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概述
煤炭在國民經濟和人民生活中有著重要的地位，煤炭加工可以分為兩個階段：高溫煉焦和化學品回收。煤炭經過加工形成的產品已經達到數百種。
高溫煉焦的主要產品是焦炭。焦炭主要用於高爐冶煉、鑄造、有色金屬加工、製造水煤氣和製造電石等。
化學品回收的產品有：焦油、氨、萘、粗苯、硫化氫、氰化氫和淨焦爐煤氣等。其中的煤焦油和粗苯經過精製和深度加工後可以製取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳、三甲苯、古馬隆、酚、萘、蒽、呲啶鹽等，這些產品廣泛應用於化學工業、醫藥工業、耐火材料和國防工業等。淨焦爐煤氣主要用於民用和工業原料。
采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)提(ti)升(sheng)煤(mei)化(hua)工(gong)行(xing)業(ye)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)，這(zhe)對(dui)於(yu)提(ti)高(gao)煤(mei)炭(tan)加(jia)工(gong)的(de)效(xiao)率(lv)，緩(huan)解(jie)煤(mei)炭(tan)加(jia)工(gong)與(yu)環(huan)境(jing)保(bao)護(hu)之(zhi)間(jian)的(de)矛(mao)盾(dun)，促(cu)進(jin)煤(mei)炭(tan)加(jia)工(gong)業(ye)健(jian)康(kang)持(chi)續(xu)的(de)發(fa)展(zhan)有(you)著(zhe)現(xian)實(shi)和(he)深(shen)遠(yuan)的(de)意(yi)義(yi)。
浙江威盛DCS在煤化工生產過程控製方麵具有許多特點：
● 集氣管壓力等生產工藝的優化控製。
● 各單元工藝參數的集中監控。
● 可靠的安全聯鎖和參數越限報警。
● 方便地查閱實時趨勢和曆史趨勢曲線。
● 與企業管理網相連，實現數據共享。
典型的焦化廠一般有備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間等。
焦化廠生產工藝流程
備煤與洗煤
工藝描述
原煤一般含有較高的灰分和硫分，洗選加工的目的是降低煤的灰分，使混雜在煤中的矸石、煤矸共生的夾矸煤與煤炭按照其相對密度、外形及物理性狀方麵的差異加以分離，同時，降低原煤中的無機硫含量，以滿足不同用戶對煤炭質量的指標要求。
由於洗煤廠動力設備繁多，控製過程複雜，用分散型控製係統DCS改造傳統洗煤工藝，這對於提高洗煤過程的自動化，減輕工人的勞動強度，提高產品產量和質量以及安全生產都具有重要意義。
洗煤廠工藝流程圖
控製方案
洗煤廠電機順序啟動/停止控製流程框圖
聯鎖/解鎖方案：在運行解鎖狀態下，允許對每台設備進行單獨啟動或停止；當設置為聯鎖狀態時，按下啟動按紐，設備順序啟動，後一設備的啟動以前一設備的啟動為條件（設備間的延時啟動時間可設置），如果前一設備未啟動成功，後一設備不能啟動，按停止鍵，則設備順序停止，在運行過程中，如果其中一台設備故障停止，例如設備2停止，則係統會把設備3和設備4停止，但設備1保持運行。
洗煤廠典型控製流程圖例
焦爐與冷鼓
工藝描述
以100萬噸/年-144孔-雙爐-4集氣管-1個大回流煉焦裝置為例，其工藝流程簡介如下：
100萬噸/年焦爐_冷鼓工藝流程圖
控製方案
典(dian)型(xing)的(de)煉(lian)焦(jiao)過(guo)程(cheng)可(ke)分(fen)為(wei)焦(jiao)爐(lu)和(he)冷(leng)鼓(gu)兩(liang)個(ge)工(gong)段(duan)。這(zhe)兩(liang)個(ge)工(gong)段(duan)既(ji)有(you)分(fen)工(gong)又(you)相(xiang)互(hu)聯(lian)係(xi)，兩(liang)者(zhe)在(zai)地(di)理(li)位(wei)置(zhi)上(shang)也(ye)距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan)，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)儀(yi)表(biao)的(de)長(chang)距(ju)離(li)走(zou)線(xian)，設(she)置(zhi)一(yi)個(ge)冷(leng)鼓(gu)遠(yuan)程(cheng)站(zhan)及(ji)給(gei)水(shui)遠(yuan)程(cheng)站(zhan)，以(yi)使(shi)儀(yi)表(biao)線(xian)能(neng)現(xian)場(chang)就(jiu)近(jin)進(jin)入(ru)DCS控(kong)製(zhi)櫃(gui)，更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，在(zai)集(ji)氣(qi)管(guan)壓(ya)力(li)調(tiao)節(jie)中(zhong)，兩(liang)個(ge)站(zhan)之(zhi)間(jian)有(you)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)聯(lian)鎖(suo)及(ji)其(qi)排(pai)隊(dui)關(guan)係(xi)，這(zhe)樣(yang)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)便(bian)於(yu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)複(fu)雜(za)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)。
控製係統網絡結構
集氣管“4+1”優化控製方案
圖中P1至P4是集氣壓力值，是本係統控製之重點，P是集氣管壓力之平均值，它反映了集氣管的一般工作狀態，在“4+1”控製中（“4”代表四個集氣管，“1”代表選擇大回流調節閥RB還是液力偶合器EF控製，兩者必選其一），時間分配器根據集氣管壓力的變化：偏差和偏差變化率，根據液偶調速慢的特點，適當地分配大回流與液偶的調節量。集氣管壓力變化的特點是：瞬shun態tai變bian化hua大da，調tiao節jie時shi互hu相xiang產chan生sheng耦ou合he，本ben控kong製zhi算suan法fa設she計ji有you一yi個ge解jie耦ou算suan法fa，可ke減jian少shao或huo消xiao除chu耦ou合he，以yi保bao證zheng各ge個ge單dan回hui路lu係xi統tong能neng獨du立li地di工gong作zuo，該gai控kong製zhi算suan法fa采cai用yong經jing典dian控kong製zhi理li論lun與yu離li散san控kong製zhi理li論lun相xiang結jie合he的de優you化hua控kong製zhi方fang法fa，取qu得de了le良liang好hao的de控kong製zhi效xiao果guo。
集氣管壓力調節優化控製示意圖
聯鎖方案
報警、聯鎖和停車係統是為提高工藝生產裝置的安全性而設置的特殊程序，本控製係統將聯鎖控製分為三個部分：冷鼓工段聯鎖控製、鼓風機聯鎖控製、鼓風機油泵聯鎖控製。
冷鼓工段聯鎖結構圖
控製效果分析
影響集氣管壓力的因素是多樣的，諸如裝煤、平煤、推焦和交換機換向等，當這些因素暫時不存在時，焦爐工藝係統較為穩定。當工藝係統處於裝煤、平煤、推(tui)煤(mei)或(huo)換(huan)向(xiang)機(ji)換(huan)向(xiang)等(deng)情(qing)況(kuang)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)或(huo)幾(ji)種(zhong)時(shi)，係(xi)統(tong)會(hui)出(chu)現(xian)波(bo)動(dong)期(qi)，控(kong)製(zhi)曲(qu)線(xian)呈(cheng)現(xian)脈(mai)衝(chong)狀(zhuang)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)迅(xun)速(su)響(xiang)應(ying)，將(jiang)其(qi)壓(ya)力(li)往(wang)給(gei)定(ding)值(zhi)方(fang)向(xiang)上(shang)調(tiao)整(zheng)，經(jing)過(guo)數(shu)次(ci)調(tiao)節(jie)，係(xi)統(tong)再(zai)次(ci)進(jin)入(ru)穩(wen)定(ding)期(qi)，周(zhou)而(er)複(fu)始(shi)。
從(cong)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)，帶(dai)變(bian)頻(pin)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)要(yao)優(you)於(yu)帶(dai)大(da)回(hui)流(liu)調(tiao)節(jie)閥(fa)的(de)情(qing)況(kuang)，原(yuan)因(yin)是(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)，在(zai)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)下(xia)的(de)電(dian)機(ji)調(tiao)節(jie)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)要(yao)好(hao)於(yu)調(tiao)節(jie)閥(fa)，然(ran)而(er)，最(zui)新(xin)設(she)計(ji)的(de)百(bai)萬(wan)噸(dun)級(ji)的(de)冷(leng)鼓(gu)係(xi)統(tong)都(dou)采(cai)用(yong)了(le)通(tong)過(guo)液(ye)力(li)偶(ou)合(he)器(qi)進(jin)行(xing)調(tiao)速(su)的(de)鼓(gu)風(feng)機(ji)，其(qi)調(tiao)速(su)性(xing)能(neng)則(ze)慢(man)得(de)多(duo)，而(er)且(qie)工(gong)藝(yi)上(shang)並(bing)不(bu)允(yun)許(xu)對(dui)此(ci)進(jin)行(xing)頻(pin)繁(fan)調(tiao)節(jie)，因(yin)此(ci)，采(cai)用(yong)大(da)回(hui)流(liu)調(tiao)節(jie)閥(fa)參(can)與(yu)集(ji)氣(qi)管(guan)壓(ya)力(li)調(tiao)節(jie)則(ze)是(shi)目(mu)前(qian)的(de)一(yi)種(zhong)合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)。在(zai)目(mu)前(qian)這(zhe)兩(liang)種(zhong)控(kong)製(zhi)結(jie)構(gou)下(xia)，其(qi)穩(wen)定(ding)期(qi)的(de)控(kong)製(zhi)偏(pian)差(cha)範(fan)圍(wei)是(shi)±20Pa；波動期的偏差控製範圍是±50Pa，但時間持續較短，完全可以滿足工藝上的要求。
帶變頻控製器的集氣管壓力調節效果圖
帶大回流調節閥集氣管壓力調節效果圖
焦爐畫麵
帶低壓鼓風機的冷鼓畫麵1
帶高壓鼓風機的冷鼓畫麵
冷鼓罐區畫麵
鼓風機運行畫麵
脫硫、硫回收、硫氨及洗苯脫苯
工藝概述：
回收主要包括硫銨、脫硫及硫回收、洗苯脫苯工段。
硫銨的工藝流程是將剩餘氨水通過預熱、分離，反應生成液體硫銨，硫銨液經結晶、幹燥後包裝。
脫硫及硫回收的工藝流程是脫硫液和溶液在脫硫塔中進行反應將硫分離出來，然後溶液進入再生塔再生。
洗苯脫苯的工藝流程是貧富油經洗苯塔清洗後進入脫苯塔，利用溫度的不同產生輕苯油水和重苯油水，經油水分離器進行分離。
洗苯脫苯工藝流程框圖
硫銨工藝流程圖
脫硫及硫回收工藝流程圖
鼓風冷凝工段流程圖
洗氨蒸氨工段流程圖
洗苯脫苯工段流程圖
控製方案
硫銨工段主要有兩個控製回路：jinfeitengganzaoqiwendutiaojiehezhengantadingqiwendutiaojie，tongguojiancejinfeitengganzaoqidewenduhezhengantadingqiwenduhegeidingzhijinxingbijiaohoutiaojieqijinrudezhengqiliulianglaishixian：采用常規的PID控製即可。
常規PID調節框圖
脫硫及硫回收工段主要有三個控製回路：進脫硫塔B溶液流量調節、進再生塔溶液流量調節和進再生塔B空氣流量調節，采用常規的PID控製。
洗苯脫苯工段主要有兩個控製回路和一個聯鎖控製：出管式爐富油溫度調節和脫苯塔出口油汽溫度調節。
聯鎖控製是當入管式加熱爐的煤氣壓力小於2.0kPa的時候，切斷入管式爐的煤氣，等到其煤氣壓力高於2.0kPa的時候，再打開入管式爐的煤氣。
出管式爐富油溫度串級調節框圖
這裏采用內環為出管式爐過熱蒸氣流量的串級調節，以減少蒸汽壓力波動的幹擾。
脫苯塔出口油氣溫度調節采用內環為出管式爐過熱蒸氣流量的串級調節，以減少蒸汽壓力波動的幹擾。
lingwaishijishengchanguochengzhong，zhengqiyalihuiyoukenengdayutuobentakechengshoudezuidayali，weibaohutati，zaichuanjitiaojiezhongzengjiayigeqiehuan，dangtaneiyalidayumouyizhideshihou，gaiweiyitayazuoweitiaojieduixiang。
脫苯塔出口油氣溫度串級調節框圖
蒸氨
工藝概述
蒸氨工段主要完成對來自於煉焦配合煤中的剩餘氨水進行蒸餾的過程。
蒸氨工段工藝流程框圖
控製方案
XC：為選擇控製，用於控製蒸氨塔溫度壓力，其選擇變量是蒸氨塔塔頂溫度T和蒸汽壓力P，在合適的壓力範圍內，以溫度調節為主，否則就切換到壓力調節上，以確保塔的安全。
PC1和PC2：為分程調節，其判定變量為蒸氨塔頂部逸出的混合氣體的壓力，在壓力區間P1（低）的情況下，混合氣體被送往氨分解爐，在壓力區間P2（高）的情況下，混合氣體則直接用於尾氣吸收。
FC1和FC2，kongqiliuliangyumeiqiliuliangdebizhikongzhi，zaianfenjieluzhong，weileshianfenjieguochengzhengchangjinxing，yaobaochikongqiliulianghemeiqiliuliangdeheshibizhi，yibaozhengranshaoguochengdejingjixingheanquanxing。
蒸氨工段工藝流程圖
粗苯精製
工藝概述
粗苯是由多種有機物組成的複雜混合物，主要成分是苯及其同係物甲苯、二甲苯及三甲苯等。粗苯精製過程就是通過化學的方法將粗苯中的不飽和化合物、硫化物等除去，然後用蒸餾方法將苯類產品分離出來的過程。
在連續式粗苯精製過程中，比較常見的工藝是五塔蒸餾方式。
粗苯精製工藝流程框圖
控製方案
在粗苯精製過程中，主要是要解決各種塔的操作問題，這些塔的共同點是為了進行物質分離，其分離的原理是：根據混合液中各種組分的相對揮發度不同，使液相中的輕組分上升，重組分下降，從而達到分離物質的作用。
塔釜溫度控製框圖
tafuwendukongzhishicaiyongjiarezhengqiliuliangyutafuwendujinxingchuanjikongzhilaishixiande，yingxiangtafuwendudezhuyaoyinsushiwuliaojinruzaifeiqihoudaizoudereliang，erzaifeiqidereliangshiyoujinrutafudezhengqisuotigongde，yinci，tafudewendukeyitongguotiaojiejinruzaifeiqidezhengqiliulianglaikongzhide，tongshiyinrujinliaoliuliangjinxingqiankuikongzhi，yicilaishixianduitafudewendukongzhi，youyuzhengqidejiaruliangduitadeqitacanshurutayayingxianghenda，weilebaozhengtadeanquan，zhelizengjiayigetiaojianpanduan，dangtayazaianquanfanweineiyongzhengqiliulianghewenduchuanjikongzhi，dangtayaguogaoshicaiyongtayakongzhidefangfa，shitayajiangxialai，yibaozhengtashebeideanquan。
影響塔頂溫度的因素有許多，例如物料的回流量、再沸器的加熱蒸汽量、冷(leng)凝(ning)器(qi)的(de)冷(leng)卻(que)水(shui)量(liang)等(deng)，其(qi)中(zhong)影(ying)響(xiang)最(zui)大(da)，作(zuo)用(yong)最(zui)強(qiang)的(de)是(shi)物(wu)料(liao)回(hui)流(liu)量(liang)，所(suo)以(yi)通(tong)過(guo)回(hui)流(liu)量(liang)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)塔(ta)頂(ding)的(de)溫(wen)度(du)，由(you)於(yu)塔(ta)的(de)進(jin)料(liao)量(liang)和(he)其(qi)組(zu)成(cheng)是(shi)主(zhu)要(yao)幹(gan)擾(rao)因(yin)素(su)，由(you)於(yu)5個塔是前後串聯的，前一個塔的出料是後一個塔的進料，前後關聯，進料量是不可控的，因此在這裏引入前饋。
塔頂溫度控製框圖
五塔式粗苯精製流程圖
蒸餾過程控製曲線
焦油加工
工藝概述
焦(jiao)油(you)是(shi)煤(mei)在(zai)幹(gan)餾(liu)和(he)氣(qi)化(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)獲(huo)得(de)的(de)液(ye)體(ti)產(chan)物(wu)，它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)刺(ci)激(ji)臭(chou)味(wei)的(de)黑(hei)色(se)或(huo)黑(hei)褐(he)色(se)的(de)粘(zhan)稠(chou)狀(zhuang)液(ye)體(ti)。到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)，煤(mei)焦(jiao)油(you)仍(reng)然(ran)是(shi)很(hen)多(duo)稠(chou)環(huan)化(hua)合(he)物(wu)和(he)含(han)氧(yang)、氮和硫的雜環化合物的唯一來源。煤焦油產品已經在化工、醫藥、染料、農藥和炭素等行業中得到廣泛應用。
目前采用較多並且比較成熟的焦油蒸餾工藝是：單塔式焦油管式爐蒸餾工藝。
單塔式焦油管式爐蒸餾工藝流程圖
控製方案
管式爐出口溫度控製原理框圖
典型控製環節：
FT1：入管式爐原料焦油流量控製。
TT： 管式爐焦油出口溫度控製：這是蒸餾過程中最重要的控製環節。采用串級控製，T2為爐膛溫度，作為串級控製的內環，它反應了爐膛溫度的快速變化，T1為管式爐出口溫度，作為內環，變化較慢，產生精調作用，理想情況下控製誤差僅在1至2℃範圍內，完全可以滿足工藝控製要求。
TT3：二段蒸發器塔頂溫度調節，控製塔頂組分，單回路。
TT4：餾分塔頂溫度調節，控製塔頂組分，單回路。
LT1：一段蒸發器塔底液位調節，控製塔底液位,由於物料在工藝管線中行走較長,控製上滯後較大,但可以控製在合適的範圍之內，單回路。
LT2：餾分塔低底液位調節,控製塔底液位,在自動狀態下應設置液位控製下限,不能全關,防止調節閥堵死，單回路。
FT2：三混油流量控製，單回路。
工業萘
萘是有機化學工業的重要原料，萘主要存在於煤焦油中，以焦油加工切取的含萘寬餾分再進行精餾就可獲得含萘95%的工業萘。
雙爐雙塔工業萘生產控製流程
典型控製環節：
TRB，TRR：jingongyenaichuliuguanshiluhejingliuguanshilumeiqiliuliangtiaojie，mudeshikongzhiguanshiluwuliaochukouwendu，tongshiyewendingletadiwendu，gaihuanjiecaiyongchuanjikongzhi，lutangwenduweineihuan，wuliaochukouwenduweiwai
環。
管式爐出口溫度控製原理框圖
TU1，TU2：分fen別bie為wei初chu餾liu塔ta頂ding溫wen度du調tiao節jie和he精jing餾liu塔ta頂ding溫wen度du調tiao節jie，通tong過guo調tiao節jie塔ta頂ding回hui流liu量liang來lai調tiao節jie頂ding部bu溫wen度du，合he適shi的de塔ta頂ding和he塔ta底di溫wen度du有you利li於yu塔ta內nei傳chuan質zhi和he傳chuan熱re過guo程cheng的de順shun利li進jin行xing。
LR1，LR2：分別為初餾塔低液位調節和精餾塔底液位調節，通過合適的液位調節，防止塔底液位過高而淹塔或液位過低中斷蒸餾過程的進行。
焦油蒸餾主控畫麵
工業萘主控畫麵
焦油蒸餾綜合趨勢
工業萘精餾綜合趨勢
控製效果分析
焦油加工過程中的核心控製是管式爐出口溫度控製，經我DCS調節該出口物料溫度的偏差可控製在±1至2℃左右，完全滿足生產工藝的要求，從趨勢圖中可以看出，其它相關工藝也運行平穩。
瀝青改質
工藝概述
焦油瀝青在常溫下是黑色固體，按其軟化點的高低可分為低溫、中溫和高溫瀝青三種，由於中溫瀝青軟化點低，β樹脂含量低，用其做黏結劑製取的各類電極質量較差，不能滿足日益發展的電爐煉鋼、製鋁工業及炭素工業的需求，而中溫瀝青通過改質可以獲得軟化點高和β樹脂含量高的優質瀝青製品。
瀝青改質生產流程（真空閃蒸法也稱加壓熱聚合法）
控製方案
由焦油工段來的中溫瀝青用輸送泵打入反應釜，其中的瀝青被加熱到390至400℃，並bing由you釜fu中zhong的de攪jiao拌ban機ji進jin行xing攪jiao拌ban，在zai釜fu內nei發fa生sheng聚ju合he反fan應ying，反fan應ying時shi間jian控kong製zhi在zai規gui定ding的de時shi間jian內nei，然ran後hou瀝li青qing被bei吸xi入ru閃shan蒸zheng塔ta內nei，調tiao節jie蒸zheng氣qi噴pen射she泵beng，保bao持chi閃shan蒸zheng塔ta內nei合he適shi的de負fu壓ya（負壓不同，軟化點也不同），塔(ta)頂(ding)閃(shan)蒸(zheng)出(chu)改(gai)質(zhi)瀝(li)青(qing)中(zhong)的(de)油(you)份(fen)，當(dang)需(xu)要(yao)降(jiang)低(di)軟(ruan)化(hua)點(dian)時(shi)，可(ke)以(yi)向(xiang)閃(shan)蒸(zheng)塔(ta)內(nei)噴(pen)入(ru)閃(shan)蒸(zheng)油(you)，這(zhe)就(jiu)形(xing)成(cheng)了(le)圖(tu)中(zhong)的(de)反(fan)饋(kui)支(zhi)路(lu)。塔(ta)底(di)為(wei)改(gai)質(zhi)瀝(li)青(qing)，經(jing)冷(leng)卻(que)後(hou)打(da)入(ru)瀝(li)青(qing)高(gao)置(zhi)槽(cao)形(xing)成(cheng)改(gai)質(zhi)瀝(li)青(qing)產(chan)品(pin)。
典型控製環節：
TT1：反fan應ying釜fu溫wen度du調tiao節jie，這zhe是shi一yi個ge釜fu內nei溫wen度du與yu爐lu膛tang溫wen度du形xing成cheng的de串chuan級ji控kong製zhi，爐lu膛tang溫wen度du為wei副fu回hui路lu，釜fu溫wen為wei主zhu回hui路lu，由you於yu該gai過guo程cheng是shi一yi個ge聚ju合he反fan應ying，所suo以yi溫wen度du要yao嚴yan格ge控kong製zhi。
釜溫控製框圖
TT2：閃蒸塔頂溫度調節，通過調節回流量來控製塔頂溫度，最終控製閃蒸點及改質瀝青的軟化點。
瀝青改質主控畫麵
瀝青改質控製過程曆史趨勢
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