[發(fā)明專利]一種基于加壓機和閥組的燃氣混合控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210161045.8
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102681559A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付新安;李楊;王建東;陳德磊;任樹茂;洪雷
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃氣行業(yè)能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于加壓機和閥組的燃氣混合控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

冶金企業(yè)節(jié)能降耗、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量是一項重要指標(biāo)，為鋼鐵廠內(nèi)用戶提供品質(zhì)合格的壓力、熱值穩(wěn)定的混合燃氣，減少能源的浪費，提高燃燒效率，降低鋼損是燃氣混合站的主要任務(wù)。燃氣混合站在生產(chǎn)運行中，尤其是當(dāng)生產(chǎn)負荷、氣源壓力等存在較大波動時，應(yīng)能夠保證燃氣性能穩(wěn)定及安全運行。傳統(tǒng)的燃氣混合過程控制，都是采用自動化儀表單回路調(diào)節(jié)和比值、串極調(diào)節(jié)方式，控制燃氣混合站燃氣配比，對燃氣混合站出口壓力、熱值無法保證它的穩(wěn)定性，滿足不了用戶在使用過程中出現(xiàn)較大負荷變化時引起壓力、流量突然增量或減量的跟蹤調(diào)節(jié)控制。長期以來主要靠人工操作來維持壓力與熱值的穩(wěn)定，難以滿足下游用戶的運行要求。

燃氣混合站是一個處于上游多個燃氣加壓站和下游多個用戶之間的設(shè)備單元。上游的多個燃氣加壓站和下游的多個用戶發(fā)生任何變化對燃氣混合站都有直接影響，燃氣混合站控制參數(shù)發(fā)生變化也同時給上游的多個燃氣加壓站和下游的多個用戶造成影響。燃氣混合站、各燃氣加壓站和各用戶通常各為獨立的單位，它們之間有著各自獨立運行的生產(chǎn)特點，互相之間沒有直接聯(lián)系，誰也不知道什么時間發(fā)生工藝控制變化。當(dāng)用戶使用量減少時，會出現(xiàn)燃氣混合站的燃氣混合管道出口壓力上升，致使燃氣混合站各調(diào)節(jié)支管道壓力升高。燃氣混合站的調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閥的狀態(tài)以減少燃氣流量，滿足用戶使用量減少的需求。由于混合站調(diào)整壓力和流量后，引起各燃氣加壓站的燃氣加壓機出口壓力升高且超過正常壓力值，此時燃氣加壓站操作人員必須通過開啟回流閥以減小燃氣加壓機出口壓力，保證其維持在正常壓力值。當(dāng)各燃氣加壓站操作人員剛把燃氣加壓機出口壓力調(diào)整好，混合站下游用戶又迅速劇增使用量，出現(xiàn)燃氣混合站的燃氣混合管道出口壓力劇降，致使燃氣混合站各調(diào)節(jié)支管道壓力劇低。燃氣混合站的調(diào)節(jié)閥處于開閥的狀態(tài)，甚至處于無量可調(diào)的非線性狀態(tài)，以增加燃氣流量，滿足用戶使用量增加的需求。可是實際上，盡管燃氣混合站的調(diào)節(jié)閥處于無量可調(diào)的非線性狀態(tài)，燃氣混合站的燃氣混合管道出口的流量和壓力并未足量增加，燃氣混合站的調(diào)節(jié)閥對燃氣失去了控制作用，滿足不了用戶使用量劇增的需求，嚴(yán)重時造成用戶加熱爐由于混合燃氣壓力過低發(fā)生滅火事故，嚴(yán)重影響用戶生產(chǎn)的正常進行。造成供氣不足的原因是燃氣加壓機操作人員未及時調(diào)整加壓機出口回流閥，燃氣加壓機的出口流量從回流閥流走了，所以不能滿足燃氣混合站用氣量。

針對這種情況，本申請人認(rèn)為要是通過燃氣回流閥把各燃氣加壓機出口壓力設(shè)定在能滿足下游用戶用氣量的范圍內(nèi)，就應(yīng)該能解決各燃氣加壓機用戶在使用量發(fā)生變化時流量不足的問題，就不會出現(xiàn)燃氣混合站的各流量調(diào)節(jié)閥處于無量可調(diào)節(jié)非線性狀態(tài)。通過實踐，將各燃氣加壓機出口壓力的手動調(diào)節(jié)改為根據(jù)各燃氣加壓機出口壓力的變化自動調(diào)節(jié)后，反復(fù)觀察實際運行過程，發(fā)現(xiàn)燃氣混合站只有在燃氣混合管道出口壓力緩慢的變化且變化量較小的情況下才能穩(wěn)定燃氣混合管道出口壓力，滿足下游用戶壓力、流量、熱值的要求，但是控制不了由下游用戶用氣大負荷急劇變化引起的壓力波動，經(jīng)過長時間的認(rèn)真研究和分析發(fā)現(xiàn)燃氣加壓機出口壓力的調(diào)節(jié)總是滯后于燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，只有當(dāng)燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)以后，燃氣加壓機出口壓力發(fā)生較大的變化時，燃氣回流閥才開始調(diào)節(jié)，燃氣加壓機出口壓力仍是由燃氣加壓站單獨控制，同樣，燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥也是單獨控制。這樣，難以保證燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥開關(guān)動作和加壓機出口回流閥開關(guān)動作協(xié)調(diào)進行，且燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥開關(guān)動作和加壓機出口回流閥開關(guān)動作是相反的，這樣就更難保證燃氣混合站各調(diào)節(jié)閥開關(guān)動作和加壓機出口回流閥開關(guān)動作協(xié)調(diào)進行。當(dāng)燃氣出現(xiàn)急劇的壓力變化時，即使采用手動方式調(diào)節(jié)也很難保證下游用戶對燃氣的壓力、流量、熱值的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于加壓機和閥組的燃氣混合控制系統(tǒng)，它通過下游用戶的用氣量的變化將各燃氣加壓站、燃氣混合站協(xié)調(diào)起來統(tǒng)一控制，能夠及時地獲知燃氣混合管道出口壓力的變化，并根據(jù)燃氣混合管道出口壓力的變化直接及時地控制各燃氣加壓機出口的壓力，同時，相應(yīng)地調(diào)節(jié)燃氣混合站各種燃氣的流量，使各燃氣加壓機出口壓力的調(diào)節(jié)和燃氣混合站各種燃氣流量的調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)地進行，既保證加壓機出口壓力維持在正常工作的范圍內(nèi)，又保證燃氣混合管道出口壓力維持在混合燃氣的額定壓力的范圍內(nèi)，滿足下游用戶對燃氣的壓力、流量、熱值的要求。