1440化工自動(dòng)化及儀表第40卷針對(duì)GSP氣化爐運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)的控制策略優(yōu)化改造許力強(qiáng)"徐亞昆” 呼宏安(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司a.煤制油項(xiàng)目建設(shè)指揮部;b.煤炭化學(xué)工業(yè)分公司烯烴公司,銀川750411)摘要某煤基烯烴氣化裝置的西門子CSP干煤粉氣化工藝,除了氣化爐的構(gòu)造與其他工藝有所不同外,其負(fù)荷控制方式也與眾不同,是以煤量定氧量的,這就對(duì)煤量的測(cè)量準(zhǔn)確性和穗定性提出了較高的要求。在此,詳細(xì)介紹對(duì)以煤定氧的負(fù)荷控制方式的優(yōu)劣以及控制方式的優(yōu)化與改造。關(guān)鍵詞GSP干煤粉氣化爐 煤量測(cè)量 運(yùn)行參數(shù)波動(dòng) 控制策略優(yōu)化中圖分類號(hào)TH862*.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1000-3932(2013)11-1440-02神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤化工分公司的煤基烯烴根據(jù)給煤量波動(dòng)的頻次,得到每分鐘的平均項(xiàng)目,選用的是西門子GSP干煤粉氣化工藝,其煤粉流量信號(hào)。具體獲取方式為每6s對(duì)煤粉流負(fù)荷控制方式為“以煤定氧”,與主流氣化裝置有量信號(hào)取樣一次,每10次的取樣值計(jì)算得到平均所不同。這種控制理念是基于安全性考慮,可以值 ,每6s計(jì)算一次。如果使用1min的平均煤粉有效防止氣化爐的過氧燃燒。但這就對(duì)給煤量測(cè)量去控制氧量,暫時(shí)假定煤粉流量的測(cè)量是正確量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性提出了較高要求。在實(shí)際生的,則可能出現(xiàn)兩種極端工況:瞬時(shí)煤量較大,平產(chǎn)過程中,整個(gè)給煤管線中煤粉的流態(tài)并不穩(wěn)定,均煤量較小，,此時(shí)采用平均煤量控制氧氣流量,會(huì)用于給煤量測(cè)量的速度計(jì)和密度計(jì)均有所波動(dòng)，使 氧煤比(入)較實(shí)際偏低;瞬時(shí)煤量較小,平均煤導(dǎo)致測(cè)量出來的煤粉流量有較大波動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致量較大,則仍采用平均煤量控制氧氣流量,會(huì)使氧氧煤比(λ)、氧氣流量氣化爐壓力和溫度及合成煤比(入)較實(shí)際偏高。.氣流量等多個(gè)參數(shù)隨之波動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)很難穩(wěn)定而在GSP氣化裝置的運(yùn)行中,最危險(xiǎn)的莫過運(yùn)行。在此,筆者在對(duì)以煤定氧的負(fù)荷控制方式于氧氣過量,反應(yīng)在工藝參數(shù)上就是λ升高。所的優(yōu)劣性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,給出其控制策略的以任何時(shí)刻取兩者中的小值去控制氧氣流量,才優(yōu)化改造方案。能在穩(wěn)定工況的前提下避免過氧的風(fēng)險(xiǎn)。平均流1 GSP 氣化爐參數(shù)波動(dòng)原因分析量與瞬時(shí)流量的取小，與瞬時(shí)流量的趨勢(shì)對(duì)比如由于該公司的煤基烯烴項(xiàng)目的GSP氣化爐圖1所示,取小值的策略成功濾掉了瞬時(shí)流量易的負(fù)荷控制方式為以煤定氧，而輸煤量是-一個(gè)不導(dǎo)致過氧的虛高值。穩(wěn)定參數(shù),必然導(dǎo)致氧量隨之波動(dòng),而且稍顯滯瞬時(shí)煤粉流量后,所以兩介質(zhì)在氣化爐內(nèi)的配比并不是如預(yù)設(shè)的一樣呈線性化，這一點(diǎn)從氧煤比(入)曲線的波動(dòng)就可以看出。并且,隨著煤粉流量的波動(dòng)持續(xù)，二者的小值各參數(shù)的波動(dòng)就會(huì)呈現(xiàn)周期性波動(dòng),很難再次調(diào)整正常。因而,系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)的根源為煤粉流量的波動(dòng)。2解決方案圖1平均流量與 瞬時(shí)流量的取小值既然確定了系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)的根源為煤粉流量與瞬時(shí)流量的趨勢(shì)對(duì)比波動(dòng),那么就要從整個(gè)控制過程中穩(wěn)定煤粉流量中國(guó)煤化工入手。因?yàn)槊悍哿髁渴?一個(gè)波動(dòng)的參數(shù),所以取.YHCNMHG其平均量作為控制氧量的參數(shù)。收稿日期:2013-09-13(修改稿)第11期許力強(qiáng)等.針對(duì)GSP氣化爐運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)的控制策略優(yōu)化改造441另外,平均煤粉流量的計(jì)算是需要時(shí)間的,那操作畫面增加負(fù)荷控制方式切換按鈕,由工藝操么投煤初期的平均量從實(shí)際來看是偏小的,而且作 人員根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況,在最佳時(shí)間切換為平更加不穩(wěn)定,所以平均煤粉流量控制的投用時(shí)間均流量控制;所謂的平均量控制,就是將平均煤粉也需要設(shè)定。流量與瞬時(shí)煤粉流量做取小值運(yùn)算,在平均控制因投煤初期平均煤粉流量會(huì)明顯低于瞬時(shí)煤投用后,均取兩者中的小值去控制給氧量,避免隨粉流量,所以不能直接用平均量控制氧量,在DCS時(shí) 出現(xiàn)的過氧風(fēng)險(xiǎn)。其控制邏輯如圖2所示。DELAYSUM221F1345煤粉流量瞬時(shí)值每6s輸出10個(gè)信號(hào)「 DIVL AVER F1345一值，之進(jìn)行加和前輸出的運(yùn)算總和除煤粉流量平均值保持,第10-10得到平均]十一個(gè)出流量值個(gè)代替MULSWITCH乘法L SPAVER手動(dòng)切換02 SP. KORR平均量得到的按鈕G SE氧氣計(jì)算參數(shù)氧氣設(shè)定值MIN艮據(jù)C信231F3411C_ SP ]兩參數(shù)取區(qū)小值 號(hào)有無，選SP小值輸出揮輸出門用于氧氣流量主氧流量設(shè)定值”或2控制SP REAL乘法用瞬時(shí)量得到的圖2 GSP平均煤粉流量控制邏輯的優(yōu)化方案3優(yōu)化后的控制效果煤粉流量氧氣量?jī)?yōu)化后的組態(tài)邏輯程序投用后,給氧流量的調(diào)節(jié)較以前穩(wěn)定了很多,同時(shí)其他參數(shù)也有了很大的改善,周期性波動(dòng)的情況不復(fù)存在。優(yōu)化前、氣化爐壓力后各參數(shù)曲線的對(duì)比如圖3.4所示。優(yōu)化前,氧圖4程序優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)曲 線.氣流量完全取決于煤粉流量,成線性跟蹤,同時(shí)氣4結(jié)束語化爐壓力也隨相關(guān)參數(shù)的波動(dòng)而波動(dòng);優(yōu)化后,氧神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤化工分公司的煤基烯烴氣流量在煤粉流量低時(shí)跟蹤,有一-定的線性關(guān)系，項(xiàng)目的GSP氣化爐的控制方案在改造前,整個(gè)當(dāng)煤粉流量向大值波動(dòng)時(shí),氧氣流量已經(jīng)由平均GSP氣化爐系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)較大,曾多次導(dǎo)煤量來控制,呈穩(wěn)定趨勢(shì),同時(shí)氣化爐壓力也較以致氣化爐非計(jì)劃停車,給企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)前穩(wěn)定了許多。損失。優(yōu)化改造之后,GSP氣化爐各參數(shù)周期性波動(dòng)情況得到解決,氣化爐系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性提高,整個(gè)工藝生產(chǎn)運(yùn)行周期變長(zhǎng),再未發(fā)生因工況波wwwww.動(dòng)導(dǎo)致的氣化爐非計(jì)劃性停車,實(shí)現(xiàn)了氣化爐裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。同時(shí),期望筆者所述圖3程序優(yōu)化前的運(yùn)行參數(shù)曲 線.GSP氣化爐的給燃縣控制箸敗的代化方案,能夠中國(guó)煤化工對(duì)類似工藝的改造參考。.4CNMHG.