某褐煤滚筒干燥系统解耦控制的研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 某褐煤滚筒干燥系统解耦控制的研 究 【摘 要】褐煤滚筒干燥系统中 的控制系统，对整个控制过程极为重要。 本文尝试以解耦控制为核心、以达到调 整控制阀开度并控制系统温度值和氧量 达到工艺要求。在本文写作过程中，力 图从保证系统温度和氧量角度出发，分 析各控制回路，发现多参数有耦合关系， 应用解耦控制来作为褐煤干燥关键参数 控制的新方法，并分析其可行性使褐煤 干燥能够安全可靠地进行。 中国论文网 /8/view-12889417.htm 【关键词】褐煤 滚筒干燥 控制 策略 由于褐煤滚筒干燥工艺的生产规 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 模和复杂程度不断增加，单靠哪些相互 独立的控制回路来保持整个生产过程的 安全、稳定、经济运行越来越困难，褐 煤滚筒干燥系统的总体控制要求是将滚 筒的出口温度、氧量都控制在规定范围 内，而又维持较高的处理能力1。 1 褐煤滚筒干燥技术设备与工艺 干燥装置的热源设备为热烟气发 生炉，燃用经干燥后的煤粉收集器收集 的细煤粉。采用烟气再循环配风技术， 向干燥装置提供约 700的烟气。原煤 经烟气干燥后，烟气携带干燥析出的水 分和细煤粉被负压吸入煤粉收集器。含 热烟气发生炉在内的干燥系统通风方式 为平衡通风，干燥装置微负压运行2。 2 实际存在的问题 由于褐煤具有自燃性，在密闭空 间内氧量、褐煤粉尘浓度达到一定量时 3，遇有火星就会发生爆燃严重时将会 爆炸。褐煤滚筒干燥工艺系统氧量、温 度直接关系到整个机组的安全性和经济 性。内蒙古某厂在 2012 年发生一起爆 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 燃事故，造成设备及生产厂房的严重损 坏。 3 褐煤滚筒干燥系统及特性 运行时系统煤粉浓度比较难控制 也没有装置可以测量。明火的控制主要 是通过对系统温度的控制。系统氧量主 要是通过炉膛配风及燃烧情况进行控制， 烟气温度主要是通过再循环风风量进行 控制。实际运行中主要监测滚筒干燥机 入口温度和出口氧量，确保不超允许范 围4。 炉膛设计漏风率 1.2，根据漏风 率和氧量的关系得出炉膛出口氧量为 3.5%。炉膛调温室到 L 筒入口之间温 降是一定的，所以正常运行时只要保证 了热风炉调温室出口的温度和氧量就能 保证滚筒干燥机的安全运行。 经过对比分析得出，在滚筒干燥 系统的控制回路中，存在着相当严重的 耦合，不进行解耦的系统是不可能获得 良好的控制品质的，即使改变变量配对， 也不能彻底解决问题。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3.1 二次风量对热烟气发生炉出 口温度的影响 二次风作为炉膛燃烧调整用风， 在保证燃烧的同时会对热风炉温度产生 影响，二次风量增加，炉膛温度下降。 3.2 二次风量对热烟气发生炉出 口氧量的影响 二次风对热风炉氧量的影响主要 是因为空气过剩系数大导致。二次风量 增加，热烟气发生炉出口氧量增加。 3.3 再循环风量对热烟气发生炉 出口温度的影响 热烟气发生炉出口温度主要是靠 再循环风量进行调节，控制在 700。 再循环风量风量增加，热烟气发生炉出 口温度下降。 3.4 再循环风量对热烟气发生炉 出口氧量的影响 再循环风量增加，热烟气发生炉 出口氧量降低。 通过以上分析我们得知，热烟气 发生炉是一个典型的多输入多输出系统， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 它的输入量是二次风量和再循环风量， 输出量是热风炉出口温度和热风炉出口 氧量。 热风炉出口温度和热风炉出口氧 量很容易测量，热风炉系统对象特性可 用如下传递函数：5 式中：T 代表热烟气发生炉出口 温度，O 代表热烟气发生炉出口氧量。 U 代表再循环风风门开度，V 代表二次 风风门开度。 4 关键参数控制策略 目前是将控制系统设计为三个互 为独立的控制回路，再循环风控制炉膛 出口温度，二次风量控制炉膛出口氧量， 调节引风量维持炉膛负压三套独立的控 制回路。 4.1 热烟气发生炉烟气温度控制 为了及时响应二次风量对调温室 烟气温度的影响，本文引入前馈解耦。 二次风量作为前馈信号对再循环风门电 动执行器进行调节。重新设计后的前馈 解耦控制模型如图 1 所示。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 4.2 热烟气发生炉出口氧量控制 热烟气发生炉出口氧量主要受二 次风影响，但同时再循环风对系统氧量 影响比较大，针对褐煤干燥过程中具体 问题，在原控制系统上引入再循环风前 馈。其控制原理图如图 2 所示。 4.3 热烟气发生炉炉膛负压控制 保证炉膛负压是为了保证热系统 不发生喷火和吸入冷风。原负压控制系 统主要是由引风机进行调节。实际运行 中再循环风对负压影响迅速，所以引入 再循环风前馈控制，通过检测再循环风 量对引风机入口门电动执行器进行调节 如图 3