CN221098334U - 一种煤气管网压力的离散式控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种煤气管网压力的离散式控制系统，高炉并网煤气通过并网管道连通至主管道，放散筒设有三个分别是1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒，每个所述放散筒均通过支管连通主管道，每个所述支管上均设有阀门单元，所述并网管道上设有并网测量点，所述主管道上设有主管测量点，所述并网测量点和主管测量点均设有气压计，所述并网测量点的气压计连接1#放散筒上的阀门单元并构成压力值连锁。本系统采用离散式压力点位联锁，实现了放散系统的灵活调控，在高炉煤气并网大幅波动期间，有效确保了高炉煤气管网的稳定，改进了PLC控制组合方式，增加了原放散系统在新工况出现下的适应性。

Description

一种煤气管网压力的离散式控制系统

技术领域

本实用新型涉及煤气管网压力联锁装置控制技术领域，尤其涉及煤气管网离散式、防超压的联锁控制装置。

背景技术

若高炉煤气管网放散塔共设置三个放散筒，则放散能力合计45～50万m3，放散压力均与高煤主管压力连锁，压力监测点位于高炉煤气柜和高炉煤气放散塔之间，在系统富余量瞬时增加时，管网压力上升，在触发放散连锁压力时，放散开始动作，参与系统调控。放散阀全行程动作时间约30秒。高煤管网压力相对恒定在工作压力9.8KPa。高炉煤气放散调节阀与管网压力连锁，设定值在10KPa。在管网出现大的富余量时，压力由高炉传递至放散监测点，当管网压力超过10KPa，放散阀开启，总体时间较为滞后。

目前，也有针对煤气管网压力进行控制的系统，例如公开号为CN215449958U，公开日为2022年1月7日，专利名称为《一种煤管网放散双控系统》的公开文献，公开了一种煤气管网放散双控系统，包括：压力变送器、砣阀、电动调节阀、放散管和控制单元；所述压力变送器设置于所述煤气管网的进气端，用于对所述煤气管网的进气压力进行实时监测；所述砣阀和所述电动调节阀均设置于所述煤气管网上，位于所述压力变送器和所述放散管之间，且所述电动调节阀与所述砣阀并联；所述控制单元能够根据所述压力变送器监测的所述煤气管网的进气压力，控制所述砣阀和/或所述电动调节阀的启闭；其中，所述砣阀的开启压力小于所述电动调节阀的开启压力；所述放散管与所述煤气管网连通，用于放散所述煤气管网的煤气压力。

上述系统任然存在设计缺陷，系统仍可能出现因高炉煤气并网大幅波动致使煤气管网短时压力骤升，TOP点并网压力最高甚至可以达到19KPa，高炉煤气总管大放散点压力最高达到12KPa(主管正常运行压力为9.8KPa)。

通过分析，目前高炉并网量波动风险难以控制在合理的范围内，系统吸纳瞬时冲击的能力不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种确保在高炉煤气并网量大幅波动期间，高炉煤气管网在安全压力范围内运行的控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种煤气管网压力的离散式控制系统，高炉并网煤气通过并网管道连通至主管道，放散筒设有三个分别是1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒，每个所述放散筒均通过支管连通主管道，每个所述支管上均设有阀门单元，所述并网管道上设有并网测量点，所述主管道上设有主管测量点，所述并网测量点和主管测量点均设有气压计，所述并网测量点的气压计连接1#放散筒上的阀门单元并构成压力值连锁。

所述主管测量点的气压计连接2#放散筒和3#放散筒上的阀门单元并构成压力值连锁。

所述并网测量点和主管测量点上的气压计均连接并输出感应信号至PLC，所述PLC连接1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒上的阀门单元，驱动阀门单元开关状态。

每个所述支管上均设有散调节阀和放散切断阀，

所述散调节阀位于靠近放散筒一侧。

所述1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒中，1#放散筒距离高炉并网煤气最远，3#放散筒距离高炉并网煤气最近。

所述主管测量点在3#放散筒和高炉并网煤气接入主管道之间的位置。

本实用新型与现有技术相比，有以下优点：

1、采用离散式压力点位联锁，实现了放散系统的灵活调控；

2、在高炉煤气并网大幅波动期间，有效确保了高炉煤气管网的稳定；

3、改进了PLC控制组合方式，增加了原放散系统在新工况出现下的适应性。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为煤气管网压力的离散式控制系统原理图；

上述图中的标记均为：1、放散筒；2、散调节阀；3、放散切断阀；4、主管测量点；5、并网测量点。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的实用新型构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本实用新型主要为钢铁行业中高炉煤气管网压力调节联锁装置的实用新型与应用。主要涉及煤气管网中放散系统对压力的连锁控制，结合高炉煤气并网现状需求，设计符合煤气管网在安全压力范围内运行的离散式压力联锁控制装置。主要包括主管网离散式压力点位的合理选取，及与放散压力联锁的有效合理设计，结合PLC系统实现其远程自动联锁控制及安全预警，确保高炉煤气管网处于安全压力范围内运行。

如图1所示，高炉并网煤气通过并网管道连通至主管道，放散筒1设有三个分别是1#放散筒1、2#放散筒1和3#放散筒1，1#放散筒1、2#放散筒1和3#放散筒1中，1#放散筒1距离高炉并网煤气最远，3#放散筒1距离高炉并网煤气最近，依次连接至主管道中，通过1#放散筒1、2#放散筒1和3#放散筒1均通过支管连通主管道组成高煤放散系统，每个支管上均设有阀门单元，阀门单元包括散调节阀2和放散切断阀3，其中散调节阀2位于靠近放散筒1一侧，并网测量点和主管测量点均设有气压计；1#放散筒1所连接支管上的放散调节阀2与A#高炉并网点压力的压力P1联锁；2#放散筒1和3#放散筒1所连接支管上是的放散调节阀2、放散调节阀2与主管网压力的压力P2联锁；1#放散筒1所连接支管上的散调节阀2、放散切断阀3正常状态下均处于开启状态。

上述整体设计采用选择离散式放散压力点，将北区高煤放散1#筒与A#高炉并网点压力值连锁，设定连锁压力值12KPa左右(可根据实际情况调整)，由于其靠近气源端，与现有放散压力测点相距340米，根据煤气流速20m/s计算，高煤放散1#筒可提前17秒动作开启；同时，由于A#高炉并网点压力波动较现有放散压力测点高(并网点最高19KPa、现连锁压力测点最高12KPa)，其PID调节中ΔP由从2KPa提高至7KPa，放散阀门动作速度增加。由于高炉煤气放散1#筒的提前动作，参与系统缓冲，可分担一部分高煤瞬时并网量，从而减少煤气瞬时并网对管网的冲击。

操作界面联锁控制操作设计：在原高炉煤气放散系统增加新的操作联锁界面。界面主要分为三部分。第一部分：放散压力选择按钮，内容为A#高炉并网压力与BFG主管压力，通过颜色区别，使得操作者可辨别当前压力连锁点置于在A#高炉并网压力或BFG主管压力。第二部分：手动操作与自动操作按钮，操作者可通过手动选择放散压力联锁点，正常情况下置于自动操作，系统默认压力联锁点选择为A#高炉并网压力。第三部分：操作确认按钮，操作者可通过此按钮进行选择确认或取消操作。

以其中一次系统波动为例，高炉煤气瞬时并网量增加58万m3/h，此时放散提前动作、参与系统缓冲时(单筒放散能力15万m3/h),同时过程中调度介入调控，2#、3#放散筒1打开增加放散量，高炉煤气管网压力可进一步降低。

具体控制时，当高煤并网量出现大波动导致煤气管网压力上升时，A#高炉并网点压力11的压力P1首先上升，煤气经管道输送至主管网压力处时，压力P2上升。当压力P1超过19KPa(可调整)时1#放散筒1的放散调节阀2参与联锁自动打开，提前动作放散，防止管道超压。2#放散筒1和3#放散筒1在P2升至10KPa(可调整)时，2#放散筒1和3#放散筒1的放散调节阀2、放散调节阀2自动打开放散，系统通过离散式压力联锁点位的选择来控制煤气管网压力的稳定运行。

本实用新型控制系统能够在高炉煤气并网量大幅波动期间，确保高炉煤气管网在安全压力范围内运行。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤气管网压力的离散式控制系统，高炉并网煤气通过并网管道连通至主管道，其特征在于：放散筒设有三个分别是1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒，每个所述放散筒均通过支管连通主管道，每个所述支管上均设有阀门单元，所述并网管道上设有并网测量点，所述主管道上设有主管测量点，所述并网测量点和主管测量点均设有气压计，所述并网测量点的气压计连接1#放散筒上的阀门单元并构成压力值连锁。

2.根据权利要求1所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：所述主管测量点的气压计连接2#放散筒和3#放散筒上的阀门单元并构成压力值连锁。

3.根据权利要求2所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：所述并网测量点和主管测量点上的气压计均连接并输出感应信号至PLC，所述PLC连接1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒上的阀门单元，驱动阀门单元开关状态。

4.根据权利要求1、2或3所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：每个所述支管上均设有散调节阀和放散切断阀。

5.根据权利要求4所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：所述散调节阀位于靠近放散筒一侧。

6.根据权利要求1或5所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：所述1#放散筒、2#放散筒和3#放散筒中，1#放散筒距离高炉并网煤气最远，3#放散筒距离高炉并网煤气最近。

7.根据权利要求6所述煤气管网压力的离散式控制系统，其特征在于：所述主管测量点在3#放散筒和高炉并网煤气接入主管道之间的位置。