加压机11为变频加压机，当然，也可以用任何可控的燃气加压机代替，所述燃气回流阀12与燃气加压机11并联连通；所述燃气混合站2包括三个由流量计21和流量调节阀22串联连通的调节支管道，当然，所述调节支管道的个数也可根据燃气混合站2的个数确定；每一个所述调节支管道的一端都与一个所述燃气加压站1中燃气加压机11输出口相连通，其另一端与燃气混合管道相连通；所述燃气混合管道上设有压力表27，每一个所述燃气回流阀12的控制信号输入口与控制器26的控制信号输出口电连接，当然，也可以是每一个所述燃气加压机11的控制信号输入口与控制器26的控制信号输出口电连接；每一个所述流量计21的信号输出口与所述控制器26的信号输入口电连接，每一个所述流量调节阀22的控制信号输入口与所述控制器26的控制信号输出口电连接，所述压力表27的信号输出口与所述控制器26的信号输入口电连接。控制器中分别设有混合燃气额定压力值、各种燃气的热值和混合燃气的额定热值，压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号按分别计算出的各燃气回流阀的开度调节回流阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率，并向各燃气加压机发出控制信号按分别计算出的各燃气加压机的频率调节燃气加压机的频率，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号，按分别计算出的各流量调节阀的开度调节流量调节阀；在控制器的统一控制之下，既使下游用户的用气量剧变，各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节也能够协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

本实施方式中，各种燃气包括焦炉煤气，高炉煤气和转炉煤气，其中，焦炉煤气的热值高于混合燃气的额定热值，所以属于高热值燃气，当然，焦炉煤气也可用高热值的天燃气或其它高热值的燃气代替，高炉煤气和转炉煤气的热值低于混合燃气的额定热值，所以属于低热值燃气，当然，高炉煤气和转炉煤气也可用低热值的天燃气代替或其它低热值的燃气代替。由于采用了在燃气混合管道上设置压力表，压力表的信号输出口与控制器的信号输入口电连接，每一个燃气回流阀的控制信号输入口或燃气加压机的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接的技术手段，控制器中分别设有混合燃气额定压力值（根据下游用户的需求所确定的压力值）、各种燃气的热值和混合燃气的额定热值（根据下游用户的需求所确定的热值），所以，当正常使用的状态下，燃气混合管道输出口的压力保持在混合燃气额定压力的范围内，当用户的用气量减小时，燃气混合管道输出口的压力增加，压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号按分别计算出的各燃气回流阀的开度开阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率，并向各燃气加压机发出控制信号按分别计算出的各燃气加压机的频率减频，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号按分别计算出的各流量调节阀的开度关阀；这样，在控制器的统一控制之下，既使下游用户的用气量剧减，各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节也能够协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。当用户的用气量增大时，燃气混合管道输出口的压力减小，压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号按分别计算出的各燃气回流阀的开度关阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率，并向各燃气加压机发出控制信号按分别计算出的各燃气加压机的频率增频，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号按分别计算出的各流量调节阀的开度开阀；这样，在控制器的统一控制之下，既使下游用户的用气量剧增，各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节也能够协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

以上针对一个燃气混合站的控制系统进行了描述，当采用两个所述的燃气混合站时，如图2所示，可将该个两个燃气混合站2对应的调节支管道的输入口通过三通3与相对应的燃气加压站的燃气加压机输出口连通；将该个两个燃气混合站的燃气混合管道通过三通3与总的燃气混合管道连通，两个燃气混合站的燃气混合管道上分别设有截止阀（图中未画）。这样其中一个燃气混合站可作为备用。

作为本实施方式的一种改进，每一个所述调节支管道都与一个由微调流量计23和微调流量调节阀24串联连通的微调旁管道并联连通，每一个所述微调流量计23的信号输出口与所述控制器26的信号输入口电连接，每一个所述微调流量调节阀24的控制信号输入口与控制器26的控制信号输出口电连接。由于采用了微调旁管道的技术手段，所以，当需要微调各种燃气的流量时，可通过微调旁管道进行调节，当需要大幅度调节各种燃气的流量时，可通过调节支管道进行调节，可以精确而快速地调节各种燃气的流量，使混合后的燃气快速地达到混合燃气的额定热值。

作为本实施方式进一步的改进，每一个所述调节支管道的一端通过压力调节阀25与所述燃气加压机11输出口相连通，每一个所述压力调节阀25的控制信号输入口与所述控制器26的控制信号输出口电连接。由于采用了压力调节阀的技术手段，所以，有利于高热值燃气压力的调节，也有利于定量使用燃气压力的调节。其具体作用在后面的控制方法中详细描述。

作为本实施方式再进一步的改进，所述燃气加压站1有三个，分别是焦炉煤气加压站、高炉煤气加压站和转炉煤气加压站；所述燃气混合站2是一个煤气混合站，该煤气混合站有三个由流量计21和流量调节阀22串联连通的调节支管道。

作为本实施方式又进一步的改进，所述控制器26是PLC控制器；所述PLC控制器通过以太网通讯方式与无模型自适应控制器（MFA Model-Free Adaptive）29电连接。经过筛选选中，美国博软公司的无模型自适应（MFA Model-FreeAdaptive）控制技术为核心美国NI公司的组态软件LabVIEW8.60为平台构筑于小型先控站（MFA）UNO-1170上，并通过Modbus TCP通讯协议与原系统结合产品。该控制器及组态软件完全具备构成对热轧煤气混合加压站现有自动化设备进行整合控制，实现其连续稳定运行的先进控制系统。该产品具有运行稳定可靠，控制精度高，处理及时，操作、维护简易等功能特点，由于采用了PLC控制器的技术手段，所以，可确保本发明控制系统的稳定性，又由于采用了无模型自适应控制器（MFA Model-Free Adaptive）的技术手段，所以，可大大提高系统的运算速度，使混合后燃气的压力、流量和热值快速地稳定。

作为本实施方式更进一步的改进，所述燃气混合管道上设有热值分析仪28，所述热值分析仪28的信号输出口与所述控制器26的信号输入口电连接。由于采用了热值分析仪的技术手段，所以，可通过热值分析仪测出混合后燃气的热值，并将热值信号传输给控制器，控制器可超前向高热值燃气的加压机发出控制信号，及时地调节高热值燃气的压力和流量，确保混合后燃气热值的稳定。

本发明利用基于加压机和阀组的燃气混合控制系统的控制方法是：当用户的用气量发生变化时，根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力，同时，根据用户的用气量相应地调节各种燃气（如焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气）的流量，使混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应，使混合后燃气的实际流量与用户的用气量相应，使混合后燃气的热值与混合燃气的额定热值相应。

本实施方式中，由于采用了根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力的技术手段，所以，通过下游用户的用气量的变化将各燃气加压站、燃气混合站协调起来统一控制，能够及时地获知燃气混合管道出口压力的变化，并根据燃气混合管道出口压力的变化直接及时地控制各燃气加压机出口的压力，又由于采用了根据用户的用气量相应地调节各种燃气的流量的技术手段，使各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节协调地进行，所以，本控制系统既保证了加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证了燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

作为本实施方式的一种改进，在通过各燃气加压站的回流阀或各燃气加压站的燃气加压机相应地调节各燃气加压站的燃气加压机输出口的压力的同时，先将低热值燃气（如高炉煤气）的流量调节到接近用户的用气量，再测量出混合后燃气的热值（通过热值分析仪测量分析热值）或根据各种燃气（如焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气）的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，然后根据混合后燃气的热值与混合燃气的额定热值之差或根据混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值之差调节高热值燃气（如焦炉煤气）的流量，此时可通过调节高热值燃气的调节支管道上的压力调节阀控制高热值燃气的压力，确保高热值燃气能正常与其它燃气混合。这样，可以在调节燃气热值的过程中，尽可能多地使用廉价的低热值燃气，尽可能少地使用高价的高热值燃气，以最大限度地降低混合后燃气的成本。通过实践，计算出的预估热值数据和混合燃气实际测量热值数据基本一致，如果预估热值有误差可以在控制器中进行修正，预估热值同时可以检验实际测量热值和各种燃气的流量是否准确，热值分析仪自动换路吹扫时会出现热值波动大，在校验标定热值分析仪或者热值分析仪发生故障时就会影响到MFA控制器对本控制系统产生的影响。解决办法是在实际测量热值分析仪与预估热值之间增加一个无扰动选择自动切换。作用是防止在校验标定热值分析仪或者热值分析仪发生故障时可用预估热值代替实际测量热值分析仪，避免MFA控制系统因热值分析仪在自动换路吹扫和发生故障时需要手动控制时，影响整套系统自动控制。

作为本实施方式进一步的改进，当所述各种燃气中有一种或多种燃气需要定量使用时（如转炉煤气由转炉煤气加压站定量控制），根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差通过调节该燃气加压站的回流阀以及该燃气所在调节支管道的压力调节阀使该燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应，或者，直接根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差通过调节该燃气所在调节支管道的压力调节阀，使该燃气的实际压力与混合燃气的额定压力相应。这样，可以在加压站定量供应燃气的情况下，当用户的用气量发生变化时，确保该燃气与其它燃气的正常混合。

作为本实施方式又进一步的改进，根据分析混合后燃气的实际热值超前调节高热值燃气的压力和流量。这样，可及时地调节高热值燃气的压力和流量，确保混合后燃气热值的稳定。

Claims (6)

1.一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：该系统包括至少两个燃气加压站、至少一个燃气混合站；每一个所述燃气加压站都包括燃气加压机和燃气回流阀，所述燃气回流阀与燃气加压机并联连通；所述燃气混合站包括至少两个由流量计和流量调节阀串联连通的调节支管道；每一个所述调节支管道的一端都与一个所述燃气加压站中燃气加压机输出口相连通，其另一端与燃气混合管道相连通；所述燃气混合管道上设有压力表；每一个所述燃气回流阀的控制信号输入口或每一个所述燃气加压机的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接；每一个所述流量计的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接，每一个所述流量调节阀的控制信号输入口与所述控制器的控制信号输出口电连接，所述压力表的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接；所述控制器中分别设有混合燃气额定压力值、各种燃气的热值和混合燃气的额定热值；压力表及时地将燃气混合管道输出口的压力信号传输给控制器，所述控制器根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气回流阀的开度，并向各燃气回流阀发出控制信号，根据每个燃气回流阀的开度调节各回流阀，或根据混合后燃气的实际压力与混合燃气的额定压力之差分别计算出各燃气加压机的工作频率，并向各燃气加压机发出控制信号，根据每个燃气加压机的工作频率调节各燃气加压机，与此同时，各流量计也及时地将各种燃气的流量信号传输给控制器，所述控制器根据各种燃气的热值和各种燃气的实际流量计算出混合后燃气的预估热值，并将混合后燃气的预估热值与混合燃气的额定热值比较，分别计算出各流量调节阀的开度，向各流量调节阀发出控制信号，根据每个流量调节阀的开度调节各流量调节阀。

2.根据权利要求1所述的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：每一个所述调节支管道都与一个由微调流量计和微调流量调节阀串联连通的微调旁管道并联连通，每一个所述微调流量计的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接，每一个所述微调流量调节阀的控制信号输入口与控制器的控制信号输出口电连接。

3.根据权利要求2所述的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：每一个所述调节支管道的一端通过压力调节阀与所述燃气加压机输出口相连通，每一个所述压力调节阀的控制信号输入口与所述控制器的控制信号输出口电连接。

4.根据权利要求3所述的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：所述燃气加压站有三个，分别是焦炉煤气加压站、高炉煤气加压站和转炉煤气加压站；所述燃气混合站是一个煤气混合站，该煤气混合站有三个由流量计和流量调节阀串联连通的调节支管道。

5.根据权利要求1所述的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：所述控制器是PLC控制器；所述PLC控制器通过以太网通讯方式与无模型自适应控制器MFA电连接。

6.根据权利要求1至5之一所述的基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，其特征在于：所述燃气混合管道上设有热值分析仪，所述热值分析仪的信号输出口与所述控制器的信号输入口电连接。

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