吸气机稳定调节的技术开发与应用
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摘 要：本文主要阐述了利用ABB Freelance 800F控制系统，实现宣钢焦化厂净化作业二区吸气机的转速稳定调节及集气管压力的调节，利用先进的模糊PID控制实现任务目标，改变之前利用串级调节的调节模式，同时针对现场情况对吸气机的联锁条件进行优化，便于生产的稳定。另根据季节生产需要，将调节参数实现监控画面可调，便于生产岗位根据工艺进行调节。
关键词：模糊控制;PID调节;吸气机;联锁
煤气吸气机是焦化生产工艺中的核心设备，焦化净化作业二区安装一套一开一备的电动煤气吸气机组，也是张家口煤气气源工程中的重点设备。吸气机的主要作用是将焦炉生产中产生的焦炉煤气，经过集气管、吸气管道、初冷器、电补焦油器等一系列设备变成为净煤气，全套设备采用负压工艺。
1 现状分析
原净化吸气机调速采用串级调节通过设置大循环量上下限来调控转速，调节后大循环量波动较大，风机转速上下波动同样较大。同时炼焦集气管压力波动也较大，间接影响吸气机的稳定调速。有时因在吸气机区域作业时，因作业时不谨慎，或者一些其它的偶然因素造成误触或者其它原因造成吸气机联锁停车，造成停车事故。
基于以上情况，为实现吸气机的稳定调速及减少或消除因偶然因素造成的吸气机停车的事故，提出对吸气机的稳定调速研究应用及对联锁停车条件进行延时处理。
2 主要技术内容
针对目标要求，我技术人员会同净化生产管理员根据生产工艺，对吸气机转速进行技术分析讨论及模拟实验，利用ABB Freelance 800F系统对吸气机进行模糊控制调速及集气管压力调节和联锁停车条件进行程序优化，并编制控制画面。
在吸气机聯锁停车条件延时处理上，选取合适的延时时间，对调节各参数进行分析、比较及论证。同时对5、6#集气管压力表，净化作业二区大循环流量表进行校验，保证数据可靠。通过对生产工艺的了解及对现场设备实际运行的状态进行调研，决定采取以下措施进行改进。
2.1 利用ABB Freelance 800F，对吸气机转速调节（勺管开度）进行模糊控制，并实现监控
例如，首先设置风机大循环量高限为7000、低限为3000，之后根据实时大循环量数据与高低限进行数据对比，当循环量小于3000时，吸气机开始稳定提速，此时，设置的机转速每周期的勺管调节高限为80%，低限为50%，且一周期的增加的转速开度为0.05%，一周期减少的转速开度为0.02%，假设此时的10秒内平均转速为2800，小于设定值3000，则勺管开度开始以每周期0.05%的速度增加，直到勺管内部设定点60%。当大循环量高于7000时，则调节方法相反。
2.2 调试分段PID参数，利用分段PID调节控制5、6#炉集气管压力，并实现监控
根据集气管实际压力输入值与给定值的偏差将PID参数分成三段调节。集气管压力与给定值偏差小于20Pa时，则按第一套PID参数调节;偏差大于20Pa并且小于40Pa时，按第二套PID参数调节;偏差大于40Pa时，按第三套PID参数调节。这样实现了偏差小时调节系统趋于稳定，偏差大时在短时间内能够恢复到给定值范围内的目标，保证集气管压力的趋于稳定。
每段集气管压力偏差范围都可以进行在线调整，利用常数块编程并在监控画面实现监视和调整，便于岗位根据生产工艺现状进行随时调整。另对其它可进行调节的数值都设置为常数块写入，便于进行实时更改及现场调试。
同时对集气管压力变送器进行校验，导压管进行疏通，确保现场仪表信号真实可靠。
下图为利用ABB Freelance 800F系统软件对集气管压力控制进行编制。
集气管压力调节程序图
2.3 吸气机联锁停车条件增加延时
加入延时联锁停车，在现场有偶然性扰动时不会造成吸气机立即停车，减少了因偶然因素导致的停车事故。
3 实施效果分析对比
程序应用后风机调速稳定，集气管压力调节稳定，另新增的吸气机联锁停车延时应用情况稳定，之后没有因一些偶然因素造成吸气机停车事故。
4 结语
本次改造解决了净化作业二区吸气机自控设计不足的问题，完成了公司要求，保障了安全生产，降低了事故发生率，可以推广到相应领域。
吸气机的稳定调节保证了气源工程的稳定供应，优化完善后的焦炉集气管压力控制及稳定、数据处理真实可靠、现场调节精准、快速、安全。通过三段PID调节及吸气机的模糊控制调节成功解决了焦炉集气管压力不稳定的问题，荒煤气放散大大减少，优化了焦炭质量，实现了安全、高效、环保的设计理念，同时为安全稳定生产提供了很好的基础。
参考文献：
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