CN113736494B - 一种焦炉集气管稳压调节方法 - Google Patents

Abstract

一种焦炉集气管稳压调节方法，其包括：1)吸气管双翻板调节；2)点火放散系统控制，控制集气管压力变化速率V，V＝ΔP/T；3)上升管管盖控制，在桥管翻板处于“开”的状态下，上升管管盖处于“开”信号，系统做出上升管关管盖动作，直至上升管管盖“闭”信号出现；如收不到上升管管盖“闭”信号，则输出报警，并指令岗位人员现场处理。本发明可有效控制正常生产条件下集气管压力波动，并避免煤气排送风机突发异常情况下集气管、炭化室压力激增造成的大量荒煤气放散，减少可视污染及VOCs排放，改善焦炉作业环境。

Description

一种焦炉集气管稳压调节方法

技术领域

本发明涉及焦炉技术，特别涉及一种焦炉集气管稳压调节方法。

背景技术

炭化室内炼焦煤干馏过程中产生的荒煤气经上升管及桥管汇集至集气管，然后经吸气管连接煤气排送风机引出后净化处理。由于炭化室内炼焦煤干馏过程中荒煤气发生量有规律的变化，集气管压力随之变化，在吸气管上配置手动和自动调节翻板，与集气管压力闭环控制，同时煤气排送风机与风机前负压也闭环控制，保持集气管压力处于相对的稳定状态，避免正常生产过程中荒煤气逸散。集气管上配置点火放散系统，突发煤气排送风机故障时实现荒煤气点火燃烧后放散。

随着焦炉的大型化，各炭化室推焦装煤作业的时间间隔也越来越长，集中推焦装煤与长时间不推焦装煤两种工况的交替过程中，经常出现正在推焦装煤的焦炉虽然自动调节翻板开度已很大，但集气管压力仍偏高，而长时间未推焦装煤的焦炉虽然自动调节翻板开度已最小，但集气管压力仍偏低的问题，造成正在推焦装煤作业的焦炉炭化室内压力高引起炉门等部位冒烟，而长时间未推焦装煤的焦炉炭化室内压力低，尤其是炭化室底部等不严密处负压抽空气进炭化室造成焦炭烧损。两种作业状态下集气管压力上下波动非常明显，引发焦炉炉门偶发冒烟。

煤气排送风机故障停机时，炭化室内源源不断产生的荒煤气造成集气管压力迅速上升，当集气管压力超过300Pa，且持续一定时间(通常设置为10秒)后，点火放散系统点火，并开启放散阀翻板，荒煤气由集气管内压出点火燃烧后放散。煤气排送风机恢复后，远程或现场手动逐个关闭放散塔翻板及点火装置。因排送风机停机时集气管压力上升非常快，点火放散系统还来不及反应，就会出现个别上升管盖被冲开，荒煤气未经点火燃烧直接排放，形成严重的可视污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦炉集气管稳压调节方法，可有效控制正常生产条件下集气管压力波动，并避免煤气排送风机突发异常情况下集气管、炭化室压力激增造成的大量荒煤气放散，减少可视污染及VOCs排放，改善焦炉作业环境。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种焦炉集气管稳压调节方法，其包括：

1)吸气管双翻板调节

焦炉炭化室内炼焦煤干馏过程中产生的荒煤气经上升管及桥管汇集至集气管，然后经吸气管连接煤气排送风机引出后净化处理，吸气管上串联设置两个压力调节翻板，该两个压力调节翻板开度的调节范围均为10％～80％；

2)点火放散系统控制

控制集气管压力变化速率V，V＝ΔP/T，V单位Pa/ms，ΔP为集气管压力变化量，单位Pa，T时间，单位ms；煤气排送风机故障停机时，集气管压力迅速上升，当集气管压力变化速率达到V1时，点火放散系统启动各放散塔激发点火，当集气管压力变化速率达到V2时，点火放散系统启动各放散塔翻板打开；当煤气排送风机启动后能力达到60％或集气管压力小于设定值50Pa时，关闭一个放散塔，当煤气排送风机全部启动后，关闭全部放散塔；

3)上升管管盖控制

在桥管翻板处于“开”的状态下，上升管管盖处于“开”信号，系统做出上升管关管盖动作，直至上升管管盖“闭”信号出现；如收不到上升管管盖“闭”信号，则输出报警，并指令岗位人员现场处理。

进一步，还包括：集气管压力检测控制，每个放散塔两侧的焦炉集气管各设置荒煤气压力检测单元；其中，

正常生产状态下，某座焦炉各点的集气管压力剔除一个最高值及一个最低值，剩余数据求均值后作为吸气管上双压力调节翻板开度调节依据；

异常故障恢复过程中，首先关闭最靠近集气管压力最低点的放散塔翻板及相应的点火装置。

优选的，所述两个压力调节翻板开度调节偏差不超过5％，即集气管压力高要降低集气管压力时，当一个翻板开度即将超过另外一个翻板开度5％时，系统锁定高的翻板开度，调节低开度的翻板；同理当集气管压力低要增加集气管压力时，当一个翻板开度即将低于另外一个翻板开度5％时，系统锁定低的翻板开度，调节高开度的翻板。

所述两个压力调节翻板开度调节偏差每5％为一档，根据集气管压力变化，两个翻板交替参与控制，即当一个翻板开度调节幅度超过5％时锁定，后续压力调节靠另外一个翻板调节。采用该串级调节方式后，可始终保持两个翻板的开度差值控制在5％以内，增加了双翻板的调节范围，减小了单翻板调节幅度。

在本发明所述焦炉集气管稳压调节方法中：

(1)吸气管双压力调节翻板交替调节。吸气管上原一个手动阀加一个调节阀控制压力模式改为该为两级压力调节翻板，即原自动调节翻板、手动调节翻板均设置为远程自动交替调节控制。定义两个翻板开度的调节范围均为10％～80％，根据集气管压力变化，两个翻板交替参与控制。采用该串级调节方式后，可增加双翻板的调节范围，减小了单翻板调节幅度。

(2)点火放散系统启动条件及顺序。新增变量集气管压力变化速率V，为集气管压力变化量与时间的比值，即V＝ΔPa/T(Pa/ms)。煤气排送风机故障停机时，集气管压力迅速上升，当集气管压力变化速率达到V1时，点火放散系统启动各放散塔激发点火，当集气管压力变化速率达到V2时，点火放散系统启动各放散塔翻板打开。当煤气排送风机启动后能力达到60％或集气管压力小于设定值50Pa时，关闭一个放散塔，当煤气排送风机全部启动后，关闭所有放散塔。

(3)上升管盖再关闭功能。在桥管翻板处于“开”的状态下，上升管盖“闭”信号一旦丢失，系统自动重做上升管关盖动作，直至上升管盖“闭”信号出现。如出现桥管翻板“开”状态下，系统迟迟收不到该炭化室上升管盖“闭”信号，则输出报警，并指令岗位人员现场处理。

(4)集气管温压检测优化。焦炉集气管配置荒煤气压力检测单元，每个放散塔两侧均配置一组，实现集气管压力的及时有效监测，冗余配置。其中，正常生产状态下，某座焦炉各点的集气管压力剔除一个最高值及一个最低值，剩余数据求均值后作为吸气管翻板调节参数；异常状态出现放散塔点火放散后，首先关闭最靠近集气管压力最低点的放散塔翻板及相应的点火装置。

焦炉吸气管双翻板交替控制，将原基本不参与正常生产控制的手动翻板纳入调节，增加了集气管压力的调节范围。冗余配置集气管压力检测，根据集气管压力的变化速率控制点火放散系统，实施多个放散塔的协同运作，提升系统运行的及时性、可靠性。通过上升管盖再关闭功能，完全替代焦炉炉顶人工应急作业，提升了应急响应速度。

本发明与现有技术的区别：

本发明采用焦炉吸气管上设置两个压力调节翻板交替调节控制，点火放散系统根据集气管压力变化速率顺序开启和关闭点火放散，上升管盖异常开启时自动重新关闭，以及集气管温度、压力的冗余检测配置等。

与现有技术相比，吸气管调节的范围更大，避免出现长时间未推焦装煤的焦炉调节翻板近乎全关仍出现的集气管压力偏低问题，点火放散系统根据集气管压力变化进行点火放散，更及时有效，上升管盖再关闭功能可替代原人工应急处置；冗余配置的集气管压力检测使系统运行更可靠。通过以上技术可减少正常生产状态下集气管压力波动，避免煤气排送风机故障时可能发生的上升管盖冲开荒煤气放散等可视污染。

本发明的有益效果：

本发明通过焦炉吸气管双翻板交替控制，集气管点火放散启动条件及顺序优化，集气管压力检测系统冗余配置等，实现了大型焦炉集气管压力的稳定控制，避免了煤气排送风机突发停机状态下的上升管盖冲开荒煤气大量放散的问题。

提高焦炉集气管配置能力及压力调控水平，减少集气管压力波动，适应大型化焦炉安全清洁生产，提升集气管点火放散应急响应能力，避免出现上升管盖冲开造成的严重的荒煤气放散环保事件，是炼焦安全、清洁生产的关键技术措施。

尤其是突发煤气排送风机故障停运时焦炉集气管压力的稳定控制，属于一种焦炉环境控制技术，可有效控制正常生产条件下集气管压力波动，并避免煤气排送风机突发异常情况下集气管、炭化室压力激增造成的大量荒煤气放散，减少可视污染及VOCs排放，改善焦炉作业环境。

附图说明

图1为本发明集气管压力管理控制示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的焦炉集气管稳压调节方法，其包括：

1)吸气管双翻板调节

焦炉1炭化室内炼焦煤干馏过程中产生的荒煤气经上升管2及桥管3汇集至集气管4，然后经吸气管5连接煤气排送风机6引出后净化处理，吸气管5上串联设置两个压力调节翻板7、7’，该两个压力调节翻板7、7’开度的调节范围均为10％～80％；

2)点火放散系统控制

控制集气管4压力变化速率V，V＝ΔP/T，V单位Pa/ms，ΔP为集气管4压力变化量，单位Pa，T时间，单位ms；煤气排送风机6故障停机时，集气管4压力迅速上升，当集气管4压力变化速率达到V1时，点火放散系统启动各放散塔8、8’激发点火，当集气管4压力变化速率达到V2时，点火放散系统启动各放散塔8、8’翻板打开；当煤气排送风机启动后能力达到60％或集气管压力小于设定值50Pa时，关闭一个放散塔，当煤气排送风机6全部启动后，关闭全部放散塔；

3)上升管管盖控制

在桥管翻板处于“开”的状态下，上升管管盖处于“开”信号，系统做出上升管关管盖动作，直至上升管管盖“闭”信号出现；如收不到上升管管盖“闭”信号，则输出报警，并指令岗位人员现场处理。

进一步，还包括：集气管压力检测控制，每个放散塔8、8’两侧的焦炉集气管4各设置荒煤气压力检测单元P1、P2、P3、P4；其中，

正常生产状态下，某座焦炉各点的集气管压力剔除一个最高值及一个最低值，剩余数据求均值后作为吸气管上双压力调节翻板开度调节依据；

异常故障恢复过程中，首先关闭最靠近集气管压力最低点的放散塔翻板及相应的点火装置。

优选的，所述两个压力调节翻板开度调节偏差不超过5％，即集气管压力高要降低集气管压力时，当一个翻板开度即将超过另外一个翻板开度5％时，系统锁定高的翻板开度，调节低开度的翻板；同理当集气管压力低要增加集气管压力时，当一个翻板开度即将低于另外一个翻板开度5％时，系统锁定低的翻板开度，调节高开度的翻板。

本发明在炼铁厂焦炉推焦作业中使用，可减少炉体冒烟，避免荒煤气放散，辅助实现焦炉炉顶作业无人化，为将来焦炉封闭奠定基础。

炼焦生产过程中集气管压力的稳定控制一直是炼焦绿色发展的关键，可有效避免炉体冒烟等环境问题。异常突发情况下，虽配置了点火放散系统，仍不可避免产生荒煤气放散，一旦发生后果非常严重。本发明专利技术成功解决以上问题，是炼焦绿色发展的关键技术，是所有炼焦企业的必然选择。因此，本发明推广应用前景十分广阔。

Claims (4)

1.一种焦炉集气管稳压调节方法，其特征是：包括：

1)吸气管双翻板调节

焦炉炭化室内炼焦煤干馏过程中产生的荒煤气经上升管及桥管汇集至集气管，然后经吸气管连接煤气排送风机引出后净化处理，吸气管上串联设置两个压力调节翻板，该两个压力调节翻板开度的调节范围均为10％～80％；

2)点火放散系统控制

控制集气管压力变化速率V，V＝ΔP/T，V单位Pa/ms，ΔP为集气管压力变化量，单位Pa，T时间，单位ms；煤气排送风机故障停机时，集气管压力迅速上升，当集气管压力变化速率达到V1时，点火放散系统启动各放散塔激发点火，当集气管压力变化速率达到V2时，点火放散系统启动各放散塔翻板打开；当煤气排送风机启动后能力达到60％或集气管压力小于设定值50Pa时，关闭一个放散塔，当煤气排送风机全部启动后，关闭全部放散塔；

3)上升管管盖控制

在桥管翻板处于“开”的状态下，上升管管盖处于“开”信号，系统做出上升管关管盖动作，直至上升管管盖“闭”信号出现；如收不到上升管管盖“闭”信号，则输出报警，并指令岗位人员现场处理。

2.如权利要求1所述的焦炉集气管稳压调节方法，其特征是：还包括：集气管压力检测控制，每个放散塔两侧的焦炉集气管各设置荒煤气压力检测单元；其中，

正常生产状态下，某座焦炉各点的集气管压力剔除一个最高值及一个最低值，剩余数据求均值后作为吸气管上双压力调节翻板开度调节依据；

异常故障恢复过程中，首先关闭最靠近集气管压力最低点的放散塔翻板及相应的点火装置。

3.如权利要求1所述的焦炉集气管稳压调节方法，其特征是：所述两个压力调节翻板开度调节偏差不超过5％，即集气管压力高要降低集气管压力时，当一个翻板开度即将超过另外一个翻板开度5％时，系统锁定高的翻板开度，调节低开度的翻板；同理当集气管压力低要增加集气管压力时，当一个翻板开度即将低于另外一个翻板开度5％时，系统锁定低的翻板开度，调节高开度的翻板。

4.如权利要求1所述的焦炉集气管稳压调节方法，其特征是：所述两个压力调节翻板为电动调节阀。

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