一种用于混合煤气加压的主、副管切换系统的制作方法

本实用新型涉及高焦混合煤气的输送管道，具体涉及一种用于混合煤气加压的主、副管切换系统。

背景技术：

在工业正常生产中，高、焦混合煤气被广泛的应用在日常生产中，高焦混合煤气热值通常采用比例调节控制方式，即采用PID功能控制高煤调节阀稳定加压机机前混合压力，焦炉煤气根据高炉煤气流量与设定的比例系数乘积最终为焦煤调节阀的设定值通过PID功能调节焦煤管道流量，达到高焦煤气按照设定的比例进行混合的目的。往往一个混合煤气加压站要供应后续多个煤气用户，混合煤气流量跨幅很大，为满足最大生产负荷，煤气管道以及测量仪表往往都按照最大流量进行设计。当后续煤气用户大部分停产只有小部分工序生产，煤气用量很低（低于最大用量的30%）时，就会使得高、焦煤气流量测量以及调节阀开度控制存在较大误差，导致高、焦煤气实际混合比值与设定比值产生较大偏差，造成混合煤气热值无法控制，进而影响后续煤气用户用量的生产。为缓解这一缺陷所造成的影响，在煤气用量较小时，岗位运行人员必须将混合煤气放散阀门打开，避免煤气用量低于30%以下，确保混合煤气热值稳定。但这样势必造成能源的极大浪费。

技术实现要素：

为了解决上述出现的问题，本实用新型提供了一种用于混合煤气加压的主、副管切换系统。

本实用新型采用如下技术方案：一种用于混合煤气加压的主、副管切换系统，包括安装有高煤主管调节阀的高煤主管道和安装有焦煤主管调节阀的焦煤主管道，高煤主管道的输出端与焦煤主管道的输出端通过第一管段接通，第一管段中安装有加压机，还包括安装有高煤副管调节阀的高煤副管道、安装有焦煤副管调节阀的焦煤副管道，高煤副管道与高煤主管道并联，焦煤副管道与焦煤主管道并联；加压机输入端的管段中安装有混合煤气机前压力表，高煤主、副管调节阀分别设有各自调节阀控制单元，且两调节阀控制单元均与混合煤气机前压力表电连，高煤主、副管调节阀设有主副管切换控制单元；主副管切换控制单元与混合煤气机前压力表电连；焦煤主、副管道调节阀的输出端分别设有各自的气体流量计，焦煤主管道调节阀设有焦煤比例调节控制单元，高煤主管道调节阀的输出端安装有高煤主管煤气流量计，高煤主管煤气流量与焦煤比例调节控制单元电连由其控制，焦煤副管道调节阀设有焦煤副管调节阀控制单元，高煤副管调节阀的输出端设有高煤副管煤气流量计，高煤副管煤气流量计与焦煤副管调节阀控制单元电连由其控制，焦煤副管调节阀控制单元与焦煤比例调节控制单元之间电连高、焦煤气配比系数调整表。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型高、焦煤气管道分别采用主副管控制方式，即在煤气用量小的情况下采用副管（小管径）运行，确保流量测量及调节阀控制精度；在煤气用量大的情况下，采用主管（大管径）运行，满足后续用户用量需求。主副管的切换根据煤气使用总量变化，通过切换控制单元进行自动切换。

2、本实用新型当混合煤气高用量时，使用主管运行满足现场生产需求；当混合煤气低用量，主管无法保证高、焦煤流量测量精度时，采用副管运行，提高混合煤气配比精度保证混合煤气热值稳定。

3、本实用新型混合煤气低用量时采用副管运行，避免了调节阀在小开度区域工作，使得焦煤流量控制更加平稳，保证了混合煤气热值稳定。

4、本实用新型主管与副管之间切换通过切换控制单元完成，在生产过程中进行主副管切换时混合煤气压力及热值比较平稳，不会影响后续工序生产，能够实现无扰切换。

附图说明

图1 .高、焦混合煤气主副管控制工艺及控制关系图；

图2.高、焦混合煤气主副管切换控制原理图。

图中：1—高煤副管调节阀，2—焦煤副管调节阀，3—高煤副管道，

4—焦煤副管道，5—加压机，6—混合煤气机前压力给定器，7—混合煤气机前压力表，8—高煤副管煤气流量计，9—焦煤副管煤气流量计，10—高、焦煤气配比系数调整表， 11—高煤副管调节阀控制单元，12—焦煤副管比例调节控制单元，13—高煤主副管切换控制单元，14—高煤主管调节阀，15—焦煤主管调节阀，16—高煤主管道，17—焦煤主管道， 21—高煤主管煤气流量计，22—焦煤主管煤气流量计， 24—高煤主管调节阀控制单元，25—焦煤主管比例调节控制单元。

具体实施方式

一种用于混合煤气加压的主、副管切换系统，包括安装有高煤主管调节阀的高煤主管道和安装有焦煤主管调节阀的焦煤主管道，高煤主管道的输出端与焦煤主管道的输出端通过第一管段接通，第一管段中安装有加压机5，还包括安装有高煤副管调节阀1的高煤副管道3、安装有焦煤副管调节阀2的焦煤副管道4，高煤副管道3与高煤主管道16并联，焦煤副管道4与焦煤主管道17并联；加压机5输入端的管段中安装有混合煤气机前压力表7，高煤主管调节阀14和高煤副管调节阀1分别设有各自调节阀控制单元，且两调节阀控制单元均与混合煤气机前压力表7电连，高煤主、副管调节阀设有主副管切换控制单元13；主副管切换控制单元13与混合煤气机前压力表7电连；焦煤主、副管道调节阀的输出端分别设有各自的气体流量计，焦煤主管道调节阀15设有焦煤比例调节控制单元25，高煤主管道调节阀14的输出端安装有高煤主管煤气流量计21，高煤主管煤气流量21与焦煤比例调节控制单元25电连由其控制，焦煤副管道调节阀2设有焦煤副管调节阀控制单元12，高煤副管调节阀1的输出端设有高煤副管煤气流量计8，高煤副管煤气流量计8与焦煤副管调节阀控制单元12电连由其控制，焦煤副管调节阀控制单元12与焦煤比例调节控制单元25之间电连高、焦煤气配比系数调整表10。

使用时，当用户量较小时，高、焦煤气主管不参与自动调节且为完全关闭状态，高煤副管调节阀根据机前压力SP进行自动调节，焦煤副管调节阀根据所设定的混合控制比值系数以及高煤副管实际流量进行焦煤流量自动控制。当用户量较大时，高、焦煤气副管不参与自动调节且为完全关闭状态，高煤主管调节阀根据机前压力SP进行自动调节，焦煤主管调节阀根据所设定的混合控制比值系数以及高煤主管实际流量进行焦煤流量自动控制。焦煤主管、副管调节阀分别根据流量比值系数进行控制。控制单元进行自动切换，当需要进行主管切换至副管运行时，高煤主管调节阀设定值为SP - △P，副管设定值为SP；需要进行副管切换至主管运行时，高煤副管设定值为SP - △P，主管设定值为SP。 一种用于混合煤气加压系统主、副管切换的方法如下：

(1) 首先分别在高、焦煤气主管道增设一根辅助管道做为副管，副管道安装与主管道同样的设备设施,包括：压力表、流量计、温度测量点以及调节阀门。

(2)在PLC控制器中增加模拟量输入AI模板与输出AO模板，在PLC控制器中针对高、焦煤副管道调节阀分别设计高煤副管调节阀控制单元11和焦煤副管比例调节控制单元12PID控制功能块，将混合煤气机前压力7送入高煤副管道调节阀控制单元11PID控制块中，对高煤副管道调节阀1进行控制，使混合煤气机前压力7稳定在混合煤气机前压力表给定器6给的设定值SP左右；将副管焦煤流量和副管高煤流量送入焦煤副管比例调节控制单元12的PID控制块中，对焦煤副管道调节阀2进行控制，实现焦煤流量与高煤流量达到设定的比例。

(3)主副管切换流程：高、焦混合系统副管运行时，高煤主管调节阀14和焦煤主管调节阀15关闭，当混合煤气用量增加且高于系统最大负荷的30%时，开始执行高煤副管道3切高煤主管道16过程；切换过程中首先将高煤主管调节阀14设定值给定为SP，高煤副管调节阀1设定值为SP-△P（△P必须大于混合煤气机前压力表调节的最大压力振幅），此时混合煤气机前压力在设定值SP上下波动，高煤副管调节阀1通过PID控制功能关闭，并将混合煤气机前压力试图稳定在SP-△P上，一旦混合煤气机前压力下降，高煤主管调节阀14会通过PID控制功能将混合煤气机前压力试图稳定在SP上，这样高煤主管调节阀14和高煤副管调节阀1相互调节开关，最终高煤副管调节阀1完全关闭，高煤主管调节阀14根据设定值SP进行调节，高煤副管道3切高煤主管道16过程结束。切换过程中，混合煤气机前压力给定器6给定的高、焦煤气配比设定值是不变的，焦煤主管比例调节控制单元25PID功能块根据高煤主管流量进行调节，焦煤副管比例调节控制单元12PID功能块根据高煤副管流量进行调节，焦煤副管调节阀2，最终跟随高煤副管调节阀1关闭。

（4）高、焦混合系统主管运行时，高煤副管调节阀1和焦煤副管调节阀2关闭，当混合煤气用量减小且低于系统最大负荷的40%时，开始执行高煤主管道16切高煤副管道3过程；切换过程中首先将高煤副管调节阀1设定值给定为SP，高煤主管调节阀14设定值为SP-△P（△P必须大于混合煤气机前压力调节的最大振幅），当混合煤气机前压力在设定值SP上下波动时，高煤主管调节阀14通过PID控制功能，将混合煤气机前压力试图稳定在SP-△P上，一旦机前压力下降，高煤副管调节阀1会通过PID控制功能将混合煤气机前压力试图稳定在SP上，这样高煤主管调节阀14和高煤副管调节阀1相互调节开关，最终高煤主管调节阀14完全关闭，高煤副管调节阀1根据设定值SP进行调节，高煤主管道16切高煤副管道3过程结束。切换过程中，混合煤气机前压力给定器给定的高、焦煤气配比设定值6是不变的，焦煤副管比例调节控制单元12的PID调节根据高煤副管煤气流量计8显示的高煤副管流量进行调节，焦煤主管比例调节控制单元25的PID功能块根据高煤主管煤气流量计21显示的高煤主管流量进行调节，最终焦煤主管调节阀15跟随高煤主管调节阀14关闭。