通钢焦化——焦炉工段课件

1、2 炼焦系统22.1系统概述22.1.1控制系统硬件配置22.1.2控制系统软件环境32.1.3控制系统通讯42.2功能描述52.2.1 工艺描述52.2.2工艺布置62.2.3 焦炉炉体62.2.4 焦炉机械82.2.5 工艺装备92.2.6 原、燃料的性能指标111.2.7焦炉系统流程142.3程序编制162.3.1炼焦系统程序说明162.3.2程序逻辑171.4 画面编制181.5 附件231.5.1 点号表231.5.2 系统软件231.5.3 程序231.5.4 驱动及简单用法（交换数据表等）231.5.5系统优点、改进点、系统难点231.5.6 通讯配制说明232 炼焦系统2.1系

2、统概述本工程建设规模为年产干全焦约 120 万吨焦炉，生产品种为冶金焦，建设 2 60 孔 6m 顶装焦炉。焦炉采用单集气管、双吸气管。熄焦采用干法熄焦，备用湿法熄焦。装煤推焦除尘采用地面站。该系统采用2套JX-300XP分散控制系统（DCS）和工控机组成的控制系统分别对应1#、2#焦炉。在焦炉控制室设置2套操作站。该自动化系统采用集中管理、分散控制，资源共享的分布式控制系统。根据HMI的操作指令和现场各检测器的信号，完成各个工艺设备或者工艺过程的顺序控制；进行工艺过程及设备状态的实时数据监控，完成各工艺过程及设备的故障报警处理及显示。2.1.1控制系统硬件配置整个自动化控制系统采用浙大中控J

3、X-300XP分散控制系统。硬件清单序号名称型号数量（1#）数量（2#）1PROFIBUS_DP主站接口卡XP239-DP202MOXA交换机EDS-516/408A-MM-SC223接续盒SUP-A-12114普通端子板XP527425普通端子板XP52028306晶体管触点开关量输出卡XP362(B)427空卡XP00019228触点型开关量输入卡XP363(B)329电源指示卡XP2216610模拟信号输出卡XP3224411电流信号输入卡XP313343412主控制卡XP243X2213电源(5V，24V)单体 150WXP251-14414电源箱机笼XP2511115一体化机笼XP2

4、114416机柜XP202112.1.2控制系统软件环境浙大中控Advantrol Pro2.65软件2.1.3控制系统通讯1、网络简介本次工程系统采用双冗余环网结构，共设13个操作站，DCS和上位机系统通过双环形以太网连接。生产调度系统属于二级系统，本系统要预留与二级系统的接口，并且保证二级需要的数据能够上传。基础自动化系统主干网络要求采用以太网，100M Ethernet，TCP/IP协议，光纤介质，完成各系统内部各级之间的数据通讯任务。利用开放的系统结构特点，具有与将来增加过程控制管理计算机进行数据通讯的可能。自控系统环网如下图2、PROFIBUS-DP 主站接口卡 XP239-DP X

5、P239-DP是JX-300XP系统的 SCnet 网络节点之一，作为 JX-300XP 系统与 PROFIBUS-DP 的接口，在PROFIBUS-DP 中以主站形式存在，用于将标准 PROFIBUS-DP从站设备连入 JX-300XP 系统，利用链接器和耦合器还可以接入PROFIBUS-PA设备。通过SCnet站间通讯协议，其他厂家测控系统和智能设备的过程参数可成功地与系统内控制站、操作员站等进行信息双向通信，使异种设备成为 SUPCON DCS 的一部分（子系统）。具体配制方法，见附件。2.2功能描述2.2.1 工艺描述按通钢公司原址大修焦化工程要求，建设SG60-2003型6m顶装焦炉

6、260孔，工程按120万t/a规模总体规划、分步实施。一步建设160孔6m顶装焦炉，采用低水份熄焦，配套建设1套150t/h干熄焦装置，干熄焦投产后，湿熄焦作为备用；二步建设160孔6m顶装焦炉。炼焦工段主要包括焦炉本体、焦炉机械、湿熄焦系统（低水分熄焦工艺）、装煤及焦侧除尘设施； 装煤车在煤塔下取煤后，将煤装入焦炉炭化室内。经约19h 高温干馏后，炼制成焦炭和荒煤气。焦炭用推焦机通过拦焦机导焦栅导入焦罐车（或熄焦车）内。焦罐车进入干熄焦区域进行熄焦（或熄焦车进入熄焦塔内进行熄焦）。经过干熄焦装置处理的焦炭直接上皮带送往筛贮焦设施筛分分级缷（经湿法熄焦处理后的焦炭先至晾焦台上，冷却一段时间后送

7、往筛贮焦设施）。煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间进入机侧上升管，再经桥管进入集气管。800 850的荒煤气在桥管及集气管内经循环氨水喷洒后温度降至85左右，荒煤气中焦油等同时冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经吸煤气管道送入煤气净化系统。2.2.2工艺布置 260孔焦炉组成一个炉组布置在同一条中心线上，两座焦炉共用1个煤塔，煤塔设在两座焦炉中间，贮量为3000t，可满足260孔焦炉15h的用煤量。一步建设1x60孔焦炉本体及煤塔，二步建设1x60孔焦炉本体与一步焦炉组成一个炉组。两座焦炉设置一个烟囱,烟囱高约150m，布置在焦炉的机侧。配套建设的150t/h干熄焦装

8、置，布置在1#焦炉端部与熄焦塔之间，在熄焦塔外部设1套牵车台及焦罐检修站，可满足车辆倒换及检修要求。2.2.3 焦炉炉体焦炉炉型采用炭化室高6m顶装式焦炉。该焦炉为双联火道、废气循环、高低灯头、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式大容积焦炉。炉体主要尺寸（冷态）通钢焦炉炉体主要尺寸表序号名称单位数值1炭化室全高mm60002炭化室有效高mm56503炭化室全长mm159804炭化室有效长mm151405炭化室平均宽mm4506炭化室中心距mm13007炭化室锥度mm608炭化室有效容积m38.59每孔炭化室装煤量（干）t28.510燃烧室立火道中心距mm48011加热水平高度mm90012炉顶装

9、煤孔个数个413立火道个数个322.2.4 焦炉机械焦炉机械指焦炉专用设备，主要包括装煤车、推焦机、拦焦机、熄焦车、电机车及液压交换机。采用三车联锁及炉号识别技术，通过推焦机、拦焦机、熄焦车位置的精确测量和相互之间可靠的数据传送，实现三车推焦联锁，确保出焦操作安全。其配置见下表：焦炉机械配置表序号设 备 名 称单位数 量备注一步一+二步1推焦机台221用1备2拦焦机台232用1备3装煤车台221用1备4低水分熄焦车台21湿熄焦备用5干湿两用电机车台221用1备6液压交换机台127煤塔称台1注：1、干熄焦用车辆由干熄焦部分给出； 2、本设计低水分熄焦车按一步干熄焦晚期投产考虑，如干熄焦能随一步焦

10、炉很短时间内投产，低水分熄焦车可以减少一台。2.2.5 工艺装备 炼焦工艺装备主要包括焦炉护炉铁件及其维修设备等设施、焦炉集气系统、加热系统及交换系统。2.2.5.1 集气系统本设计为单集气管、双吸气管系统。包括上升管、桥管及阀体、集气管、吸煤气管、焦油盒、高、低压氨水喷洒管和辅助生产给水管、蒸汽管、压缩空气管等。集气管采用圆形。集气管内设高压氨水分段清扫装置，并设有蒸汽吹扫管道，可对集气管进行定期清扫。上升管内衬漂珠砖和隔热材料，以降低上升管外表温度，上升管外设遮热板，改善炉顶操作条件。上升管顶部设有水封盖，桥管与阀体的连接采用水封承插结构，避免荒煤气外逸。桥管上设有高、低压氨水喷洒装置，可

11、以相互切换。低压氨水用来冷却荒煤气，在装煤操作时开启球阀进行高压氨水喷射，增强装煤除尘效果。吸煤气管上设手动和自动调节蝶阀，采用压力解耦自控系统，自动调节集气管的压力，用以调节集气管内煤气压力，使集气管内保持规定的压力，以保证炭化室不出现负压现象。集气管上设有带水封阀的放散管，其顶部设自动电点火装置，事故状态时可放散并点火燃烧。2.2.5.2 加热系统加热系统设有焦炉煤气、高炉煤气及混合煤气管道系统，高炉煤气和焦炉煤气管道由炉间台架空引入，布置在焦炉地下室。在焦炉煤气引入管上设有煤气预热器，将焦炉煤气预热至45左右，由下喷管通过砖煤气道送入燃烧室立火道燃烧；高炉煤气通过流量调节阀分配至机、焦侧

12、主管，再通过调节旋塞、交换开闭器、蓄热室、斜道进入燃烧室立火道，在蓄热室中，高炉煤气通过格子砖与下降的废气间接换热后，煤气温度可升至700以上进入燃烧室燃烧；使用混合煤气时，通过自动调节阀将37的焦炉煤气掺混到高炉煤气机、焦侧主管中，沿高炉煤气的流通途径进入燃烧室立火道。在焦炉煤气预热器前后、高炉煤气引入管上及两种煤气的地下室总管末端分别设置压力检测点，当煤气主管末端压力低于500Pa 时报警，并可自动停煤气，以免发生安全事故。焦炉加热采用自适应加热系统，能够明显改进炼焦操作，有助于提高和稳定焦碳质量，减少能耗，延长焦炉寿命。2.2.5.3 交换传动系统交换系统包括液压交换机及交换传动装置。焦

13、炉加热用煤气、空气和燃烧后的废气在炉内的流向，由液压交换机驱动交换传动装置，每隔20分钟换向一次。在废气系统中，机焦侧分烟道上设自动调节翻板，总烟道上设手动翻板。采用烟道废气含氧量自动分析仪监测烟道废气中的氧含量，以便监测燃烧情况。通过蓄热室顶部吸力和烟道吸力的信号由计算机自动控制分烟道翻板的开度，实现系统压力的自动调节。2.2.5.4 护炉铁件护炉铁件包括炉柱、纵横拉条、弹簧、大保护板、加厚炉门框和空冷式弹簧炉门等。2.2.6 原、燃料的性能指标 1 配合煤炼焦配煤比暂定为： 1/3 焦煤 35% 、肥煤 5 、焦煤 40 、瘦煤 20 。希望建设单位在初步煤源调查的基础上，尽快进行配煤试验

14、，确定准确合理的配煤比，以指导下阶段设计。生产一级冶金焦的配合煤质量要求如下：水分： 10% 灰分 (Ad) ： 9% 硫分 (Stad) ： 0.6% 挥发分 (Vdaf) ： 24 31% 粒度 ( 80% 粘结指数： 58 722 原、燃料消耗及产品产量原、燃料消耗及产品表（2*60孔）序号项目单位数值备注一原、燃料1洗精煤干煤万t/a157.68湿煤万t/a175.2含水10%2焦炉加热用煤气单用焦炉煤气m/h26075热值17900KJ/m用混合煤气时热值17900kJ/m高炉煤气m/h125115热值3060kJ/m焦炉煤气m/h7986热值17900KJ/m二产品1焦炭产品按采用

15、干法熄焦计算干全焦万t/a119.84冶金焦25mm万t/a107.8690%焦丁2510mm万t/a3.122.6%焦末100mm万t/a5.274.4%除尘焦粉万t/a2.402%焦炭烧损万t/a1.191%2焦炉煤气m/h576003主要工艺参数炼焦工艺参数表序号项目单位数值备注1焦炉孔数孔2*602焦炉年工作日d3653炼焦周转时间h194焦炉紧张操作系数1.075焦炉操作串序5-26炭化室有效容积m38.57每个炭化室装干煤量t28.58装炉煤水分%109结焦率%76对干煤10焦炉煤气生产率m/t320对干煤11焦炉加热用焦炉煤气低发热值KJ/ m1790012炼焦干煤相当耗热量使用

16、焦炉煤气时KJ/ kg2593装炉煤水份为10%13炼焦干煤相当耗热量使用混合煤气时KJ/ kg2943装炉煤水份为10%1.2.7焦炉系统流程跟据液压交换机的时序控制：（1）、正向行程时序图：预警1min后，煤气缸正行7.5S停(一半行程)等1S空废气缸正行29.6S(全行程)等1S煤气缸正行7.5S停(另一半行程)。（2）、反向行程时序图：正向行程完成20-30min后，预警1min后，煤气缸反行7.5S停(一半行程)等1S空废气缸反行29.6S(全行程)等1S煤气缸反行7.5S停(一半行程)交换完成，20-30min后自动程序终止。当液压交换机有“运行”信号时，相关的单回路的调节阀全部保位，当液压交换机无“运行”信号时，相关的单回路的调节阀在10S后，恢复自动调节。相关的单回路的调节阀有：1、焦气主管压力调节2、机侧分烟道压力调节3、焦侧分烟道压力调节4、高炉煤气主管压力调节5、高炉煤气机侧流量调节6、高炉煤气焦侧流量调节7、混用焦气机侧流量调节8、混用焦气焦侧流量调节9、煤气预热器温度调节10、焦炉煤气主管流量调节2.3程序编制2.3.1炼焦系统程序说明1、自定义功能块MotorBlockB:脉冲电机块（中控）Moto_FM:电动阀门（中控）VAL_Comp:变量比较量Shut_Off_Valve:切断阀块JieJiao_Time:结焦时间（