西安中程自動化工程有限公司
中程焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統(tǒng)
簡 介
一、公 司簡 介
公司位于西安高新區(qū)，15年來專業(yè)從事焦爐集氣管煤氣壓力平衡控制研究與技術服務。擁有全部知識產權的焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統(tǒng)融合了我公司十多項全新的控制理論與技術，取得了突破性的控制效果。該系統(tǒng)已通過國家科技部驗收并獲科技部80萬元創(chuàng)新基金，西安高新區(qū)獎勵40萬元。目前已應用于國內60多家企業(yè)近200座焦爐，解決了從1座焦爐到8座焦爐公用一套冷鼓系統(tǒng)的壓力平衡與穩(wěn)定。我們根據(jù)用戶工藝設備制定最為可行、安全和高可靠性的控制方案與系統(tǒng)，嚴格保證數(shù)據(jù)客觀真實，獲得行業(yè)專家和用戶的好評。
我公司為用戶提供以下產品
1、中程焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統(tǒng)；
2、焦爐、冷鼓、化產PLC、DCS控制系統(tǒng)與儀表項目總包；
3、焦爐高壓氨水變頻側吸裝煤技術總包（含專有技術炭化室吸力大幅提高）
4、自動配煤系統(tǒng)
5、焦爐自動放散點火系統(tǒng)
二、 控制效果
焦爐集氣管壓力頻繁波動造成多方危害：焦爐跑煙冒火使大量有害物質無組織排放到大氣，嚴重危害環(huán)境，浪費煤氣和化產；負壓運行對安全生產造成的巨大隱患，嚴重影響焦爐壽命。
中程焦爐集氣管煤氣壓力無級模糊控制系統(tǒng)取得了突破性的控制效果：正常生產工藝條件下，焦爐集氣管壓力穩(wěn)定控制在設定值±20Pa左右波動；在高壓氨水加煤等導致壓力劇烈升高時，大幅降低加煤沖擊峰值，在高峰值停留時間一般少于6～8秒，并使壓力在20秒左右快速迅速調節(jié)至接近正常，解決了壓力居高不下導致的焦爐冒煙問題，徹底杜絕壓力上下快速振蕩現(xiàn)象，減少了焦爐竄漏。該系統(tǒng)極大地改善了焦爐面貌，促進了焦爐生產的清潔化、無害化。
控制效果效果曲線見下圖，圖中同時顯示了4座焦爐8根集氣管公用一套冷鼓，在3座焦爐先后幾乎同時裝煤壓力平衡控制效果，表現(xiàn)了優(yōu)秀的同步性、平衡性、快速穩(wěn)定性，客觀真實地反映了加煤期間壓力的沖擊峰值及快速調節(jié)過程。
三、典 型 業(yè) 績
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用 戶 單 位
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工 藝 簡 述
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遼寧丹東萬通達焦化有限公司
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2座搗固焦爐，鼓風機變頻調速
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山西陽光焦化集團有限公司
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4座焦爐8根集氣管公用一套鼓冷，240萬噸，目前國內最為復雜的生產系統(tǒng)
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山西陽光焦化集團二廠
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2座焦爐
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太原梗陽焦化實業(yè)有公司
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3座焦爐，液偶兩開一備，全自動調速
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云南大為焦化有限公司
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3座搗固焦爐，結合大循環(huán)（70萬噸），控制系統(tǒng)雙機熱備
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云南大為制焦有限公司
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5．5米搗固焦，8根集氣管（200萬噸），高壓氨水導煙。控制系統(tǒng)雙機熱備，
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云南大為瀘西焦化有限公司
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5．5米搗固焦兩座，高壓氨水導煙。控制系統(tǒng)雙機熱備
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武鋼集團鄂城鋼鐵公司
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2座6米焦爐機側4根集氣管 ，控制系統(tǒng)雙機熱備
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武鋼集團鄂鋼焦化二期
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6米.焦爐，控制系統(tǒng)雙機熱備
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酒泉鋼鐵公司焦化廠一期
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3座焦爐機側5根集氣管
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酒泉鋼鐵公司焦化廠二期
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4座焦爐機側6根集氣管，控制系統(tǒng)雙機熱備
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濟南鋼鐵公司焦化廠
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5座4.3米焦爐
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青島焦化制氣有限公司
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2座搗鼓焦爐
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湖南華菱湘潭鋼鐵公司
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5座焦爐，最遠的450米，控制系統(tǒng)雙機熱備
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萊蕪鋼鐵股份公司焦化廠
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6座焦爐共用一套鼓冷，最遠的650米
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云南萬佳焦化有限公司
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2座焦爐，鼓風機變頻調速
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云南富源信德焦化有限公司
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3座搗固焦爐，結合變頻調速
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四川威鋼焦化三期
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5座焦爐，結合風機變頻調速
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四川威鋼焦化四期
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4座焦爐，結合風機變頻調速
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四川威鋼焦化五期
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2座焦爐，結合風機變頻調速
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陜西省焦化廠
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5座焦爐
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山西洪洞浩溢煤焦化公司
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4座焦爐，結合風機變頻調速
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四川威遠冶化公司
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6座焦爐，結合風機變頻調速
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寧夏博宇鋼鐵集團焦化廠
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4座焦爐
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徐鋼焦化廠
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兩座焦爐，結合風機變頻調速
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昆明鋼鐵公司焦化廠
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2座焦爐，機焦側雙集氣管，結合大循環(huán)
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山西永榮實業(yè)有限公司
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3座搗固焦爐，結合風機變頻調速
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山西興旺煤化有限公司
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2座搗固焦爐
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山西鑫明焦化公司
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2座搗固焦爐公，結合大循環(huán)
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陜西東嶺冶煉公司焦化廠
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2座搗固焦爐，結合大循環(huán)
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湖北大冶特鋼公司東鋼焦化
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1座焦爐，控制系統(tǒng)雙機熱備
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酒鋼集團榆中鋼鐵公司
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1座焦爐，控制系統(tǒng)雙機熱備
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四川威遠焦化有限公司
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2座焦爐
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四川威遠冶化公司新廠
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1座焦爐
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四川達鋼焦化
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3座焦爐
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陜西韓焦股份有限公司
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4座焦爐
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山西曙光煤焦集團有限公司
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2座搗固焦爐，結合液偶全自動調速
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山西順泰實業(yè)有限公司
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2座搗固焦爐，結合大循環(huán)
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山西臨汾鋼鐵公司焦化一廠
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2座焦爐，結合大循環(huán)
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山西臨汾鋼鐵公司焦化二廠
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3座焦爐，結合大循環(huán)，控制系統(tǒng)雙機熱備
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山西晉玉焦化有限公司
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2座搗固焦爐，大循環(huán)
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陜西韓城鋼鐵爐料有限公司
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2座搗固焦爐，變頻調速
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山西長治通州焦化有限公司
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2座搗固焦爐高壓氨水導煙，變頻調速，雙機熱備
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山西東正焦化有限公司
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2座搗固焦爐高壓氨水導煙，變頻調速，雙機熱備
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湖南湘鋼6米焦爐擴建項目
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6座頂裝煤焦爐，控制系統(tǒng)雙機熱備
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山西錦華焦化公司一期
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4米3搗固焦爐
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山西錦華焦化公司二期
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4米3搗固焦爐
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徐州圣戈班管道公司焦化
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4米3搗固焦爐
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山西順泰焦化公司
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3座搗固焦爐，控制系統(tǒng)雙機熱備
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酒鋼集團翼鋼焦化
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2座焦爐
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山西恒富焦化二期
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搗固焦爐2座
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云南宏商投資有限公司
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焦爐控制技術服務
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云南倍斯柯系統(tǒng)集成有限公司
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焦爐控制技術服務
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山西潞寶集團焦化一廠
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2座搗固焦爐
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山西潞寶集團焦化二廠
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2座搗固焦爐
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山西潞寶集團焦化三廠
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2座搗固焦爐
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長沙康源科技開發(fā)有限公司
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焦爐控制技術服務
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陜西東嶺焦化擴建項目
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4米3搗固焦爐3座
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山西通州公司焦化二期
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4米3搗固焦爐兩座，控制系統(tǒng)雙機熱備
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河北寶燁焦化公司
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5米搗固焦爐兩座，控制系統(tǒng)雙機熱備
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湖南煤化新能源有限公司
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5．5米搗固焦爐兩座，控制系統(tǒng)雙機熱備
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山西禹門口焦化有限公司
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4米3搗固焦爐兩座
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陜西京原煤化有限公司
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12座焦爐，控制系統(tǒng)，半焦（蘭炭） √
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陜西興永煤化工有限公司
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12座焦爐，儀表控制系統(tǒng)總包，半焦（蘭炭） √
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四、主 要 優(yōu) 勢
（一）、完整的焦爐煤氣流體控制理論
該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的PID控制有本質不同，根據(jù)焦化生產工藝特性，進行了多項理論創(chuàng)新，主要體現(xiàn)以下幾方面：
1、焦化一體化控制理論；
2、吸力無級動態(tài)控制調配理論；
3、工藝提前控制理論；
4、獨特的焦爐間解耦控制理論。
5、智能模糊控制理論
（二）極強的工藝適應能力
1、壓力平衡控制能力極強。對加煤、高壓氨水沖擊、出焦、焦爐換向、鼓風機后壓力變化等均能主動快速克服，且非常平穩(wěn)。在焦爐國產爐門正常維護清理的情況下，焦爐在加煤、換向、高壓氨水沖擊時爐門不會出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，看起來就象沒有生產。
2、不僅適用于對稱的兩座焦爐，而且適用于煤氣管道布置不均衡，管道距離相差較大，甚至不同類型焦爐公用一套冷鼓的復雜系統(tǒng)。已成功實現(xiàn)從1座焦爐到8座焦爐公用一套冷鼓系統(tǒng)的壓力平衡穩(wěn)定控制。最復雜的如山西陽光焦化、湖南湘鋼焦化、云南大為均是8根焦爐集氣管公用一套冷鼓。前二者還是4米3焦爐與6米焦爐公用一套冷鼓。
3、主動智能適應各種變化，控制效果穩(wěn)定如一，不需要儀表維護人員經常整定參數(shù)。
4、采用鼓風機調速方案時，系統(tǒng)不根據(jù)焦爐翻板位置來調整鼓風機轉速，因為在不同的生產時間相同的開度下，煤氣量、阻力可能有很大差距。
5、能有效克服不同焦化系統(tǒng)，在冷鼓化產后煤氣并網(wǎng)對焦爐壓力的相互影響。如山西陽光焦化，一分廠和三分廠用一套冷鼓，二分廠用另一套冷鼓。兩套冷鼓后經化產煤氣并網(wǎng)外送，10個集氣管壓力都得到了有效平衡控制。
6、對頂裝煤焦爐和搗固焦爐同樣適用。集氣管壓力穩(wěn)定對頂裝煤焦爐重要，對搗固焦爐除塵安全運行，對采用高壓氨水無煙裝煤效果起到重要作用。
7、嚴格保證數(shù)據(jù)客觀真實，在焦爐壓力曲線上如實快速反映加煤沖擊及其峰值，可依據(jù)曲線準確判斷加煤時間。但不片面追求曲線好看，決不會對焦爐壓力電信號進行任何形式的濾波處理，確保計算機數(shù)據(jù)客觀真實反映焦爐狀況。
8、經對不同用戶的實地考察，獲得中國煉焦行業(yè)協(xié)會多位專家推薦。
五、不同的可行性控制方案
根據(jù)不同用戶工藝和設備要求，在確保集氣管壓力控制效果，確保生產和設備安全性第一的前提下，我們推薦不同的實施方案供選擇：
1、大回流（循環(huán)）自動控制方案。首次在1995年成功運行。對生產而言此方案安全性最高，實用于鋼廠焦化廠及鼓風機后有重要化產環(huán)節(jié)的獨立焦化企業(yè)。
2、鼓風機自動變頻調速控制方案。首次在2000年于四川威鋼成功運行至今。適用于鼓風機能力余量較大的企業(yè)，投資較高,但節(jié)能顯著。
3、鼓風機液力偶合器自動調速方案。首次在2004年5月在太原梗陽焦化一期成功運行至今，鼓風機兩開一備，采取我公司多項創(chuàng)新控制技術使兩臺鼓風機同時處于自動調速狀態(tài)，克服了液偶調速的滯后性、非線性，克服了鼓風機后搶風互頂難題，調速平穩(wěn)安全，幾年來從未因控制系統(tǒng)原因導致鼓風機跳車，得到用戶生產、工藝部門好評。對于單臺鼓風機運行的情況，液偶自動調速則相對容易實現(xiàn)。由于原理不同，相對變頻調速而言，液偶調速節(jié)能效果不是很明顯。此方案適用于獨立焦化企業(yè)，對鋼廠焦化廠及鼓風機后有重要化產環(huán)節(jié)的獨立焦化企業(yè)，此方案不作為第一推薦方案。
六、自動控制系統(tǒng)的幾種配置
我公司非常注重技術創(chuàng)新，根據(jù)技術的不斷發(fā)展和不同用戶的需要，提供多層次的控制系統(tǒng)配置：
1、單臺計算機控制系統(tǒng)：由一臺計算機執(zhí)行控制任務，計算機故障情況下由人工通過操作器或現(xiàn)場操作。投資省，但硬件可靠性不是很高。
2、計算機雙機熱備控制系統(tǒng)：兩臺計算機同時開機，一臺執(zhí)行控制任務，另一臺執(zhí)行熱備用任務并監(jiān)視控制機，當控制機發(fā)生故障，備用機立即自動執(zhí)行控制任務。切換過程無擾動實現(xiàn)，不需要人工進行任何干預。雙機熱備提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
3、 PLC雙機熱備控制系統(tǒng)：上位計算機雙機熱備，下位采用高可靠性的PLC，如德國西門子，美國AB等，在兩臺計算機同時故障情況下，PLC可最大限度確保生產安全。
4、遠程實時診斷控制系統(tǒng)：在上述控制功能的基礎上，增加遠程故障會診。遇故障情況用戶授權后，在我公司服務中心計算機上可看到現(xiàn)場數(shù)據(jù)和歷史曲線，共同分析后迅速給出處理措施或建議。服務工程師在出差中也可通過無線上網(wǎng)方式提供服務。
七 典 型 生 產 工 藝
上圖是陽光焦化工藝，地處山西河津，距西安230公里。該公司一廠兩座4.3m與三廠兩座6m焦爐公用一套冷鼓（如圖），產量240萬噸/年，每座焦爐機側各有兩根集氣管，合計８根，最遠集氣管距冷鼓５００米，是目前國內最為復雜的焦爐生產系統(tǒng)之一。另外該廠二廠的兩座4米3焦爐獨立采用另外一套冷鼓系統(tǒng)。上述兩套冷鼓后煤氣經化產后并網(wǎng)外送。類似工藝如湖南湘鋼焦化、酒鋼焦化、濟鋼焦化等等均采用了模糊控制系統(tǒng)。（頂裝焦爐，大循環(huán)）
云南曲靖大為制焦有限公司，四座5米5焦爐公用一套冷鼓系統(tǒng)。（搗固焦爐，大循環(huán)）
武鋼集團鄂鋼6米焦爐4根集氣管公用一套冷鼓（頂裝煤，大循環(huán)）
陜西韓城鋼鐵爐料公司兩座4米3焦爐，鼓風機變頻調速（搗固焦）
八、西安中程自動化其他產品展示
十五年來，西安中程自動化工程有限公司專業(yè)從事焦化自動化控制技術的開發(fā)與服務，集十多年經驗與技術，我公司為用戶提供以下產品
1、中程焦爐集氣管壓力無級模糊控制系統(tǒng)；
2、焦爐、冷鼓、化產DCS、PLC控制系統(tǒng)與儀表項目總包；
3、高壓氨水無煙裝煤變頻調壓側吸項目總包（含專有技術，炭化室吸力大幅提高）
4、自動配煤系統(tǒng)
5、焦爐自動放散點火系統(tǒng)
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