直接空冷系统优化控制应用及典型问题解决.pdf

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1、第6期陈禾进等．直接窄冷系统优化控制应用及典型问题解决759直接空冷系统优化控制应用及典型问题解决陈玉进1薛凌飞1薛加腾2(1．陕西延长石油(集团)榆林煤化有限公司，陕西榆林719000；2．府谷县恒源煤焦电化有限公司，陕西榆林719400)摘要阐述了直接空冷系统的优化控制，针对空冷式冷凝汽器优化控制过程中的典型难题，提出独到见解和解决办法，并给出成功调试的案例。关键词直接空冷式冷凝器逆流顺流优化控制中图分类号TQ23文献标识码B文章编号1000-3932(2011)06-0759-04随着煤化工行业的迅猛发展，热电空冷式冷凝

2、器(AirCooledConderser，ACC)和空分ACC在煤化工中的成功应用带来的经济效益使其倍受欢迎，而ACC的优化控制又是其成功投运的必要基础。为此，笔者着重对煤化工ACC优化控制的应用及典型问题的解决作以介绍。1ACC的优化控制提高ACC换热管束的换热和防冻性能是ACC优化控制的核心。1．1ACC设备优化ACC生产厂在其性能方面的优化如下：a．优先选用钢制的较大椭圆型截面芯管和铝制翘片，组装成完整的管束，使得其具有优异的换热性能，在结构上保证换热防冻性能、高强度及抗腐蚀性；b．根据工况确定整个ACC管束排中顺流／逆

3、流管束KD比的分布，而且顺流管束和逆流管束各自配备轴流风机，保证有效防冻；c．优先选用大口径直接轴流风机，避免使用皮带拖动类轴流风机，可有力提高出力和减少维护量；d．铝翘片相互平行且第一排管束采用较大翘片间距(4mm)，依据间距逐级递减原则，最后一排管束采用2．5mm的较小翘片间距，使整套管束排换热均匀和易于清洗，整个散热器的有效散热面积留有余量；e．北方等高寒地区选用容量适当、质量可靠的阀门、百叶窗及其操作机构、泵和抽空设备。1．2投运前的优化与控制ACC投运前，设计院要与用户和ACC生产厂家沟通，不断优化和改进整个ACC的

4、性能，具体要求如下：a．ACC配套的仪控和电气设备一定要满足工况生产，特别要满足ACC自动及保护的可施行和有效性(如轴流风机能实现无极变速、可灵活调节进风量，配套的风机数目要能够满足生产需求)；b．ACC的安装地址远离企业集中办公区至少80m之外、噪音低于55dB；o．一定要注意整个过程的系统优化性(如厂址海拔高度、历史最低温度以及环境风速对ACC投运影响的预测性设计)。另外，ACC所选用的仪控辅设、防冻性能，变频器的散热性能，整个ACC防雷击性能，以及配用真空泵要满足抽真空负荷要求。1。3ACC的自动调节当环境温度高于一20

5、。C时，机组允许冷启动，建立真空的步骤如图1所示。环背汽境图1机组启动建立真空步序常规参数调整中，汽机背压小于15kPa时才收稿日期：20lI-02-21(修改稿)760化工自动化及仪表第38卷开始转入背压自动跳步和调节。本案例地处陕北，常规值15kPa太小不适用，特别是夏季高温时，很难达到15kPa，将此设计值更改为20kPa，大大缩短了启动时间，节约了启动成本。真空建立后透平机的背压控制系统依靠背压测量值与设定值之差，连续地对ACC的轴流风机台数、风机转速和蒸汽隔离阀的位置进行调整，实现自动调节和自动跳步，表1为目前煤化工

6、行业常用的某煤化有限公司ACC(3列9座风机，其中每列第2座风机为逆流风机，列1管和列3管各有1台蒸汽关断电动阀)实现在自动调节过程中核心控制参数，风机转速设计为多级转速，一般设计方案中，为避免频繁的开关动作，只要背压实际值介于背压高位值与低位值之间即可保持工序运行。表1ACC自动调节过程核心控制参数案例夏季时ACC自动调节过程优化十折函数拐点(夏季适用)主控输出不小于5％列1、2、3顺流风机以不小于主控输出不小于40％10Hz转速投运主控输出0—2％主控输出5％一40％主控输出60％一100％主控输出0—35％主控输出40％

7、一60％主控输出60％一100％、逆流风机调节在0—10Hz逆流风机调节在10—25Hz逆流风机调节在30一50Hz顺流风机调节在0～10Hz顺流风机调节在10—30Hz逆流风机调节在30—55Hz主控输出2％一5％主控输出40％～60％主控输出60％～100％、环境温度不小于20℃主控输出35％一40％主控输出60％一100％列1、2、3逆流风机以不小于10Hz转速投运逆流风机调节在10Hz逆流风机调节在25～30Hz逆流风机调节在0—10Hz顺流风机调节在10Hz逆流风机调节在30～50Hz冬季时ACC自动调节过程优化十折

8、函数拐点(冬季适用)注：夏季时，主控输出不大于35％时停顺流风机。主控输出不大于2％时停逆流风机。由于逻辑采用纯积分器，偏差死区较大，偏差很大时才自动跳步，易形成振荡导致ACC运行不稳定。笔者通过调试，将单纯的积分调节方式改为比例积分调节方式，调节死区为0．15kPa，背压第