[发明专利]一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气行业能源综合利用技术领域，尤其涉及一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统及其控制方法。

背景技术

冶金企业节能降耗、稳定产品质量是一项重要指标，为钢铁厂内用户提供品质合格的压力、热值稳定的混合燃气，减少能源的浪费，提高燃烧效率，降低钢损是燃气混合站的主要任务。燃气混合站在生产运行中，尤其是当生产负荷、气源压力等存在较大波动时，应能够保证燃气性能稳定及安全运行。传统的燃气混合过程控制，都是采用自动化仪表单回路调节和比值、串极调节方式，控制燃气混合站燃气配比，对燃气混合站出口压力、热值无法保证它的稳定性，满足不了用户在使用过程中出现较大负荷变化时引起压力、流量突然增量或减量的跟踪调节控制。长期以来主要靠人工操作来维持压力与热值的稳定，难以满足下游用户的运行要求。

燃气混合站是一个处于上游多个燃气加压站和下游多个用户之间的设备单元。上游的多个燃气加压站和下游的多个用户发生任何变化对燃气混合站都有直接影响，燃气混合站控制参数发生变化也同时给上游的多个燃气加压站和下游的多个用户造成影响。燃气混合站、各燃气加压站和各用户通常各为独立的单位，它们之间有着各自独立运行的生产特点，互相之间没有直接联系，谁也不知道什么时间发生工艺控制变化。当用户使用量减少时，会出现燃气混合站的燃气混合管道出口压力上升，致使燃气混合站各调节支管道压力升高。燃气混合站的调节阀处于关阀的状态以减少燃气流量，满足用户使用量减少的需求。由于混合站调整压力和流量后，引起各燃气加压站的燃气加压机出口压力升高且超过正常压力值，此时燃气加压站操作人员必须通过开启回流阀以减小燃气加压机出口压力，保证其维持在正常压力值。当各燃气加压站操作人员刚把燃气加压机出口压力调整好，混合站下游用户又迅速剧增使用量，出现燃气混合站的燃气混合管道出口压力剧降，致使燃气混合站各调节支管道压力剧低。燃气混合站的调节阀处于开阀的状态，甚至处于无量可调的非线性状态，以增加燃气流量，满足用户使用量增加的需求。可是实际上，尽管燃气混合站的调节阀处于无量可调的非线性状态，燃气混合站的燃气混合管道出口的流量和压力并未足量增加，燃气混合站的调节阀对燃气失去了控制作用，满足不了用户使用量剧增的需求，严重时造成用户加热炉由于混合燃气压力过低发生灭火事故，严重影响用户生产的正常进行。造成供气不足的原因是燃气加压机操作人员未及时调整加压机出口回流阀，燃气加压机的出口流量从回流阀流走了，所以不能满足燃气混合站用气量。

针对这种情况，本申请人认为要是通过燃气回流阀把各燃气加压机出口压力设定在能满足下游用户用气量的范围内，就应该能解决各燃气加压机用户在使用量发生变化时流量不足的问题，就不会出现燃气混合站的各流量调节阀处于无量可调节非线性状态。通过实践，将各燃气加压机出口压力的手动调节改为根据各燃气加压机出口压力的变化自动调节后，反复观察实际运行过程，发现燃气混合站只有在燃气混合管道出口压力缓慢的变化且变化量较小的情况下才能稳定燃气混合管道出口压力，满足下游用户压力、流量、热值的要求，但是控制不了由下游用户用气大负荷急剧变化引起的压力波动，经过长时间的认真研究和分析发现燃气加压机出口压力的调节总是滞后于燃气混合站各调节阀的调节，只有当燃气混合站各调节阀调节以后，燃气加压机出口压力发生较大的变化时，燃气回流阀才开始调节，燃气加压机出口压力仍是由燃气加压站单独控制，同样，燃气混合站各调节阀也是单独控制。这样，难以保证燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作协调进行，且燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作是相反的，这样就更难保证燃气混合站各调节阀开关动作和加压机出口回流阀开关动作协调进行。当燃气出现急剧的压力变化时，即使采用手动方式调节也很难保证下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于加压机和阀组的燃气混合控制系统，它通过下游用户的用气量的变化将各燃气加压站、燃气混合站协调起来统一控制，能够及时地获知燃气混合管道出口压力的变化，并根据燃气混合管道出口压力的变化直接及时地控制各燃气加压机出口的压力，同时，相应地调节燃气混合站各种燃气的流量，使各燃气加压机出口压力的调节和燃气混合站各种燃气流量的调节协调地进行，既保证加压机出口压力维持在正常工作的范围内，又保证燃气混合管道出口压力维持在混合燃气的额定压力的范围内，满足下游用户对燃气的压力、流量、热值的要求。