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            解決方案/服務支持  
             發布時間 2006-12-24 添加人 DIRIE
             類別 解決方案
             標題 焦爐及化產回收部分行業解決方案
             內容

            一、    工藝介紹
            煉焦工藝就是煤在焦爐中干餾生產焦炭的過程,原料煤在焦爐的炭化室中在1100~1300℃左右的情況下,生成焦炭,并伴有大量荒煤氣產生。焦炭作為高爐煉鐵的主要原料;而荒煤氣經過凈化處理可以作為城市供氣,同時回收生成粗笨等副產品。    
            焦爐系統主要有以下幾個部分:燃氣系統、廢氣系統、集氣管系統及輔助系統。
            對于單燒焦爐煤氣的焦爐來說流程是這樣的:從焦爐煤氣主管來的煤氣,從廢氣盤的焦爐煤氣入口處進入煤氣蓄熱室內,再經斜道進入燃燒室立火道底部進行燃燒,并形成廢氣流(上升氣流),高溫的廢氣通過熱輻射和熱對流的行式,把熱量傳給溫度較低的燃燒室側的爐墻表面,然后熱量以熱傳導的方式通過爐磚傳到炭化室煉焦。換熱后的廢氣在煙囪吸力的作用下,經雙聯立火道的另一火道進入斜道(下降氣流),再進入蓄熱室與空氣換熱后經小煙道、分煙道、總煙道,最后從煙囪排出。
             焦爐生產產生的荒煤氣中含有大量的焦油和H2S,還有在橋管部分冷卻荒煤氣時噴灑了大量的氨水,所以這時的荒煤氣是不能直接送給用戶使用的,要經過化產回收的各個工段,對煤氣進行凈化。 
            1、冷凝部分:荒煤氣中含有大量的焦油,首先要經過初冷器冷凝回收大部分的焦油,產生的冷凝液循環冷凝回流量要調節。
              2、電捕部分:電捕焦油器對從初冷器出來的煤氣進一步去除含有的少量焦油,這里面電部絕緣箱的溫度要控制在一定的范圍內,超過范圍要聯鎖,停鼓風機,電捕后煤器含氧量如果過高的話也要聯鎖停鼓風機。
              3、槽區部分:初冷器冷凝產生的焦油,電捕焦油器捕到的焦油都匯集到槽區部分。
             4、鼓風機:經過冷凝、電捕后煤氣中大部分的焦油已經被去除了,進入鼓風機的環節,鼓風機在整個煤氣凈化過程中起著非常重要的作用,是煤氣流動的動力所在,不同的廠家的鼓風機略有不同,但這里的聯鎖控制很復雜,比如: 鼓風機軸承溫度聯鎖,盤車電機的聯鎖等。
            5、硫部分的主要工藝設備是預冷塔和脫硫塔,通過和氨水的反應除掉煤氣中含有的硫,主要流程及控制如下:
            6、從脫硫出來的煤氣中含有大量的氨,主要是因為在脫硫過程中用到了氨水,所以下一步就要去除這的氨,這里的主要設備是飽和器和蒸氨塔,飽和 器加入大量的濃硫酸,和氨反應生成硫酸氨晶體,蒸氨塔則是通過蒸汽加熱的方式使氨氣揮發出來,這里需要控制的是蒸氨塔頂的溫度,是通過進蒸氨塔的蒸汽量調節的。
            7、終冷洗苯是煤氣凈化出場的最后一道工序,主要是洗掉煤氣中含有的苯,主要的工藝設備是終冷塔,通過冷凝水冷凝,洗出苯。
            經過上面幾個工段,煤氣可以出場送入氣柜了。
            從終冷洗苯工段洗出來的富油再進入粗笨蒸餾工段,這里的主要設備是管式爐、再生器、蒸餾塔,在蒸餾塔中不同塔層的溫度不同,產生不同的蒸餾組份。
            除了這幾個主要工段以外,整個焦化回收部分還包括一些輔助的工段,如制冷站、空壓站、循環水等,主要是供給焦爐和回收部分需要的冷卻水、制冷水、壓縮空氣等。
            二、    控制方案
            1.焦爐部分調節項目表
            機側混合煤氣壓力調節
             集氣管荒煤氣壓力調節
             
            焦側混合煤氣壓力調節
             焦爐煤氣主管流量調節
             
            機側分煙道吸力調節
             機側混合用焦爐煤氣流量調節
             
            焦側分煙道吸力調節
             焦側混合用焦爐煤氣流量調節
             
             
            針對不同生產工藝存在的具體問題,我們采用不同的控制算法和策略。
            A.集氣管壓力及鼓風機前吸力控制:
            其目的是保護焦爐壓力穩定,在集氣管壓力控制中,由于焦爐、鼓風機控制系統是多變量系統,存在復雜的耦合關系,使得各控制單回路之間相互干擾,振蕩超調現象嚴重,由于控制對象的模型參數隨焦爐工況變化而變化,PID控制很難兼顧減小超調和提高快速性的要求,尤其當存在壓力大幅度瞬時跳變現象,常規控制算法無法實現控制。為此采用專家控制相結合的控制策略,實現各爐壓力的穩定和快速控制,爐間、組間壓力及與總管吸力的協調。
            B.焦爐加熱燃燒流量控制系統:
            其目的是控制焦爐溫度穩定。根據結焦時間、裝煤量等因素計算出焦爐所需的加熱量,獲取焦爐火道溫度,建立焦爐加熱溫度與煤氣流量的串級PID控制。
            C.焦爐煤氣主管壓力控制:
            回爐煤氣主管壓力控制采用PID控制算法。該算法根據輸入偏差及偏差變化率的不同,分別采用不同的PID參數。
            D.焦爐煤氣總管壓力控制:
            回爐煤氣總管壓力控制具有壓力波動范圍大、調節不宜太頻繁的特點.因此采用分段比例控制;貭t煤氣總管壓力通常要求在某一壓力范圍內波動。
            當總管壓力超過壓力最高限或低于壓力最低限時,投入外層最大比例PI,以使壓力保持穩定;當總管壓力在上述兩者之間時,依次減小比例系數P。以減小壓力波動。
            E.焦爐交換機系統控制:
            DCS系統采集交換機系統的交換開始信號和交換結束信號。當采集到交換開始的信號以后,系統使所有煤氣系統控制輸出保持不變;當采集到交換結束信號后的30S(此時間要求可人工改變),系統重新恢復控制,并自動讀入交換前的自控設定值。交換機系統采用常規的PID控制。
            2.煤氣凈化部分:
                這里的PID調節很多,包括溫度,壓力,流量,液位等,大多是簡單的PID調節,但復雜調節并不多,主要有分成調節、比例調節、串級調節。              (1).電捕工段終冷洗苯來的煤氣和去鼓風機煤氣的分程調節。

            (2).蒸氨工段蒸氨塔頂溫度,和進塔蒸汽流量的串級調節。

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