CN107022359A - 一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统 - Google Patents
一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统，包括如下步骤：第一步：设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域；第二步：测量焦炉燃烧室的温度和结焦时间，并将燃烧室温度信号和结焦时间引入燃烧室控温控硝程序控制单元；第三步：将结焦时间和燃烧室温度与设定的所述温度控制时间区域和温度控制范围对比，判断对应满足设定的控制条件，并将相对应的控制信号输出到燃烧室煤气加热管道阀门控制单元，从而实现对燃烧室内温度的控制。本发明的焦炉燃烧室控温控硝方法及系统既降低或消除立火道的高温区间，提高焦炉温度均匀系数，节约煤气量，又从焦炉加热源头降低氮氧化物的生成，实现源头控硝，符合节能环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及焦化企业焦炉热工控制技术领域，具体涉及一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统。
背景技术
目前，世界上现有的各型焦炉中，绝大步分的焦炉热工管理仍然处于粗放的人工测量、人工调节加经验管理的现状，且严重制约了焦炉技术的发展。其具体表现为以下三点：①标准温度的确定完全由工作人员工作经验确定，为保证全炉炭化室都能不出现生焦，标准温度确定的往往偏高，导致能耗加大；②立火道温度的测量采用传统的人工测温方法，测温间隔一般为每4小时巡测一次，用红外线测温测量下降气流火道的斜道与砖煤气道孔的中间处，因为该处正好是供应煤气和助燃空气中间位置，基本上可以认定为最高温度点。由于人工测量受测温点、测温时间、测温地点、测温人员的熟练程度以及外步气候条件等因素的影响，导致测温精度低，误差很大且时效性不好；③测温完成后操作工根据温度的高低调节加热煤气流量，并相应地调整分烟道吸力的大小。
由于加热控制仍采用人工加减煤气及空气流量的方法，且操作间隔大多为4小时一次，因此无法做到精确调节和及时调节。同时，氮氧化物作为污染排放物对人类健康以及生态环境都产生了巨大的影响，而焦炉燃烧过程中生成氮氧化物的形成机理有3种类型：温度热力型NO;碳氢燃料快速型NO；含N组分燃料型NO。具体如下：
① 燃料型：燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物，主要原因是炉体串漏引起的；
② 快速型：碳化氢系燃料在燃烧时分解，其分解产物和氮气反应生成的氮氧化物，主要是个别火道空气量不够引起的；
③ 热力型：燃烧在空气中的氮气在高温下氧化生成的氮氧化物；主要是标准温度过高引起的。
目前绝大步分的焦炉烟气氮氧化物治理主要采用的是末端治理技术，虽然末端治理能够控制氮氧化物排放，但是也给企业带来的是能耗高、增加企业生产运行成本。因此，结合焦炉热工管理和焦炉加热过程中氮氧化物产生的机理，研发一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统，改善焦炉热工管理水平，实现智能化控制，同时减少焦炉燃烧废气氮氧化物排放，实现源头控硝，是当前急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种焦炉燃烧室控温控硝方法及系统，用以改善焦炉热工管理水平，实现智能化控制，同时减少焦炉燃烧废气氮氧化物排放，实现源头控硝。
本发明所采用的技术方案为：一种焦炉燃烧室控温控硝方法，包括如下步骤：
第一步：设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域；
第二步：测量焦炉燃烧室的温度和结焦时间，并将燃烧室温度信号和结焦时间引入燃烧室控温控硝程序控制单元；
第三步：将结焦时间和燃烧室温度与设定的所述温度控制时间区域和温度控制范围对比，判断对应满足设定的控制条件，并将相对应的控制信号输出到燃烧室煤气加热管道阀门控制单元，从而实现对燃烧室内温度的控制。
优选的，第一步和第三步所述焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域包括：
立火道实测温度-设定标准温度＜-10℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应不关闭或调小阀门；
-10℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜0℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为3.5min；
0℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜15℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为7min；
15℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜20℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为10min；
20℃≤立火道实测温度-设定标准温度，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为15min。
优选的，第二步中所述焦炉燃烧室的温度为焦炉燃烧室立火道下降气流5min时的温度。
一种焦炉燃烧室控温控硝方法所采用的系统，该系统包括燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元和燃烧室控温控硝程序控制单元，所述燃烧室控温控硝程序控制单元分别与燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元连接。
优选的，所述燃烧室立火道温度测量单元为设置在标准立火道或相邻立火道上步的高温光学测温镜头，用于测量燃烧室立火道实际温度。
优选的，所述结焦时间计算单元通过焦炉推焦装煤车信号计算结焦时间，以装煤车开始装煤为结焦时间起始点，以推焦车开始推焦为结焦结束点，进行计算实时结焦时间。
优选的，所述结焦时间计算单元通过在焦炉桥管处安装的热电偶测量荒煤气的温度，以荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间起始点，以下一次荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间终点，依次计算实时结焦时间，同时为保障结焦时间计算的准确性，将荒煤气温度变化判断计算结焦时间与推焦串序结合，根据推焦串序中上一孔焦炭的结焦时间判断本孔结焦时间。
优选的，所述燃烧室煤气加热管道阀门控制单元是通过在煤气加热管道上安装阀门来调节加减煤气及空气流量，所述阀门为防爆气动球阀或防爆电动球阀或防爆气动蝶阀或防爆电动蝶阀，且所述阀门安装在交换旋塞与加减考克之间。
优选的，所述燃烧室控温控销程序控制单元用于设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和设定温度控制时间区域，并根据立火道实测温度和结焦时间对燃烧室煤气加热管道阀门控制单元发出控制指令。
本发明的有益效果是：本发明的焦炉燃烧室控温控硝方法及系统是融合了焦炉炭化室结焦时间和燃烧室立火道温度，自动根据温度范围区段和结焦时间区段智能控制燃烧室煤气加热管道的阀门及阀门执行控制时间，既实现降低或消除立火道的高温区间，提高焦炉温度均匀系数，节约煤气量，又从焦炉加热源头降低氮氧化物的生成，实现源头控硝，符合节能环保要求。
附图说明
图1为本发明方法示意图；
图2为本发明系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种焦炉燃烧室控温控硝方法，包括如下步骤：
第一步：在燃烧室控温控销程序控制单元中设定焦炉标准温度1330℃；
设定焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域：
立火道实测温度-设定标准温度＜-10℃，且结焦时间6-9h，对应不关闭或调小阀门控制；
-10℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜0℃，且结焦时间6-9h，对应阀门关闭或调小时间为3.5min；
0℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜15℃，且结焦时间6-9h，对应阀门关闭或调小时间为7min；
15℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜20℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为10min；
20℃≤立火道实测温度-设定标准温度，且结焦时间6-9h，对应阀门关闭或调小时间为15min。
第二步：利用在标准立火道上步的高温光学测温镜头测量焦炉燃烧室立火道下降气流5min时的温度和结焦时间，并将燃烧室温度信号和结焦时间引入燃烧室控温控硝程序控制单元；
第三步：将结焦时间和燃烧室温度与设定的所述温度控制时间区域和温度控制范围对比，判断对应满足设定的控制条件，并输出相对应的信号控制燃烧室煤气加热管道阀门控制单元，从而实现合理控制燃烧室内温度。
如图2所示，一种焦炉燃烧室控温控硝系统，该系统包括燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元和燃烧室控温控硝程序控制单元，所述燃烧室控温控硝程序控制单元分别与燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元连接。
进一步的，所述燃烧室立火道温度测量单元为设置在标准立火道或相邻立火道上步的高温光学测温镜头，用于测量燃烧室立火道实际温度。
进一步的，所述结焦时间计算单元以焦炉推焦装煤车信号计算结焦时间，以装煤车开始装煤为结焦时间起始点，以推焦车开始推焦为结焦结束点，进行计算实时结焦时间。
进一步的，所述燃烧室煤气加热管道阀门控制单元是通过在煤气加热管道上安装阀门来调节加减煤气及空气流量，所述阀门为防爆气动球阀或防爆电动球阀或防爆气动蝶阀或防爆电动蝶阀，且所述阀门安装在交换旋塞与加减考克之间。
进一步的，所述燃烧室控温控销程序控制单元用于设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和设定温度控制时间区域，并根据立火道实测温度和结焦时间对燃烧室煤气加热管道阀门控制单元发出控制指令。
实施例2
如图1所示，一种焦炉燃烧室控温控硝方法，包括如下步骤：
第一步：在燃烧室控温控销程序控制单元中设定焦炉标准温度1330℃；
设定焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域：
立火道实测温度-设定标准温度＜-10℃，且结焦时间17.5-23.5h，对应不关闭或调小阀门；
-10℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜0℃，且结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为3.5min；
0℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜15℃，且结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为7min；
15℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜20℃，且结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为10min；
20℃≤立火道实测温度-设定标准温度，且结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为15min。
第二步：利用在相邻立火道上步的高温光学测温镜头测量焦炉燃烧室立火道下降气流5min时的温度和结焦时间，并将燃烧室温度信号和结焦时间引入燃烧室控温控硝程序控制单元；
第三步：将结焦时间和燃烧室温度与设定的所述温度控制时间区域和温度控制范围对比，判断对应满足设定的控制条件，并输出相对应的信号控制燃烧室煤气加热管道阀门控制单元，从而实现合理控制燃烧室内温度。
如图2所示，一种焦炉燃烧室控温控硝系统，该系统包括燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元和燃烧室控温控硝程序控制单元，所述燃烧室控温控硝程序控制单元分别与燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元连接。
进一步的，所述燃烧室立火道温度测量单元为设置在标准立火道或相邻立火道上步的高温光学测温镜头，用于测量燃烧室立火道实际温度。
进一步的，所述结焦时间计算单元通过在焦炉桥管处安装耐高温耐腐蚀的热电偶测量荒煤气的温度，以荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间起始点，以下一次荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间终点，依次计算实时结焦时间，同时为保障结焦时间计算的准确性，将荒煤气温度变化判断计算结焦时间与推焦串序结合，根据推焦串序中上一孔焦炭的结焦时间判断本孔结焦时间。
进一步的，所述燃烧室煤气加热管道阀门控制单元是通过在煤气加热管道上安装阀门来调节加减煤气及空气流量，所述阀门为防爆气动球阀或防爆电动球阀或防爆气动蝶阀或防爆电动蝶阀，且所述阀门安装在交换旋塞与加减考克之间。
进一步的，所述燃烧室控温控销程序控制单元用于设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和设定温度控制时间区域，并根据立火道实测温度和结焦时间对燃烧室煤气加热管道阀门控制单元发出控制指令。
Claims (9)
1.一种焦炉燃烧室控温控硝方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域；
第二步：测量焦炉燃烧室的温度和结焦时间，并将燃烧室温度信号和结焦时间引入燃烧室控温控硝程序控制单元；
第三步：将结焦时间和燃烧室温度与设定的所述温度控制时间区域和温度控制范围对比，判断对应满足设定的控制条件，并将相对应的控制信号输出到燃烧室煤气加热管道阀门控制单元，从而实现对燃烧室内温度的控制。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室控温控硝方法，其特征在于：第一步和第三步所述焦炉燃烧室温度控制范围和温度控制时间区域包括：
立火道实测温度-设定标准温度＜-10℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应不关闭或调小阀门；
-10℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜0℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为3.5min；
0℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜15℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为7min；
15℃≤立火道实测温度-设定标准温度＜20℃，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为10min；
20℃≤立火道实测温度-设定标准温度，且结焦时间6-9h或结焦时间17.5-23.5h，对应阀门关闭或调小时间为15min。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧室控温控硝方法，其特征在于：第二步中所述焦炉燃烧室的温度为焦炉燃烧室立火道下降气流5min时的温度。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种焦炉燃烧室控温控硝方法所采用的系统，其特征在于：该系统包括燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元和燃烧室控温控硝程序控制单元，所述燃烧室控温控硝程序控制单元分别与燃烧室立火道温度测量单元、结焦时间计算单元、燃烧室煤气加热管道阀门控制单元连接。
5.根据权利要求4所述的一种焦炉燃烧室控温控硝系统，其特征在于：所述燃烧室立火道温度测量单元为设置在标准立火道或相邻立火道上部的高温光学测温镜头，用于测量燃烧室立火道实际温度。
6.根据权利要求4所述的一种焦炉燃烧室控温控硝系统，其特征在于：所述结焦时间计算单元通过焦炉推焦装煤车信号计算结焦时间，以装煤车开始装煤为结焦时间起始点，以推焦车开始推焦为结焦结束点，进行计算实时结焦时间。
7.根据权利要求4所述的一种焦炉燃烧室控温控硝系统，其特征在于：所述结焦时间计算单元通过在焦炉桥管处安装热电偶测量荒煤气的温度，以荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间起始点，以下一次荒煤气温度1小时内由100-300℃升为400-600℃为结焦时间终点，依次计算实时结焦时间，同时为保障结焦时间计算的准确性，将荒煤气温度变化判断计算结焦时间与推焦串序结合，根据推焦串序中上一孔焦炭的结焦时间判断本孔结焦时间。
8.根据权利要求4所述的一种焦炉燃烧室控温控硝系统，其特征在于：所述燃烧室煤气加热管道阀门控制单元是通过在煤气加热管道上安装阀门来调节加减煤气及空气流量，所述阀门为防爆气动球阀或防爆电动球阀或防爆气动蝶阀或防爆电动蝶阀，且所述阀门安装在交换旋塞与加减考克之间。
9.根据权利要求4所述的一种焦炉燃烧室控温控硝系统，其特征在于：所述燃烧室控温控销程序控制单元用于设定焦炉标准温度、焦炉燃烧室温度控制范围和设定温度控制时间区域，并根据立火道实测温度和结焦时间对燃烧室煤气加热管道阀门控制单元发出控制指令。
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