CN111947460A - 一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，包括以下步骤：按照加热炉点火启动控制流程方法，在加热炉点火动作之前，判断并强制保证BFG气动切断阀和BFG气动调节阀均处于关闭状态，调节加热炉直至炉膛温度大于等于600℃，打开BFG气动切断阀及缓慢小开度打开BFG气动调节阀，向加热炉放入高炉煤气，加热炉点火成功之后，手动调整BFG气动切断阀和BFG气动调节阀；加热炉点火启动控制初始化及控制联锁；高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧；高炉煤气管线系统联锁，以人工操作的方式并利用COG气动调节阀来控温。本发明实现高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧，提高加热炉运行时的自动化程度、安全性、稳定性，稳定控制各项加热炉运行参数。

Description

一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法
技术领域
本发明涉及一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法。
背景技术
高炉煤气为高炉炼铁过程中产生的副产品，焦炉煤气是炼焦工业的副产品，高炉煤气发热值低，理论燃烧温度第，燃烧稳定性不好，而焦炉煤气属于中热值气体，燃烧速度快，同时，高炉煤气单价小于焦炉煤气单价的十分之一，具有很高的热值性价比和经济效益，但是目前燃烧控制系统的自动化程度仍相对落后，被加热物料温升、炉膛温度、排烟温度、排烟氧含量、废气排放指标等各项参数控制效果差或者不受控，导致加热炉燃烧效果差，安全和环保不受控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，实现高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧，有效提高加热炉运行时的自动化程度、安全性、稳定性，稳定控制各项加热炉运行参数，实现节能减排、经济环保的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，包括以下步骤：
S1：按照加热炉点火启动控制流程方法，在加热炉点火动作之前，判断并强制保证BFG气动切断阀和BFG气动调节阀均处于关闭状态，以手动操作的方式来调节加热炉，直至炉膛温度大于等于600℃，然后以人工操作的方式来打开BFG气动切断阀，以及缓慢小开度打开BFG气动调节阀，向加热炉放入高炉煤气，加热炉点火成功，即出现火焰信号之后，切换成手动操作的方式，继续调整BFG气动切断阀和BFG气动调节阀；
S2：加热炉点火启动控制初始化，加热炉点火启动控制联锁，关闭BFG气动切断阀，关闭BFG气动调节阀；
S3：设定在自动操作的情况下风机频率不低于10Hz，高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧，焦炉煤气、高炉煤气、空气三者的关系如下：
1）设定焦炉煤气的流量为X，比例系数为a，a的取值范围为2～8，焦炉煤气所需空气流量的计算公式为：Q1=a*X；
2）利用加热介质出口温度与目标温度来自动调节高炉煤气的流量，设定高炉煤气的流量为Y，比例系数为b，b的取值范围为0.5～1.5，高炉煤气所需空气流量的计算公式为Q2=b*Y；
3）最终空气流量的计算公式为Q= Q1+ Q2= a*X+b*Y；
S4：高炉煤气管线系统联锁，高炉煤气压力设定范围为小于等于2.5kPa，基于设定的高炉煤气压力，关闭BFG气动切断阀，BFG气动调节阀同样联锁关闭，并且设置联锁动作报警，在联锁动作完成之后，以人工操作的方式并利用COG气动调节阀来控温。
进一步地，在所述的S1中，所述的加热炉点火启动控制流程方法包括以下步骤：
a1：利用现场操作箱的启动按钮来启动仪表自动化DCS控制系统，执行系统复位作业；
a2：风机频率调整至50Hz，执行吹扫作业；
a3：执行燃气压力检测作业，若是30s内COG进口总管压力大于2kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a4：执行空气泄漏检测作业，若是30s内空气总管压力大于1kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a5：等待60s之后，执行高低压检漏作业，若是未出现泄漏现象，则执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a6：调整风机频率，降低至15%；
a7：开启COG主管切断阀；
a8：执行点火作业，直至出现火焰信号；
a9：出现火焰信号之后，等待20s，COG气动调节阀的开启度调整至10%；
a10：实现DCS负荷调节作业。
进一步地，在所述的a1中，所述的系统复位作业包括COG总管切断阀关闭、燃气气动调节阀关闭、COG点火切断阀关闭、COG放散阀关闭、点火变压器关闭、风机关闭、废气燃烧电动切断阀关闭和废气放孔电动切断阀关闭。
进一步地，在所述的a5中，所述的高低压检漏作业包括以下流程：COG气动调节阀的开启度调整为0%，关闭COG点火切断阀，关闭COG总管切断阀，开启COG放散阀，等待30s之后关闭COG放散阀，在检漏压力小于0.5kPa的条件下，在60s内检测COG放散阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则继续检漏作业，然后开启COG总管切断阀，保持开启状态6s之后，关闭COG总管切断阀，再次等待6s时间，在检漏压力大于0.5kPa的条件下，在15s内检测COG总管切断阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则完成高低压检漏作业。
进一步地，在所述的a8中，所述的点火作业包括以下流程：点火变压器通电，通电1s之后开启COG点火切断阀，等待9s之后点火变压器断电，若是出现火焰信号则执行a9，若是未出现火焰信号则关闭COG点火切断阀，然后反复执行点火作业3次，超过3次之后判断为点火故障，手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1。
进一步地，在所述的S3的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧运行过程中，设定联锁停炉的检测作业、实施作业和紧急作业，联锁停炉实施作业的触发条件包括料进出口内温度、流量及压力均未达到实施标准，鼓风机故障，煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h，2个火焰检测器未出现火焰信号，当煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h任意一个情况出现时，均延时3s之后执行联锁停炉的实施作业，联锁停炉的实施作业利用现场操作箱停止按钮来执行，联锁停炉的实施作业依次为COG总管切断阀关闭，COG启动调节阀关闭，COG点火切断阀关闭，废气燃烧电动切断阀关闭，风机频率在3min内保持50Hz之后关闭；紧急作业则为利用现场操作箱紧急按钮来直接执行系统复位作业。
本发明的有益效果：本发明能够有效实现高炉煤气和焦炉煤气的混合燃烧，有效提高加热炉运行时的自动化程度，稳定控制各项加热炉的运行参数，最终实现节能减排的效果，提高加热炉运行时的安全性、稳定性和热效率，可获得很好的经济效益和环保效益。
附图说明
图1是高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉工艺流程图。
图2是高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制系统工艺流程图。
图3是本发明一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法中加热炉点火启动控制流程方法的逻辑流程图。
图4是加热炉点火启动控制流程方法中系统复位作业的逻辑流程图。
图5是加热炉点火启动控制流程方法中高低压检漏作业的逻辑流程图。
图6是加热炉点火启动控制流程方法中点火作业的逻辑流程图。
图7是本发明一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法中联锁停炉检测作业的逻辑流程图。
图8是本发明一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法中联锁停炉实施作业的逻辑流程图。
图9是本发明一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法中联锁停炉紧急作业的逻辑流程图。
具体实施方式
下面将结合的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，包括以下步骤：
S1：按照加热炉点火启动控制流程方法，在加热炉点火动作之前，判断并强制保证BFG气动切断阀和BFG气动调节阀均处于关闭状态，以手动操作的方式来调节加热炉，直至炉膛温度大于等于600℃，然后以人工操作的方式来打开BFG气动切断阀，以及缓慢小开度打开BFG气动调节阀，向加热炉放入高炉煤气，加热炉点火成功，即出现火焰信号之后，切换成手动操作的方式，继续调整BFG气动切断阀和BFG气动调节阀；
S2：加热炉点火启动控制初始化，加热炉点火启动控制联锁，关闭BFG气动切断阀，关闭BFG气动调节阀；
S3：设定在自动操作的情况下风机频率不低于10Hz，高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧，焦炉煤气、高炉煤气、空气三者的关系如下：
1）设定焦炉煤气的流量为X，比例系数为a，a的取值范围为2～8，焦炉煤气所需空气流量的计算公式为：Q1=a*X；
2）利用加热介质出口温度与目标温度来自动调节高炉煤气的流量，设定高炉煤气的流量为Y，比例系数为b，b的取值范围为0.5～1.5，高炉煤气所需空气流量的计算公式为Q2=b*Y；
3）最终空气流量的计算公式为Q= Q1+ Q2= a*X+b*Y；
S4：高炉煤气管线系统联锁，高炉煤气压力设定范围为小于等于2.5kPa，基于设定的高炉煤气压力，关闭BFG气动切断阀，BFG气动调节阀同样联锁关闭，并且设置联锁动作报警，在联锁动作完成之后，以人工操作的方式并利用COG气动调节阀来控温。
在所述的S1中，所述的加热炉点火启动控制流程方法包括以下步骤：
a1：利用现场操作箱的启动按钮来启动仪表自动化DCS控制系统，执行系统复位作业；
a2：风机频率调整至50Hz，执行吹扫作业；
a3：执行燃气压力检测作业，若是30s内COG进口总管压力大于2kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a4：执行空气泄漏检测作业，若是30s内空气总管压力大于1kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a5：等待60s之后，执行高低压检漏作业，若是未出现泄漏现象，则执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a6：调整风机频率，降低至15%；
a7：开启COG主管切断阀；
a8：执行点火作业，直至出现火焰信号；
a9：出现火焰信号之后，等待20s，COG气动调节阀的开启度调整至10%；
a10：实现DCS负荷调节作业。
在所述的a1中，所述的系统复位作业包括COG总管切断阀关闭、燃气气动调节阀关闭、COG点火切断阀关闭、COG放散阀关闭、点火变压器关闭、风机关闭、废气燃烧电动切断阀关闭和废气放孔电动切断阀关闭。
在所述的a5中，所述的高低压检漏作业包括以下流程：COG气动调节阀的开启度调整为0%，关闭COG点火切断阀，关闭COG总管切断阀，开启COG放散阀，等待30s之后关闭COG放散阀，在检漏压力小于0.5kPa的条件下，在60s内检测COG放散阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则继续检漏作业，然后开启COG总管切断阀，保持开启状态6s之后，关闭COG总管切断阀，再次等待6s时间，在检漏压力大于0.5kPa的条件下，在15s内检测COG总管切断阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则完成高低压检漏作业。
在所述的a8中，所述的点火作业包括以下流程：点火变压器通电，通电1s之后开启COG点火切断阀，等待9s之后点火变压器断电，若是出现火焰信号则执行a9，若是未出现火焰信号则关闭COG点火切断阀，然后反复执行点火作业3次，超过3次之后判断为点火故障，手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1。
在所述的S3的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧运行过程中，设定联锁停炉的检测作业、实施作业和紧急作业，联锁停炉实施作业的触发条件包括料进出口内温度、流量及压力均未达到实施标准，鼓风机故障，煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h，2个火焰检测器未出现火焰信号，当煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h任意一个情况出现时，均延时3s之后执行联锁停炉的实施作业，联锁停炉的实施作业利用现场操作箱停止按钮来执行，联锁停炉的实施作业依次为COG总管切断阀关闭，COG启动调节阀关闭，COG点火切断阀关闭，废气燃烧电动切断阀关闭，风机频率在3min内保持50Hz之后关闭；紧急作业则为利用现场操作箱紧急按钮来直接执行系统复位作业。
本发明能够有效实现高炉煤气和焦炉煤气的混合燃烧，有效提高加热炉运行时的自动化程度，稳定控制各项加热炉的运行参数，最终实现节能减排的效果，提高加热炉运行时的安全性、稳定性和热效率，可获得很好的经济效益和环保效益。

Claims (6)

1.一种高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是包括以下步骤：
S1：按照加热炉点火启动控制流程方法，在加热炉点火动作之前，判断并强制保证BFG气动切断阀和BFG气动调节阀均处于关闭状态，以手动操作的方式来调节加热炉，直至炉膛温度大于等于600℃，然后以人工操作的方式来打开BFG气动切断阀，以及缓慢小开度打开BFG气动调节阀，向加热炉放入高炉煤气，加热炉点火成功，即出现火焰信号之后，切换成手动操作的方式，继续调整BFG气动切断阀和BFG气动调节阀；
S2：加热炉点火启动控制初始化，加热炉点火启动控制联锁，关闭BFG气动切断阀，关闭BFG气动调节阀；
S3：设定在自动操作的情况下风机频率不低于10Hz，高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧，焦炉煤气、高炉煤气、空气三者的关系如下：
1）设定焦炉煤气的流量为X，比例系数为a，a的取值范围为2～8，焦炉煤气所需空气流量的计算公式为：Q1=a*X；
2）利用加热介质出口温度与目标温度来自动调节高炉煤气的流量，设定高炉煤气的流量为Y，比例系数为b，b的取值范围为0.5～1.5，高炉煤气所需空气流量的计算公式为Q2=b*Y；
3）最终空气流量的计算公式为Q= Q1+ Q2= a*X+b*Y；
S4：高炉煤气管线系统联锁，高炉煤气压力设定范围为小于等于2.5kPa，基于设定的高炉煤气压力，关闭BFG气动切断阀，BFG气动调节阀同样联锁关闭，并且设置联锁动作报警，在联锁动作完成之后，以人工操作的方式并利用COG气动调节阀来控温。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是在所述的S1中，所述的加热炉点火启动控制流程方法包括以下步骤：
a1：利用现场操作箱的启动按钮来启动仪表自动化DCS控制系统，执行系统复位作业；
a2：风机频率调整至50Hz，执行吹扫作业；
a3：执行燃气压力检测作业，若是30s内COG进口总管压力大于2kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a4：执行空气泄漏检测作业，若是30s内空气总管压力大于1kPa，执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a5：等待60s之后，执行高低压检漏作业，若是未出现泄漏现象，则执行下一步，否则发出警报，并且手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1；
a6：调整风机频率，降低至15%；
a7：开启COG主管切断阀；
a8：执行点火作业，直至出现火焰信号；
a9：出现火焰信号之后，等待20s，COG气动调节阀的开启度调整至10%；
a10：实现DCS负荷调节作业。
3.根据权利要求2所述的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是在所述的a1中，所述的系统复位作业包括COG总管切断阀关闭、燃气气动调节阀关闭、COG点火切断阀关闭、COG放散阀关闭、点火变压器关闭、风机关闭、废气燃烧电动切断阀关闭和废气放孔电动切断阀关闭。
4.根据权利要求3所述的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是在所述的a5中，所述的高低压检漏作业包括以下流程：COG气动调节阀的开启度调整为0%，关闭COG点火切断阀，关闭COG总管切断阀，开启COG放散阀，等待30s之后关闭COG放散阀，在检漏压力小于0.5kPa的条件下，在60s内检测COG放散阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则继续检漏作业，然后开启COG总管切断阀，保持开启状态6s之后，关闭COG总管切断阀，再次等待6s时间，在检漏压力大于0.5kPa的条件下，在15s内检测COG总管切断阀是否存在泄漏现象，泄漏则发出警报，无泄漏则完成高低压检漏作业。
5.根据权利要求4所述的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是在所述的a8中，所述的点火作业包括以下流程：点火变压器通电，通电1s之后开启COG点火切断阀，等待9s之后点火变压器断电，若是出现火焰信号则执行a9，若是未出现火焰信号则关闭COG点火切断阀，然后反复执行点火作业3次，超过3次之后判断为点火故障，手动点击现场操作箱复位按钮，返回a1。
6.根据权利要求3、4或5所述的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧的加热炉控制方法，其特征是在所述的S3的高炉煤气和焦炉煤气混合燃烧运行过程中，设定联锁停炉的检测作业、实施作业和紧急作业，联锁停炉实施作业的触发条件包括料进出口内温度、流量及压力均未达到实施标准，鼓风机故障，煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h，2个火焰检测器未出现火焰信号，当煤气压力低于2kPa，空气压力低于300Pa，空气流量低于500Nm3/h任意一个情况出现时，均延时3s之后执行联锁停炉的实施作业，联锁停炉的实施作业利用现场操作箱停止按钮来执行，联锁停炉的实施作业依次为COG总管切断阀关闭，COG启动调节阀关闭，COG点火切断阀关闭，废气燃烧电动切断阀关闭，风机频率在3min内保持50Hz之后关闭；紧急作业则为利用现场操作箱紧急按钮来直接执行系统复位作业。
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