1 ภาพรวม
อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์โค้กเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมเหล็ก โค้กสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในการถลุงเตาถลุง การหล่อ การถลุงโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และการผลิตก๊าซน้ำ สามารถใช้ทำแก๊สเตาหลอมเพื่อผลิตแอมโมเนียสังเคราะห์ และยังสามารถใช้ทำแคลเซียมคาร์ไบด์เพื่อให้ได้วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมสังเคราะห์สารอินทรีย์
ระบบควบคุมแบบกระจาย UW500 เป็นระบบควบคุมแบบกระจายรุ่นใหม่ที่พัฒนาโดย Hangzhou Youwen และศูนย์วิจัยวิศวกรรมแห่งชาติสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมของมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง เป็นระบบควบคุมแบบกระจายรุ่นใหม่ที่เปิดตัวผ่านการวิเคราะห์และการสรุปอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาและนวัตกรรม การปรับปรุงการทดสอบและการประเมิน มีข้อดีหลายประการ เช่น ความน่าเชื่อถือสูง ระบบเปิด ฟังก์ชันอันทรงพลัง และการบำรุงรักษาที่ง่ายดาย โดยสามารถให้การตรวจสอบที่มีประสิทธิภาพและมีคุณภาพสูงสำหรับการผลิตที่มุ่งเน้น ปรับปรุงเสถียรภาพและการประสานงานของการควบคุม ลดการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ และเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในตลาดผลิตภัณฑ์ -
2. การแนะนำกระบวนการ
ส่วนบนสุดของตัวเตาอบโค้กสมัยใหม่คือหลังคาเตา ใต้หลังคาเตาหลอมจะมีห้องเผาไหม้และห้องถ่านเรียงสลับกัน ส่วนล่างของตัวเตาจะมีรีเจนเนอเรเตอร์และพื้นที่ทางลาดที่เชื่อมต่อกับรีเจนเนอเรเตอร์และห้องเผาไหม้ ในกระบวนการผลิตถ่านโค้ก วัสดุถ่านหินจะถูกขนออกจากหอคอยถ่านหินไปยังรถบรรทุกถ่านหิน และส่งไปยังห้องถ่านแต่ละห้องเพื่อทำการบรรทุก จากนั้นก๊าซจำนวนหนึ่งและอากาศในสัดส่วนที่เหมาะสมจะถูกอุ่นในรีเจนเนอเรเตอร์ แล้วส่งไปยังห้องเผาไหม้เพื่อการเผาไหม้แบบผสม ในห้องคาร์บอไนเซชัน ห้องเผาไหม้ทั้งสองด้านจะถ่ายเทความร้อนผ่านผนังอิฐซิลิกาเพื่อจ่ายความร้อนทางเดียวและคาร์บอไนเซชัน ถ่านหินในห้องคาร์บอไนเซชันจะผลิตก๊าซเสียจำนวนมากในระหว่างกระบวนการคาร์บอไนเซชัน และก๊าซเสียจะไหลผ่านท่อรวบรวมก๊าซไปยังพื้นที่ดำเนินการนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อทำให้บริสุทธิ์และนำกลับมาใช้ใหม่ โดยทั่วไปวงจรโค้กทั้งหมดจะใช้เวลา 18.5 ชม.~23 ชม. จากนั้นโค้กจะถูกดันออกมาโดยเครื่องดันโค้ก และการดับแบบแห้งจะดำเนินการด้วยก๊าซเฉื่อย ในกระบวนการผลิตโค้ก คุณภาพโค้กและประสิทธิภาพการรีไซเคิลก๊าซเสียจากเตาอบโค้กเป็นตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจหลักในการผลิตโค้ก ปัจจัยที่มีอิทธิพล เช่น อุณหภูมิเตาอบโค้ก ความดันท่อรวบรวมก๊าซ การชุบน้ำที่มีความชื้นต่ำ/การดับแบบแห้ง ฯลฯ ล้วนเป็นปัจจัยสำคัญในการควบคุมกระบวนการผลิต และเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้แน่ใจได้ว่าการผลิตถ่านโค้กจะดำเนินไปอย่างราบรื่น
รูปที่ 1 แผนภูมิการไหลของกระบวนการโค้ก
3. กลยุทธ์การควบคุม
แผนการควบคุมโดยรวมสำหรับการผลิตโค้กแบ่งออกเป็น:
1. ระบบควบคุมตามลำดับ
โดยส่วนใหญ่จะรวมถึงระบบควบคุมลำดับ เช่น การกลับเตาอบโค้ก การเตรียมถ่านหิน (การผสมถ่านหิน) การคัดกรองโค้ก การดับโค้กแบบแห้ง (การดับโค้กแบบเปียก) ฯลฯ เพื่อให้ทราบถึงการทำงานของการเริ่มต้นและหยุดตามลำดับ การควบคุมลำดับ และการป้องกันลูกโซ่ของ อุปกรณ์.
2. ระบบเชื่อมต่อกัน
ส่วนใหญ่จะรวมถึงการประสานการทำงานของเครื่องเป่าลมและตัวสะสมน้ำมันดินไฟฟ้า (ตัวสะสมน้ำมันดินไฟฟ้า) การประสานกันของรถบรรทุกเตาอบโค้กสามหรือสี่คัน (เตาอบโค้กบางรุ่นมีตัวเก็บฝุ่น) และห่วงโซ่การดำเนินงานของโบลเวอร์ \ ปั๊มน้ำมันและตัวสะสมน้ำมันดินไฟฟ้า ) ฯลฯ
3. การประสานยานพาหนะ
ผ่านอุปกรณ์ระบุหมายเลขเตาเผา อุปกรณ์รวบรวมข้อมูล อุปกรณ์ส่งข้อมูลไร้สาย ฯลฯ ที่ติดตั้งบนรถดันโค้ก รถบล็อกโค้ก และรถดับโค้ก การระบุตำแหน่งและสถานะการทำงานของยานพาหนะแต่ละคันจะถูกรวบรวมโดยอัตโนมัติ และผ่านการประมวลผลข้อมูล และการส่งข้อมูลแบบสองทาง ทำให้การส่งผ่านข้อมูลและการแลกเปลี่ยนระหว่างยานพาหนะเสร็จสมบูรณ์ และตระหนักถึงฟังก์ชันการประสานและการจัดการการทำงานของรถผลักโค้ก รถปิดกั้นโค้ก และรถดับโค้ก
อินเตอร์ล็อคโบลเวอร์
อุปกรณ์ควบคุมหลักของระบบแก๊สเตาอบโค้กคือเครื่องเป่าลม การควบคุมไฟกระชากของโบลเวอร์แบบแรงเหวี่ยงถูกควบคุมโดยวาล์วควบคุมการไหลเวียนของแก๊สขนาดเล็ก (โดยทั่วไปจะไม่นำเข้ามาในระบบ) การดูดท่อหลักของแก๊สทำได้โดยการหมุนเวียนของแก๊สขนาดใหญ่หรือการควบคุมความเร็วของเครื่องเป่าลม วัตถุควบคุมส่วนใหญ่เป็นวาล์วผีเสื้อด้านหลังท่อรูป∏, วาล์วผีเสื้อด้านหน้า, อินเวอร์เตอร์พัดลมหรือข้อต่อไฮดรอลิก ระบบควบคุมส่วนใหญ่ใช้การตรวจสอบและการบันทึกการประสานและประสานของระบบพัดลม
รูปที่ 2 แผนภาพการเชื่อมต่อของโบลเวอร์
4. ปั้มน้ำมันเชื่อมต่อกัน
เมื่อแรงดันน้ำมันต่ำ ระบบป้องกันอินเตอร์ล็อกของปั๊มน้ำมันจะทำงานโดยอัตโนมัติ
5. กล่องจับไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกัน
รูปที่ 3 แผนภาพการเชื่อมต่อกล่องจับไฟฟ้า
3.ระบบควบคุมแบบอะนาล็อก
ส่วนใหญ่จะรวมถึงระบบควบคุมแรงดันท่อรวบรวมก๊าซ ระบบทำความร้อนเตาอบโค้ก (รวมถึงการควบคุมแรงดันใต้ปล่องควัน การควบคุมการไหลของก๊าซหลัก ฯลฯ ) การควบคุมระดับตัวแยกก๊าซและของเหลว ฯลฯ
การรวบรวมการควบคุมแรงดันท่อ
การควบคุมแรงดันท่อรวบรวมก๊าซเตาอบโค้กเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการควบคุมเตาอบโค้ก การใช้วิธีการควบคุมขั้นสูงเพื่อให้บรรลุการควบคุมความดันท่อก๊าซโค้กของเตาอบโค้กในระยะยาวมีเสถียรภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงสภาพแวดล้อม เพิ่มปริมาณและคุณภาพของการนำก๊าซกลับมาใช้ใหม่ รวมถึงผลผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์เสริมของเตาอบโค้ก
แยกการควบคุมแรงดันปล่องควัน
วัตถุประสงค์ของการควบคุมแรงดันปล่องควันแบบแยกคือเพื่อให้แน่ใจว่าการดูดปล่องควันมีความเสถียร และได้ค่าสัมประสิทธิ์ส่วนเกินของอากาศที่เหมาะสม ซึ่งช่วยลดการสูญเสียความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อน ปรับการเปิดปล่องปล่องควันโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันใต้ปล่องควัน เพื่อรักษาเสถียรภาพความดันปล่องปล่องไฟย่อย ระบบควบคุมการเผาไหม้ใช้ปริมาตรก๊าซทำความร้อนเป็นพารามิเตอร์ป้อนไปข้างหน้าเพื่อปรับการดูดปล่องควัน โดยพิจารณาว่าปริมาณออกซิเจนของก๊าซไอเสียได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย
การควบคุมการไหลของก๊าซหลัก
การควบคุมระบบทำความร้อนใช้การควบคุมฟีดไปข้างหน้ารวมกับการแก้ไขอัลกอริธึมการจัดการอัตโนมัติอุณหภูมิเตาอบโค้ก ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการทำความร้อนของเตาอบโค้ก เช่น คุณลักษณะของก๊าซทำความร้อน คุณลักษณะของถ่านหินผสม และการทำงานของเตาอบโค้ก จะรวมอยู่ในโมดูลควบคุมการไหล การควบคุมความร้อนใช้วิธีการป้อนกลับไปข้างหน้าแบบผสมผสาน ซึ่งจะปรับการไหลของก๊าซทำความร้อนตามข้อมูลป้อนกลับอุณหภูมิช่องดับเพลิงที่วัดได้ ฟีดไปข้างหน้าจะปรับกำลังดูดของปล่องย่อยตามการเปลี่ยนแปลงของการไหลของก๊าซ
เนื่องจากชุดควบคุมฟัซซี่หลายโหมดของอุณหภูมิช่องไฟมีพารามิเตอร์หลักที่ส่งผลต่อความเสถียรในการทำความร้อนของเตาอบโค้ก โหมดการควบคุมที่อิงตามสิ่งนี้จึงสามารถสะท้อนความต้องการการทำความร้อนของเตาอบโค้กได้อย่างถูกต้องและมีความสามารถในการปฏิบัติได้ดี นอกจากนี้ โหมดนี้ยังสามารถตอบสนองสถานะการทำงานของเตาอบโค้กได้อย่างกระตือรือร้น โดยผสานรวมการปรับเปลวไฟและการจัดการการทำงาน
นอกจากนี้ สำหรับกระบวนการผลิตทั้งหมด โดยเฉพาะขั้นตอนการจุดระเบิด เรายังใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากการแบ่งปันข้อมูล DCS การสืบค้นข้อมูลในอดีต และการเตรียมอัลกอริธึมควบคุมแบบกำหนดเองแบบง่ายๆ เพื่อรวบรวมโปรแกรมควบคุมตามเงื่อนไขกระบวนการเฉพาะในไซต์งาน ไม่เพียงแต่ปรับปรุงระดับการควบคุมเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาเสถียรภาพและเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย
4. วิศวกรรมควบคุม
เนื่องจากวัตถุควบคุมที่มีการคัปปลิ้งที่แข็งแกร่ง การรบกวนที่รุนแรง และความไม่เป็นเชิงเส้นอย่างรุนแรง ระบบแรงดันตัวสะสมก๊าซของเตาอบโค้กจึงเป็นจุดควบคุมที่ยากลำบากในการผลิตถ่านโค้กมาโดยตลอด ด้วยการสั่งสมประสบการณ์หลายปีและการวิจัยทางเทคนิคที่เปลี่ยนเส้นทาง มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง Youwen ได้พัฒนาโซลูชันควบคุมแรงดันท่อรวบรวมก๊าซเตาอบโค้กที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ ไม่เพียงแต่ปรับปรุงความแม่นยำในการปรับแรงดันท่อรวบรวมก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของระบบอีกด้วย
รูปที่ 4 แผนภาพโครงสร้างระบบ
รูปที่ 5 ท่อรวบรวมอากาศ
5. สรุป
ระบบควบคุมแบบกระจาย UW500 - การออกแบบซ้ำซ้อนใช้ระบบสำรองแบบคู่ เวลาเปลี่ยนศูนย์เป็นศูนย์ เพื่อให้สามารถควบคุมได้อย่างต่อเนื่อง ระบบมีกลไกการลงคะแนนอินพุตและเอาท์พุตในตัว การทดสอบตัวเอง และการรายงานข้อผิดพลาด ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมโดยผู้ใช้ และสามารถใช้งานได้โดยอัตโนมัติตราบเท่าที่มีการกำหนดค่าการกำหนดค่าการออกแบบซ้ำซ้อน โมดูล I/O ที่เชื่อถือได้สูง: การแยกแบบจุดต่อจุด การกระจายพลังงานแบบจุดต่อจุด และการเปลี่ยนแบบจุดต่อจุดแบบออนไลน์ ระบบควบคุมแบบกระจาย UW500 ผสมผสานข้อดีของความน่าเชื่อถือสูง การบำรุงรักษาง่าย การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น และฟังก์ชันอันทรงพลัง
หลังจากใช้ระบบควบคุมแบบกระจาย UW500 ในการผลิตถ่านโค้ก ความเข้มข้นในการทำงานของพนักงานจะดีขึ้นอย่างมาก และยังสามารถรับรู้ถึงระดับของระบบอัตโนมัติในการผลิตอีกด้วย ความสามารถในการควบคุมแบบกระจายอันทรงพลังของ DCS ใช้เพื่อประสานงานการทำงานของเครื่องมือนอกสถานที่ ผลผลิตและคุณภาพได้รับการปรับปรุงอย่างมาก การควบคุมการประสานที่เป็นเอกลักษณ์ของ DCS ยังช่วยปรับปรุงความปลอดภัยของการผลิตถ่านโค้กอีกด้วย ความเสถียรของระบบควบคุมแบบกระจาย UW500 ยังทำให้กระบวนการผลิตปลอดภัยและเชื่อถือได้
