一种氧煤比控制方法与流程

本发明属于控制领域，具体涉及一种氧煤比控制方法。

背景技术：

传统的氧煤比控制包括中值选择、温压补偿、比例调节、交叉限幅选择调节等控制原理和方法，其过程包括：

1、煤浆流量调节回路，含煤浆流量测量、中值选择、流量调节三个环节；

2、氧气流量调节回路，含氧气流量测量、温度压力补偿、氧气纯度校正、流量调节四个环节；

3、氧煤比交叉耦合调节回路；

4、负荷控制和交叉限幅选择调节回路。

O/C(氧气/粉煤)比控制实质是一个煤浆和氧气的比率调节回路，其中煤浆流量是基准值，氧气流量是随动的，所需氧气流量的设定值由煤浆流量经O/C比的数值经计算后得出，去氧气调节器自动控制氧气流量，从而实现O/C比控制。

交叉耦合控制：大原则就是加负荷先加煤浆后加氧气，减负荷先减氧气后减煤浆。传统的氧煤比控制关注的仅仅是氧气和粉煤的关系，与反应器温度没有关联，就工艺控制而言不够全面，气化岛的控制不够先进。为了解决上述问题，急需要一种和反应器温度相关联的带有氧气、蒸汽、粉煤流量调节的复杂控制策略。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种不仅能够实现传统的O/C控制，还能够实现反应器温度的控制，通过炉温的设定值和实际值的偏差，来调节氧气的流量，氧气流量的变化引起蒸汽流量的响应改变的煤氧比控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)氧气流量的测定：

首先，氧气经流量变送器FT1A(3)、FT1B(4)、FT1C(5)进入中值选择器(7)，取中值后和压力变送器PT1(1)、温度变送器TT1(2)一起进入第一温压补偿器(6)，由第一温压补偿器(6)输出的结果和氧气纯度输入(9)一起进入氧气纯度控制器(8)，氧气纯度控制器(8)的输出值即为氧气流量的实际值；

2)氧气/蒸汽比例控制：氧气纯度控制器(8)和蒸汽/氧气比值系数输入(11)一起进入第一比值控制器(10)，由第一比值控制器(10)输出值作为第二PID控制器(13)的设定值；蒸汽的实际流量经压力变送器PT2(14)、温度变送器TT2(15)和流量变送器FT2(16)的输出进入第二温压补偿器(12)得出，第二温压补偿器(12)的输出值即蒸汽的实际流量，并进入PID控制器(13)作为测量值，PID控制器(13)的输出控制流量调节阀FV2(17)的开度，使蒸汽的实际流量和氧气的实际流量满足比值关系；

3)氧气/粉煤比例控制：粉煤的设定值由生产负荷设定(23)、限幅器(24)和粉煤工程量转换器(25)得到，粉煤工程量转换器(25)的输出值进入第一高值选择器(26)；氧气纯度控制器(8)的输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第二比值控制器(18)，第二比值控制器(18)输出值进入第一高值选择器(26)，第一高值选择器(26)的高选值作为设定值进入第三PID控制器(29)，输送气管线上的流量变送器FT3(28)的输出作为测量值进入第三PID控制器(29)，第三PID控制器(29)的输出控制流量调节阀FV3(30)的开度，通过调节输送气量来控制粉煤的流量大小；

4)反应器温度选择：反应器(32)设置的温度变送器TT3(33)、TT4(34)、TT5(35)进入第二高值选择器(36)，第二高值选择器(36)输出值进行条件判断，当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时，第四PID控制器(37)输出，第五PID控制器(38)没有输出；当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时，第五PID控制器(38)有输出，第四PID控制器(37)没有输出；

5)反应器温度和氧气流量控制：进入反应器(32)的实际粉煤流量由第四流量变送器FT4(31)测得，第四流量变送器FT4(31)输出值和粉煤工程量转换器(25)的输出值一起进入低值选择器(27)，进入低值选择器(27)输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第三比值控制器(20)，当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时，第四PID控制器(37)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行低选，低选值进入第一PID控制器(21)作为设定值，而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值，第一PID控制器(21)的输出用于调节氧气流量；当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时，第五PID控制器(38)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行高选，高选值进入第一PID控制器(21)作为设定值，而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值，第一PID控制器(21)的输出用于调节流量调节阀FV1(22)控制氧气流量。

本发明的效果是：当反应器正常运行期间，反应器的温度反馈参数与前系统的氧煤比控制。传统的氧煤比控制的控制目标仅仅是让氧气、蒸汽和粉煤三者之间流量成比例，无论反应器的反应工况(主要指温度)如何，氧煤比始终在设定的比例下进行调节。这可能导致的结果是，当反应器的温度过高或者高低，氧煤比控制无法及时做出反馈，而是需要人为的重新设定比值系数，这必然会导致调节的不稳定性，也增大了人工操作的强度。本发明引入了反应器温度作为工况稳定期间氧气、蒸汽、粉煤流量微调的手段，使得整个氧煤比控制的自动化程度更高，避免了人为的误操作，使反应器的温度调节更加灵敏、稳定、可靠。

附图说明

图1是本发明氧气、蒸汽、粉煤比例控制原理图。

图2是本发明反应器温度控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，2，本发明的控制方法如下：

1)氧气流量的测定：

首先，氧气经流量变送器FT1A(3)、FT1B(4)、FT1C(5)进入中值选择器(7)，取中值后和压力变送器PT1(1)、温度变送器TT1(2)一起进入第一温压补偿器(6)，由第一温压补偿器(6)输出的结果和氧气纯度输入(9)一起进入氧气纯度控制器(8)，氧气纯度控制器(8)的输出值即为氧气流量的实际值；

2)氧气/蒸汽比例控制：蒸汽的流量随着氧气的流量变化为变化，其关系为比值控制。氧气纯度控制器(8)和蒸汽/氧气比值系数输入(11)一起进入第一比值控制器(10)，由第一比值控制器(10)输出值作为第二PID控制器(13)的设定值；蒸汽的实际流量经压力变送器PT2(14)、温度变送器TT2(15)和流量变送器FT2(16)的输出进入第二温压补偿器(12)得出，第二温压补偿器(12)的输出值即蒸汽的实际流量，并进入PID控制器(13)作为测量值，PID控制器(13)的输出控制流量调节阀FV2(17)的开度，使蒸汽的实际流量和氧气的实际流量满足比值关系；

3)氧气/粉煤比例控制：粉煤的设定值由生产负荷设定(23)、限幅器(24)和粉煤工程量转换器(25)得到，粉煤工程量转换器(25)的输出值进入第一高值选择器(26)；氧气纯度控制器(8)的输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第二比值控制器(18)，第二比值控制器(18)输出值进入第一高值选择器(26)，第一高值选择器(26)的高选值作为设定值进入第三PID控制器(29)，输送气管线上的流量变送器FT3(28)的输出作为测量值进入第三PID控制器(29)，第三PID控制器(29)的输出控制流量调节阀FV3(30)的开度，通过调节输送气量来控制粉煤的流量大小；

4)反应器温度选择：反应器(32)设置的温度变送器TT3(33)、TT4(34)、TT5(35)进入第二高值选择器(36)，第二高值选择器(36)输出值进行条件判断，当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时，第四PID控制器(37)输出，第五PID控制器(38)没有输出；当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时，第五PID控制器(38)有输出，第四PID控制器(37)没有输出；

5)反应器温度和氧气流量控制：进入反应器(32)的实际粉煤流量由第四流量变送器FT4(31)测得，第四流量变送器FT4(31)输出值和粉煤工程量转换器(25)的输出值一起进入低值选择器(27)，进入低值选择器(27)输出值和氧气/粉煤比值系数输入(19)一起进入第三比值控制器(20)，当第二高值选择器(36)的输出大于第一温度设定值(39)时，第四PID控制器(37)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行低选，低选值进入第一PID控制器(21)作为设定值，而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值，第一PID控制器(21)的输出用于调节氧气流量；当第二高值选择器(36)的输出小于第二温度设定值(40)时，第五PID控制器(38)的输出值和第三比值控制器(20)的输出值进行高选，高选值进入第一PID控制器(21)作为设定值，而氧气纯度控制器(8)的输出则作为第一PID控制器(21)的测量值，第一PID控制器(21)的输出用于调节流量调节阀FV1(22)控制氧气流量。