CN107603653B - 利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法 - Google Patents

Abstract

一种利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法，利用焦炉烟气余热进行除盐水换热，焦炉烟道气负压调湿控制方法采用两种方法：一是烟气入口负压调节阀控制方法，二是烟气入口负压变频调节控制方法，煤调湿控制方法有调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法，蒸汽补热调节控制方法，氮气补压调节控制方法，旁通流量调节控制方法，除盐水补水调节控制方法，循环水变频调节方法等。其优点是采用烟道气作为热源，可以减少水蒸气的用量，降低焦化废水处理的负担，大大节省了焦化热能消耗；节能的社会效益就是减少温室气体的排放量，煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命，提高了焦炉生产能力，改善焦炭质量。

Description

利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控 制方法

技术领域

本发明涉及冶金行业基于利用焦炉烟气余热进行除盐水换热的自动控制及仪表技术，特别涉及一种利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法。

背景技术

现在国内外应用最多的煤调湿装置是以蒸气或热风炉为热源。不仅造成能源的极大浪费，湿度变化大，达不到预期效果；仪表检测点设置不当，工艺参数监控失真；调湿控制技术落后，操作难度大；同时对于煤干燥程度没有明确的目标值，有时出现过干燥，以致造成装炉困难、操作不顺、事故频繁等难题，因而相继停产。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于利用焦炉烟气余热进行除盐水换热的利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法。

本发明的解决方案是这样的：

本发明的基本方法是：利用焦炉烟气余热进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及控制方法。煤调湿所采用的仪表检测手段实用可靠：流量检测采用了插入式流量计、孔板节流装置、文丘里管流量计以及电磁流量计等方法；仪表调节阀采用了电液动调节阀和电动调节阀两种；压力检测采用智能压力变送器；温度检测采用热电阻温度传感器；水位检测采用智能液位变送器，主要包括如下原理：

一、煤调湿仪表检测

1.焦炉烟道气系统：给水预热器前后烟气压力、温度检测，给水预热器后烟气流量检测。

2.调湿机系统：风室风压检测、风管流量检测、煤层温度检测、煤调湿装置负压检测。

3.蒸汽补热系统：蒸汽压力、温度、流量检测。

4.氮气补压系统：氮气压力、流量检测，膨胀罐压力、液位检测，脱气罐压力检测。

5.调湿机换热系统：给水预热器前后除盐水压力、温度检测，给水预热器前除盐水流量检测，换热进口（旁通前）热水压力、温度、流量检测，换热进口（旁通后）热水流量检测，调湿机1#~n#热水支管温度检测，换热出口（旁通前）热水温度检测，换热旁通管流量检测，换热出口（旁通后）热水温度、压力检测。

6.除盐水补水、出水系统：补水管压力、流量检测，混合水温度检测，出水管压力检测。

二、调湿控制方法

1.烟气入口负压是焦炉燃烧室运行的保证，采用电动调节阀调节控制烟气入口负压。

2.根据入口烟气的负压值调节变频引风机转速，保证其在额定值上；对于湿煤湿度变化引起高温热水回水温度变化，从而引起烟气温度变化，采取变频调速风机进行调节。

3.通过调节电动阀门开度控制风室风压和风管流量，进而实现对煤料的硫化控制，实现煤与热水热交换，最终实现煤料湿度调节。

4.根据设定湿度（信号来自微波湿度仪）调节蒸汽流量。在调湿机下料出口处的胶带机上安装微波湿度仪，检测经过处理后的煤的湿度，煤干燥程度的目标值，即煤的湿度目标值确定在7%~8%。当水分超过平均水分时，为保证调湿后煤中水分仍在要求的范围内，就需要蒸发更多的水分，烟道气所提供的热量已不能满足要求，供水系统中设置了蒸汽引射装置，它是一种工艺设备，有一个高压高温蒸汽进口（气象进口）、一个中压低温除盐水进口（液相进口），一个混合后的中压中温除盐水出口（液相出口）。蒸汽引射装置用于实现补热蒸汽（气象）与除盐水（液相）混合成温度满足要求的高温除盐水（液相）。它利用高温高压蒸汽与调湿用中温中压除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量。

5. 采用电动调节阀控制调节热水压力。除盐水换热系统热水压力必须保持在一定的压力范围内，压力过低会造成热水气化，不利用系统换热；压力过高会对设备造成损坏。通过电动调节阀控制膨胀罐压力大小和水位高低，进而实现对热水压力的调节和控制，控制参数有氮气压力、膨胀罐压力以及膨胀罐水位。

6.根据换热出口（旁通前）热水温度高低，调节高温热水给水量。当湿煤水分低于平均值时，调湿机内的蒸发量就要降低，以保证调湿后的混合煤湿度仍在规定值范围内。此时，调湿机内所需热量减少，需对热量供应进行调节。由于本技术方案是采用高温热水供热，调节极为方便，供水系统在调湿机高温热水入口处设有旁通管，旁通管上设有流量计及电动调节阀门，按要求向调湿机内供应热水数量，以达到平衡调湿的目的。使用旁路调节阀，调节旁路水流量，控制进入调湿机高温水流量（用于湿煤湿度较低，高温热水提供的热量过剩时）。

7. 根据给水预热器额定给水量，自动调节低温水给水调节阀，使给水量稳定在额定值上。由于高温热水中掺入了蒸汽凝结水，使热水循环量增加，系统中设置了调节系统，将增加的除盐水排回至除盐水站。调节系统回水管调节阀，调节回水量，保证系统循环量维持在额定值上（主要用在蒸汽加热时）。

8.采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量调节、循环变频水泵前压力控制。

基于上述的基本方法，本发明一种利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法，包括步骤：

（1）煤调湿仪表检测：

1）焦炉烟道气系统检测步骤：在给水预热器前设置入口烟气压力变送器、入口烟气热电阻温度传感器、入口烟气电液动调节阀，对在给水预热器前端的烟气压力、温度检测；在给水预热器后设置出口烟气压力变送器、出口烟气热电阻温度传感器出口烟气插入式流量计，对给水预热器后烟气流量检测；

2）调湿机系统检测步骤：在鼓风总管连接n组风管流量电液动调节阀，每一组风管流量电液动调节阀之后连接一个风管流量文丘里管流量计，风管流量文丘里管流量计之后连接调湿机风室压力变送器，调湿机风室压力变送器之后连接调湿机煤层温度热电阻温度传感器；所述调湿机煤层温度热电阻温度传感器检测调湿机煤层温度，鼓风总管压力变送器检测风室压力、鼓风总管压力、调湿机压力，风管流量文丘里管流量计检测风管流量，风管流量电液动调节阀调节风室压力、风管流量；在调湿机下料出口处的胶带机上安装微波湿度仪，检测经过处理后的煤的湿度，煤干燥程度的目标值，即煤的湿度目标值确定在7%-8%；

3）蒸汽补热系统检测步骤：在补热蒸汽管道以补热蒸汽流向为先后连接有第七除盐水换热系统压力变送器、第六除盐水换热系统热电阻温度传感器、第七除盐水换热系统孔板节流装置、第二除盐水换热系统电动调节阀，由第七除盐水换热系统压力变送器检测蒸汽进口压力，第六除盐水换热系统热电阻温度传感器检测蒸汽进口温度，第七除盐水换热系统孔板节流装置检测蒸汽进口流量，第二除盐水换热系统电动调节阀调节补热蒸汽流量；

4）氮气补压系统检测步骤：在氮气总管管道连接有第三除盐水换热系统电动调节阀、第九除盐水换热系统压力变送器、第八除盐水换热系统孔板节流装置，第九除盐水换热系统压力变送器检测氮气进口压力、氮气膨胀罐压力以及脱气罐压力，第八除盐水换热系统孔板节流装置检测氮气进口流量，第三除盐水换热系统电动调节阀调节补压氮气流量、压力；

5）调湿机换热系统检测步骤：在给水预热器进水管连接有第五除盐水换热系统压力变送器、第四除盐水换热系统热电阻温度传感器，在给水预热器进水管入口连接第三除盐水换热系统孔板节流装置；在给水预热器出水管连接有第六除盐水换热系统压力变送器、第五除盐水换热系统热电阻温度传感器；在调湿机换热进口旁通前连接第十一盐水换热系统烟气压力变送器、第七盐水换热系统热电阻温度传感器、第四盐水换热系统插入式流量计，在调湿机换热进口旁通后连接第五盐水换热系统插入式流量计；在调湿机换热出口旁通前连接第九盐水换热系统热电阻温度传感器，在调湿机换热出口旁通后连接第一盐水换热系统烟气压力变送器、第一除盐水换热系统热电阻温度传感器；上述仪器分别对：给水预热器前后除盐水压力、温度检测，给水预热器前除盐水流量检测，换热进口旁通前热水压力、温度、流量检测，换热进口旁通后热水流量检测，调湿机1#-n#热水支管温度检测，换热出口旁通前热水温度检测，换热旁通管流量检测，换热出口旁通后热水温度、压力检测；

6）除盐水补水检测步骤：在补水管连接第二盐水换热系统烟气压力变送器、第一盐水换热系统插入式流量计；在出水管连接第三盐水换热系统烟气压力变送器、第一盐水换热系统电液动调节阀；对补水管压力、流量检测，混合水温度检测，出水管压力检测；

（2）调湿控制方法：

1）烟气入口负压调节阀控制方法：将电动调节阀调到60%-80%开度，以克服增加给水预热器带来的阻力，进而使烟气入口负压安全保持在-800Pa--200 Pa之间；

2）烟气入口负压变频调节控制方法：根据入口烟气的负压值调节变频引风机转速，保证其在额定值上；对于湿煤湿度变化引起高温热水回水温度变化，从而引起烟气温度变化，采取变频调速风机进行调节；风机运行的连锁关系如下：

A）只有在循环水系统正常运行的前提下才允许打开2#电动烟道阀；

B）只有在“2#电动烟道阀已打开到指定位置”才允许启动引风机，风机启动达到额定转速后，通过连锁信号自动关闭1#电动烟道阀；

C）当风机故障停机时，通过连锁信号瞬间自动打开1#电动烟道阀，而后关闭2#电动烟道阀；此时，循环水系统正常运行；

（3）根据设定湿度的目标值，用微波湿度仪检测经过处理后的煤的湿度，调节蒸汽流量；当水分超过平均水分时，如果烟道气所提供的热量已不能满足要求，由蒸汽引射装置实现补热蒸汽（气相）与除盐水（液相）混合成温度满足要求的高温除盐水（液相），由高温高压蒸汽与调湿用中温中压除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量；

（4）调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法：设置1#-n#电动调节阀，通过阀门开度调节控制风室风压和风管流量，进而实现对煤料的硫化控制，实现煤与热水热交换，最终实现煤料湿度调节；

（5）除盐水换热煤调湿调湿控制方法：

1）蒸汽补热调节控制方法：采用电动调节阀控制调节补热蒸汽流量，补热蒸汽流量大小控制参数为给水预热器前后温度、温差，按温差大小与阀门开度大小成一定比例进行控制调节，温差大小最终与补热蒸汽流量大小按比例进行调节控制；

当湿煤水分超过平均水分时，为保证调湿后煤中水分仍在要求的范围内，就需要蒸发更多的水分，烟道气所提供的热量已不能满足要求，供水系统中设置了蒸汽引射装置，通过蒸汽与调湿用高温除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量；

控制方法：正常运行时给水预热器前温度为80℃-100℃，给水预热器后温度为150℃-170℃，当给水预热器后温度降低到130℃-150℃时或给水预热器前温度降低到80℃-100℃时，调节蒸汽补热调节阀开度40%-60%，使调湿机前的高温热水温度保持在150℃-170℃之间或调湿机后的高温热水温度保持在90℃-110℃之间；

2）氮气补压调节控制方法：采用电动调节阀控制调节热水压力，除盐水换热系统热水压力必须保持在一定的压力范围内，压力过低会造成热水气化，不利用系统换热；压力过高会对设备造成损坏，通过电动调节阀控制膨胀罐压力大小和水位高低，进而实现对热水压力的调节和控制，控制参数有氮气压力、膨胀罐压力以及膨胀罐水位；

控制方法：膨胀罐内预先充入氮气，膨胀罐正常水位50%-80%，膨胀罐正常压力0.6-0.8Mpa，来自蒸汽引射器后的150℃-170℃高温水，进入脱气罐，在此气体聚集，并与膨胀罐连通，热水中的气体进入膨胀罐后或热水因体积膨胀，膨胀罐内的压力不断升高，将使得罐内的水位下降，当膨胀罐水位下降到40%-50%、压力升高到0.8-0.9MPa时，打开排气电磁阀排气，排气后，膨胀罐内的压力下降，水位上升，当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止排气；

当膨胀罐水位上升到80%-90%、压力下降到0.5-0.6MPa时，可以向膨胀罐内注入氮气，压力1.9-2.0MPa，以便动态地调节罐内的工作压力，以便适应不同的运行工况，当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止充氮气；

3）旁通流量调节控制方法：采用电动调节阀控制调节旁通管流量，按要求向调湿机内供应热水数量进行调节，以达到平衡调湿的目的；湿度较大时，加大向调湿机内供应热水流量，减小旁通管热水流量调节阀开度；湿度较小时，减少向调湿机内供应热水流量，加大旁通管热水流量调节阀开度，调节控制参数有调湿机换热进口旁通前热水流量、调湿机换热进口旁通后热水流量；

4）除盐水补水调节控制方法：由于高温热水中掺入了蒸汽凝结水，使热水循环量增加，系统中设置了调节系统，将增加的除盐水排回至除盐水站，采用电动调节阀控制调节除盐水补水流量，控制参数有给水预热器前流量；

控制方法：当给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量为设定值110%-130%时，调节除盐水出水调节阀开度40%-60%，使给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量保持在设定值100%-105%；

当循环变频水泵后除盐水流量为设定值85%-90%时或调湿机前除盐水流量为设定值80%-90%时，调节除盐水补水调节阀开度30%-50%，使循环变频水泵后除盐水流量为设定值100%-105%时或调湿机前除盐水流量为设定值95%-100%；

5）循环水变频调节方法：采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量调节、循环变频水泵前压力控制；

控制方法：采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量控制，使流量在设定值的98%-102%，当流量降低在设定值的95%-98%时，提高循环变频水泵频率；当流量增加设定值的102%-105%时，降低循环变频水泵频率；

采用循环变频水泵实现对循环变频水泵前压力控制，使压力在设定值的95%-110%，当压力增加在设定值的110%-120%时，提高循环变频水泵频率；当压力降低设定值的90%-95%时，降低循环变频水泵频率。

更具体的技术方案还包括：所述焦炉烟道气系统检测步骤中，入口烟气电液动调节阀设置于入口烟气热电阻温度传感器之后，入口烟气压力变送器与入口烟气电液动调节阀距离应大于5D且小于10D；以给水预热器后焦炉烟道气流向判别，出口烟气压力变送器设置于出口烟气热电阻温度传感器之前，出口烟气插入式流量计设置于出口烟气热电阻温度传感器之后，直管段要求是前10D-20D，后5D-10D，上述D是焦炉烟道管道直径。

进一步的：调湿机系统检测步骤中，风管流量文丘里管流量计与风管流量电液动调节阀之间的直管段距离应大于5D且小于10D，文丘里管流量计直管段要求是前10D-20D；调湿机风室压力变送器距离文丘里管流量计应大于300mm且小于500mm；上述D是焦炉烟道管道直径。

进一步的：蒸汽补热系统检测步骤中：

1）第七除盐水换热系统压力变送器与第六除盐水换热系统热电阻温度传感器的间距大于100mm且小于500mm，第七除盐水换热系统孔板节流装置直管段要求是前10D-20D，后5D-10D， D为补热蒸汽管道直径；

2）第三除盐水换热系统电动调节阀与第九除盐水换热系统压力变送器间距应大于5D且小于10D，第八除盐水换热系统孔板节流装置直管段要求是前10D-20D，后5D-10D，D为补压氮气管道直径。

进一步的：调湿机换热系统仪表监测点设置步骤中：

1）以除盐热水流向判别，第五除盐水换热系统压力变送器安装在第四除盐水换热系统热电阻温度传感器之前，间距应大于100mm且小于500mm，第三除盐水换热系统孔板节流装置直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径；以除盐热水流向判别，第六除盐水换热系统压力变送器安装在第五除盐水换热系统热电阻温度传感器之前，间距应大于100mm且小于500mm；

2）以除盐热水流向判别，第十一盐水换热系统烟气压力变送器安装在第七盐水换热系统热电阻温度传感器之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第一盐水换热系统烟气压力变送器安装在第一除盐水换热系统热电阻温度传感器之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第四盐水换热系统插入式流量计直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径；

3）以除盐热水补水流向判别，盐水换热系统烟气压力变送器安装在盐水换热系统插入式流量计之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第三盐水换热系统烟气压力变送器（3P3）安装在第一盐水换热系统电液动调节阀之前，其间距应大于2D且小于5D；第一盐水换热系统插入式流量计直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径。

本发明的优点是：

通过利用焦炉烟道气余热，通过除盐水进行热交换，最后把除盐热水热量传递到调湿机，最终实现煤调湿，采用烟道气作为热源，可以减少水蒸气的用量，降低焦化废水处理的负担，大大节省了焦化热能消耗；节能的社会效益就是减少温室气体的排放量。

（1）.煤料含水量每降低1%，炼焦耗热量就降低62.0 MJ/t(干煤)。

（2）.正常可蒸发掉湿煤中约4%的水分，每吨焦炭可降低耗热量约150 MJ，每年可以减少标煤消耗量约20000t左右，减少焦化废水产生量约150000t左右，增产焦炭50000t以上。

（3）.提高了焦炉生产能力，改善焦炭质量。

（4）.煤料水分的稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命。

（5）.煤调湿仪表检测手段实用可靠。

（6）.先进的调湿控制方法：焦炉烟道气负压调湿控制方法，调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法，除盐水换热煤调湿调湿控制方法。

附图说明

图1是焦炉烟道气余热系统仪表检测点设置图。

图2是调湿机系统仪表检测点设置图。

图3是除盐水换热系统仪表检测点设置图。

图4是焦炉烟道气负压调湿控制方法。

图5是调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法。

图6是除盐水换热煤调湿调湿控制方法。

具体实施方式

本发明焦炉烟道气仪表检测及调湿控制方法包括：

1.仪表检测

给水预热器前后烟气压力、温度检测，给水预热器后烟气流量检测。

2.调湿控制方法

（1）.烟气入口负压调节阀控制方法

烟气入口负压，此值对保证焦炉燃烧室正常工作极为重要，系统运行时要作为首要参数进行保证。采用电动调节阀控制调节烟气入口负压。

（2）.烟气入口负压变频调节控制方法

根据入口烟气的负压值调节变频引风机转速，保证其在额定值上；对于湿煤湿度变化引起高温热水回水温度变化，从而引起烟气温度变化，采取变频调速风机进行调节。

二、调湿机仪表检测及调湿控制方法

1.仪表检测

鼓风总管压力检测，1#-n#风室压力检测，1#-n#风管流量检测，调湿机煤层温度检测，调湿机装置压力检测，调湿机出口煤湿度检测。

2.调湿机风室压力、风管流量调节阀控制方法。

设置1#-n#电动调节阀，通过阀门开度调节控制风室风压和风管流量，进而实现对煤料的硫化控制，实现煤与热水热交换，最终实现煤料湿度调节。

三、除盐水换热仪表检测及调湿控制方法

1.仪表检测

1）.给水预热器前后温度、压力检测，给水预热器前流量检测。

2）.补热蒸汽系统蒸汽进口压力、温度、流量检测。

3）.氮气补压系统进口压力、流量检测，氮气稳压罐压力、水位检测，脱气罐压力检测。

4）.换热进口旁通前热水压力、温度、流量检测，换热进口旁通后热水流量检测，调湿机1#-n#热水支管温度检测，换热出口旁通前热水温度检测，换热旁通管流量检测，换热出口旁通后热水温度、压力检测。

5）.除盐水补水管压力、流量检测，补水后热水温度检测，除盐水出水管压力检测。

2.调湿控制方法

（1）. 蒸汽补热调节控制方法

采用电动调节阀控制调节补热蒸汽流量，补热蒸汽流量大小控制参数为给水预热器前后温度、温差。按温差大小与阀门开度大小成一定比例进行控制调节，温差大小最终与补热蒸汽流量大小按比例进行调节控制。

（2）.氮气补压调节控制方法

采用电动调节阀控制调节热水压力，除盐水换热系统热水压力必须保持在一定的压力范围内，压力过低会造成热水气化，不利用系统换热；压力过高会对设备造成损坏。通过电动调节阀控制膨胀罐压力大小和水位高低，进而实现对热水压力的调节和控制，控制参数有氮气压力、膨胀罐压力以及膨胀罐水位。

（3）.旁通流量调节控制方法

采用电动调节阀控制调节旁通管流量，按要求向调湿机内供应热水数量进行调节，以达到平衡调湿的目的。湿度较大时，加大向调湿机内供应热水流量，减小旁通管热水流量调节阀开度；湿度较小时，减少向调湿机内供应热水流量，加大旁通管热水流量调节阀开度。调节控制参数有调湿机换热进口旁通前热水流量、调湿机换热进口旁通后热水流量。

（4）.除盐水补水调节控制方法

由于高温热水中掺入了蒸汽凝结水，使热水循环量增加，系统中设置了调节系统，将增加的除盐水排回至除盐水站。采用电动调节阀控制调节除盐水补水流量，控制参数有给水预热器前流量。

（5）.循环水变频调节方法

采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量调节、循环变频水泵前压力控制。

采种上述方法的一个具体实施例如下：

（1）检测点设置步骤：

1）焦炉烟道气余热系统仪表检测点设置步骤：如图1所示，以焦炉烟道气流向判别，入口烟气压力变送器1P1设置于入口烟气热电阻温度传感器1T1之前，其间距应大于100mm且小于500mm，入口烟气电液动调节阀1C1设置于入口烟气热电阻温度传感器1T1之后，入口烟气压力变送器与入口烟气电液动调节阀距离应大于5D且小于10D；以给水预热器后焦炉烟道气流向判别，出口烟气压力变送器1P2设置于出口烟气热电阻温度传感器1T2之前，出口烟气插入式流量计1F1设置于出口烟气热电阻温度传感器1T2之后，直管段要求是前10D-20D，后5D-10D，上述D是焦炉烟道管道直径；所述入口烟气压力变送器1P1、出口烟气压力变送器1P2分别检测给水预热器前后焦炉烟道气压力，所述入口烟气热电阻温度传感器1T1、出口烟气热电阻温度传感器1T2分别检测给水预热器前后焦炉烟道气温度，出口烟气插入式流量计1F1检测给水预热器出口焦炉烟道气流量，入口烟气电液动调节阀1C1调节给水预热器前焦炉烟道气压力、给水预热器后焦炉烟道气温度；

两台压力变送器和两台热电阻温度传感器是分别放在给水预热器的焦炉烟道进口管和出口管，分别检测给水预热器前后焦炉烟道气压力、温度；插入式流量计检测给水预热器出口焦炉烟道气流量；电液动调节阀调节给水预热器前焦炉烟道气压力、给水预热器后焦炉烟道气温度。

2）调湿机系统仪表检测点设置步骤：如图2所示，在鼓风总管连接n组风管流量电液动调节阀2C1-2Cn，每一组风管流量电液动调节阀之后连接一个风管流量文丘里管流量计，风管流量文丘里管流量计与风管流量电液动调节阀之间的直管段距离应大于5D且小于10D，文丘里管流量计直管段要求是前10D-20D；风管流量文丘里管流量计之后连接调湿机风室压力变送器，调湿机风室压力变送器距离风管文丘里管流量计应大于300mm且小于500mm；调湿机风室压力变送器之后连接调湿机煤层温度热电阻温度传感器；上述D是焦炉烟道管道直径；所述调湿机煤层温度热电阻温度传感器检测调湿机煤层温度，鼓风总管压力变送器检测风室压力、鼓风总管压力、调湿机压力，风管流量文丘里管流量计检测风管流量，风管流量电液动调节阀调节风室压力、风管流量；

图2中2T1-2T1n.调湿机煤层温度热电阻温度传感器，2P0鼓风总管压力变送器，2P1-2Pn. 调湿机风室压力变送器，2P00调湿机压力变送器，2C1-2Cn.风管流量电液动调节阀，2F1-2Fn. 风管流量文丘里管流量计，2ME调湿机出口煤湿度微波湿度仪。

调湿机煤层温度热电阻温度传感器检测调湿机煤层温度，鼓风总管压力变送器检测风室压力、鼓风总管压力、调湿机压力，风管文丘里管流量计检测风管流量，风管流量电液动调节阀调节风室压力、风管流量。

3）除盐水换热系统仪表检测点设置步骤如图3所示，图中3T1-3T9是第一至第九除盐水换热系统热电阻温度传感器，3P1-3P11是第一至第十一除盐水换热系统压力变送器，3F1-3F6是第一至第六除盐水换热系统电磁流量计，3F7-3F8是第7至第8除盐水换热系统孔板节流装置，3C1-3C4是第一至第四除盐水换热系统电动调节阀，3L1.除盐水换热系统液位变送器。

A）补热蒸汽系统仪表监测点设置步骤：在补热蒸汽管道以补热蒸汽流向为先后连接有第七除盐水换热系统压力变送器3P7、第六除盐水换热系统热电阻温度传感器3T6、第七除盐水换热系统孔板节流装置3F7、第二除盐水换热系统电动调节阀3C2，第七除盐水换热系统压力变送器3P7与第六除盐水换热系统热电阻温度传感器3T6的间距大于100mm且小于500mm，第七除盐水换热系统孔板节流装置3F7直管段要求是前10D-20D，后5D-10D， D为补热蒸汽管道直径，由第七除盐水换热系统压力变送器3P7检测蒸汽进口压力，第六除盐水换热系统热电阻温度传感器3T6检测蒸汽进口温度，第七除盐水换热系统孔板节流装置3F7检测蒸汽进口流量，第二除盐水换热系统电动调节阀3C2调节补热蒸汽流量；补热蒸汽系统仪表监测点监测压力变送器检测蒸汽进口压力、热电阻温度传感器检测蒸汽进口温度、孔板节流装置检测蒸汽进口流量，电动调节阀调节补热蒸汽流量。

B）氮气稳压系统仪表监测点设置步骤：在氮气总管管道以氮气流向为先后连接有第三除盐水换热系统电动调节阀3C3、第九除盐水换热系统压力变送器3P9、第八除盐水换热系统孔板节流装置3F8，第三除盐水换热系统电动调节阀3C3与第九除盐水换热系统压力变送器3P9间距应大于5D且小于10D，第八除盐水换热系统孔板节流装置3F8直管段要求是前10D-20D，后5D-10D，D为补压氮气管道直径；第九除盐水换热系统压力变送器3P9检测氮气进口压力、氮气膨胀罐压力以及脱气罐压力，第八除盐水换热系统孔板节流装置3F8检测氮气进口流量，第三除盐水换热系统电动调节阀3C3调节补压氮气流量、压力；氮气稳压系统仪表监测点监测压力变送器检测氮气进口压力、氮气膨胀罐压力以及脱气罐压力；孔板节流装置检测氮气进口流量；液位变送器检测膨胀罐水位；电动调节阀调节补压氮气流量、压力。

4）调湿机换热系统仪表监测点设置步骤：

A）在给水预热器进水管连接有第五除盐水换热系统压力变送器3P5、第四除盐水换热系统热电阻温度传感器3T4，以除盐热水流向判别，第五除盐水换热系统压力变送器3P5安装在第四除盐水换热系统热电阻温度传感器3T4之前，间距应大于100mm且小于500mm，第三除盐水换热系统孔板节流装置3F3连接在给水预热器进水管入口，第三除盐水换热系统孔板节流装置3F3直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径；在给水预热器出水管连接有第六除盐水换热系统压力变送器3P6、第五除盐水换热系统热电阻温度传感器3T5，以除盐热水流向判别，第六除盐水换热系统压力变送器3P6安装在第五除盐水换热系统热电阻温度传感器3T5之前，间距应大于100mm且小于500mm；

调湿机换热系统仪表监测点监测：压力变送器检测给水预热器前后压力、调湿机换热进口旁通前热水压力、调湿机换热出口旁通后热水压力；

热电阻温度传感器检测给水预热器前后温度、调湿机换热进口旁通前热水温度、调湿机1#-n#热水支管温度、调湿机换热出口旁通前热水温度、调湿机换热出口旁通后热水温度；

电磁流量计检测给水预热器前流量、调湿机换热进口旁通前热水流量、调湿机换热进口旁通后热水流量、调湿机换热旁通管流量；电动调节阀调节旁通管流量、热水支管温度。

B）以除盐热水流向判别，在调湿机换热进口旁通前连接第十一盐水换热系统烟气压力变送器3P11、第七盐水换热系统热电阻温度传感器3T7、第四盐水换热系统插入式流量计3F4，在调湿机换热进口旁通后连接第五盐水换热系统插入式流量计3F5；以除盐热水流向判别，在调湿机换热出口旁通前连接第九盐水换热系统热电阻温度传感器3T9，在调湿机换热出口旁通后连接第一盐水换热系统烟气压力变送器3P1、第一除盐水换热系统热电阻温度传感器3T1；以除盐热水流向判别，第十一盐水换热系统烟气压力变送器3P11安装在第七盐水换热系统热电阻温度传感器3T7之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第一盐水换热系统烟气压力变送器3P1安装在第一除盐水换热系统热电阻温度传感器3T1之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第四盐水换热系统插入式流量计3F4直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径；

C）除盐补水出水系统仪表监测点有：以除盐热水补水流向判别，在补水管连接第二盐水换热系统烟气压力变送器3P2、第一盐水换热系统插入式流量计3F1；以除盐热水补水流向判别，在出水管连接第三盐水换热系统烟气压力变送器3P3、第一盐水换热系统电液动调节阀1C1；盐水换热系统烟气压力变送器安装在盐水换热系统插入式流量计之前，其间距应大于100mm且小于500mm；第三盐水换热系统烟气压力变送器3P3安装在第一盐水换热系统电液动调节阀1C1之前，其间距应大于2D且小于5D；第一盐水换热系统插入式流量计3F1直管段要求是前5D-10D，后3D-5D ，D为除盐热水管道直径；

除盐补水出水系统仪表监测点监测：压力变送器检测补水管压力、出水管压力；热电阻温度传感器检测补水后热水温度；电磁流量计检测除盐水补水管流量；电动调节阀调节除盐水出水管流量。

二、调湿控制方法

1.焦炉烟道气负压调湿控制方法，如图4所示：

（1）.烟气入口负压调节阀控制方法

烟气入口负压，此值对保证焦炉燃烧室正常工作极为重要，系统运行时要作为首要参数进行保证。采用电动调节阀控制调节烟气入口负压。

控制方法：焦炉燃烧室正常工作时，烟气入口负压要求控制在-800Pa--200 Pa之间。焦炉烟气余热系统增加了给水预热器，增加了1000Pa-1200Pa换热器阻力，使烟气入口负压变为正压200Pa-1000 Pa之间，影响了焦炉燃烧室生产安全。为确保烟气入口负压稳定在-800Pa--200 Pa之间，将电动调节阀调到60%-80%开度，以克服增加给水预热器带来的阻力，进而使烟气入口负压安全保持在-800Pa--200 Pa之间。

（2）.烟气入口负压变频调节控制方法

根据入口烟气的负压值调节变频引风机转速，保证其在额定值上；对于湿煤湿度变化引起高温热水回水温度变化，从而引起烟气温度变化，采取变频调速风机进行调节。

风机运行的连锁关系如下：

1）.只有在循环水系统正常运行的前提下才允许打开2#电动烟道阀；

2）.只有在“2#电动烟道阀已打开到指定位置”才允许启动引风机，风机启动达到额定转速后，通过连锁信号自动关闭1#电动烟道阀；

3）.当风机故障停机时，通过连锁信号瞬间自动打开1#电动烟道阀，而后关闭2#电动烟道阀；此时，循环水系统正常运行；

2. 调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法，如图5所示：

设置1#-n#电动调节阀，通过阀门开度调节控制风室风压和风管流量，进而实现对煤料的硫化控制，实现煤与热水热交换，最终实现煤料湿度调节。

3. 除盐水换热煤调湿调湿控制方法，如图6所示：

主要涉及蒸汽补热调节控制方法，氮气补压调节控制方法，旁通流量调节控制系统技术，除盐水补水调节控制方法，循环水变频调节技术。详细叙述如下：

（1）. 蒸汽补热调节控制方法

采用电动调节阀控制调节补热蒸汽流量，补热蒸汽流量大小控制参数为给水预热器前后温度、温差。按温差大小与阀门开度大小成一定比例进行控制调节，温差大小最终与补热蒸汽流量大小按比例进行调节控制。

控制方法：当湿煤水分超过平均水分时，为保证调湿后煤中水分仍在要求的范围内，就需要蒸发更多的水分，烟道气所提供的热量已不能满足要求，供水系统中设置了蒸汽引射装置，通过蒸汽与调湿用高温除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量。

正常运行时给水预热器前温度为80℃-100℃，给水预热器后温度为150℃-170℃，当给水预热器后温度降低到130℃-150℃时或给水预热器前温度降低到80℃-100℃时，调节蒸汽补热调节阀开度40%-60%，使调湿机前的高温热水温度保持在150℃-170℃之间或调湿机后的高温热水温度保持在90℃-110℃之间。

蒸汽引射装置属于一种在用的工艺设备，有一个高压高温蒸汽进口、一个中压低温除盐水进口，一个混合后的中压中温除盐水出口。蒸汽引射装置是一种特殊的工艺设备，用于实现补热蒸汽（气象）与除盐水（液相）混合成温度满足要求的高温除盐水（液相）。

（2）. 氮气补压调节控制方法

采用电动调节阀控制调节热水压力，除盐水换热系统热水压力必须保持在一定的压力范围内，压力过低会造成热水气化，不利用系统换热；压力过高会对设备造成损坏。通过电动调节阀控制膨胀罐压力大小和水位高低，进而实现对热水压力的调节和控制，控制参数有氮气压力、膨胀罐压力以及膨胀罐水位。

控制方法：膨胀罐内预先充入氮气，膨胀罐正常水位50%-80%，膨胀罐正常压力0.6-0.8MPa。来自蒸汽引射器后的150℃-170℃高温水，进入脱气罐，在此气体聚集，并与膨胀罐连通。热水中的气体进入膨胀罐后或热水因体积膨胀，膨胀罐内的压力不断升高，将使得罐内的水位下降，当膨胀罐水位下降到40%-50%、压力升高到0.8-0.9MPa时，打开排气电磁阀排气，排气后，膨胀罐内的压力下降，水位上升，当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止排气。

当膨胀罐水位上升到80%-90%、压力下降到0.5-0.6MPa时，可以向膨胀罐内注入氮气（压力1.9-2.0MPa），以便动态地调节罐内的工作压力，以便适应不同的运行工况。当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止充氮气。

（3）. 旁通流量调节控制方法

控制方法：采用电动调节阀控制调节旁通管流量，按要求向调湿机内供应热水数量进行调节，以达到平衡调湿的目的。湿度较大时，加大向调湿机内供应热水流量，减小旁通管热水流量调节阀开度；湿度较小时，减少向调湿机内供应热水流量，加大旁通管热水流量调节阀开度。调节控制参数有调湿机换热进口（旁通前）热水流量、调湿机换热进口（旁通后）热水流量。

（4）. 除盐水补水调节控制方法

由于高温热水中掺入了蒸汽凝结水，使热水循环量增加，系统中设置了调节系统，将增加的除盐水排回至除盐水站。采用电动调节阀控制调节除盐水补水流量，控制参数有给水预热器前流量。

控制方法：当给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量为设定值110%-130%时，调节除盐水出水调节阀开度40%-60%，使给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量保持在设定值100%-105%。

当循环变频水泵后除盐水流量为设定值85%-90%时或调湿机前除盐水流量为设定值80%-90%时，调节除盐水补水调节阀开度30%-50%，使循环变频水泵后除盐水流量为设定值100%-105%时或调湿机前除盐水流量为设定值95%-100%。

（5）. 循环水变频调节方法

采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量调节、循环变频水泵前压力控制。

控制方法：采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量控制，使流量在设定值的98%-102%。当流量降低在设定值的95%-98%时，提高循环变频水泵频率；当流量增加设定值的102%-105%时，降低循环变频水泵频率。

采用循环变频水泵实现对循环变频水泵前压力控制，使压力在设定值的95%-110%。当压力增加在设定值的110%-120%时，提高循环变频水泵频率；当压力降低设定值的90%-95%时，降低循环变频水泵频率。

Claims (1)

1.一种利用焦炉烟道气进行除盐水换热的煤调湿仪表检测及调湿控制方法，其特征在于：包括步骤：

（1）煤调湿仪表检测：

1）焦炉烟道气系统检测步骤：在给水预热器前设置入口烟气压力变送器、入口烟气热电阻温度传感器、入口烟气电液动调节阀，对在给水预热器前端的烟气压力、温度检测；在给水预热器后设置出口烟气压力变送器、出口烟气热电阻温度传感器、出口烟气插入式流量计，对给水预热器后烟气流量检测；

2）调湿机系统检测步骤：在鼓风总管连接n组风管流量电液动调节阀，每一组风管流量电液动调节阀之后连接一个风管流量文丘里管流量计，风管流量文丘里管流量计之后连接调湿机风室压力变送器，调湿机风室压力变送器之后连接调湿机煤层温度热电阻温度传感器；所述调湿机煤层温度热电阻温度传感器检测调湿机煤层温度，鼓风总管压力变送器检测风室压力、鼓风总管压力、调湿机压力，风管流量文丘里管流量计检测风管流量，风管流量电液动调节阀调节风室压力、风管流量；在调湿机下料出口处的胶带机上安装微波湿度仪，检测经过处理后的煤的湿度，煤干燥程度的目标值，即煤的湿度目标值确定在7%~8%；

3）蒸汽补热系统检测步骤：在补热蒸汽管道以补热蒸汽流向为先后连接有第七除盐水换热系统压力变送器、第六除盐水换热系统热电阻温度传感器、第七除盐水换热系统孔板节流装置、第二除盐水换热系统电动调节阀，由第七除盐水换热系统压力变送器检测蒸汽进口压力，第六除盐水换热系统热电阻温度传感器检测蒸汽进口温度，第七除盐水换热系统孔板节流装置检测蒸汽进口流量，第二除盐水换热系统电动调节阀调节补热蒸汽流量；

4）氮气补压系统检测步骤：在氮气总管管道连接有第三除盐水换热系统电动调节阀、第九除盐水换热系统压力变送器、第八除盐水换热系统孔板节流装置，第九除盐水换热系统压力变送器检测氮气进口压力、氮气膨胀罐压力以及脱气罐压力，第八除盐水换热系统孔板节流装置检测氮气进口流量，第三除盐水换热系统电动调节阀调节补压氮气流量、压力；

5）调湿机换热系统检测步骤：在给水预热器进水管连接有第五除盐水换热系统压力变送器、第四除盐水换热系统热电阻温度传感器，在给水预热器进水管入口连接第三除盐水换热系统孔板节流装置；在给水预热器出水管连接有第六除盐水换热系统压力变送器、第五除盐水换热系统热电阻温度传感器；在调湿机换热进口旁通前连接第十一盐水换热系统烟气压力变送器、第七盐水换热系统热电阻温度传感器、第四盐水换热系统插入式流量计，在调湿机换热进口旁通后连接第五盐水换热系统插入式流量计；在调湿机换热出口旁通前连接第九盐水换热系统热电阻温度传感器，在调湿机换热出口旁通后连接第一盐水换热系统烟气压力变送器、第一除盐水换热系统热电阻温度传感器；上述仪器分别对：给水预热器前后除盐水压力、温度检测，给水预热器前除盐水流量检测，换热进口旁通前热水压力、温度、流量检测，换热进口旁通后热水流量检测，调湿机1#-n#热水支管温度检测，换热出口旁通前热水温度检测，换热旁通管流量检测，换热出口旁通后热水温度、压力检测；

6）除盐水补水检测步骤：在补水管连接第二盐水换热系统烟气压力变送器、第一盐水换热系统插入式流量计；在出水管连接第三盐水换热系统烟气压力变送器、第一盐水换热系统电液动调节阀；对补水管压力、流量检测，混合水温度检测，出水管压力检测；

（2）调湿控制方法：

1）烟气入口负压调节阀控制方法：将电动调节阀调到60%-80%开度，以克服增加给水预热器带来的阻力，进而使烟气入口负压安全保持在-800Pa--200 Pa之间；

2）烟气入口负压变频调节控制方法：根据入口烟气的负压值调节变频引风机转速，保证其在额定值上；对于湿煤湿度变化引起高温热水回水温度变化，从而引起烟气温度变化，采取变频调速风机进行调节；风机运行的连锁关系如下：

A)只有在循环水系统正常运行的前提下才允许打开2#电动烟道阀；

B)只有在“2#电动烟道阀已打开到指定位置”才允许启动引风机，风机启动达到额定转速后，通过连锁信号自动关闭1#电动烟道阀；

C)当风机故障停机时，通过连锁信号瞬间自动打开1#电动烟道阀，而后关闭2#电动烟道阀；此时，循环水系统正常运行；

（3）根据设定湿度的目标值，用微波湿度仪检测经过处理后的煤的湿度，调节蒸汽流量；当水分超过平均水分时，如果烟道气所提供的热量已不能满足要求，由蒸汽引射装置实现补热蒸汽（气相）与除盐水（液相）混合成温度满足要求的高温除盐水（液相），由高温高压蒸汽与调湿用中温中压除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量；

（4）调湿机风室压力、风管流量调湿控制方法：设置1#-n#电动调节阀，通过阀门开度调节控制风室风压和风管流量，进而实现对煤料的流化控制，实现煤与热水热交换，最终实现煤料湿度调节；

（5）除盐水换热煤调湿调湿控制方法：

1）蒸汽补热调节控制方法：采用电动调节阀控制调节补热蒸汽流量，补热蒸汽流量大小控制参数为给水预热器前后温度、温差，按温差大小与阀门开度大小成一定比例进行控制调节，温差大小最终与补热蒸汽流量大小按比例进行调节控制；

当湿煤水分超过平均水分时，为保证调湿后煤中水分仍在要求的范围内，就需要蒸发更多的水分，烟道气所提供的热量已不能满足要求，供水系统中设置了蒸汽引射装置，通过蒸汽与调湿用高温除盐水进行直接混合，提高热水温度，增加调湿机内的蒸发量；

控制方法：正常运行时给水预热器前温度为80℃-100℃，给水预热器后温度为150℃-170℃，当给水预热器后温度降低到130℃-150℃时，调节蒸汽补热调节阀开度40%-60%，使调湿机前的高温热水温度保持在150℃-170℃之间或调湿机后的高温热水温度保持在90℃-110℃之间；

2）氮气补压调节控制方法：采用电动调节阀控制调节热水压力，除盐水换热系统热水压力必须保持在一定的压力范围内，压力过低会造成热水气化，不利用系统换热；压力过高会对设备造成损坏，通过电动调节阀控制膨胀罐压力大小和水位高低，进而实现对热水压力的调节和控制，控制参数有氮气压力、膨胀罐压力以及膨胀罐水位；

控制方法：膨胀罐内预先充入氮气，膨胀罐正常水位50%-80%，膨胀罐正常压力0.6-0.8Mpa，来自蒸汽引射器后的150℃-170℃高温水，进入脱气罐，在此气体聚集，并与膨胀罐连通，热水中的气体进入膨胀罐后或热水因体积膨胀，膨胀罐内的压力不断升高，将使得罐内的水位下降，当膨胀罐水位下降到40%-50%、压力升高到0.8-0.9MPa时，打开排气电磁阀排气，排气后，膨胀罐内的压力下降，水位上升，当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止排气；

当膨胀罐水位上升到80%-90%、压力下降到0.5-0.6MPa时，可以向膨胀罐内注入氮气，压力1.9-2.0MPa，以便动态地调节罐内的工作压力，以便适应不同的运行工况，当达到正常水位50%-80%、正常压力0.6-0.8MPa时便停止充氮气；

3）旁通流量调节控制方法：采用电动调节阀控制调节旁通管流量，按要求向调湿机内供应热水数量进行调节，以达到平衡调湿的目的；湿度较大时，加大向调湿机内供应热水流量，减小旁通管热水流量调节阀开度；湿度较小时，减少向调湿机内供应热水流量，加大旁通管热水流量调节阀开度，调节控制参数有调湿机换热进口旁通前热水流量、调湿机换热进口旁通后热水流量；

4）除盐水补水调节控制方法：由于高温热水中掺入了蒸汽凝结水，使热水循环量增加，系统中设置了调节系统，将增加的除盐水排回至除盐水站，采用电动调节阀控制调节除盐水补水流量，控制参数有给水预热器前流量；

控制方法：当给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量为设定值110%-130%时，调节除盐水出水调节阀开度40%-60%，使给水预热器前或循环变频水泵后除盐水流量保持在设定值100%-105%；

当循环变频水泵后除盐水流量为设定值85%-90%时或调湿机前除盐水流量为设定值80%-90%时，调节除盐水补水调节阀开度30%-50%，使循环变频水泵后除盐水流量为设定值100%-105%时或调湿机前除盐水流量为设定值95%-100%；

5）循环水变频调节方法：采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量调节、循环变频水泵前压力控制；

控制方法：采用循环变频水泵实现对给水预热器前流量控制，使流量在设定值的98%-102%，当流量降低在设定值的95%-98%时，提高循环变频水泵频率；当流量增加设定值的102%-105%时，降低循环变频水泵频率；

采用循环变频水泵实现对循环变频水泵前压力控制，使压力在设定值的95%-110%，当压力增加在设定值的110%-120%时，提高循环变频水泵频率；当压力降低设定值的90%-95%时，降低循环变频水泵频率。

Images