CN108192668B - 一种氧煤比控制方法 - Google Patents

一种氧煤比控制方法 Download PDF

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Abstract

一种氧煤比控制方法,传统的氧煤比控制的控制目标仅仅是让氧气、蒸汽和粉煤三者之间流量成比例,无论反应器的反应工况(主要指温度)如何,氧煤比始终在设定的比例下进行调节。这可能导致的结果是,当反应器的温度过高或者高低,氧煤比控制无法及时做出反馈,而是需要人为的重新设定比值系数,这必然会导致调节的不稳定性,也增大了人工操作的强度。本发明引入了反应器温度作为工况稳定期间氧气、蒸汽、粉煤流量微调的手段,使得整个氧煤比控制的自动化程度更高,避免了人为的误操作,使反应器的温度调节更加灵敏、稳定、可靠。

Description

一种氧煤比控制方法
技术领域
本发明属于控制领域,具体涉及一种氧煤比控制方法。
背景技术
传统的氧煤比控制包括中值选择、温压补偿、比例调节、交叉限幅选择调节等控制原理和方法,其过程包括:
1、煤浆流量调节回路,含煤浆流量测量、中值选择、流量调节三个环节;
2、氧气流量调节回路,含氧气流量测量、温度压力补偿、氧气纯度校正、流量调节四个环节;
3、氧煤比交叉耦合调节回路;
4、负荷控制和交叉限幅选择调节回路。
O/C(氧气/粉煤)比控制实质是一个煤浆和氧气的比率调节回路,其中煤浆流量是基准值,氧气流量是随动的,所需氧气流量的设定值由煤浆流量经O/C比的数值经计算后得出,去氧气调节器自动控制氧气流量,从而实现O/C比控制。
交叉耦合控制:大原则就是加负荷先加煤浆后加氧气,减负荷先减氧气后减煤浆。传统的氧煤比控制关注的仅仅是氧气和粉煤的关系,与反应器温度没有关联,就工艺控制而言不够全面,气化岛的控制不够先进。为了解决上述问题,急需要一种和反应器温度相关联的带有氧气、蒸汽、粉煤流量调节的复杂控制策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅能够实现传统的O/C控制,还能够实现反应器温度的控制,通过炉温的设定值和实际值的偏差,来调节氧气的流量,氧气流量的变化引起蒸汽流量的响应改变的煤氧比控制方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
1)氧气流量的测定:
首先,氧气经流量变送器FT1A(3)、FT1B(4)、FT1C(5)进入中值选择器(7),取中值后和压力变送器PT1(1)、温度变送器TT1(2)一起进入第一温压补偿器(6),由第一温压补偿器(6)输出的结果和氧气纯度输入(9)一起进入氧气纯度控制器(8),氧气纯度控制器(8)的输出值即为氧气流量的实际值;
2)氧气/蒸汽比例控制:氧气纯度控制器(8)和蒸汽/氧气比值系数输入(11)一起进入第一比值控制器(10),由第一比值控制器(10)输出值作为第二PID控制器(13)的设定值;蒸汽的实际流量经压力变送器PT2(14)、温度变送器TT2(15)和流量变送器FT2(16)的输出进入第二温压补偿器(12)得出,第二温压补偿器(12)的输出值即蒸汽的实际流量,并进入PID控制器(13)作为测量值,PID控制器(13)的输出控制流量调节阀FV2(17)的开度,使蒸汽的实际流量和氧气的实际流量满足比值关系;
3)氧气/粉煤比例控制:粉煤的设定值由生产负荷设定(23)、限幅器(24)和粉煤工程量转换器(25)得到,粉煤工程量转换器(25)的输出值进入第一高值选择器(26);氧气纯度控制器(8)的输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第二比值控制器(18),第二比值控制器(18)输出值进入第一高值选择器(26),第一高值选择器(26)的高选值作为设定值进入第三PID控制器(29),输送气管线上的流量变送器FT3(28)的输出作为测量值进入第三PID控制器(29),第三PID控制器(29)的输出控制流量调节阀FV3(30)的开度,通过调节输送气量来控制粉煤的流量大小;
4)反应器温度选择:反应器(32)设置的温度变送器TT3(33)、TT4(34)、TT5(35)进入第二高值选择器(36),第二高值选择器(36)输出值进行条件判断,当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)输出,第五PID控制器(38)没有输出;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)有输出,第四PID控制器(37)没有输出;
5)反应器温度和氧气流量控制:进入反应器(32)的实际粉煤流量由第四流量变送器FT4(31)测得,第四流量变送器FT4(31)输出值和粉煤工程量转换器(25)的输出值一起进入低值选择器(27),进入低值选择器(27)输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第三比值控制器(20),当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行低选,低选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节氧气流量;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行高选,高选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节流量调节阀FV1(22)控制氧气流量。
本发明的效果是:当反应器正常运行期间,反应器的温度反馈参数与前系统的氧煤比控制。传统的氧煤比控制的控制目标仅仅是让氧气、蒸汽和粉煤三者之间流量成比例,无论反应器的反应工况(主要指温度)如何,氧煤比始终在设定的比例下进行调节。这可能导致的结果是,当反应器的温度过高或者高低,氧煤比控制无法及时做出反馈,而是需要人为的重新设定比值系数,这必然会导致调节的不稳定性,也增大了人工操作的强度。本发明引入了反应器温度作为工况稳定期间氧气、蒸汽、粉煤流量微调的手段,使得整个氧煤比控制的自动化程度更高,避免了人为的误操作,使反应器的温度调节更加灵敏、稳定、可靠。
附图说明
图1是本发明氧气、蒸汽、粉煤比例控制原理图。
图2是本发明反应器温度控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1,2,本发明的控制方法如下:
1)氧气流量的测定:
首先,氧气经流量变送器FT1A(3)、FT1B(4)、FT1C(5)进入中值选择器(7),取中值后和压力变送器PT1(1)、温度变送器TT1(2)一起进入第一温压补偿器(6),由第一温压补偿器(6)输出的结果和氧气纯度输入(9)一起进入氧气纯度控制器(8),氧气纯度控制器(8)的输出值即为氧气流量的实际值;
2)氧气/蒸汽比例控制:蒸汽的流量随着氧气的流量变化为变化,其关系为比值控制。氧气纯度控制器(8)和蒸汽/氧气比值系数输入(11)一起进入第一比值控制器(10),由第一比值控制器(10)输出值作为第二PID控制器(13)的设定值;蒸汽的实际流量经压力变送器PT2(14)、温度变送器TT2(15)和流量变送器FT2(16)的输出进入第二温压补偿器(12)得出,第二温压补偿器(12)的输出值即蒸汽的实际流量,并进入PID控制器(13)作为测量值,PID控制器(13)的输出控制流量调节阀FV2(17)的开度,使蒸汽的实际流量和氧气的实际流量满足比值关系;
3)氧气/粉煤比例控制:粉煤的设定值由生产负荷设定(23)、限幅器(24)和粉煤工程量转换器(25)得到,粉煤工程量转换器(25)的输出值进入第一高值选择器(26);氧气纯度控制器(8)的输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第二比值控制器(18),第二比值控制器(18)输出值进入第一高值选择器(26),第一高值选择器(26)的高选值作为设定值进入第三PID控制器(29),输送气管线上的流量变送器FT3(28)的输出作为测量值进入第三PID控制器(29),第三PID控制器(29)的输出控制流量调节阀FV3(30)的开度,通过调节输送气量来控制粉煤的流量大小;
4)反应器温度选择:反应器(32)设置的温度变送器TT3(33)、TT4(34)、TT5(35)进入第二高值选择器(36),第二高值选择器(36)输出值进行条件判断,当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)输出,第五PID控制器(38)没有输出;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)有输出,第四PID控制器(37)没有输出;
5)反应器温度和氧气流量控制:进入反应器(32)的实际粉煤流量由第四流量变送器FT4(31)测得,第四流量变送器FT4(31)输出值和粉煤工程量转换器(25)的输出值一起进入低值选择器(27),进入低值选择器(27)输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第三比值控制器(20),当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行低选,低选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节氧气流量;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行高选,高选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节流量调节阀FV1(22)控制氧气流量。

Claims (1)

1.一种氧煤比控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)氧气流量的测定:
首先,氧气经流量变送器FT1A(3)、FT1B(4)、FT1C(5)进入中值选择器(7),取中值后和压力变送器PT1(1)、温度变送器TT1(2)一起进入第一温压补偿器(6),由第一温压补偿器(6)输出的结果和氧气纯度输入(9)一起进入氧气纯度控制器(8),氧气纯度控制器(8)的输出值即为氧气流量的实际值;
2)氧气/蒸汽比例控制:氧气纯度控制器(8)和蒸汽/氧气比值系数输入(11)一起进入第一比值控制器(10),由第一比值控制器(10)输出值作为第二PID控制器(13)的设定值;蒸汽的实际流量经压力变送器PT2(14)、温度变送器TT2(15)和流量变送器FT2(16)的输出进入第二温压补偿器(12)得出,第二温压补偿器(12)的输出值即蒸汽的实际流量,并进入第二PID控制器(13)作为测量值,第二PID控制器(13)的输出控制流量调节阀FV2(17)的开度,使蒸汽的实际流量和氧气的实际流量满足比值关系;
3)氧气/粉煤比例控制:粉煤的设定值由生产负荷设定(23)、限幅器(24)和粉煤工程量转换器(25)得到,粉煤工程量转换器(25)的输出值进入第一高值选择器(26);氧气纯度控制器(8)的输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第二比值控制器(18),第二比值控制器(18)输出值进入第一高值选择器(26),第一高值选择器(26)的高选值作为设定值进入第三PID控制器(29),输送气管线上的流量变送器FT3(28)的输出作为测量值进入第三PID控制器(29),第三PID控制器(29)的输出控制流量调节阀FV3(30)的开度,通过调节输送气量来控制粉煤的流量大小;
4)反应器温度选择:反应器(32)设置的温度变送器TT3(33)、TT4(34)、TT5(35)进入第二高值选择器(36),第二高值选择器(36)输出值进行条件判断,当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)输出,第五PID控制器(38)没有输出;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)有输出,第四PID控制器(37)没有输出;
5)反应器温度和氧气流量控制:进入反应器(32)的实际粉煤流量由第四流量变送器FT4(31)测得,第四流量变送器FT4(31)输出值和粉煤工程量转换器(25)的输出值一起进入低值选择器(27),进入低值选择器(27)输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第三比值控制器(20),当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时,第四PID控制器(37)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行低选,低选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节氧气流量;当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时,第五PID控制器(38)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行高选,高选值进入第一PID控制器(21)作为设定值,而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值,第一PID控制器(21)的输出用于调节流量调节阀FV1(22)控制氧气流量。
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