回转窑式热解过程控制系统研发

作     者：王志雄 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张旭辉;刘莲

授予年度：2020年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：回转窑式热解 模糊 PID DCS控制系统 热解温度测量 热解工艺 

摘      要：我国一次能源消费中煤炭约占70%,且在未来很长一段时间内这种能源配比结构不会改变。我国已探明的煤炭储量中有55%煤化程度低,如果这些煤经干馏工艺提取油,其油量相当于1000亿吨油气资源。回转窑式热解正是针对沫煤进行大规模工程化干馏的工艺,对于该工艺的配套控制研究尚在起步阶段,还不能很好地支撑工艺高效生产。论文以回转窑式热解过程为研究对象,针对目前热解生产系统自动化程度低、人工操作多,工艺保障性低等问题,综合分析热解过程工艺要求和现有DCS控制技术,结合实际情况引入独特的转窑热解温场测量方案,对转窑热解温度控制加入模糊PID控制应用,实现回转窑式热解工艺的自动化控制。在分析回转窑式热解技术的发展现状、工艺环节及设备特性基础上,论文提出一种基于DCS控制系统的回转窑式热解控制系统,采用随窑同步旋转传感器,无线测量回转窑热解关键参数,通过温场参数准确反映热解过程,设计以鲁能控制LN2000为平台的DCS控制系统,详细介绍该控制系统的工作原理、网络构架及相关组成部分的软硬件设计。根据回转窑热解过程控制需求和特点,设计PID模糊控制实现系统热解过程控制。论文介绍PID控制的组成、工作原理及其设计实现,并进行了仿真测试研究。测试表明,设计的模糊PID控制满足转窑热解过程的控制需求,构建的基于LN2000的回转窑热解DCS控制系统适用且简便实现了转窑热解工艺,具有良好的推广应用意义。