造气炉采用间歇制气，间歇制气所引起的对本炉和其他炉的干扰称为间歇干扰。造气炉在1个制气循环(泽东公司为136 s)中，要轮流进行二上吹、吹净、吹回(加煤)、回收、上吹(上吹加氮)、下吹操作，其中吹净、吹回和回收阶段通空气，二上吹、上吹和下吹通蒸汽，而上吹加氮阶段既通蒸汽又加空气。

在实际生产中，一般每5台造气炉共用1台鼓风机通空气，为一个系统。在此系统内，DCS程序已解决了生产炉吹风自动排队问题，即各炉不会发生同时吹风的问题；但上吹加氮用空气存在与其他炉抢风的问题，因此上加炉与其他炉互为干扰，称为上加抢风干扰。

泽东公司有2台互为连通的蒸汽缓冲罐，配置2只调节阀控制加入缓冲罐的部分外供蒸汽以稳压，生产运行的造气炉由缓冲罐供应蒸汽。由于缓冲罐的体积有限，而同时用汽的造气炉数量是不断变化的，抢用或拒止蒸汽会造成缓冲罐压力波动，而调节阀的动作存在滞后现象，故用简单控制系统(PID)控制缓冲罐压力是难以达到理想效果的。由于造气炉间歇用汽和用汽炉数的波动引起缓冲罐压力的波动，造成各炉用汽互相干扰并波及到其他工段和发电汽轮机的背压系统，此种间歇干扰称为用汽炉数波动干扰。

由于泽东公司没有配置不停炉下渣装置，每隔1~2 h需进行停炉、下渣、开炉操作。此外，为保证造气炉安全运行，各炉安装有阀位安全联锁，安全联锁有时会动作，引起停炉和开炉。再者，造气备用炉也会经常开炉补气和停炉备用。间歇式停开炉在停炉、开炉时机不匹配时，也会引起停开炉干扰。

除以上3种间歇干扰外，还存在上吹加氮时间波动干扰、回收(含吹净)时间波动干扰、吹风时间波动干扰等。

间歇干扰是造气炉的固有缺陷，是由自身工艺产生的，对造气炉况的干扰巨大。但间歇干扰是内部产生的，是有规律的，可利用DCS系统进行检测，甚至可以提前预测，因此可以设法消除其影响。

综上所述，造气生产系统主要存在三大干扰，即外供蒸汽波动干扰、煤棒质量波动干扰和间歇干扰。目前，合成氨生产企业都有较充足的蒸汽供造气系统使用，外供蒸汽不是问题，只要克服了各造气炉抢用或拒止蒸汽的间歇干扰，就能消除蒸汽干扰。煤棒质量波动干扰最大，但可从煤炭采购、科学配方和严格管理上加以解决。因此，本文重点探讨间歇干扰的消除。

生产实践表明，对造气炉的有效检测不仅少，而且有些检测到的工艺参数不具有生产指导意义。特别是炉内情况，除了近年来试验成功并投入使用的炭层高度检测外，其他包括最重要的气化层温度和高度只能凭经验保守操作。

本次攻关不准备投入较大的资金，要求采用现有的仪表和DCS系统明确进出造气炉的物料、炉内的温度和高度等工艺参数。

解决造气炉的稳定和优化问题的思路：完善检测，了解炉况；克服间歇干扰，稳定炉况；在稳定炉况的基础上，提高气化反应温度，优化炉况。

造气炉的一个严重缺陷就是炉内5层工况无法测量，特别是对气化反应最重要的气化层温度和高度无法测量。几十年来，尽管尝试了各种方法(如穿过夹套安装热电偶测试、用红外线技术测试等)，但均未达到长期实用的效果。

立足现有的仪表和DCS系统，尝试利用上行气温度和下行气温度，通过数学模型计算出气化层温度(相对)和气化层高度(相对)，但由于上行气温度和下行气温度只在5层工况稳定以及没有风洞、结疤、垮塌等异常情况下才比较可信，故计算得到的气化层温度和高度也只有在5层工况稳定的情况下才具有比较大的可信度。总的来说，通过数学模型计算得到的气化层高度(相对)比较可信，气化层温度(相对)具有一定的参考性，可以与炉渣成色比对参考。

可单项控制的工艺参数应先予以控制，包括造气炉夹套汽包液位控制(5套)、显热回收汽包液位控制(2套)、自产蒸汽压力控制(2套)和汽轮机流量控制(2套)。稳定控制这些参数，既可保证安全生产，又可减轻操作人员的劳动强度。

如前所述，泽东公司的2台蒸汽缓冲罐是连通的，生产运行中的造气炉会抢用蒸汽或拒止蒸汽，进而产生用汽炉数波动干扰。针对此问题，可采用并级控制系统代替原先的简单控制系统(PID)，即在PID计算的基础上，增加了用汽炉数补偿和外供蒸汽压力补偿，使蒸汽缓冲罐压力达到优控。经优控后，蒸汽缓冲罐压力稳定、毛刺小(毛刺幅度缩小70%左右)，提高了控制质量。只要外供蒸汽压力不低于0.2 MPa，缓冲罐压力在任何时刻都是稳定的，绝不会因入炉蒸汽压力波动而影响炉况，为造气炉运行的稳定和优化创造了条件。

泽东公司采用煤棒(型煤)制气，煤棒制气与块煤制气最大的区别是煤棒中含水量和含黏结剂量大，在干燥层易结壳结块，造成通风(汽)阻力大且不均匀，常出现风洞、结疤等现象而使炉况恶化，影响正常生产。

为了解决此问题，采用型煤制气的企业大多采用全上吹技术，实践证明是非常有效的实用技术。在泽东公司的优化控制程序中，既保留了全上吹方案，又增加了比全上吹更灵活、更平衡、更有效的长上吹和上调层方案，使工艺工程师和操作人员面对不同炉况有更多选择。3套方案的多种组合，为型煤制气可编程的优化提供了手段。

在造气炉间歇制气过程中，会产生许多间歇干扰，如上加抢风干扰；为保证安全生产，有时会采用抑氧操作，即取消或缩短上吹加氮、吹净和回收时间，调节氢氮比时也需要改变回收时间，结果就产生了上加波动干扰和回收(含吹净)波动干扰，这2项干扰不仅影响合成氢氮比，也直接影响气化层温度；另外，为调整炉温而改变吹风时间，但同时会干扰气化层的高度；停开炉的时机不匹配，对气化层温度和高度会产生干扰，有时甚至产生非常严重的干扰。

优化控制项目对以上5种干扰皆实行补偿，即停开炉补偿、上加抢风补偿、上加时间波动补偿、回收(含吹净)时间波动补偿和吹风时间波动补偿。通过五大补偿的作用，可及时纠正5种随机产生的间歇干扰，达到不折不扣执行操作人员设置的吹风给定时间和下吹给定时间，以保持炉况稳定。

在合成氨生产工艺流程中，氮气是在造气炉中加入的，而影响合成氨生产的循环气的氢氮比位于工艺流程的末端。从工艺设备上来说，氢氮比控制过程贯穿整个生产流程，任何一个工段都会影响氢氮比，加上泽东公司造气、压缩、碳酸氢铵脱碳和变压吸附脱碳能力的不足、没有备机(炉)，引起加减量和转换工艺流程的次数较多，使氢氮比更加难以控制。从时间上说，氢氮比控制存在较大的滞后问题，经实测，泽东公司纯滞后时间在40~50 min，容量滞后10~20 min。总之，多干扰、大滞后、有累积效应、无自衡性是氢氮比控制的特点和难点。

电脑(DCS控制系统)是最适宜控制氢氮比的，其可以根据开机数、原料气流量计算出原料气在流程中的位置、走向、滞后时间等，掌握整个生产流程中的造气氢(电脑生成的仪表)、变换氢、循环氢和循环甲烷以及它们的偏差，还可以判断造气炉的炉况，寻找回收时间基值和变换氢基值，根据三氢总偏差控制各炉的回收时间(含吹净和上加折回收的时间)。

造气炉优化控制项目中的氢氮比控制采用全装置氢平衡的原理，以三氢总偏差为控制对象，用串级控制系统应对大滞后，加上众多的智能检测，使整个控制系统达到优化、实用、适应性强的目的。目前，循环氢合格率由原来的80%提高至100%，优控率由原来的60%提高至90%以上，为泽东公司的增产、降耗贡献了力量。