CN102977900B - 一种焦炉集气管压力数据测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦炉领域，特别涉及一种焦炉集气管压力数据测量装置和方法，包括测点，其特征在于，该测点的设置个数为3个或3个以上的奇数个，其中一个设置在集气管的中部连接吸气管的位置处，其他测点对称均匀布置在集气管的中心点的两侧。对每一测点的测量结果进行平均加权，由各测点拟合后的平均值代表整个集气管的压力，并以此为依据实现集气管压力调节系统、放散点火自动放散系统和鼓风机吸力调节系统的实时自动调节。与现有技术相比，本发明的有益效果是：从根本上解决了由于焦炉的产气量不同，而引起的测点压力值波动问题，通过焦炉DCS系统编程并将准确的计算结果发送到放散点火系统和鼓风机控制系统，能更好地控制集气管的压力稳定。

Description

一种焦炉集气管压力数据测量装置和方法

技术领域

本发明涉及焦炉领域，特别涉及顶装焦炉炉型和捣固焦炉炉型中不同推焦串序和炉孔数的焦炉集气管压力数据测量装置和方法。

背景技术

焦炉集气管压力调节是保障焦炉稳定生产的重要调节方式之一，是防止焦炉冒烟的和化产流程正常工作的重要手段，所以在焦化生产中起着重要的作用。在过去的设计中，在整段集气管上只取一个测点，代表整个集气管的压力，并以此为依据通过调节阀实行集气管的自动调节。

当焦炉在不同炉孔进行推焦装煤操作时和焦炉处于不同的结焦阶段时，由于焦炉的产气量不同，引起单点的压力测点的压力值也随之引起波动，某一点压力值不能在整个周转时间内代表整段集气管的压力，这样的测量方式显示整段集气管的压力波动很大，同时也可能由于压力过大引起集气管放散系统误动作，造成生产紊乱。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉集气管压力数据测量装置和方法，通过焦炉DCS系统编程并将准确的计算结果发送到放散点火系统和鼓风机控制系统，从根本上解决上述问题，更好的控制集气管的压力。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种焦炉集气管压力数据测量装置，包括测点，该测点的设置个数为3个或3个以上的奇数个，其中一个设置在集气管的中部连接吸气管的位置处，其他测点对称均匀布置在集气管的中心点的两侧。

所述测点位于距离集气管两端2个或3个炉孔的位置。

使用上述装置的一种焦炉集气管压力数据测量方法，对每一测点的测量结果进行平均加权，由各测点拟合后的平均值代表整个集气管的压力，并以此为依据实现集气管压力调节系统、放散点火自动放散系统和鼓风机吸力调节系统的实时自动调节。

所述平均加权处理时，某测点的权值可为0。

所述平均加权处理包括三种计算模式，分别为：实时模式，周期模式和手动模式；实时模式是各测点参加拟合计算的均压值参数根据该点之前的测量值而实时改变；周期模式是各测点参加拟合计算的均压值参数在某周期内保持不变；手动模式是人为根据一段时间内的良好表现而将这一段时间内所采用的各测点参加拟合计算的均压值参数作为日后固定的均压值参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：焦炉集气管内多测点压力平均加权处理方法，从根本上解决了由于焦炉的产气量不同，而引起的测点压力值波动问题，通过焦炉DCS系统编程并将准确的计算结果发送到放散点火系统和鼓风机控制系统，能更好地控制集气管的压力稳定，防止由于压力过大引起集气管放散系统的误动作，对焦炉的稳定生产提供了保证。

附图说明

图1是本发明实施例一测点分布结构示意图；

图2是本发明实施例二测点分布结构示意图。

图中：1-测点  2-集气管  3-上升管  4-焦炉  5-放散点火自动放散系统  6-鼓风机吸力调节系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1，是本发明一种焦炉集气管压力数据测量装置实施例一测点分布结构示意图，测点1的设置个数为三个，其中一个设置在集气管2的中部连接吸气管的位置处，其他测点对称均匀布置在集气管2的中心点的两侧，位于距离集气管两端2个或3个炉孔的位置，集气管2经上升管3与焦炉4相连。如图2，是本发明一种焦炉集气管压力数据测量装置实施例二测点分布结构示意图，测点1的设置个数为五个，其中一个设置在集气管2的中部连接吸气管的位置处，其他测点对称均匀布置在集气管2的中心点的两侧，集气管2经上升管3与焦炉4相连。

本发明一种焦炉集气管压力数据测量方法，焦炉DCS系统对每一测点的测量结果进行平均加权，由各测点拟合后的平均值代表整个集气管的压力，并以此为依据实现集气管压力调节以及放散点火自动放散系统5和鼓风机吸力调节系统6的实时自动调节。

平均加权处理时，并不是所有测点得值都是有效值，以三个测点情况为例，可能三个测点都是有效测点，也可能只有两个测点是有效测点，其中的某个点不参与计算，其权值为0。

若在集气管中心两侧取一点P₂，集气管中心测压点为P₁，则有：

P₂=P₁+ΔP

此ΔP既为要求的P₂点的均压值参数，ΔP的值可根据多次采样值，由最小二乘法，按如下公式计算：

首先定义函数：

F(ΔP)=Σ(P₁-P′₁)²

其中P₁为P₂对P₁点压力的拟合值，则有：

P′₁=P₂-ΔP

F(ΔP)+Σ(P₁-P₂+ΔP)²

ΔP的值应满足F(ΔP)取最小值，对F(ΔP)求导数，并令导数等于零，则有：

2Σ(P₁-P₂+ΔP)=0

所以：

ΣΔP=(ΣP₂-ΣP₁)

如采样次数为n次则有:

ΔP=(ΣP₂-ΣP₁)/n

本发明平均加权处理中主要的算法在于各测点均压值参数的设定，根据采样方式的不同包括三种计算模式，分别为：实时模式，周期模式和手动模式；实时模式是各测点参加拟合计算的均压值参数根据该点之前的测量值而实时改变；周期模式是各测点参加拟合计算的均压值参数在某周期内保持不变；手动模式是人为根据一段时间内的良好表现而将这一段时间内所采用的各测点参加拟合计算的均压值参数作为日后固定的均压值参数。

实施例1中，测点个数为3个，5个测压点的情况可以此类推，具体计算步骤如下：

1）设定采样周期T_采和测点个数；

2）确定工作模式，实时，周期还是手动；

3）在实时模式下，首先选择每次参加迭代的采样次数n，计算公式如下：

ΔP₂=(ΣP′₂-ΣP′₁)/n

ΔP₃=(ΣP′₃-ΣP′₁)/n

其中：P₂表示第二点过去的采样值，ΣP₂表示第二点过去前n次的采样值之和，ΣP₁表示第一点过去前n次的采样值之和，ΣP₃表示第三点过去前n次的采样值之和，均压值参数ΔP₂和ΔP₃在每次采样周期结束时更新一次。再由公式：

$\stackrel{\‾}{P_2}=P_2-\mathrm{\Δ}{P}_2$

$\stackrel{\‾}{P_3}=P_3-\mathrm{\Δ}{P}_3$

$\stackrel{\‾}{P_1}=P_1$

其中：P₂表示第二点的实时压力值，P₁表示第一点的实时压力值，P₃表示第三点的实时压力值。

既为第二点实时的均压值，

既为第三点实时的均压值。

4）在定周期模式下，首先选择周期的长度T和参加每周期内均压值参数计算的采样次数n，每周期结束前开始计算下一周期的均压值参数，计算均压值参数时，每次采样触发一次运算，运算公式如下：

ΔP′₂=ΔP′₂+P′₂-P′₁

ΔP′₃=ΔP′₃+P′₃-P′₁

其中：P₂表示第二点本次的采样值，P₁表示第一点本次的采样值，P₃表示第三点本次的采样值，ΔP₂和ΔP₃均为中间变量，每周期内重复运算n次后，由公式：

ΔP₂=ΔP′₂/n

ΔP₃=ΔP′₃/n

得到均压值参数ΔP₂和ΔP₃。均压值参数ΔP₂和ΔP₃在一个周期内保持不变。再由公式:

$\stackrel{\‾}{P_2}=P_2-\mathrm{\Δ}{P}_2$

$\stackrel{\‾}{P_3}=P_3-\mathrm{\Δ}{P}_3$

$\stackrel{\‾}{P_1}=P_1$

计算出实时均压值

和

。其中P₁表示第一点的实时压力值，P₂表示第二点的实时压力值，P₃表示第三点的实时压力值。

5）在手动模式下，选取一个时间段，由公式：

ΔP₂=(ΣP′₂-ΣP′₁)/n

ΔP₃=(ΣP′₃-ΣP′₁)/n

计算出固定的均压值参数ΔP₂和ΔP₃。其中ΣP₁表示在此时间段内第一点的所有采样值之和，ΣP₂表示在此时间段内第二点的所有采样值之和，ΣP₃表示在此时间段内第三点的所有采样值之和，n为此时间段内的总采样次数。再由公式：

$\stackrel{\‾}{P_2}=P_2-\mathrm{\Δ}{P}_2$

$\stackrel{\‾}{P_3}=P_3-\mathrm{\Δ}{P}_3$

$\stackrel{\‾}{P_1}=P_1$

计算出实时均压值

和

。其中P₁表示第一点的实时压力值，P₂表示第二点的压力值，P₃表示第三点的实时压力值。

6）加权值Q₁、Q₂、Q₃的计算，对于第一点的加权值，作如下判断，若

$\stackrel{\‾}{P_1}>\frac{\stackrel{\‾}{P_1}+\stackrel{\‾}{P_2}+\stackrel{\‾}{P_3}}{2}$

则Q₁=0，否则Q₁=1。对于第二点的加权值，作如下判断，若

$\stackrel{\‾}{P_2}>\frac{\stackrel{\‾}{P_1}+\stackrel{\‾}{P_2}+\stackrel{\‾}{P_3}}{2}$

则Q₂=0，否则Q₂=1。对于第三点的加权值，作如下判断，若

$\stackrel{\‾}{P_3}>\frac{\stackrel{\‾}{P_1}+\stackrel{\‾}{P_2}+\stackrel{\‾}{P_3}}{2}$

则Q₃=0，否则Q₃=1。

7）多点所测的集气管实时压力P的计算，由公式：

$P=\frac{Q_1\stackrel{\‾}{P_1}+Q_2\stackrel{\‾}{P_2}+Q_3\stackrel{\‾}{P_3}}{Q_1+Q_2+Q_3}$

实时压力P分别送至集气管压力调节系统、放散点火自动放散系统和鼓风机吸力调节系统以进行实时调节。

Claims (1)

1.一种焦炉集气管压力数据测量方法，其特征在于，包括以下内容：

1）设置3个或3个以上的奇数个测点，其中一个设置在集气管的中部连接吸气管的位置处，其他测点对称均匀布置在集气管的中心点的两侧；所述测点位于距离集气管两端2个或3个炉孔的位置；

2）对每一测点的测量结果进行平均加权，由各测点拟合后的平均值代表整个集气管的压力，并以此为依据实现集气管压力调节系统、放散点火自动放散系统和鼓风机吸力调节系统的实时自动调节；

3）所述平均加权处理时，某测点的权值可为0；

4）所述平均加权处理包括三种计算模式，分别为：实时模式，周期模式和手动模式；实时模式是各测点参加拟合计算的均压值参数根据该点之前的测量值而实时改变；周期模式是各测点参加拟合计算的均压值参数在某周期内保持不变；手动模式是人为根据一段时间内的良好表现而将这一段时间内所采用的各测点参加拟合计算的均压值参数作为日后固定的均压值参数。

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