本发明专利技术涉及一种大型焦炉结焦过程炭化室压力调节控制装置及方法。该装置包括上升管盖控制装置、氨水注入装置、炭化室压力检测装置、调压装置、数学建模装置和控制装置。数学建模装置依据焦炉结焦时间和炭化室压力的特性，运用机理分析并采用近视处理建立炭化室压力控制的动态数学模型，将结焦全过程分为若干阶段，并得到各个阶段的压力的目标设定值；炭化室压力检测装置检测和采集焦炉炭化室的压力数据，控制装置比较实际结焦时间和目标结焦时间，将各阶段对应的压力设定值作为单个炭化室的压力调节目标值输出给调压设备，实现对炭化室压力的调节控制。本发明专利技术生产自动化程度高，能够大大提高生产效率，同时大幅降低人工成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焦炉
，具体涉及一种大型焦炉结焦时单个炭化室压力调节的 自动控制的装置及方法，能够方便地实现大型焦炉结焦过程中炭化室压力的调节。
技术介绍
目前，新型焦炉必须集大型化、环保化、机械化和自动化于一体，焦炉系统已普遍 采用自动化控制技术，把传统焦炉对吸气管压力粗放式的调节方式改变为通过调节每个炭 化室上升管压力来控制集气管压力的精细化调节方式，并实现了每个炭化室的结焦过程的 全自动化操作，降低劳动强度，为焦炉的高效生产和环保节能提供了有力的技术保证。 图1所示为传统焦炉的荒煤气系统结构，由简单的上升管、上升管盖、桥管、集气 管等基本结构组成，在控制中存在以下问题： 1)焦炉炭化室压力控制为集气管总管调节，各炭化室压力不均衡，且随装煤、推焦 影响大； 2)焦炉装煤时，因炭化室为正压装煤，，装煤孔冒烟着火逸尘现象严重； 3)推焦时，上升管与集气管以及大气直接相通，极易将空气串入荒煤气系统，造成 含氧量高； 4)结焦时，各炭化室压力不均衡，对焦炭质量造成影响，且荒煤气回收率也不是很 商； 5)生产自动化程度低，大大降低生产效率，同时大幅增加人工成本。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种能满足大型焦炉单个炭化室结焦过程炭化室压力 的自动控制方法及装置。 焦炉结焦过程、结焦时间和加热制度的变化使得产气量明显波动，煤的成份、装煤 量的变化以及实际结焦时间也会影响集气管压力的变化。本专利技术依据焦炉结焦时间，根据 炭化室压力的特性，运用机理分析建模的方法，采用合理的近视处理，建立了一种炭化室压 力控制的动态数学模型，进而利用该动态数学模型对炭化室压力进行自动控制。 具体来说，本专利技术采用的技术方案如下： -种焦炉结焦过程炭化室压力调节控制装置，其包括： 上升管盖控制装置，用于控制焦炉炭化室的上升管盖的打开和关闭； 氨水注入装置，用于向焦炉炭化室的集气管内注入氨水，对荒煤气进行消尘和降 温； 炭化室压力检测装置，用于检测和采集焦炉炭化室的压力数据； 数学建模装置，用于建立炭化室压力控制的动态数学模型，按照结焦时间将结焦 全过程为分为若干阶段，并得到各阶段炭化室压力的目标设定值； 调压装置，连接所述炭化室压力检测装置和数学建模装置，用于根据炭化室压力 的目标设定值，在结焦过程中对炭化室压力进行自动调节； 控制装置，连接上述各装置，用于通过程序控制功能比较实际结焦时间和目标结 焦时间，对炭化室压力的调节过程进行控制。 进一步地，所述数学建模装置按照结焦时间将结焦全过程为分九个阶段，各 时间区间为 0-10 %，11-20 %，21-30 %，31-40 %，41-50 %，51-60 %，61-70 %，71-80 %， 81-100%。 一种环保型焦炉荒煤气系统，包括依次连接的上升管、桥管和集气管，还包括上述 焦炉结焦过程炭化室压力调节控制装置。 -种采用上述装置的焦炉结焦过程炭化室压力调节控制方法，其步骤包括： 1)数学建模装置依据焦炉结焦时间和炭化室压力的特性，运用机理分析建模的方 法并采用合理的近视处理，建立炭化室压力控制的动态数学模型； 2)数学建模装置按照结焦时间将结焦全过程分为若干阶段，根据所述动态数学模 型得到各个阶段的压力的目标设定值； 3)炭化室压力检测装置检测和采集焦炉炭化室的压力数据，控制装置通过计算机 程序控制功能比较实际结焦时间和目标结焦时间，将各阶段对应的压力设定值作为单个炭 化室的压力调节目标值输出给调压设备，实现对炭化室压力的调节控制。 进一步地，步骤2)将结焦全过程为分九个阶段，各时间区间为0-10%，11_20%， 21-30% ,31-40% ,41-50% ,51-60% ,61-70% ,71-80% ,81-100%。 与传统焦炉相比，本专利技术的的有益效果如下： 1)焦炉炭化室压力控制为独立调节，各炭化室压力均衡，且不会受到其它炭化室 装煤、推焦影响； 2)装煤时，因炭化室为独立负压装煤，装煤孔冒烟着火逸尘现象几乎消除； 3)推焦时，上升管与集气管采用水封隔断，杜绝空气串入荒煤气系统造成的含氧 量高； 4)结焦时，各炭化室压力为独立调节，各炭化室压力均衡，且压力调节为自动分段 调节，生产的焦炭质量较稳定，且荒煤气回收率提高，结焦过程中杜绝了冒烟冒火； 5)生产自动化程度高，大大提高生产效率，同时大幅降低人工成本。【附图说明】 图1为传统焦炉的荒煤气系统结构示意图。 图2为本专利技术的大型环保型焦炉荒煤气系统结构示意图。 图3为本专利技术的炭化室压力检测装置结构示意图。 图4是本专利技术的活塞组件结构图。 图5a_图5c是本专利技术的调压装置的工作原理图，其中图5a是推焦状态示意图，图 5b是装煤状态示意图，图5c是结焦过程示意图。 图6是本专利技术的控制装置的控制过程示意图。 图7是本专利技术的大型环保焦炉系统自动控制框图。 图8是本专利技术的焦炉结焦过程炭化室压力调节控制方法的流程图。 图中标号说明： 1-上升管，2-上升管盖，3-桥管，4-集气管，5-上升管盖控制装置；6-氨水注入装 置，61-快注氨水阀，62-大氨水喷嘴，63-小氨水喷嘴；7-炭化室压力检测装置，压力变送器 71，可调流量计72,氮气保护开闭器73,清洗开闭器74,取压开闭器75,卡套式接头76,桥 管法兰盖77和取压导管78,不锈钢挠性连接管79 ;8_调压装置，81-导流槽，82-分位器， 83-活塞组件，84-活塞调节气缸，85-U型架，86-水封装置；9-数学建模装置，10-控制装 置。【具体实施方式】 下面通过具体实施例和附图，对本专利技术做进一步说明。 焦炉结焦过程，结焦时间和加热制度的变化使得产气量明显波动；煤的成份、装煤 量的变化以及实际结焦时间也会影响集气管压力的变化。炭化室压力控制是结焦全过程控 制，本专利技术按照结焦时间，分若干阶段给定设定值，比如分成九个阶段。遵循从结焦初期到 结焦末期，炭化室压力设定值由小到大的规律。 焦炉结焦时压力调节就是将模型中的压力值作为目标设定值，在结焦过程对炭化 室压力进行自动调节从而调节荒煤气的流量，保证炭化室内荒煤气的压力稳定。本专利技术是 采用PLC编程指令而编制的程序控制功能，对结焦时间分析计算判断，通过计算机进行压 力等数据的精确采集，并对调压设备进行控制，这种调节方式可确保每个炭化室压力在全 部结焦过程中受控在一定的范围内，保证集气管压力稳定性。 本专利技术在图1所示传统焦炉荒煤气系统基础上，建立了一种大型环保型焦炉荒煤当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焦炉结焦过程炭化室压力调节控制装置，其特征在于，包括：上升管盖控制装置，用于控制焦炉炭化室的上升管盖的打开和关闭；氨水注入装置，用于向焦炉炭化室的集气管内注入氨水，对荒煤气进行消尘和降温；炭化室压力检测装置，用于检测和采集焦炉炭化室的压力数据；数学建模装置，用于建立炭化室压力控制的动态数学模型，按照结焦时间将结焦全过程为分为若干阶段，并得到各阶段炭化室压力的目标设定值；调压装置，连接所述炭化室压力检测装置和数学建模装置，用于根据炭化室压力的目标设定值，在结焦过程中对炭化室压力进行自动调节；控制装置，连接上述各装置，用于通过程序控制功能比较实际结焦时间和目标结焦时间，对炭化室压力的调节过程进行控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨红深，熊宜亮，海国栋，蔡前进，杨旭，王懿德，王永刚，柴志丹，张永杰，王育红，吴卫红，姚远，李伟峰，谷小虎，陈俊杰，
申请(专利权)人：中国平煤神马集团许昌首山焦化有限公司，中国平煤神马能源化工集团有限责任公司技术中心，
类型：发明
国别省市：河南;41
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