焦?fàn)t及化產(chǎn)回收部分

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1、焦?fàn)t及化產(chǎn)回收部分行業(yè)解決方案潘穎杭州浙大中自股份有限公司二零零四年三一、工藝介紹煉焦工藝就是煤在焦?fàn)t中干餾生產(chǎn)焦炭的過程，原料煤在焦?fàn)t的炭化室中在1100~1300℃左右的情況下，生成焦炭，并伴有大量荒煤氣產(chǎn)生。焦炭作為高爐煉鐵的主要原料；而荒煤氣經(jīng)過凈化處理可以作為城市供氣，同時回收生成粗笨等副產(chǎn)品。圖3.1輸入輸出示意圖焦?fàn)t系統(tǒng)主要有以下幾個部分：燃氣系統(tǒng)、廢氣系統(tǒng)、集氣管系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。對于單燒焦?fàn)t煤氣的焦?fàn)t來說流程是這樣的：從焦?fàn)t煤氣主管來的煤氣，從廢氣盤的焦?fàn)t煤氣入口處進入煤氣蓄熱室內(nèi)，再經(jīng)斜道進入燃燒室立火道底部進行燃燒，并形成廢氣流（上升

2、氣流），高溫的廢氣通過熱輻射和熱對流的行式，把熱量傳給溫度較低的燃燒室側(cè)的爐墻表面，然后熱量以熱傳導(dǎo)的方式通過爐磚傳到炭化室煉焦。換熱后的廢氣在煙囪吸力的作用下，經(jīng)雙聯(lián)立火道的另一火道進入斜道（下降氣流），再進入蓄熱室與空氣換熱后經(jīng)小煙道、分煙道、總煙道，最后從煙囪排出。焦?fàn)t生產(chǎn)產(chǎn)生的荒煤氣中含有大量的焦油和H2S，還有在橋管部分冷卻荒煤氣時噴灑了大量的氨水，所以這時的荒煤氣是不能直接送給用戶使用的，要經(jīng)過化產(chǎn)回收的各個工段，對煤氣進行凈化?；a(chǎn)回收的HPF流程主要經(jīng)過的幾個環(huán)節(jié)如下：1、冷凝部分：荒煤氣中含有大量的焦油，首先要經(jīng)過初冷器冷凝回收大部分的

3、焦油，產(chǎn)生的冷凝液循環(huán)冷凝回流量要調(diào)節(jié)。2、電捕部分：電捕焦油器對從初冷器出來的煤氣進一步去除含有的少量焦油，這里面電部絕緣箱的溫度要控制在一定的范圍內(nèi)，超過范圍要聯(lián)鎖，停鼓風(fēng)機，電捕后煤器含氧量如果過高的話也要聯(lián)鎖停鼓風(fēng)機。3、槽區(qū)部分：初冷器冷凝產(chǎn)生的焦油，電捕焦油器捕到的焦油都匯集到槽區(qū)部分。4、鼓風(fēng)機：經(jīng)過冷凝、電捕后煤氣中大部分的焦油已經(jīng)被去除了，進入鼓風(fēng)機的環(huán)節(jié)，鼓風(fēng)機在整個煤氣凈化過程中起著非常重要的作用，是煤氣流動的動力所在，不同的廠家的鼓風(fēng)機略有不同，但這里的聯(lián)鎖控制很復(fù)雜，比如:鼓風(fēng)機軸承溫度聯(lián)鎖，盤車電機的聯(lián)鎖等。5、硫部分的主要工

4、藝設(shè)備是預(yù)冷塔和脫硫塔，通過和氨水的反應(yīng)除掉煤氣中含有的硫，主要流程及控制如下：6、從脫硫出來的煤氣中含有大量的氨，主要是因為在脫硫過程中用到了氨水，所以下一步就要去除這的氨，這里的主要設(shè)備是飽和器和蒸氨塔，飽和器加入大量的濃硫酸，和氨反應(yīng)生成硫酸氨晶體，蒸氨塔則是通過蒸汽加熱的方式使氨氣揮發(fā)出來，這里需要控制的是蒸氨塔頂?shù)臏囟?，是通過進蒸氨塔的蒸汽量調(diào)節(jié)的。1、終冷洗苯是煤氣凈化出場的最后一道工序，主要是洗掉煤氣中含有的苯，主要的工藝設(shè)備是終冷塔，通過冷凝水冷凝，洗出苯。經(jīng)過上面幾個工段，煤氣可以出場送入氣柜了。從終冷洗苯工段洗出來的富油再進入粗笨蒸餾

5、工段，這里的主要設(shè)備是管式爐、再生器、蒸餾塔，在蒸餾塔中不同塔層的溫度不同，產(chǎn)生不同的蒸餾組份。除了這幾個主要工段以外，整個焦化回收部分還包括一些輔助的工段，如制冷站、空壓站、循環(huán)水等，主要是供給焦?fàn)t和回收部分需要的冷卻水、制冷水、壓縮空氣等。一、控制方案1.焦?fàn)t部分調(diào)節(jié)項目表機側(cè)混合煤氣壓力調(diào)節(jié)集氣管荒煤氣壓力調(diào)節(jié)焦側(cè)混合煤氣壓力調(diào)節(jié)焦?fàn)t煤氣主管流量調(diào)節(jié)機側(cè)分煙道吸力調(diào)節(jié)機側(cè)混合用焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)焦側(cè)分煙道吸力調(diào)節(jié)焦側(cè)混合用焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)針對不同生產(chǎn)工藝存在的具體問題，我們采用不同的控制算法和策略。A．集氣管壓力及鼓風(fēng)機前吸力控制：其目的是保護焦?fàn)t壓

6、力穩(wěn)定，在集氣管壓力控制中，由于焦?fàn)t、鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)是多變量系統(tǒng)，存在復(fù)雜的耦合關(guān)系，使得各控制單回路之間相互干擾，振蕩超調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重，由于控制對象的模型參數(shù)隨焦?fàn)t工況變化而變化，PID控制很難兼顧減小超調(diào)和提高快速性的要求，尤其當(dāng)存在壓力大幅度瞬時跳變現(xiàn)象，常規(guī)控制算法無法實現(xiàn)控制。為此采用專家控制相結(jié)合的控制策略，實現(xiàn)各爐壓力的穩(wěn)定和快速控制，爐間、組間壓力及與總管吸力的協(xié)調(diào)。B．焦?fàn)t加熱燃燒流量控制系統(tǒng)：其目的是控制焦?fàn)t溫度穩(wěn)定。根據(jù)結(jié)焦時間、裝煤量等因素計算出焦?fàn)t所需的加熱量，獲取焦?fàn)t火道溫度，建立焦?fàn)t加熱溫度與煤氣流量的串級PID控制。C．焦?fàn)t煤

7、氣主管壓力控制：回爐煤氣主管壓力控制采用PID控制算法。該算法根據(jù)輸入偏差及偏差變化率的不同，分別采用不同的PID參數(shù)。D．焦?fàn)t煤氣總管壓力控制：回爐煤氣總管壓力控制具有壓力波動范圍大、調(diào)節(jié)不宜太頻繁的特點．因此采用分段比例控制?；貭t煤氣總管壓力通常要求在某一壓力范圍內(nèi)波動。當(dāng)總管壓力超過壓力最高限或低于壓力最低限時，投入外層最大比例PI，以使壓力保持穩(wěn)定；當(dāng)總管壓力在上述兩者之間時，依次減小比例系數(shù)P。以減小壓力波動。E．焦?fàn)t交換機系統(tǒng)控制：DCS系統(tǒng)采集交換機系統(tǒng)的交換開始信號和交換結(jié)束信號。當(dāng)采集到交換開始的信號以后，系統(tǒng)使所有煤氣系統(tǒng)控制輸出保持

8、不變；當(dāng)采集到交換結(jié)束信號后的30S（此時間要求可人工改變），系統(tǒng)重新恢復(fù)控制,