吸氣機穩定調節的技術開發與應用

李晟京

摘?要：本文主要闡述了利用ABB?Freelance?800F控制系統，實現宣鋼焦化廠凈化作業二區吸氣機的轉速穩定調節及集氣管壓力的調節，利用先進的模糊PID控制實現任務目標，改變之前利用串級調節的調節模式，同時針對現場情況對吸氣機的聯鎖條件進行優化，便于生產的穩定。另根據季節生產需要，將調節參數實現監控畫面可調，便于生產崗位根據工藝進行調節。

關鍵詞：模糊控制;PID調節;吸氣機;聯鎖

煤氣吸氣機是焦化生產工藝中的核心設備，焦化凈化作業二區安裝一套一開一備的電動煤氣吸氣機組，也是張家口煤氣氣源工程中的重點設備。吸氣機的主要作用是將焦爐生產中產生的焦爐煤氣，經過集氣管、吸氣管道、初冷器、電補焦油器等一系列設備變成為凈煤氣，全套設備采用負壓工藝。

1?現狀分析

原凈化吸氣機調速采用串級調節通過設置大循環量上下限來調控轉速，調節后大循環量波動較大，風機轉速上下波動同樣較大。同時煉焦集氣管壓力波動也較大，間接影響吸氣機的穩定調速。有時因在吸氣機區域作業時，因作業時不謹慎，或者一些其它的偶然因素造成誤觸或者其它原因造成吸氣機聯鎖停車，造成停車事故。

基于以上情況，為實現吸氣機的穩定調速及減少或消除因偶然因素造成的吸氣機停車的事故，提出對吸氣機的穩定調速研究應用及對聯鎖停車條件進行延時處理。

2?主要技術內容

針對目標要求，我技術人員會同凈化生產管理員根據生產工藝，對吸氣機轉速進行技術分析討論及模擬實驗，利用ABB?Freelance?800F系統對吸氣機進行模糊控制調速及集氣管壓力調節和聯鎖停車條件進行程序優化，并編制控制畫面。

在吸氣機聯鎖停車條件延時處理上，選取合適的延時時間，對調節各參數進行分析、比較及論證。同時對5、6#集氣管壓力表，凈化作業二區大循環流量表進行校驗，保證數據可靠。通過對生產工藝的了解及對現場設備實際運行的狀態進行調研，決定采取以下措施進行改進。

2.1?利用ABB?Freelance?800F，對吸氣機轉速調節（勺管開度）進行模糊控制，并實現監控

例如，首先設置風機大循環量高限為7000、低限為3000，之后根據實時大循環量數據與高低限進行數據對比，當循環量小于3000時，吸氣機開始穩定提速，此時，設置的機轉速每周期的勺管調節高限為80%，低限為50%，且一周期的增加的轉速開度為0.05%，一周期減少的轉速開度為0.02%，假設此時的10秒內平均轉速為2800，小于設定值3000，則勺管開度開始以每周期0.05%的速度增加，直到勺管內部設定點60%。當大循環量高于7000時，則調節方法相反。

2.2?調試分段PID參數，利用分段PID調節控制5、6#爐集氣管壓力，并實現監控

根據集氣管實際壓力輸入值與給定值的偏差將PID參數分成三段調節。集氣管壓力與給定值偏差小于20Pa時，則按第一套PID參數調節;偏差大于20Pa并且小于40Pa時，按第二套PID參數調節;偏差大于40Pa時，按第三套PID參數調節。這樣實現了偏差小時調節系統趨于穩定，偏差大時在短時間內能夠恢復到給定值范圍內的目標，保證集氣管壓力的趨于穩定。

每段集氣管壓力偏差范圍都可以進行在線調整，利用常數塊編程并在監控畫面實現監視和調整，便于崗位根據生產工藝現狀進行隨時調整。另對其它可進行調節的數值都設置為常數塊寫入，便于進行實時更改及現場調試。

同時對集氣管壓力變送器進行校驗，導壓管進行疏通，確保現場儀表信號真實可靠。

下圖為利用ABB?Freelance?800F系統軟件對集氣管壓力控制進行編制。

集氣管壓力調節程序圖

2.3?吸氣機聯鎖停車條件增加延時

加入延時聯鎖停車，在現場有偶然性擾動時不會造成吸氣機立即停車，減少了因偶然因素導致的停車事故。

3?實施效果分析對比

程序應用后風機調速穩定，集氣管壓力調節穩定，另新增的吸氣機聯鎖停車延時應用情況穩定，之后沒有因一些偶然因素造成吸氣機停車事故。

4?結語

本次改造解決了凈化作業二區吸氣機自控設計不足的問題，完成了公司要求，保障了安全生產，降低了事故發生率，可以推廣到相應領域。

吸氣機的穩定調節保證了氣源工程的穩定供應，優化完善后的焦爐集氣管壓力控制及穩定、數據處理真實可靠、現場調節精準、快速、安全。通過三段PID調節及吸氣機的模糊控制調節成功解決了焦爐集氣管壓力不穩定的問題，荒煤氣放散大大減少，優化了焦炭質量，實現了安全、高效、環保的設計理念，同時為安全穩定生產提供了很好的基礎。

參考文獻：

[1]張曾科.模糊數學在自動化技術中的應用[M].北京：清華大學出版社，1997：123-167.

[2]候志林.過程控制與自動化儀表[M].北京：機械工業出版社，2000：79-99.

[3]張毅.自動檢測技術及儀表控制系統[M].北京：化學工業出版社，2005：133-194.