焦炉炭化室生产控制方法、设备、存储介质及装置

技术领域

本发明涉及焦炉焦炭生产技术领域，尤其涉及一种焦炉炭化室生产控制方法、设备、存储介质及装置。

背景技术

钢铁作为我国国民经济和国防军工发展的重要基础原料和战略物资，已广泛应用于机械、电子、建材、交通、航天、航空、国防军工等各个行业，在国民经济发展中具有十分重要的地位。焦炉是煤化学工业中极为重要的工业炉之一，是生产焦炭的关键设备，焦炭作为原料或燃料广泛用于高炉炼铁、铸造、电石、气化及有色金属冶炼等方面，在钢铁行业中，焦炭生产自动化直接影响着企业产品成本、生产质量，制约着企业经济效益的增长，实现焦炭生产的自动化对降低焦化企业生产成本和提高经济效益具有非常重要的作用。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种焦炉炭化室生产控制方法、设备、存储介质及装置。

本发明的实施例提供一种焦炉炭化室生产控制方法，包括以下步骤：

在开始装煤时，关闭上升管盖和快注氨水阀，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯的活塞阀位调节至开启位置，开启漏斗杯，使炭化室与集气管连通，并触发煤车装煤指令，切换至装煤状态；

在焦炉装煤完成后，切换至结焦状态，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至安全位置，封堵漏斗杯，使氨水在所述漏斗杯中聚集形成液位，在液位升高至指定高度后，压力控制系统触发结焦指令；

在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力；

在结焦完成后，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至待推焦状态，封堵漏斗杯，打开快注氨水阀，当炭化室内压力大于第一预设炭化室压力阈值后，打开上升管盖，在炭化室内压力下降至第二预设炭化室压力阈值后，所述第二预设炭化室压力阈值小于所述第一预设炭化室压力阈值，发送推焦信号；

在开始推焦时，开启快注氨水阀。

进一步地，在装煤过程中，利用反吹装置对压力取压管进行反吹，以保证压力取压管通畅，保证压力测量准确。

进一步地，在装煤过程中，获取炭化室压力、集气管压力、活塞组件阀芯的活塞阀位，检测装煤车所在炉号是否与当前炭化室炉号相匹配，在炭化室压力小于第一预设压力阈值，集气管压力小于第二预设压力阈值，活塞组件阀芯的活塞阀位大于或等于预设活塞阀位阈值，且装煤车所在炉号为当前炭化室炉号时，发送开始装煤信号。

进一步地，所述在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力具体为：

依据结焦过程中各阶段荒煤气发生量的大小，结焦时间与荒煤气发生量的关系，得到结焦时间与炭化室压力设定值的对应关系，建立符合压力实际值的结焦时间压力控制模型；根据结焦时间压力控制模型计算得出各阶段的压力设定值，根据所述压力设定值，控制活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度，从而控制整个结焦期间的炭化室压力。

进一步地，所述结焦时间压力控制模型中，结焦时间具有多个间隔的预设时间节点，相邻两个预设时间节点之间形成一个时间段，各个时间段分别对应于一压力设定值，所述压力设定值随所述预设时间节点增大而增大。

进一步地，在所述结焦时间达到其中一预设时间节点时，触发压力调节指令，根据预设时间节点得到对应的压力设定值，根据压力设定值控制活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度。

进一步地，在结焦初期，压力设定值为动态给定值，随炭化室内实际压力变化，通过结焦时间压力控制模型自动计算出，后期可根据底部压力的变化进行修正；

在结焦中、末期，压力设定值为动态给定值，随炭化室实际压力和最大结焦时间变化。

本发明的实施例还提供一种焦炉炭化室生产控制设备，所述焦炉炭化室生产控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的焦炉炭化室生产控制程序，所述焦炉炭化室生产控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的焦炉炭化室生产控制方法的步骤。

本发明的实施例还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有焦炉炭化室生产控制程序，所述焦炉炭化室生产控制程序被处理器执行时实现如上所述的焦炉炭化室生产控制方法的步骤。

本发明的实施例还提供一种焦炉炭化室生产控制装置，所述焦炉炭化室生产控制装置包括：

控制模块，用于在开始装煤时，关闭上升管盖和快注氨水阀，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯的活塞阀位调节至开启位置，开启漏斗杯，使炭化室与集气管连通，并触发煤车装煤指令，切换至装煤状态；

所述控制模块还用于在焦炉装煤完成后，切换至结焦状态，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至安全位置，封堵漏斗杯，使氨水在所述漏斗杯中聚集形成液位，在液位升高至指定高度后，压力控制系统触发结焦指令；

所述控制模块还用于在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力；在结焦完成后，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至待推焦状态，封堵漏斗杯；

开启模块，用于在结焦完成后，打开快注氨水阀；

判断模块，用于判断炭化室内压力是否大于第一预设炭化室压力阈值；

所述开启模块还用于当炭化室内压力大于第一预设炭化室压力阈值后，打开上升管盖；

所述判断模块还用于判断炭化室内压力是否下降至第二预设炭化室压力阈值；

发送模块，用于在炭化室内压力下降至第二预设炭化室压力阈值后，所述第二预设炭化室压力阈值小于所述第一预设炭化室压力阈值，发送推焦信号；

所述开启模块还用于在开始推焦时，开启快注氨水阀。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过控制快注氨水阀的开启、高低压氨水三通阀的切换，每个炭化室单独控制与高压氨水喷射效应配合有效消除装煤时烟尘。通过活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度，从而控制整个结焦期间的炭化室压力，可保障每段集气管对应的多个炭化室可在不同工艺操作状态下生产。在焦炉推焦生产操作阶段，炭化室与集气管完全阻断，避免推焦过程中吸入大量的空气，保证焦炉及后续工艺生产安全。系统与四大车系统数据交换，实现焦炉装煤、结焦、推焦过程的自动化。

附图说明

图1是本发明提供的焦炉炭化室生产控制设备一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的焦炉炭化室生产控制方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的焦炉炭化室生产控制设备结构示意图。

如图1所示，该焦炉炭化室生产控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(Non-volatileMemory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对焦炉炭化室生产控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及焦炉炭化室生产控制程序。

在图1所示的焦炉炭化室生产控制设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备；所述焦炉炭化室生产控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的焦炉炭化室生产控制程序，并执行本发明实施例提供的焦炉炭化室生产控制方法。

请参见图2，所述焦炉炭化室生产控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的焦炉炭化室生产控制程序，并执行以下操作：

S1在开始装煤时，关闭上升管盖和快注氨水阀，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯的活塞阀位调节至开启位置，开启漏斗杯，使炭化室与集气管连通，并触发煤车装煤指令，切换至装煤状态，控制高低压氨水三通阀切换至高压状态，此时荒煤气导出通道阻力最小，配合高压氨水喷射效应形成的负压，有效的消除装煤过程中的烟尘外溢。向桥管内喷洒高压氨水，在焦炉装煤生产操作阶段，集气管负压配合高压氨水喷射效应工艺，有效的控制烟尘的无组织排放。

S2在焦炉装煤完成后，切换至结焦状态，控制高低压氨水三通阀切换至低压状态，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至安全位置，封堵漏斗杯，使氨水在所述漏斗杯中聚集形成液位，在液位升高至指定高度后，压力控制系统触发结焦指令；

S3在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力；

S4在结焦完成后，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至待推焦状态，封堵漏斗杯，打开快注氨水阀，当炭化室内压力大于第一预设炭化室压力阈值后，打开上升管盖，在炭化室内压力下降至第二预设炭化室压力阈值后，所述第二预设炭化室压力阈值小于所述第一预设炭化室压力阈值，发送推焦信号；

S5在开始推焦时，开启快注氨水阀。

通过控制快注氨水阀的开启、高低压氨水三通阀的切换，每个炭化室单独控制与高压氨水喷射效应配合有效消除装煤时烟尘。需要说明的是，活塞组件阀芯调节至安全位置，活塞组件对漏斗杯完全封堵。通过活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度，从而控制整个结焦期间的炭化室压力，可保障每段集气管对应的多个炭化室可在不同工艺操作状态下生产。

在焦炉推焦生产操作阶段，炭化室与集气管完全阻断，避免推焦过程中吸入大量的空气，保证焦炉及后续工艺生产安全。系统与四大车系统数据交换，实现焦炉装煤、结焦、推焦过程的自动化。

在装煤过程中，利用反吹装置对压力取压管进行反吹，以保证压力取压管通畅，保证压力测量准确。

在装煤过程中，获取炭化室压力、集气管压力、活塞组件阀芯的活塞阀位，检测装煤车所在炉号是否与当前炭化室炉号相匹配，在炭化室压力小于第一预设压力阈值，集气管压力小于第二预设压力阈值，活塞组件阀芯的活塞阀位大于或等于预设活塞阀位阈值，且装煤车所在炉号为当前炭化室炉号时，发送开始装煤信号。本实施例中，所述第一预设压力阈值为-150Pa，所述第二预设压力阈值为-250Pa，所述预设活塞阀位阈值为95%。

具体地，所述在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力具体为：

依据结焦过程中各阶段荒煤气发生量的大小，结焦时间与荒煤气发生量的关系，得到结焦时间与炭化室压力设定值的对应关系，建立符合压力实际值的结焦时间压力控制模型；根据结焦时间压力控制模型计算得出各阶段的压力值，活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度，从而控制整个结焦期间的炭化室压力。

根据结焦时间与荒煤气发生量的关系，得到结焦时间与炭化室压力设定值的对应关系，在焦炉结焦生产操作阶段，把整个结焦过程分成多个阶段，依据荒煤气发生量曲线得出各阶段的压力值，通过活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度，从而控制整个结焦期间的炭化室压力，精细化调节，有效保证炭化室底部压力稳定在5~50Pa的范围内，保证炭化室内部在结焦全周期内始终保持正压状态，避免结焦中、末期炭化室底部压力出现负压状态。

在结焦初、中期由于荒煤气发生量较大，炭化室压力较高，模型自动调整压力设定值；在结焦末期，由于荒煤气发生量较小，模型自动控制炭化室底部压力处于正压状态，避免荒煤气从炉门、炉墙溢出以及空气漏入炭化室，稳定焦炉生产和焦炭质量，有效延长设备寿命。

所述结焦时间压力控制模型中，结焦时间具有多个间隔的预设时间节点，相邻两个预设时间节点之间形成一个时间段，各个时间段分别对应于一压力设定值，所述压力设定值随所述预设时间节点增大而增大。

结焦过程中压力设定值是依据业主方提供荒煤气发生量曲线来制定的，压力设定值区间划分是依据结焦过程中荒煤气发生量的大小，根据结焦时间模型自动计算得出每一区间的压力给定值系数。工艺工程师在投产后参数调整阶段，根据HMI中人机对话界面，根据工艺控制情况修改每一区间的压力给定值参数，达到控制最佳效果。修改后的参数下装至PLC中，作为顺控模型默认的压力控制设定值。

在所述结焦时间达到其中一预设时间节点时，触发压力调节指令，根据预设时间节点得到对应的压力设定值，根据压力设定值控制活塞组件阀芯上下动作，控制齿槽杯齿槽阀体的封堵程度。

在结焦初期，压力设定值为动态给定值，随炭化室内实际压力变化，通过结焦时间压力控制模型自动计算出，后期可根据底部压力的变化进行修正；在结焦中、末期，压力设定值为动态给定值，随炭化室实际压力和最大结焦时间变化。

氨水的液位升高到一定的高度，启动分段压力给定值控制模式，压力给定值是根据焦炉结焦过程中荒煤气发生量的大小，进行分段给定，分段控制，目的在于在焦炉结焦期间控制炭化室底部压力在5~50Pa的正压状态。

此外，本发明实施例还提出一种焦炉炭化室生产控制设备，所述焦炉炭化室生产控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的焦炉炭化室生产控制程序，所述焦炉炭化室生产控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的焦炉炭化室生产控制方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有焦炉炭化室生产控制程序，所述焦炉炭化室生产控制程序被处理器执行时实现如上所述的焦炉炭化室生产控制方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种焦炉炭化室生产控制装置，所述焦炉炭化室生产控制装置包括：

控制模块，用于在开始装煤时，关闭上升管盖和快注氨水阀，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯的活塞阀位调节至开启位置，开启漏斗杯，使炭化室与集气管连通，并触发煤车装煤指令，切换至装煤状态；

所述控制模块还用于在焦炉装煤完成后，切换至结焦状态，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至安全位置，封堵漏斗杯，使氨水在所述漏斗杯中聚集形成液位，在液位升高至指定高度后，压力控制系统触发结焦指令；

所述控制模块还用于在结焦过程中，通过活塞驱动设备调节活塞组件阀芯的活塞阀位，控制整个结焦期间的炭化室压力；在结焦完成后，控制活塞驱动设备驱动活塞组件阀芯调节至待推焦状态，封堵漏斗杯；

开启模块，用于在结焦完成后，打开快注氨水阀；

判断模块，用于判断炭化室内压力是否大于第一预设炭化室压力阈值；

所述开启模块还用于当炭化室内压力大于第一预设炭化室压力阈值后，打开上升管盖；

所述判断模块还用于判断炭化室内压力是否下降至第二预设炭化室压力阈值；

发送模块，用于在炭化室内压力下降至第二预设炭化室压力阈值后，所述第二预设炭化室压力阈值小于所述第一预设炭化室压力阈值，发送推焦信号；

所述开启模块还用于在开始推焦时，开启快注氨水阀。

需要说明的是，单炭化室压力调节系统是在桥管与集气管之间安装一个机械调节装置，通过低压循环氨水喷洒系统对荒煤气除尘降温的同时，氨水在齿槽杯中聚集，形成液位，机械调节装置中的活塞执行机构上下动作，控制液位的高低，从而控制荒煤气导出通道齿槽的截面积，最终控制荒煤气压力。由于液位线性控制，能精确控制整个结焦期间的炭化室压力。在结焦周期内随着荒煤气发生量的不同，系统自动调整各单炭化室压力调节参数，有效控制由于压力波动所导致的烟尘无组织排放。单炭化室压力调节系统的具体结构可参见公开号为CN209797849U的专利等现有资料。

本发明所述焦炉炭化室生产控制装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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介质(如只读存储器镜像(Read Only Memory image，ROM)/随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。