自动化控制在焦化厂干熄焦中的应用

1、自动化控制在焦化厂干熄焦中的应用摘要:对干熄焦工艺流程、控制系统进行了综述,重点介绍了干熄焦控制系统的结构和主要控制功能的实现,保证了干熄焦的安全顺行。 FG5t!dt<  关键词:干熄焦；工艺流程；控制系统 +tPqU6  0前言 干法熄焦是指采用惰性气体将红焦降温冷却的 一种熄焦方法,简称CDQ,是目前国内外应用广泛 的的熄焦技术,与湿法熄焦相比,具有明显的优 势:第一,焦炭质量明显提高,获得在炼铁的延伸 经济效益;第二,充分利用红焦显热,节约能源, 获得直接经济效益;第三,降低有害物质的排放, 

2、;保护环境1. n6 a=(T      焦化厂现运行的1#、2#、3#干熄焦炉分别于2005 年、2007年和2009年投入生产,处理能力为140 t/ h、150 t/h、150 t/h,日节水量共7 000多,t年处理焦 炭量200多万,t可减少粉尘排放约2 000 ,t环保效 益明显; 3座干熄焦炉每天外供蒸汽4 700 t左右,年 发电量3. 3亿kWh;此外,经干熄焦处理的焦炭机械&#

3、160;强度有较大的提高,块度更加均匀,反应性有所改 善,从而提高高炉生产能力1% 1. 5%. 'ybu&22      1干熄焦的工艺流程 干熄焦的工艺流程是利用惰性循环气体N2(约 130)通过鼓风装置进入干熄炉与温度约1 000 的红焦逆向流动进行热交换将红焦熄灭,使焦炭 温度下降到180以下,而循环氮气的温度上升到 约930,循环气体经过锅炉时,本身所带的热量使 锅炉产生大量的蒸汽,蒸汽经过减温减压后,送入汽 

4、轮机组用于发电。主要包括红焦装入、干熄焦炉、冷 焦排出、气体循环、干熄焦锅炉、地面除尘站、除盐水 站、除氧水泵房和锅炉给水系统等。系统工艺流程 图见图1. !5K9L(gqb  Ox1#70>  ')>&:  在干熄焦综合电气室和干熄焦除尘系统电气室 各设置有“三电一体化”的工业控制计算机系统 (PLC)一套,干熄焦综合电气室设置8套监控站,除 尘电气室设置2套监控站,分别实现对干熄焦生产 过程和干熄焦除尘系统生产过程的集中控制、监视 和管理。操作站通过工业

5、交换机(冷备份)与控制 站相连,采用工业以太网通讯方式. NJraol      根据工艺要求,综合电气室采用冗余结构的西 门子PCS7系列的AS417-4H(电源、CPU、背板、通 讯卡、电池);地面除尘站和除盐水站控制系统均采 用西门子PLC S7-400系统,包括主站控制单元 CPU 414-2DP,通过IM460/461联接2个分站. qAvqf      提升机本身设独立的PLC系统,与综合电气室 PLC系

6、统连接成为一个大系统,以便在正常情况下 及事故状态下各种信息共享. B#KY$!v      2. 2软件配置 操作系统:windows2000 应用软件: IFIX 3. 5、W incc6. 0和STEP7 5. 3 3主要系统功能的实现 3. 1预存室压力实现自动调节 当装入焦炭时,预存室压力不稳会导致焦粉扩 散到大气中或吸入空气而燃烧焦炭。为了更好的控 制预存室压力在工

7、艺要求的范围内,此系统不仅采 用简单的单回路调节,而且针对在装焦时压力波动 大,难以实现自动调节的状况,设计了在装焦信号发 生后自动转入手动控制状态,当装焦信号消失后,系 统又自动转入自动调节的控制状态,从而使预存室 压力较好地控制在工艺要求的范围内. $kef_*BQg      3. 2循环风机实现数字变频调节 莱钢干熄焦系统采用西门子SIMOVERTMV中 压变频器调速,变频器为传统的交-直-交结构,整 流部分采用12脉冲二极管整流器,逆变部分采用三

8、 电平PWM逆变器。变频器不仅可以通过OP7面板 进行控制,还可以接受PLC发出的420 mA标准 信号,实现对风机的速度控制。从干熄焦的工艺特 性来看,调速控制必须做到快速、准确,而且一般是 微量调节。通过对系统气料比与循环风量的分析比 较,建立系统气料比与循环风量对照表,通过设定气 料比实现对循环风量控制。这种高性能及成熟的全 数字化调速控制系统,限制了启动电流,减少了启动 时的峰值功率损耗,改善电网功率因数,消除了电动 机启停时机械的冲击,延长了风机的使用寿命,由于 风

9、机原因造成的停产事件大为减少,而且调节精度 和准确度大为提高. Xn 1V1sr      3. 3排焦系统实现定量连续控制及安全控制 采用旋转密封阀取代原间歇式振动给料器的排 焦装置,真正实现连续排焦,同时大大减少循环气体 的泄漏。预存室的存焦量是由干熄焦炉的焦炭初始 存量、装入量、排焦量三者共同作用决定的,根据现 在干熄焦炉内的存焦量和生产中的装入量(装入量 没有称量环节,按每炉装焦21. 5 t计算),通过设定 电磁振动给料器的输

10、出可以非常精确地控制排焦 量,并且与程序演算值下限及排焦温度进行联锁控 制,既保证了排焦系统定量、连续控制,又保证了生 产的安全、可靠运行. .3O4N      3. 4远程监控及诊断功能 干熄焦整个自动化控制的调节参数带有故障诊 断功能,当某一参数低于或高于工艺设定值时,实时 发出故障信息;同时控制参数发生开路、短路或网络 发生故障时,实时在画面上进行显示;另外通过 OPC技术与车间级、厂级远程监控及调度联网,可 实现现场数据的远程监控、故障自诊断、生产调度综 合管理等功能,提高了生产调度的生产指挥能力,保 证了生产设备的稳定运行. (u2) 9      系统还可以实现预存段料位的模糊控制、锅炉 水位三冲量调节、锅