[发明专利]混合煤气的稳热值稳压的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种混合煤气的稳热值稳压的控制系统及方法，包括焦炉煤气源和高炉煤气源，所述焦炉煤气源和高炉煤气源均通过相应的供给支路连接有并联的第一口径支路和第二口径支路，第一口径支路和第二口径支路汇合后形成混合支路；所述第一口径支路和第二口径支路上均设置有流量计和流量调节阀，焦炉煤气源和高炉煤气源供给支路和混合支路上设置有热值仪，通过前馈控制与双闭环比值控制系统相结合的方式控制各口径支路上的流量调节阀的给定量，以调整混合煤气的热值与压力。

技术领域

本发明涉及一种混合煤气的稳热值稳压的控制系统及方法。

背景技术

钢铁工业在炼铁、炼钢、炼焦生产过程中会产生大量的副产品-高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气。这些副产煤气经过循环利用，作为余热发电、石灰窑、加热炉等工艺设备的燃料。由于副产煤气的热值对于工艺生产要求热值存在不匹配，工业上普遍采用煤气混合的方式，为工艺生产单位输送热值与压力稳定的混合煤气。

传统混合站，单纯以混合煤气热值为被控参数，将低热值煤气与高热值煤气通过一定比例混合，最终输送至用户。这种控制系统存在功能单一，无法满足用户复杂紧张的工艺生产需求，压力与热值波动较大，成品合格率低，燃料浪费及污染环境等缺点。

随着冶金行业产能过剩及国家对于高耗能产业环保要求的不断攀升，提高冶金产品的合格率，达到低碳环保要求是冶金企业发展的重中之重。为此，寻求一种热值与压力稳定，可以根据用户生产负荷自整定煤气用量的控制算法，成为我们急需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种混合煤气的稳热值稳压的控制系统及方法，本发明采用多回路前馈控制与双闭环比值控制系统相结合的方式控制混合煤气的热值与压力。相对于传统混合站控制系统，增加了用户单位煤气用量控制模型与稳压控制系统，可提前预判用户单位煤气用量，减少管网压力波动，提高热值稳定性，同时大大提高了混合煤气的使用率与成品合格率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合煤气的稳热值稳压的控制系统，包括焦炉煤气源和高炉煤气源，所述焦炉煤气源和高炉煤气源均通过相应的供给支路连接有并联的第一口径支路和第二口径支路，第一口径支路和第二口径支路汇合后形成混合支路；

所述第一口径支路和第二口径支路上均设置有流量计和流量调节阀，焦炉煤气源和高炉煤气源供给支路和混合支路上设置有热值仪，通过前馈控制与双闭环比值控制系统相结合的方式控制各口径支路上的流量调节阀的给定量，以调整混合煤气的热值与压力。

进一步的，所述焦炉煤气源和高炉煤气源各自的第一口径支路和第二口径支路上均设置有压力变送器。

进一步的，所述焦炉煤气源和高炉煤气源各自的第一口径支路和第二口径支路上均设置有热电阻。

进一步的，所述流量调节阀由控制器进行控制，所述控制器为PID控制器。

一种混合煤气的稳热值稳压的控制方法，依据工艺生产数学模型，推算出用户单位混合煤气的热值及混合煤气的最大需求量，计算出高炉煤气与焦炉煤气的流量配比以及焦炉煤气与高炉煤气具体需求量，以焦炉煤气需求量的55％～65％作为第一口径支路流量调节阀给定值；以混合煤气的热值作为第二口径支路的流量调节阀的给定值；取高炉煤气需求量的55％～70％作为第一口径支路流量调节阀的给定值，取30％～45％作为第二口径支路流量调节阀的给定值。

进一步的，焦炉煤气与高炉煤气的配比系数为混合煤气的热值与高炉煤气的热值的差值以及焦炉煤气的热值与高炉煤气的热值的差值的比值。

进一步的，混合煤气的流量和混合煤气的热值的乘积等于高炉煤气的热值与流量的乘积以焦炉煤气的热值与流量的乘积之和相等。