CN211603927U

CN211603927U - 高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统

Info

Publication number: CN211603927U
Application number: CN202020457367.7U
Authority: CN
Inventors: 杨雪松
Original assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Current assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2030-04-01

Abstract

本实用新型涉及一种高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统，包括设于高炉煤气管道上的高炉煤气流量调节阀及设于焦炉煤气管道上的焦炉煤气流量调节阀；高炉煤气管道还设有压力记录报警仪表一、流量记录调节累积仪表；焦炉煤气管道上还设有压力记录报警仪表二、流量记录比例调节累积仪表及压力记录仪表一；高炉煤气流量调节阀下游的高炉煤气管道与压力记录仪表一下游的焦炉煤气管道连接混合煤气管道，混合煤气管道上设压力记录仪表二。本实用新型不仅能够向下游用户提供压力稳定、掺混比例恒定的混合煤气，还能够保证前段焦炉煤气管道和高炉煤气管道的安全。

Description

高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统

技术领域

本实用新型涉及焦化产品深加工技术领域，尤其涉及一种高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统。

背景技术

焦化厂生产的焦化产品主要是煤焦油和粗苯，在煤焦油和粗苯的深加工过程中，各种加热炉基本上都是采用焦炉煤气作为加热用燃气，其主要可燃成分为氢气(约占58％)和甲烷(约占26％)，另外还含有少量的一氧化碳(约占)6％，热值约为4200千卡/标准立方米，热值高，燃烧稳定。

高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体，其主要可燃成分为氢气(约占2％)和一氧化碳(约占26％)，并含有大量不可燃的二氧化碳(约占18％)、氮气(约占54％)，热值仅约为730千卡/标准立方米，热值低，不容易稳定燃烧。

高炉煤气作为钢铁厂副产燃气，如能加以充分利用，不仅可以降低企业的能源消耗，还将改善钢铁企业对周边环境的污染。由于高炉煤气含有大量的二氧化碳和氮气，会吸收大量燃烧过程中产生的热量，减少了可燃气体的氧化反应激烈程度，宏观上表现为燃烧速度慢，燃烧不稳定；为了有效利用高炉煤气这一副产燃气，需要混入一定比例的焦炉煤气，以提高混合后的混合煤气的热值，提高燃烧的激烈程度，达到稳定燃烧的目的。

由于焦化厂中煤焦油和粗苯的深加工设有多个加工装置，并且每个加工装置都包含很多的加工单元，不能每个加热炉都设计一个高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的工艺设施，需要在外线高炉煤气总管集中设立一个高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的工艺设施，这样做既简化了设计，又可节省费用。

由于焦炉煤气和高炉煤气都属于爆炸性气体，其组成不同并且爆炸极限范围差别很大，焦炉煤气爆炸极限为4.72％～37.54％，高炉煤气爆炸极限为40％～70％，高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的工艺设施(以下简称“掺混设施”)，不仅要能够提供压力稳定、掺混比例恒定的混合煤气，还要保证前段焦炉煤气管道和高炉煤气管道的安全，即管道内的气体不能倒流，以防止上游管线发生危险。

综上所述，掺混设施的设计对于实现高炉煤气作为焦化厂焦化产品深加工的加热燃气是至关重要的工艺环节。

发明内容

本实用新型提供了一种高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统，不仅能够向下游用户提供压力稳定、掺混比例恒定的混合煤气，还能够保证前段焦炉煤气管道和高炉煤气管道的安全。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统，包括设于高炉煤气管道上的高炉煤气流量调节阀及设于焦炉煤气管道上的焦炉煤气流量调节阀；所述高炉煤气流量调节阀上游的高炉煤气管道上沿高炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表一、流量记录调节累积仪表；所述焦炉煤气流量调节阀上游的焦炉煤气管道上沿焦炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表二、流量记录比例调节累积仪表；焦炉煤气流量调节阀下游的焦炉煤气管道上设压力记录仪表一；所述高炉煤气流量调节阀下游的高炉煤气管道与压力记录仪表一下游的焦炉煤气管道连接混合煤气管道，所述混合煤气管道上设压力记录仪表二；所述压力记录报警仪表一、压力记录仪表二分别连接压差记录联锁报警仪表一；所述压力记录报警仪表二、压力记录仪表一分别连接压差记录联锁报警仪表二；所述流量记录调节累积仪表连接流量记录比例调节累积仪表和压力记录仪表二；所述高炉煤气流量调节阀与压差记录联锁报警仪表一、流量记录调节累积仪表及焦炉煤气流量调节阀联锁控制；所述焦炉煤气流量调节阀另外与流量记录比例调节累积仪表、压差记录联锁报警仪表二联锁控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)通过调节高炉煤气流量来控制混合煤气的供气压力，以保证混合煤气后续用户对气源的稳定性的要求；

2)采用比例调节的方式控制高炉煤气掺混焦炉煤气量，以得到稳定掺混比例的混合煤气；

3)对焦炉煤气流量调节阀上下游管道内的气体压力、高炉煤气流量调节阀上下游管道内的气体压力分别通过压差记录联锁报警仪表进行监控，并通过联锁控制实现紧急切断，以防止因管道内气体倒流导致上游管线发生危险；

4)对焦炉煤气管道和高炉煤气管道内的气源分别进行压力监控，并采用低压报警、超低压紧急切断的方式，防止管道内气体倒流带来的危害。

附图说明

图1是本实用新型所述高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统的结构示意图。

图中：1.高炉煤气流量调节阀 2.焦炉煤气流量调节阀 FRCQ01.流量记录调节累积仪表 FFRCQ02.流量记录比例调节累积仪表 PRA01.压力记录报警仪表一 PRA03.压力记录报警仪表二 PR04.压力记录仪表一 PR02.压力记录仪表二 PdRSA01.压差记录联锁报警仪表一 PdRSA02.压差记录联锁报警仪表二 L低限 LL超低限

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统，包括设于高炉煤气管道上的高炉煤气流量调节阀1及设于焦炉煤气管道上的焦炉煤气流量调节阀2；所述高炉煤气流量调节阀1上游的高炉煤气管道上沿高炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表一PRA01、流量记录调节累积仪表FRCQ01；所述焦炉煤气流量调节阀2上游的焦炉煤气管道上沿焦炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表二PRA03、流量记录比例调节累积仪表FFRCQ02；焦炉煤气流量调节阀2下游的焦炉煤气管道上设压力记录仪表一PR04；所述高炉煤气流量调节阀1下游的高炉煤气管道与压力记录仪表一PR04下游的焦炉煤气管道连接混合煤气管道，所述混合煤气管道上设压力记录仪表二PR02；所述压力记录报警仪表一PRA01、压力记录仪表二PR02分别连接压差记录联锁报警仪表一PdRSA01；所述压力记录报警仪表二PRA03、压力记录仪表一PR04分别连接压差记录联锁报警仪表二PdRSA02；所述流量记录调节累积仪表FRCQ01连接流量记录比例调节累积仪表FFRCQ02和压力记录仪表二PR02；所述高炉煤气流量调节阀1与压差记录联锁报警仪表一PdRSA01、流量记录调节累积仪表FRCQ01及焦炉煤气流量调节阀2联锁控制；所述焦炉煤气流量调节阀2另外与流量记录比例调节累积仪表FFRCQ02、压差记录联锁报警仪表二PdRSA02联锁控制。

本实用新型所述高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统的工作原理是，通过调节高炉煤气流量来控制混合煤气的供气压力，以保证向混合煤气用户提高稳定的气源；通过比例调节的方式控制向高炉煤气中掺混的焦炉煤气量，以得到具有稳定掺混比例的混合煤气；将焦炉煤气流量调节阀2及高炉煤气流量调节阀1与压差记录联锁报警仪表PdRSA01、PdRSA02联锁，实现紧急切断，以防止管道内气体倒流；对焦炉煤气管道和高炉煤气管道进行压力监控，采用低压报警、超低压紧急切断的方式，防止管道内气体倒流产生的危险。

所述低压报警是指压差记录联锁报警仪表一PdRSA01测量的压差为0.5kPa时通过压力记录报警仪表一PRA01进行报警，压差记录联锁报警仪表二PdRSA02测量的压差为0.5kPa时通过压力记录报警仪表二PRA03进行报警；所述超低压紧急切断是指压差记录联锁报警仪表一PdRSA01测量的压差小于零时紧急切断高炉煤气流量调节阀1和焦炉煤气流量调节阀2，压差记录联锁报警仪表二PdRSA02测量的压差小于零时紧急切断焦炉煤气流量调节阀2。

所述压力记录报警仪表一PRA01测量的压力值为2kPa时开始报警，压力记录报警仪表一PRA01测量的压力值为1.5kPa时，紧急切断高炉煤气流量调节阀1和焦炉煤气流量调节阀2。

所述压力记录报警仪表二PRA02测量的压力值为2kPa时开始报警，压力记录报警仪表二PRA02测量的压力值为1.5kPa时，紧急切断焦炉煤气流量调节阀。

本实用新型应用于在高炉煤气总管集中设立的高炉煤气掺混煤气制造混合煤气的工艺设施中，高炉煤气作为主供气源，气体流量大，管道直径粗；而焦炉煤气相对来说气体流量小，管道直径细。所以掺混设施围绕高炉煤气管道进行设计，本实用新型的设计原则是以控制高炉煤气为主，焦炉煤气为辅。由于两种煤气的供气压力基本相同(皆为5kPa左右)，所以掺混设施无需设置减压装置。

首先，通过高炉煤气流量调节阀1调节高炉煤气的流量，通过流量记录调节累积仪表FRCQ01显示的流量来控制混合煤气的压力，由压力记录仪表二PR02显示混合煤气的供气压力，这是掺混设施最主要的自动控制过程，其它一切控制手段都围绕这一主要控制过程进行。

第二，通过焦炉煤气流量调节阀2，依据流量记录调节累积仪表FRCQ01显示的流量，按比例(例如1:9)调节向高炉煤气中掺混的焦炉煤气流量，由流量记录比例调节累积仪表FFRCQ02显示的流量，来控制混合煤气的掺混比例，这是稳定混合煤气组成的重要手段。

第三，高炉煤气管道上，在高炉煤气流量调节阀1的上游，设置压力记录报警仪表PRA01；在混合煤气管道上设置压力记录仪表二PR02，并通过压差记录联锁报警仪表一PdRSA01进行联锁控制；如果压差小于零，说明管道中气体逆流，有焦炉煤气逆流进入高炉煤气管道；设定当压差接近低压低限L＝0.5kPa时报警，如果压差达到小于零的超低限LL时，紧急切断高炉煤气流量调节阀1和焦炉煤气流量调节阀2，以确保管道的安全。

第四，高炉煤气管道上高炉煤气流量调节阀1的上游设置的压力记录报警仪表一PRA01，设定显示压力接近低限L＝2kPa时，压力记录报警仪表一PRA01开始报警，如果压力接近超低限LL＝1.5kPa，已经满足不了掺混设施的正常操作，也就是不能为后续用户提供可靠的混合煤气压力，等同于压差记录联锁报警仪表一PdRSA01小于零的超低限LL，此时紧急切断高炉煤气流量调节阀1和焦炉煤气流量调节阀2，以确保管道的安全。

第五，在焦炉煤气管道上焦炉煤气流量调节阀2的上、下游，分别设置压力记录报警仪表二PRA03和压力记录仪表一PR04，并通过压差记录联锁报警仪表二PdRSA02进行联锁控制；如果压差小于零，说明管道内气体逆流，即有高炉煤气逆流进入焦炉煤气管道，设定当压差接近低限L＝0.5kPa时报警，如果压差达到小于零的超低限LL，则紧急切断焦炉煤气流量调节阀2，以确保管道的安全。此时如果高炉煤气管道工作正常，掺混设施还可以维持运行，只是掺混设施提供的燃气为高炉煤气而不是混合煤气，可以维持短期生产；由于已经报警，视情况确定后续如何操作。

第六，焦炉煤气管道上焦炉煤气流量调节阀2上游设置的压力记录报警仪表二PRA03，设定压力接近低限L＝2kPa时，压力记录报警仪表开始报警，如果压力接近超低限LL＝1.5kPa，已经满足不了掺混设施的正常操作，等同于压差记录联锁报警仪表二PdRSA02小于零的超低限LL，此时紧急切断焦炉煤气流量调节阀2，以确保管道的安全。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.高炉煤气掺混焦炉煤气制造混合煤气的控制系统，其特征在于，包括设于高炉煤气管道上的高炉煤气流量调节阀及设于焦炉煤气管道上的焦炉煤气流量调节阀；所述高炉煤气流量调节阀上游的高炉煤气管道上沿高炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表一、流量记录调节累积仪表；所述焦炉煤气流量调节阀上游的焦炉煤气管道上沿焦炉煤气流动方向依次设有压力记录报警仪表二、流量记录比例调节累积仪表；焦炉煤气流量调节阀下游的焦炉煤气管道上设压力记录仪表一；所述高炉煤气流量调节阀下游的高炉煤气管道与压力记录仪表一下游的焦炉煤气管道连接混合煤气管道，所述混合煤气管道上设压力记录仪表二；所述压力记录报警仪表一、压力记录仪表二分别连接压差记录联锁报警仪表一；所述压力记录报警仪表二、压力记录仪表一分别连接压差记录联锁报警仪表二；所述流量记录调节累积仪表连接流量记录比例调节累积仪表和压力记录仪表二；所述高炉煤气流量调节阀与压差记录联锁报警仪表一、流量记录调节累积仪表及焦炉煤气流量调节阀联锁控制；所述焦炉煤气流量调节阀另外与流量记录比例调节累积仪表、压差记录联锁报警仪表二联锁控制。