自动化控制在焦化厂干熄焦中应用

1、个人资料整理仅限学习使用自动化控制在焦化厂干熄焦中的应用摘要 : 对干熄焦工艺流程、控制系统进行了综述, 重点介绍了干熄焦控制系统的结构和主要控制功能的实现, 保证了干熄焦的安全顺行。关键词:干熄焦；工艺流程；控制系统0前言 干法熄焦是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法, 简称 CDQ, 是目前国内外应用广泛 的的熄焦技术 , 与湿法熄焦相比, 具有明显的优 势 : 第一 , 焦炭质量明显提高 , 获得在炼铁的延伸 经济效益。第二 ,充分利用红焦显热 , 节约能源 , 获得直接经济效益。第三,降低有害物质的排放, 保护环 境 1.焦化厂现运行的1# 、 2# 、 3# 干熄焦炉分别于2

2、005 年、2007 年和 2009 年投入生产 , 处理能力为 140 t/ h、150 t/h 、150 t/h, 日节水量共7 000 多,t 年处理焦 炭量 200多万 ,t 可减少粉尘排放约 2 000 ,t环保效 益明显。 3 座干熄焦炉每天外供蒸汽4 700 t左右 , 年 发电量3. 3亿 kWh 。此外 , 经干熄焦处理的焦炭机械 强度有较大的提高, 块度更加均匀 , 反应性有所改善 , 从而提高高炉生产能力1%1.5%.1干熄焦的工艺流程干熄焦的工艺流程是利用惰性循环气体N2( 约 130 > 通过鼓风装置进入干熄炉与温度约1 000的红焦逆向流动进行热交换将红焦熄灭

3、, 使焦炭 温度下降到180 以下 , 而循环氮气的温度上升到约 930 , 循环气体经过锅炉时 , 本身所带的热量使 锅炉产生大量的蒸汽 , 蒸汽经过减温减压后 , 送入汽 轮机组用1 / 5个人资料整理仅限学习使用于发电。主要包括红焦装入、干熄焦炉、冷焦排出、气体循环、干熄焦锅炉、地面除尘站、除盐水站、除氧水泵房和锅炉给水系统等。系统工艺流程图见图1.2 / 5个人资料整理仅限学习使用在干熄焦综合电气室和干熄焦除尘系统电气室各设置有 “三电一体化”的工业控制计算机系统(PLC> 一套 , 干熄焦综合电气室设置8 套监控站 ,除 尘电气室设置 2 套监控站 ,分别实现对干熄焦生产过程和

4、干熄焦除尘系统生产过程的集中控制、监视和管理。操作站通过工业交换机 ( 冷备份 > 与控制站相连 , 采用工业以太网通讯方式.根据工艺要求 , 综合电气室采用冗余结构的西门子 PCS7 系列的AS417-4H(电源、 CPU、背板、通讯卡、电池 > 。地面除尘站和除盐水站控制系统均采用西门子 PLC S7-400系统 ,包括主站控制单 元 CPU 414-2DP,通 过 IM460/461联 接 2个分站.提升机本身设独立的PLC 系统 , 与综合电气室 PLC 系统连接成为一个大系统, 以便在正常情况下及事故状态下各种信息共享.2. 2软件配置操 作 系 统 :windows20

5、00应 用 软件: IFIX 3. 5、W incc6. 0和 STEP7 5. 3 3主要系统功能的实现3. 1预存室压力实现自动调节当装入焦炭时 , 预存室压力不稳会导致焦粉扩 散到大气中或吸入空气而燃烧焦炭。为了更好的控 制预存室压力在工艺要求的范围内 , 此系统不仅采 用简单的单回路调节 , 而且针对在装焦时压力波动 大,难以实现自动调节的状况 , 设计了在装焦信号发 生后自动转入手动控制状态 , 当装焦信号消失后 , 系 统又自动转入自动调节的控制状态 , 从而使预存室压力较好地控制在工艺要求的范围内.3. 2循环风机实现数字变频调节b5E2RGbCAP3 / 5个人资料整理仅限学习

6、使用莱钢干熄焦系统采用西门子 SIMOVERTMV 中 压变频器调速 , 变频器为传统的交 - 直 - 交结构 , 整 流部分采用 12 脉冲二极管整流器 , 逆变部分采用三 电平 PWM 逆变器。变频器不仅可以通过 OP7 面板 进行控制 , 还可以接受 PLC 发出的 420 mA 标准 信号 , 实现对风机的速度控制。从干熄焦的工艺特性来看 , 调速控制必须做到快速、准确 , 而且一般是微量调节。通过对系统气料比与循环风量的分析比 较, 建立系统气料比与循环风量对照表, 通过设定气料比实现对循环风量控制。这种高性能及成熟的全数字化调速控制系统, 限制了启动电流 , 减少了启动 时的峰值功

7、率损耗 , 改善电网功率因数 , 消除了电动 机启停时机械的冲击 , 延长了风机的使用寿命 , 由于 风机原因造成的停产事件大为减少, 而且调节精度和准确度大为提高 .3. 3排焦系统实现定量连续控制及安全控制采用旋转密封阀取代原间歇式振动给料器的排焦装置 , 真正实现连续排焦 , 同时大大减少循环气体 的泄漏。预存室的存焦量是由干熄焦炉的焦炭初始 存量、装入量、排焦量三者共同作用决定的, 根据现 在干熄焦炉内的存焦量和生产中的装入量( 装入量 没有称量环节 , 按每炉装焦21. 5 t 计算 >, 通过设定 电磁振动给料器的输出可以非常精确地控制排焦 量, 并且与程序演算值下限及排焦温

8、度进行联锁控 制, 既保证了排焦系统定量、连续控制, 又保证了生产的安全、可靠运行.3. 4远程监控及诊断功能 p1EanqFDPw干熄焦整个自动化控制的调节参数带有故障诊 断功能 , 当某一参数低于或高于工艺设定值时 , 实时 发出故障信息。同时控制参数发生4 / 5个人资料整理仅限学习使用开路、短路或网络发生故障时, 实时在画面上进行显示。另外通过 OPC 技术与车间级、厂级远程监控及调度联网,可 实现现场数据的远程监控、故障自诊断、生产调度综合管理 等功能 , 提高了生产调度的生产指挥能力,保证了生产设备的稳定运行.系统还可以实现预存段料位的模糊控制、锅炉水位三冲量调节、锅炉主蒸汽温度串级调节等功能.4 结语 干熄