一种有机废气超低排放控制方法与流程

1.本技术涉及设备控制技术领域，尤其涉及一种有机废气超低排放控制方法。


背景技术：

2.为了满足国家环保部门和企业对易挥发性有机废气的环保要求，各钢铁企业在生产过程中都需要对有机废气进行严格的治理。由于在钢铁生产的过程中会产生大量的有机废气，有机废气对环境的污染巨大，且部分有机气体通过储存作为原料出售产生经济效益。为了使有机废气的治理达到标准以及实现效益最大化，因此需要在厂区内配备完善的治理设备和控制系统。
3.现有的有机废气治理系统控制技术大多是通过pid调节系统阀门的开度，控制系统主要包括上位机、现场阀门定位器、驱动电机以及传感器等。控制过程中，通过阀门定位器以及传感器获取现场的压力、氧气浓度、阀门开度等数据。同时，现场检测仪器将获取阀门开度、管道压力、温度、氧气浓度等数据发送给plc，plc通过按照这些检测参数进行自动控制。现有的控制技术在实际的生产过程应用时，对于阀门的控制反应速度慢，存在一定的滞后性，并且控制方式单一，无法根据每个阀门的具体状况进行针对性的控制，控制效果无法保证。因此，需要一种应用于有机废气超低排放的控制技术。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种有机废气超低排放控制方法，以解决现有的控制技术在实际的生产过程应用时，对于阀门的控制反应速度慢，存在一定的滞后性，并且控制方式单一，无法根据每个阀门的具体状况进行针对性的控制，控制效果无法保证的问题。
5.本技术提供一种有机废气超低排放控制方法，包括：
6.对废气管道内的重点节点以及储槽储罐内的压力、含氧量、温度以及流量数据进行监控，得到监控结果；
7.判断所述监控结果是否超过报警阈值，如果超过报警阈值，发出报警指令；
8.使用联锁控制设计对一步和二步煤气管道的重点监测点进行检测，并判断是否满足联锁控制条件；
9.在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，判断系统压力是否低于设定值，当系统压力低于设定值时，便增大阀门的开度。
10.可选的，有机废气治理包含正压密闭、负压密闭、非密闭三个系统，对于管道内压力检测，采用横河川仪智能压力变送器，以保证管道内压力测量的准确性；对于煤气精制作业等易燃易爆区域，采用戴维森激光气体分析仪完成对管道中氧含量的监测，为操作人员提供准确的氧含量数值。
11.可选的，判断所述监控结果是否超过报警阈值，如果超过报警阈值，发出报警指令包括：
12.通过上位画面的语音报警功能播放语音文件发出警告，以便及时解决此问题。
13.可选的，使用联锁控制设计对一步和二步煤气管道的重点监测点进行检测，并判断是否满足联锁控制条件包括：
14.在监测点的数值不满足联锁控制条件时，会自动打开或关闭阀门，并将所有阀门的控制切换为手动模式，同时进行语音报警提示。
15.可选的，在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，判断系统压力是否低于设定值包括：
16.当系统压力高于设定值时，减少阀门的开度；当系统压力达到设定上限时自动关闭阀门。
17.由以上技术方案可知，本技术提供一种有机废气超低排放控制方法，包括：对废气管道内的重点节点以及储槽储罐内的压力、含氧量、温度以及流量数据进行监控，得到监控结果；判断所述监控结果是否超过报警阈值，如果超过报警阈值，发出报警指令；使用联锁控制设计对一步和二步煤气管道的重点监测点进行检测，并判断是否满足联锁控制条件；在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，判断系统压力是否低于设定值，当系统压力低于设定值时，便增大阀门的开度。以解决现有的控制技术在实际的生产过程应用时，对于阀门的控制反应速度慢，存在一定的滞后性，并且控制方式单一，无法根据每个阀门的具体状况进行针对性的控制，控制效果无法保证的问题。
18.本技术的有益效果为：
19.1、在有机废气超低排放中压力、流量等检测数据波动大、变化快，管道上的调节阀需要快速响应、频繁动作，以防动作滞后，无法及时控制压力。对每个调节阀的控制都进行了单独的分析与设计，可以快速的根据压力的波动进行阀门开度的调节，让参数始终保持在设定值。系统处理非常灵活可靠，保障了生产的顺利运行。
20.2、目前，需要人工监控整个有机超低排放的状态，并对阀门的开度进行调整，劳动强度很大，环境也很恶劣。本技术可以完成有机废气超低排放的自动控制，实现全流程自动调节，从现场的热电阻、压力变送器等传感器获取数据后，通过程序自动调节，系统无人值守，大大降低了工人的劳动强度，同时让企业减员增效。
21.3、画面简洁方便，可读性强，画面清晰的展现了正压密闭系统、负压密闭系统和非密闭系统三个系统的全部内容，并且在画面中具有报警、趋势、阀门开度设定以及报警点设定等功能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术提供的联锁程序示例图；
24.图2为本技术提供的联锁逻辑图；
25.图3为一步二路鼓冷焦油渣顶分离器尾气压力调节示意图；
26.图4为分段控制程序示例图。
具体实施方式
27.下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
28.本技术提供一种有机废气超低排放控制方法，包括：
29.对废气管道内的重点节点以及储槽储罐内的压力、含氧量、温度以及流量数据进行监控，得到监控结果；
30.判断所述监控结果是否超过报警阈值，如果超过报警阈值，发出报警指令；
31.使用联锁控制设计对一步和二步煤气管道的重点监测点进行检测，并判断是否满足联锁控制条件；
32.在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，判断系统压力是否低于设定值，当系统压力低于设定值时，便增大阀门的开度。
33.本技术提供了一种有机废气超低排放控制方法，基于该方法实现包括的硬件有：上位机、plc、调节阀、智能压力变送器、测氧仪、热电阻等。软件部分本专利采用unity pro 11.3编程工具，为控制系统提供了专门的多语言开发环境。监控软件采用扩展性，灵活性，集成性极强的citect scada 16系统，运行于windows 7中文平台。
34.硬件部分主要实现的功能包括：上位机负责程序的修改和监控平台的运行，对控制系统进行远程监控；plc负责数据的采集处理和逻辑运算的执行；调节阀与切断阀负责调节系统中的压力；智能压力变送器负责采集管道内各个监测点的压力信号，并转化为4～20ma输出；测氧仪通过激光检测的方式对煤气主管道内的氧气浓度进行实时检测；热电阻负责检测管道内气体温度。
35.软件部分主要实现的功能包括：对重要监测点的压力、温度、液位、阀门开度等数据进行远程监控；根据系统安全的要求进行联锁控制程序的设计以及当检测数据异常时进行报警提示；根据系统检测的压力、温度、氧含量等数据的波动对阀门的开度进行自动控制，从而使所监测的各类数值维持在设定值。
36.可选的，有机废气治理包含正压密闭、负压密闭、非密闭三个系统，对于管道内压力检测，采用横河川仪智能压力变送器，以保证管道内压力测量的准确性；对于煤气精制作业等易燃易爆区域，采用戴维森激光气体分析仪完成对管道中氧含量的监测，为操作人员提供准确的氧含量数值。
37.可选的，判断所述监控结果是否超过报警阈值，如果超过报警阈值，发出报警指令包括：
38.通过上位画面的语音报警功能播放语音文件发出警告，以便及时解决此问题。
39.可选的，使用联锁控制设计对一步和二步煤气管道的重点监测点进行检测，并判断是否满足联锁控制条件包括：
40.在监测点的数值不满足联锁控制条件时，会自动打开或关闭阀门，并将所有阀门的控制切换为手动模式，同时进行语音报警提示。
41.可选的，在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，判断系统压力是否低于设定值包括：
42.当系统压力高于设定值时，减少阀门的开度；当系统压力达到设定上限时自动关闭阀门。
43.下面结合实施例来对本技术提供的方法进行说明。
44.(1)工业数据的采集
45.利用plc中的模拟量输入模板对现场的数据进行实时采集。有机废气治理系统检测数据主要有温度、压力、氧含量、阀门开度、流量。有机废气治理包含正压密闭、负压密闭、非密闭三个系统，对于管道内压力检测，采用横河川仪智能压力变送器，以保证管道内压力测量的准确性；对于煤气精制作业等易燃易爆区域，采用戴维森激光气体分析仪完成对管道中氧含量的监测，为操作人员提供准确的氧含量数值。温度变送器及阀门定位器均带有就地显示和远传功能，便于现场和主控室操作人员对系统工况进行实时监控。
46.(2)语音报警
47.当出现原料装车等情况时，会引起氧含量、温度、压力、液位数值的波动，如果某个监测点的温度、压力、液位、含氧量低于或高于报警设定值，则可以判断该环节工况异常，可通过上位画面的语音报警功能播放语音文件对操作人员发出警告，以便操作人员及时解决此问题，避免由于工况的变化而引发罐槽溢出甚至发生爆炸等危险情况。当问题解决后报警自动解除，也可由操作人员在操作画面上手动操作确认。
48.(3)有机废气治理系统联锁控制
49.由于煤气作业区域属于易发生火灾爆炸的区域，当尾气回收系统投用后，需要24小时全天候运行，在运行的过程中安全隐患的逻辑判断是需要重点解决的问题。因此在控制系统设计的时候，就一步和二步煤气管道的重点监测点进行了联锁控制设计，在监测点的数值不满足联锁控制条件时，会自动打开或关闭阀门，并将所有阀门的控制切换为手动模式，同时进行语音报警提示。联锁控制的设计，不仅大大提高了作业区域的安全保障水平，也减轻了操作员的工作负担。联锁控制的程序段示例和逻辑图如图1、图2所展示。
50.(4)有机废气治理系统阀门控制
51.在煤气区域进行卸料以及有机废气回收的过程中，运用程序手段，实现调节阀和切断阀的全自动控制。由于有机废气回收的过程中系统内压力变化频繁，需要调节阀等阀门频繁动作，如果靠人工手动操作的话，需要操作人员实时根据系统压力变化对阀门开度进行调整，这样既增加工人的劳动强度又受人为因素影响比较大。且由于压力变化较快，相应的阀门的动作也应该做到敏捷迅速。为了克服上述弊端，我们利用程序自动控制，根据工艺实际工况通过画面设定压力值，当系统压力低于设定值时，便增大阀门的开度；反之，减少阀门的开度；当系统压力达到设定上限时自动关闭阀门。在程序的设计中，将pid调节与分段控制相结合，根据每一个阀门的具体情况进行具体设计，达到了反应迅速，稳定可靠的效果。
52.如图3所示为pid控制的方法，由于一步二路鼓冷焦油渣顶分离器尾气压力波动较小，受其他环节的波动影响不明显，因此采用pid控制为最适宜的控制方式，只需要设定好压力值，以及pid的参数，便可实现阀门的自动控制。
53.另一种情况如图4所示，当该点压力变化速度较快，受扰动影响较大时，采用单纯的pid控制将会产生阀门的调节跟不上压力的变化，从而无法达到预期的控制效果，可能会造成严重的事故。针对这种情况，在程序设计时，采用了分段控制的方式，首先，设定了两个
特殊的压力值，当达到该值时，将阀门的开度固定为对应的开度，此数值是经过多次现场调试得来，在未达到该临界值时，压力采用pid调节的方式。通过这种方式，在压力发生波动时，可以使阀门准确且快速的做出反应，及时调节压力，达到预期的控制效果。
54.现有技术在有机废气回收治理的过程中，需要完成有机废气在管道中的输送以及在储罐中的储存等环节，本技术在这个过程中通过提出的有机废气超低排放控制系统主要完成以下功能：对废气管道内的重点节点以及储槽储罐内的压力、含氧量、温度、流量数据进行监控，避免操作人员在现场的恶劣环境中进行操作；在画面中清晰的展现出了管道的组成和工艺流程；对重要监控数值进行了联锁控制程序设计，保证了系统运行的安全性；对每个调节阀进行了针对性的调节程序设计，运用了pid控制、分段控制等手段，使阀门动作灵敏，调节效果优异；系统集成了语音报警、报警列表展示、历史趋势显示、报警值设定等功能，大大减轻了操作工的工作量。
55.本技术提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。