专利名称：一种煤浆自动跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及化工设备技术领域，具体地，涉及一种煤浆自动跟踪系统。
背景技术：
锦疆化工公司合成氨尿素项目气化装置自2012年6月开车以来，在半年的运行期间，气化炉出现多次因过氧引起的氧煤比高、氧煤比高高和煤浆流量低低跳车。根据该公司气化炉运行半年来跳车次数，就其原因本申请人做了认真总结和分析，发现造成多次氧煤比高、氧煤比高高、煤浆流量低低跳车的原因，主要是由于高压煤浆泵运行不正常，单缸或多缸不打量。对于煤浆泵不打量的问题，本申请人经过多次拆检进出口单向阀和隔膜，发现其并无异常，而趋势显示煤浆泵电流II_P1301立即有较大下降；煤浆泵出口压力ΡΙ_13001和气化炉烧嘴压差I3DT13005有较大下降。初步判定为煤浆颗粒不均匀，造成进口单向阀卡住或者煤浆夹气造成煤浆泵空打。在对趋势做进一步分析可以看到，虽然煤浆流量降低引起气化炉联锁跳车会有3种情况:①氧煤比高600延时30S，②氧煤比高高695延时20S，③煤浆流量低低18Μ3/Η。但最终都转化为煤浆流量低低跳车(仅A、C炉各一次为氧煤比高高跳车)，趋势显示从第一次氧煤比高报到煤浆流量低低引起跳车大概有20S时间，但由于操作人员经验、技术和操作水平限制，造成在氧煤比高时不能及时、准确、有效的采取措施。由相应的趋势图和统计表可以看出:在煤浆流量开始降低到人工开始调节滞后IOS以上，导致煤浆流量达到低低值最终引发跳车。由此本申请人可以看出事故跳车主要是由于手动加负荷滞后造成。当发生高压煤浆泵不打量或者是打量不正常时，如果没有及时发现，准确判断出来、及时采取措施，轻者引起系统停车。重者气化炉发生过氧而大幅度超温甚至在碳洗塔发生闪爆的危险。所以，如果设计一套煤浆自动跟踪系统，在煤浆量开始下降时系统自动检测到并自动跟踪煤浆量变化，完全有时间处理单缸或双缸不打量的情况。综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在自动化程度低、控制的精确性和及时性均较差、以及安全性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种煤浆自动跟踪系统，以实现自动化程度高、控制的精确性和及时性均较好、以及安全性好的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种煤浆自动跟踪系统，包括第一检测装置和第二检测装置，用于基于给定量、第一检测装置输出的第一测量值Z和第二检测装置输出的第二测量值h进行比较并输出偏差e的比较器，以及依次连接在所述比较器的输出端的控制器、执行器和被控对象；所述执行器的输出端输出控制量q、并与第二检测装置的反馈输入端连接，所述被控对象的输入端用于接受控制量q和干扰作用f，被控对象的输出端输出被调参数y、并与第一检测装置的反馈输入端连接。进一步地,所述控制器,包括分散控制系统(distributed control systems,简称DCS) ο进一步地，所述执行器包括变频器。进一步地，所述被控对象包括高压煤浆泵。进一步地，所述第一检测装置包括实际流量变送器。进一步地，所述第二检测装置包括理论流量变送器。进一步地，所述比较器包括DCS内部比较运算模块。进一步地，所述控制量包括变频器转速，所述被控量包括煤浆流量，所述给定量包括煤浆流量允许波动值。本发明各实施例的煤浆自动跟踪系统，由于包括第一检测装置和第二检测装置，用于基于给定量、第一检测装置输出的第一测量值z和第二检测装置输出的第二测量值h进行比较并输出偏差e的比较器，以及依次连接在比较器的输出端的控制器、执行器和被控对象；执行器的输出端输出控制量q、并与第二检测装置的反馈输入端连接，被控对象的输入端用于接受控制量q和干扰作用f，被控对象的输出端输出被调参数y、并与第一检测装置的反馈输入端连接；可以自动跟踪过程中，随时人工干预，并充分考虑了系统扫描周期给跟踪系统带来的误差；从而可以克服现有技术中自动化程度低、控制的精确性和及时性均较差、以及安全性差的缺陷，以实现自动化程度高、控制的精确性和及时性均较好、以及安全性好的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明煤浆自动跟踪系统的工作原理示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例，提供了一种煤浆自动跟踪系统，主要用于解决气化高压煤浆泵进口单向阀卡、煤浆夹气，造成煤浆流量大幅波动，人工干预严重滞后引起气化炉过氧、超温、气体组分大幅波动甚至跳车的问题。上述实施例的煤浆自动跟踪系统，针对煤浆泵单缸或多缸不打量，造成氧煤比大幅波动，频繁跳车严重影响生产的实际情况，设想如果本申请人能快速提高高压煤浆泵变频器转速，加快煤衆流速，减少大颗粒沉积，就能有效解决单向阀卡的情况。控制氧煤比，稳定炉温，稳定下游负荷的目的。鉴于手动调节滞后的情况。设计使用煤浆流量自动跟踪系统。该煤浆自动跟踪系统的设计思路是在煤浆泵运行不正常，引起煤浆流量值大幅波动而低于设定值时，能及时将氧煤比调节系统由比值控制自动转入煤浆流量自动跟踪，根据煤浆偏差值快速调节转速，并随时监控氧煤比，当氧煤比恢复到正常值时能停止跟踪。极端情况煤浆量无法正确跟踪能在设定的原始煤浆可跟踪范围内自动停止。如图1所示，本实施例的煤浆自动跟踪系统，主要由控制器、执行器、被控对象、第一检测装置、第二检测装置和比较器六个部分组成。其中，控制器可以是DCS，执行器可以是变频器，被控对象可以是高压煤浆泵，第一检测装置可以是实际流量变送器，用FY13001A1表示；第二检测装置可以是理论流量变送器，用FY13001A表示；比较器可以是DCS内部比较运算块。控制量为变频器转速、被控量为煤浆流量、给定量为煤浆流量允许波动值。上述实施例的煤浆自动跟踪系统的工作原理为:为清楚说明煤浆自动跟踪系统的结构及各部分(环节)之间相互关系和信号联系，用以上方块图(参见图1)表示煤浆自动跟踪系统的工作过程。该方块图中每个方块代表煤浆自动跟踪系统中的一个环节，方块之间用一条带箭头的直线表示他们相互间的关系，箭头所指向表示信号传递方向，线上字母说明信号的名称。图1中煤浆流量就是生产过程中要求保持定值的参数，在自动控制系统中称为被控参数，用符号y表示，y是被控对象方块的输出信号。在该煤浆自动跟踪系统中，影响煤浆流量y波动的因素可能是煤质问题、进口单向阀卡涩、煤浆泵本身缺陷等。这种引起被控参数波动的外来因素称为干扰作用，用符号f表示。干扰作用是作用于被控对象的输入信号，用箭头指向被控对象方块。由图1可见，变频器转速的改变是由于变频器动作引起的，那么变频器转速既为执行器方块的输出信号。同时，变频器转速的变化影响煤浆流量起到调节作用，所有也是作用于被控对象的输入信号，用带箭头的直线的箭头指向被控对象方块，而尾端连接于执行器方块。同时变频器转速的变化影响到煤浆理论流量的变化，所以也是作用于第二检测装置的输入信号，用箭头指向第二检测装置方块，第二检测装置的输出信号h (煤浆理论流量)进入比较机构。被调参数y (煤浆流量信号)是第一检测装置的输入信号，而第一检测装置的输出信号z (煤浆流量)也进入比较机构与第二检测装置的输出信号h和给定值信号X进行比较，得到偏差信号e (e=x-z-h)，并被送往控制器。控制器根据偏差信号e，按某种运算规律算出结果，发出控制信号P至执行器，使变频器动作，改变其转速，使被调参数y煤浆流量稳定在要求的范围内。上述实施例的煤浆自动跟踪系统，具有以下特点:
⑴在煤化工行业内首次提出煤浆自动跟踪概念，并付诸实施；
⑵采用实际煤浆流量和理论煤浆流量的偏差进行调节；
⑶氧煤比值控制和煤浆自动跟踪系统在线无扰动切换；
⑷根据气化炉负荷在煤浆自动跟踪系统投入后，自动进行煤浆流量上下线箝位，使系统不会出现欠调和过调现象，杜绝气化炉调节过程中过氧，保证生产安全；
(5)特有的跟踪系统标志位，使跟踪系统是否投入一目了然。上述实施例的煤浆自动跟踪系统，可以与气化炉安全联锁系统SIS系统实现联锁，在使用过程中，煤浆自动跟踪系统根据气化炉负荷变化动态修正煤浆流量低低跳车值，避免气化炉低负荷运行时煤浆流量变化造成跳车。该煤浆自动跟踪系统，至少可以达到以下有益效果:
(1)采用自动跟踪系统完全克服了手动调节的滞后情况，调节实时性好、没有延时； ⑵手动跟踪煤浆量时一个月发生5次跳车，投用自动跟踪系统后一个月统计没发现跳
车；
⑶调节时氧煤比峰值明显下降；
⑷氧煤比高持续时间(过氧时间)明显缩短；
(5)没有因为氧煤比和煤浆流量跳过车；
(6)氧煤比变化后能快速稳定回归到变化前的运行值，炉温变化在10°以内，下游工况稳定。最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种煤浆自动跟踪系统，其特征在于，包括第一检测装置和第二检测装置，用于基于给定量、第一检测装置输出的第一测量值Z和第二检测装置输出的第二测量值h进行比较并输出偏差e的比较器，以及依次连接在所述比较器的输出端的控制器、执行器和被控对象；所述执行器的输出端输出控制量q、并与第二检测装置的反馈输入端连接，所述被控对象的输入端用于接受控制量q和干扰作用f，被控对象的输出端输出被调参数y、并与第一检测装置的反馈输入端连接。
2.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述控制器，包括分散控制系统DCS。
3.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述执行器包括变频器。
4.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述被控对象包括高压煤浆泵。
5.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述第一检测装置包括实际流量变送器。
6.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述第二检测装置包括理论流量变送器。
7.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述比较器包括DCS内部比较运算模块。
8.根据权利要求1所述的煤浆自动跟踪系统，其特征在于，所述控制量包括变频器转速，所述被控量包括煤浆流量，所述给定量包括煤浆流量允许波动值。
全文摘要
本发明公开了一种煤浆自动跟踪系统，包括第一检测装置和第二检测装置，用于基于给定量、第一检测装置输出的第一测量值z和第二检测装置输出的第二测量值h进行比较并输出偏差e的比较器，以及依次连接在所述比较器的输出端的控制器、执行器和被控对象；所述执行器的输出端输出控制量q、并与第二检测装置的反馈输入端连接，所述被控对象的输入端用于接受控制量q和干扰作用f，被控对象的输出端输出被调参数y、并与第一检测装置的反馈输入端连接。本发明所述煤浆自动跟踪系统，可以克服现有技术中自动化程度低、控制的精确性和及时性均较差、以及安全性差等缺陷，以实现自动化程度高、控制的精确性和及时性均较好、以及安全性好的优点。
文档编号G05B19/418GK103176456SQ20131005990
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者练建华, 贾克辉 申请人:奎屯锦疆化工有限公司