技术领域
[0001] 本申请涉及焦炉温度控制技术领域,具体涉及一种焦炉温度自动控制方法、系统、介质及设备。
相关背景技术
[0002] 在焦炉的生产过程中,推焦串序是指按照一定的顺序,逐个推出焦炭的焦炉操作方法。焦炉的推焦是指将已经高温干馏完成的焦炭从焦炉内推出的操作过程。在焦炉生产中,焦炭是通过在焦炉内进行热解和高温干馏而形成的。当焦炭达到一定的熟化程度之后,需要将其推出焦炉,以便后续的收焦和处理。推焦串序会导致焦炉整体炉温随着不同推焦节点呈现相应的变化规律。
[0003] 为了控制焦炉温度的稳定性,目前常见的做法是人手持红外测温仪定周期手动测温,当炉温高于温度预设范围上限时,热工根据经验减少煤气量,以降低炉温;当炉温低于温度预设范围下限时,热工根据经验增加煤气量,以提高炉温,这样的操作可以在一定程度上平衡焦炉温度的波动,使其趋于稳定。然而在实际操作中忽略推焦串序对炉温的影响,并且人员测温时效性不稳定,导致对炉温的调节不及时,从而造成对焦炉温度的控制稳定性差。
具体实施方式
[0025] 为了使本领域的技术人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0026] 在本申请实施例的描述中,“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0027] 在本申请实施例的描述中,术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个系统是指两个或两个以上的系统,多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0028] 为了便于理解本申请实施例提供的系统,在介绍本申请实施例之前,先对本申请实施例的背景进行介绍。
[0029] 推焦是指将焦炉内的焦炭从炉内推出的过程。在焦炉内,煤炭在高温下高温干馏,产生焦炭和煤气等副产品。当焦炭达到一定程度后,需要将其推出炉内,以便进行下一批煤炭的装入和高温干馏。焦炉是用于生产焦炭的一种设备,通常用于冶金、化工和能源等行业中。焦炉主要用于将煤炭等燃料在高温条件下进行高温干馏,以产生焦炭和其他有用的副产品。
[0030] 在推焦的过程中,炉温稳定性对焦炭生产过程和焦炭质量有着重要的影响,炉温的不稳定性会直接影响焦炭的高温干馏过程。焦炭的质量受到高温干馏过程中的温度控制影响,温度波动会导致焦炭高温干馏程度的波动。这将直接影响焦炭的力学强度、透气性、耐磨性等关键指标,造成焦炭质量的不稳定性和不均匀性,所以需要对炉温进行有效的控制。然而目前常见的做法是人手持红外测温仪定周期手动测温,基于测得的炉温由人工根据经验来减少或增加煤气量,进而来控制炉温,然而在实际操作中出现因为人员测温时效性不稳定的情况,导致对炉温的调节不及时,从而导致对焦炉温度的控制不够稳定。
[0031] 经过上述内容的背景介绍,本领域技术人员可以了解现有技术中存在的问题,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清除、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0032] 请参考图1,特提出了一种焦炉温度自动控制方法的流程示意图,该方法可以依赖于计算机程序实现,可依赖于单片机实现,也可运行于一种焦炉温度自动控制系统上,该计算机程序可集成在焦炉控制器中,也可作为独立的工具类应用运行,具体的,该方法包括步骤10至步骤30,上述步骤如下:步骤10:获取历史的目标焦炉中各炭化室的编号、各炭化室对应的炉温值以及在推焦过程中整体炉温变化趋势,构建各炭化室编号和炉温值的目标关系。
[0033] 在本申请实施例中,目标焦炉是针对2‑1串序大循环的焦炉,2‑1串序大循环时指的是两座焦炉看作一个目标焦炉,采用2‑1推焦串序。本申请实施例的目标焦炉为两座焦炉,每个焦炉均有65个炭化室。
[0034] 在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,获取历史的目标焦炉中各炭化室的编号、各炭化室对应的炉温值、以及在推焦过程中整体炉温变化趋势,构建各炭化室编号和炉温值的目标关系这一步骤还可以包括以下步骤:步骤101:获取目标焦炉中各炭化室的编号,以及在历史的多次推焦过程中,每一个炭化室编号对应的多个历史炉温值、在推焦过程中整体炉温变化趋势。
[0035] 具体的,该目标焦炉中包括有两个炉号,一个为1号焦炉,一个为2号焦炉。1号焦炉和2号焦炉均包含有65个炭化室,该目标焦炉包括130个炭化室,其中1号焦炉的炭化室编号为1号炭化室、2号炭化室、3号炭化室…65号炭化室。2号焦炉的炭化室编号为66号炭化室、67号炭化室、68号炭化室…130号炭化室。
[0036] 进一步地,焦炉内部空间被隔墙等隔离成多个炭化室,每个炭化室相对独立。在焦炉的高温干馏过程中,每一个炭化室都会装入煤并进行加热,煤在炭化室内进行热解生成焦炭,一个炭化室从装入煤开始,经过加热、热解、高温干馏等过程,最终高温干馏成熟的焦炭后即完成一次高温干馏循环。焦炉内的多个炭化室可以同时并行各自的高温干馏循环,且不同炭化室的高温干馏阶段可能不一样。将焦炭推出炭化室后,该室的高温干馏循环完成,可以重新装入煤准备下一次循环。
[0037] 所以在历史的多次推焦过程中,获取目标焦炉中各炭化室的编号,该编号为人员提前给各炭化室照上述的编号方式进行编号。在历史的推焦过程中,首先是进行奇数炭化室的推焦,即先是1号炭化室、3号炭化室、5号炭化室…129号炭化室进行推焦。再对偶数炭化室的推焦,即2号炭化室、4号炭化室、6号炭化室…130号炭化室进行推焦。在每一次的推焦过程中均会获得每一个炭化室编号对应的历史炉温值,比如在第一次历史推焦过程中奇数炭化室的第一个炉温值。在经过多次历史的推焦过程后,即可得到每一个炭化室对应的多个历史炉温值,比如经过了5次推焦,即可得到1号炭化室的对应有5个炉温值,正常情况下该5个炉温值差异较小。
[0038] 步骤102:根据各炭化室编号以及对应的多个历史炉温值,结合历史推焦过程中炉温的变化趋势,建立炭化室编号和炉温值的目标关系。
[0039] 具体的,每一个炭化室编号对应有多个历史炉温值,将同一次的历史推焦过程中获取的各炭化室编号对应的历史炉温值进行分析,得到炭化室编号和炉温的对应曲线,由于进行了多次历史推焦,所以可以得到多个炭化室编号和炉温的对应曲线,根据该历史的多个曲线,可以总结拟合出炭化室编号和炉温值的目标关系。
[0040] 请参见图2,为本申请实施例提出的一种示例性的推焦炉编号和炉温的曲线示意图。
[0041] 如图2所示,目标焦炉2‑1串序大循环推焦方式产生的炉温变化规律呈近似正弦曲线。需要说明的是,在实际生产过程中,随周转时间不同,受推焦实际异常工况影响,推焦炭化室编号与温度曲线角度对应关系会有一定偏差。结合图2可知,在31号炭化室推焦时,炉温达到第一个炉温高峰值,在95号炭化室推焦时,炉温达到第一个炉温谷峰值。该目标关系中包括多个炉温高峰值对应的高温炭化室编号,以及多个炉温谷峰值对应的低温炭化室编号。
[0042] 步骤20:在当前推焦过程中,获取目标焦炉中的当前炭化室编号,根据目标关系确定当前炭化室编号对应的炉温调节策略。
[0043] 具体的,在多次历史的推焦过程中总结出各所述炭化室编号和炉温值的目标关系后,可以方便后续根据该目标关系确定各炭化室进行推焦时,如何对炉温进行调节。在当前实际的推焦过程中,获取目标焦炉中的当前炭化室编号,再基于由历史数据总结出的目标关系,可以确定当前编号所对应的温度曲线特征参数,从而判断该炭化室的温度是否需要升温或降温调节,最后确定出该炭化室对应的温度控制策略,如减少或增加煤气量等。通过该过程,实现了基于炭化室编号动态确定炉温调控策略,从而闭环控制焦炉推焦过程中的炉温,使温度保持在一个相对稳定的标准温度范围,结合图2可知,该炉温范围可以为标准温度上下各波动7摄氏度,温度波动越小越好。
[0044] 在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,在当前推焦过程中,获取目标焦炉中的当前炭化室编号,根据目标关系确定当前炭化室编号对应的炉温调节策略这一步骤,还可以包括以下步骤:步骤201:根据目标关系判断当前炭化室编号是否为高温炭化室编号或者低温炭化室编号。
[0045] 具体的,由于目标关系中包含有多个炉温高峰值对应的高温炭化室编号,以及多个炉温谷峰值对应的低温炭化室编号,比如高温炭化室编号为31号、32号等,低温炭化室编号为95号、96号等。所以可以根据目标关系判断当前炭化室编号是否为高温炭化室编号或者低温炭化室编号,比如当前炭化室编号为1号,则不属于高温炭化室编号或者低温炭化室编号,需要说明的是该当前炭化室编号为一个周期内的编号,待下一个周期可以再次确定炭化室编号和炉温值的目标关系。
[0046] 步骤202:若当前炭化室编号为高温炭化室编号,则确定对应的炉温调节策略为升温调节策略。
[0047] 步骤203:若当前炭化室编号为低温炭化室编号,则确定对应的炉温调节策略为降温调节策略。
[0048] 具体的,若当前炭化室编号为高温炭化室编号,比如当前炭化室为31号高温炭化室,此时焦炉处于结焦末期的炭化室的数量达到高峰,所以炉温会出现第一个温度高峰值,由于后续会随着新入炉的原煤量增加,这会吸收部分热量导致炉温下降,因为当炉温过低时不利于煤炭的热解反应,会影响焦炭的质量。所以确定当前的炉温调节策略为升温调节策略,从而延缓炉温的下降趋势。其中升温调节策略可以为增加煤气量、提高风量、调整烟气循环等。采取适当的升温调节策略,可以提高高温干馏效率,改善焦炭质量,从而保证推焦过程稳定运行。若当前炭化室编号为低温炭化室编号,比如当前炭化室为95号低温炭化室,此时焦炉处于装煤初期的炭化室的数量达到高峰,所以炉温会出现第一个温度谷峰值,由于后续炉内结焦完整的煤炭增加,这会释放更多燃烧热量导致炉温升高,过高的炉温会导致焦炭高温干馏过度,从而导致焦炭的质量下降,所以确定当前的炉温调节策略为降温调节策略,从而延缓炉温的上升趋势。
[0049] 步骤30:根据炉温调节策略,调节目标焦炉的炉温。
[0050] 具体的,本申请实施例中控制炉温的方法主要是调节煤气的主管调节阀,包括机侧主管和焦侧主管,同时还可以调节分烟道吸力,包括机侧分烟道吸力和焦侧分烟道吸力。若炉温调节策略为降温调节策略,虽此时炉温处于谷峰,但由于后续炉内结焦完整的煤炭增加,这会释放更多燃烧热量导致炉温升高,即炉温有上升趋势,则在该低温炭化室推焦预设时间段后,控制主管调节阀逐渐向该目标焦炉内添加固定煤气量,直至目标焦炉的炉温降至预设温度范围内,该固定煤气量是基于所述目标关系确定。若炉温调节策略为升温调节策略,由于后续会随着新入炉的原煤量增加,这会吸收部分热量导致炉温下降,则在该高温炭化室推焦预设时间段后,控制主管调节阀逐渐向该目标焦炉内减少固定煤气量,直至目标焦炉的炉温降至预设温度范围内,该预设温度范围为焦炉的标准温度范围,该减少的固定煤气量为上述低温炭化室增加的固定煤气量,可以使得在整个结焦周期内,煤气用量不增加的前提下,通过合理调节分配煤气用量,实现压缩炉温波峰波谷温差的目标。
[0051] 需要说明的是,在上述对炉温进行调节的过程中,为保证温度变化更趋于平缓,调节煤气次数可根据实际情况适当增加1‑2次,在调整煤气流量时,同时适度调节分烟道吸3
力。本申请实施例中调节分烟道吸力的原则是:煤气F1Nm /h对应1Pa吸力。例如:如果需要增加煤气流量1000 Nm³/h,那么相应地需要增加5Pa的分烟道吸力。
[0052] 在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,可以通过调整煤气用量配比,来进一步平均焦炉的温度,从而使得焦炉温度趋于平稳。具体过程如下:在进行炉温的调节过程中,也就是在向目标焦炉中减少固定煤气量,或者向目标焦炉中添加固定煤气量时,可能由于实际推焦过程中出现其他因素的影响,导致按照上述炉温调节出现偏差。若检测到该目标焦炉的炉温不在预设范围内时,则说明推焦炉的炉温偏离稳定温度范围,需要及时进行调节,可以使得在压缩波峰波谷分配煤气基础之上,通过调节煤气用量配比,使整体炉温接近标准温度范围。
[0053] 具体的,当炉温不在预设温度范围内时,也就是检测出异常炉温,则计算出异常炉温与预设温度范围的温度差,可以通过异常炉温减去预设温度范围的上限或下限来得到,当温度差为正值时(异常炉温过高),煤气的用量配比减少,当温度差为负值时(异常炉温过低),煤气的用量配比增加。可以根据温度差以及预设的温度差与煤气的用量配比的关系,来确定出异常炉温对应的煤气的目标用量配比。其中预设的温度差与煤气的用量配比的关系可以通过模拟控制算法进行计算得到。并按照该目标用量配比对目标焦炉的温度进行调节,直至目标焦炉的炉温达到预设温度范围内。需要说明的是,在向目标焦炉中减少固定煤气量,或者向目标焦炉中添加固定煤气量时,此时的固定煤气量是指为压缩波峰波谷的煤气第一调节量,而异常炉温对应需要调节的煤气量是为平均炉温的煤气第二调节量。所以当选择煤气来平均炉温时,最终的煤气量可以为煤气第一调节量和煤气第二调节量的叠加。
[0054] 在上述实施例的基础上,作为一种可选的实施例,根据所述炉温调节策略,调节所述目标焦炉的炉温之后,还可以包括以下步骤:根据预设周期,在每个周期结束时记录目标焦炉经过炉温调节策略后的实际炉
温,对于每个周期,分析记录的实际炉温数据。观察实际炉温与预设温度范围的偏差情况,以及煤气的用量配比是否达到预期目标。基于实际炉温调节结果,使用模糊算法来修正预设的温度差与煤气的用量配比的关系。模糊算法可以根据实际炉温偏差的大小和趋势,调整煤气的用量配比,以更精确地控制炉温。根据模糊算法修正的结果,更新煤气的用量配比,这样在下一个周期中,根据修正后的用量配比进行调节,以更好地适应实际炉温的变化。
[0055] 请参见图3,为本申请实施例提供的一种焦炉温度自动控制系统模块示意图,该焦炉温度自动控制系统可以包括:目标关系构建模块1、调节策略确定模块2以及炉温调节模块3,其中:目标关系构建模块1,用于获取不同周转时间下目标焦炉中各炭化室的编号、各炭化室对应的炉温值,以及在推焦过程中整体炉温变化趋势,构建各所述炭化室编号和炉温值的目标关系;
调节策略确定模块2,用于在当前推焦过程中,获取所述目标焦炉中的当前炭化室编号,根据所述目标关系确定所述当前炭化室编号对应的炉温调节策略;
炉温调节模块3,用于根据所述炉温调节策略,调节所述目标焦炉的炉温。
[0056] 需要说明的是:上述实施例提供的系统在实现其功能时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的系统和方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
[0057] 本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质可以存储有多条指令,指令适于由处理器加载并执行上述实施例的一种焦炉温度自动控制方法,具体执行过程可以参见上述实施例的具体说明,在此不进行赘述。
[0058] 请参照图4本申请还公开一种电子设备。图4是本申请实施例的公开的一种电子设备的结构示意图。该电子设备400可以包括:至少一个处理器401,至少一个网络接口404,用户接口403,存储器405,至少一个通信总线402。
[0059] 其中,通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。
[0060] 其中,用户接口403可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera),可选用户接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。
[0061] 其中,网络接口404可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI‑FI接口)。
[0062] 其中,处理器401可以包括一个或者多个处理核心。处理器401利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器405内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器405内的数据,执行服务器的各种功能和处理数据。可选的,处理器401可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器401可集成中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等;GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器401中,单独通过一块芯片进行实现。
[0063] 其中,存储器405可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read‑Only Memory)。可选的,该存储器405包括非瞬时性计算机可读介质(non‑transitory computer‑readable storage medium)。存储器405可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器405可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等;存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器405可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。参照图4,作为一种计算机存储介质的存储器405中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及一种焦炉温度自动控制方法的应用程序。
[0064] 在图4所示的电子设备400中,用户接口403主要用于为用户提供输入的接口,获取用户输入的数据;而处理器401可以用于调用存储器405中存储一种焦炉温度自动控制方法的应用程序,当由一个或多个处理器401执行时,使得电子设备400执行如上述实施例中一个或多个所述的方法。需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
[0065] 在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
[0066] 在本申请所提供的几种实施方式中,应该理解到,所披露的装置,可通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其他的形式。
[0067] 作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0068] 另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0069] 集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括:U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0070] 以上所述者,仅为本公开的示例性实施例,不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰,皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后,将容易想到本公开的其他实施方案。
[0071] 本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的范围和精神由权利要求限定。