CN113698945A - 一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法，包括在打开旁路挡板阀状态下启动引风机，焦炉不停止加热；确定关闭旁路挡板条件；通过原烟气挡板阀、净烟气挡板阀及旁路挡板阀的联锁逻辑，使原烟气挡板阀、净烟气挡板阀打开、关闭到任何开度状态，使引风机在频率调节时，通过阀门的开度来调节烟道吸力，达到设定的分烟道吸力要求；同时，通过机、焦侧原烟气挡板门的开度控制来平衡机、焦侧的烟道吸力，更加精准的达到焦炉加热的吸力需要。本发明彻底解决了启动脱硫脱硝系统引风机时需要焦炉停止加热的问题，且启动过程中更加安全，焦炉加热所需要的吸力控制更加精准。

Description

一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法
技术领域
本发明涉及焦化环保领域，具体涉及一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法。
背景技术
焦炉加热产生的烟道气中含有大量的SO2、NOX、粉尘等，直接排放到大气中后，SO2和NOX会参与和加剧光化学污染、酸沉降污染，严重影响空气环境质量。
从目前焦化技术看，国内各种型号的焦炉生产废气均很难达到排放要求，需要通过脱硫脱硝装置来进行燃烧废气的处理。在脱硫脱硝技术的选择上，由于SDS脱硫+SCR脱硝工艺具有一次性投资很少、占地面积很小，运行成本低、无废水，且焦炉烟气温度合适等优点，受到越来越多焦化企业的欢迎。
目前，国内新上的脱硫脱硝项目基本都选用SDS脱硫+SCR脱硝技术进行焦炉烟气污染物的治理。
在采用该技术进行烟气污染物处理过程中，需要通过脱硫脱硝系统的引风机来产生烟气流动的动力和焦炉加热所需要的吸力，而原来产生焦炉加热吸力的焦炉烟囱作为热备。焦炉烟囱和脱硫脱硝系统之间通过旁路挡板阀来进行切换控制，如图1所示。在脱硫脱硝引风机运行正常的情况下，旁路挡板阀处于全关状态；在脱硫脱硝引风机故障或停机的时候再打开旁路挡板阀切换到焦炉烟囱控制。脱硫脱硝引风机开机切换时，要先切断焦炉烟囱的吸力控制，停止焦炉加热，再启动引风机产生吸力。引风机启动正常后，再恢复焦炉正常加热。每次正常启动引风机约需30分钟，造成焦炉加热中断30分钟，影响焦炉温度和能耗以及产量。同时，为了焦炉加热的安全，原烟气挡板阀、净烟气挡板阀和旁边路挡板阀之间通过联锁进行绑定，确保关闭旁路挡板时，打开原烟气挡板阀、打开净烟气挡板阀；打开旁路挡板阀时，关闭原烟气挡板阀、关闭净烟气挡板阀；且这三个阀之间仅有全开和全关两种状态。这种联锁绑定可以保证焦炉加热安全，但是存在启动引风机时必须要先停止焦炉加热，另外在启动过程中和启动完成后，焦炉加热的吸力只有通过引风机频率来调控的单一手段，不利于吸力的精确调节。这些问题都给脱硫脱硝正常运行和焦炉正常生产造成了困难，需要进行改造。
发明内容
为了解决SDS脱硫+SCR脱硝技术中，每次启动引风机时，均需要焦炉先停止加热的问题，本发明提出一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法，涉及焦化生产中燃烧废气污染物SO2、NOX、粉尘的净化处理，达到焦炉正常生产，脱硫脱硝引风机正常启动，互不干扰的目的，且更有利于焦炉加热吸力的调控。
本发明的技术方案具体如下：
一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法，包括如下步骤：
在打开旁路挡板阀状态下启动引风机，焦炉不停止加热；
确定关闭旁路挡板条件；
通过原烟气挡板阀、净烟气挡板阀及旁路挡板阀的联锁逻辑，使原烟气挡板阀、净烟气挡板阀打开、关闭到任何开度状态，使引风机在频率调节时，通过阀门的开度来调节烟道吸力，达到设定的分烟道吸力要求；同时，通过机、焦侧原烟气挡板门的开度控制来平衡机、焦侧的烟道吸力，更加精准的达到焦炉加热的吸力需要。
进一步地，包括如下步骤：
步骤(1)旁路挡板阀在全开状态下，关闭原烟气挡板阀，打开净烟气挡板阀；此时，焦炉加热由焦炉烟囱产生加热所需吸力；
步骤(2)达到一定条件启动引风机，打开原烟气挡板阀，旁路挡板阀打开后，使得总烟道吸力能够满足分烟道吸力上限要求，具体的吸力由分烟道翻板根据给定指标需要自动调节控制；
步骤(3)根据焦炉需要的吸力，逐步增加引风机频率，总烟道、分烟道吸力逐步增加，在旁路挡板阀门找开时，使得总烟道吸力能够满足焦炉加热分烟道吸力要求；
步骤(4)关闭旁路挡板阀，微调风机频率，达到焦炉生产要求
当引风机频率达到一定程度，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到一定程度，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节达到要求；此时，关闭旁路挡板，同时适当增加引风机频率，总烟道吸力先降低后随着引风机频率逐步增加，直至达到焦炉生产要求。
进一步地，步骤(2)中，引风机频率设置为10HZ，启动引风机，打开原烟气挡板阀。
进一步地，步骤(3)中，总烟道吸力均大于390Pa，能够满足焦炉加热分烟道吸力要求。
进一步地，步骤(4)中，当引风机频率达到25-35HZ时，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到400-600Pa，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节达到要求；此时，关闭旁路挡板，同时适当增加引风机频率，总烟道吸力先降低后随着引风机频率逐步增加，当引风机频率30-35HZ时，总烟道吸力300-600Pa，达到焦炉生产要求。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1、本发明重新修改了原烟气挡板阀、净烟气挡板阀的联锁逻辑，保证在引风机停运及原烟气、净烟气挡板阀关闭时能及时打开旁路挡板阀，保证焦炉正常加热的吸力需要；同时原烟气挡板阀、净烟气挡板阀可以根据需要打开到任意开度，为不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机创造了条件。
2、使用本发明的方法后，旁路挡板阀在引风机频率达到25HZ以下时一直处于开启状态，保证了焦炉正常加热的吸力需要；引风机频率达到25HZ以上时，关闭旁路挡板阀后微调引风机频率就能达到焦炉加热吸力需要。因此，实现了在引风机的启动过程中，保证焦炉正常加热的吸力需要，达到了不停止焦炉加热而启动脱硫脱硝引风机的效果。
3、启动过程中，原烟气挡板阀、净烟气挡板阀可以打开到任意开度状态，可以根据焦炉加热吸力需要灵活调节阀门开度，使吸力控制更加精准。
从总体上来看，本发明彻底解决了启动脱硫脱硝系统引风机时需要焦炉停止加热的问题，且启动过程中更加安全，焦炉加热所需要的吸力控制更加精准。
附图说明
图1是焦炉总烟道、分烟道、烟囱结构示意图；
图2是修改前旁路、原烟气、净烟气挡板阀联锁；
图3是修改前原烟气、净烟气、旁路挡板阀联锁；
图4是修改前引风机停运与挡板阀联锁；
图5是修改后原烟气、净烟气、旁路挡板阀联锁；
图6是修改后引风机停运与挡板阀联锁；
图7是现有的SDS干法脱硫+中低温SCR脱硝工艺流程简图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
目前，现有技术的启动方法为：
(1)启动前阀门状态：旁路挡板阀全开，原烟气、净烟气挡板阀全关；焦炉停止加热；
(2)关闭旁路挡板阀门切断与焦炉烟囱的通道；
(3)打开净烟气挡板阀，启动引风机；
(4)打开原烟气挡板阀，产生焦炉加热的吸力；
(5)引风机启动平稳后，恢复焦炉加热。
按照该顺序启动过程中，需要焦炉先停止加热约30-60分钟，切换完成后再恢复加热。
(1)旁路挡板阀在全开状态下，关闭原烟气挡板阀，打开净烟气挡板阀；此时，焦炉加热由焦炉烟囱产生加热所需吸力。具体参数以6米顶装焦炉为例，如表1所示。
表1. 6米顶装焦炉加热煤气量与烟道吸力参数
Figure BDA0003311395640000041
按照6米顶装焦炉满负荷生产时，结焦时间18小时，加热煤气流量约15000m3/h，最高时加热煤气流量达到18000m3/h。当加热煤气流量15000m3/h时，焦炉分烟道吸力最高为170pa(焦侧)，焦炉上升气流与下降气流的浮力差为245pa，则焦炉结焦时间、进风门开度等初始条件不变时，当加热煤气流量增加到18000m3/h时，可计算所需分烟道吸力如下：
a烟道＝∑ΔP+(H下+H上) (1)
式(1)中：a烟波-分烟道吸力，Pa；
∑ΔP-加热系统的总阻力，Pa
H上、H下-上升段、下降段的总浮力，Pa。
当进风门开度、烟道翻板等初始条件不变时，煤气流量只和阻力有关，即加热系统的阻力与流量的平方成正比，所以：
Figure BDA0003311395640000042
式(2)中：∑ΔP′、∑ΔP-不同加热煤气量的系统总阻力，Pa；
v’、v-煤气流量，m3/h。
所以：加热系统的阻力∑ΔP＝a烟波-(H下-H上)＝170-24.5＝145.5Pa；
流量改变后的阻力∑ΔP′＝209.52Pa。
因此，当6米顶装焦炉在满负荷生产状态下，加热煤气流量达到18000m3/h时，焦炉分烟道吸力最高需要210Pa即可满足生产要求；当加热煤气量减小时，分烟道吸力相应减小，15000m3/h加热煤气量时，分烟道吸力最低150Pa，可由机、焦侧分烟道上的翻板阀门开度来进行调节控制，如图1所示。
(2)引风机频率设置为10HZ启动引风机，打开原烟气挡板阀。此时，总烟道吸力如表2所示；如旁路挡板阀不打开，则此时总烟道吸力为60Pa，无法达到焦炉加热要求；旁路挡板阀打开后，总烟道吸力380Pa，能够满足分烟道吸力上限要求，具体的吸力由分烟道翻板根据给定指标需要自动调节控制。
表2.引风机启动时焦炉总烟道吸力参数
Figure BDA0003311395640000051
(3)根据焦炉需要的吸力，逐步增加引风机频率，总烟道、分烟道吸力逐步增加，如表3所示。为了保证引风机频率增加过程中，增加的吸力波动能够通过分烟道翻板的自动调节来平衡，要控制每次调节的频率幅度不超过5HZ。
表3.引风机不同频率下焦炉总烟道吸力参数
Figure BDA0003311395640000052
(4)关闭旁路挡板阀，微调风机频率，达到焦炉生产要求。当引风机频率达到25HZ时，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到680Pa，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节，如超过可调范围，可以适当关闭原烟气挡板阀来达到要求；如关闭旁路挡板阀，此时总烟道吸力达到300Pa，能够达到分烟道吸力要求，满足焦炉加热需要。因此，引风机频率达到25HZ为关闭原烟气挡板阀的条件。
基于此，本实施例对控制阀联锁逻辑进行修改。
如图2、3、4所示，修改前，有以下几种控制逻辑控制，且原烟气挡板阀、净烟气挡板阀为0/1开关控制，即只有“全开”和“全关”两种状态。
如图5、6所示，修改后，有2种控制逻辑控制，且原烟气挡板阀、净烟气挡板阀可以为任意开度控制。
本实施例的不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法。
在打开旁路挡板阀状态下启动引风机，不需要焦炉停止加热。
摸索出最佳的关闭旁路挡板条件，实现启动引风机与焦炉稳定生产的顺利进行。
修改原烟气挡板阀、净烟气挡板阀及旁路挡板阀的联锁逻辑，使原烟气挡板阀、净烟气挡板阀可以打开、关闭到任何开度状态，使引风机在频率调节时，可以通过阀门的开度来调节烟道吸力，达到设定的分烟道吸力要求；同时可以通过机、焦侧原烟气挡板门的开度控制来平衡机、焦侧的烟道吸力，更加精准的达到焦炉加热的吸力需要。
作为本实施例的方法的具体应用。
如图7所示，某企业在原2座6米顶装焦炉的基础上新建2套脱硝装置。
使用现有技术进行脱硫脱硝启动时，启动步骤为：
(1)先通知焦炉停止加热，10分钟后焦炉完成停止加热操作，然后通知脱硫脱硝可以启动引风机；
(2)关闭旁路挡板阀门切断与焦炉烟囱的通道，焦炉分烟道吸力降到接近0Pa；
(3)打开净烟气挡板阀，启动引风机；
(4)打开引风机的进口阀(原烟气挡板阀)，并逐步增加引风机频率至20HZ以上，焦炉分烟道吸力逐步增加，达到150-210Pa时,基本达到焦炉加热的吸力需要；
(5)通知焦炉恢复正常加热，约10分钟后，恢复正常加热操作完成。该启动过程一切正常，约需焦炉停止加热30分钟，如启动不顺利影响时间更长。
按照100万吨焦化产能计算，结焦时间18小时，2座焦炉正常加热每小时煤气流量35000m3/h，焦炉煤气热值17.9mj/m3，焦炉停止加热期间共减少供热:35000m3/h×0.5h×17.9mj/m3＝313250mj。焦炉停止加热期间需要停止生产出炉，焦炉操作时间10分钟/炉，30分钟减少3个炉子，每个单炉22.2吨/炉，约减产66.6吨焦炭产量。
采用本实施例方案启动脱硫脱硝系统引风机，实施情况如下：
(1)旁路挡板阀在全开状态下，关闭原烟气挡板阀，打开净烟气挡板阀；此时，焦炉加热由焦炉烟囱产生加热所需吸力。具体运行参数如表4所示。
表4.脱硫脱硝引风机启动前的总烟道、分烟道吸力与煤气流量
Figure BDA0003311395640000061
(2)引风机频率设置为10HZ启动引风机，打开原烟气挡板阀。此时，总烟道吸力如表5所示；如旁路挡板阀不打开，则此时总烟道吸力为60Pa，无法达到焦炉加热要求；旁路挡板阀打开后，总烟道吸力391Pa，能够满足分烟道吸力上限要求，具体的吸力由分烟道翻板根据给定指标需要自动调节控制。
表5.某企业脱硫脱硝引风机启动时焦炉总烟道吸力参数
Figure BDA0003311395640000071
(3)根据焦炉需要的吸力，逐步增加引风机频率，总烟道、分烟道吸力逐步增加，如表6所示，在旁路挡板阀门找开时，总烟道吸力均大于390Pa，能够满足焦炉加热分烟道吸力要求。
表6.某企业脱硫脱硝引风机不同频率下焦炉总烟道吸力参数
Figure BDA0003311395640000072
(4)关闭旁路挡板阀，微调风机频率，达到焦炉生产要求。当引风机频率达到25HZ时，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到453Pa，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节达到要求；此时，关闭旁路挡板，同时适当增加引风机频率，总烟道吸力先降低后随着引风机频率逐步增加，当引风机频率32HZ时，总烟道吸力334Pa，达到焦炉生产要求。
表7.脱硫脱硝引风机启动后的总烟道、分烟道吸力与煤气流量
Figure BDA0003311395640000073
(5)启动脱硫脱硝引风机过程中，不影响焦炉加热和生产，现有技术与本发明技术对比数据如表8所示。
表8.脱硫脱硝现有启动技术与本发明技术对焦炉生产的影响对比
Figure BDA0003311395640000081
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种不停止焦炉加热启动脱硫脱硝引风机的方法，其特征在于：包括如下步骤：
在打开旁路挡板阀状态下启动引风机，焦炉不停止加热；
确定关闭旁路挡板条件；
通过原烟气挡板阀、净烟气挡板阀及旁路挡板阀的联锁逻辑，使原烟气挡板阀、净烟气挡板阀打开、关闭到任何开度状态，使引风机在频率调节时，通过阀门的开度来调节烟道吸力，达到设定的分烟道吸力要求；同时，通过机、焦侧原烟气挡板门的开度控制来平衡机、焦侧的烟道吸力，更加精准的达到焦炉加热的吸力需要。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）旁路挡板阀在全开状态下，关闭原烟气挡板阀，打开净烟气挡板阀；此时，焦炉加热由焦炉烟囱产生加热所需吸力；
步骤（2）达到一定条件启动引风机，打开原烟气挡板阀，旁路挡板阀打开后，使得总烟道吸力能够满足分烟道吸力上限要求，具体的吸力由分烟道翻板根据给定指标需要自动调节控制；
步骤（3）根据焦炉需要的吸力，逐步增加引风机频率，总烟道、分烟道吸力逐步增加，在旁路挡板阀门找开时，使得总烟道吸力能够满足焦炉加热分烟道吸力要求；
步骤（4）关闭旁路挡板阀，微调风机频率，达到焦炉生产要求
当引风机频率达到一定程度，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到一定程度，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节达到要求；此时，关闭旁路挡板，同时适当增加引风机频率，总烟道吸力先降低后随着引风机频率逐步增加，直至达到焦炉生产要求。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，引风机频率设置为10HZ，启动引风机，打开原烟气挡板阀。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，总烟道吸力均大于390Pa，能够满足焦炉加热分烟道吸力要求。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（4）中，当引风机频率达到25-35HZ时，旁路挡板阀打开时，总烟道吸力达到400-600Pa，多余的吸力通过分烟道翻板自动调节达到要求；此时，关闭旁路挡板，同时适当增加引风机频率，总烟道吸力先降低后随着引风机频率逐步增加，当引风机频率30-35HZ时，总烟道吸力300-600Pa，达到焦炉生产要求。
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