安徽工业大学--焦炉综合测控管理系统.doc

焦炉综合测控与管理系统 节约煤气3%以上； 可将人工三班测温改成白班巡检；安定系数提高；炉温稳定 为调火操作提高操作指导和依据；有利于提高焦炭质量；0.5-1年收回全部投资。 JN43型捣固焦炉采用5—2推焦串序，高压氨水无烟加煤，液压换向设备，换向时间为20分钟。操作工每4小时巡测一次，用红外温度计瞄准立火道低部，测量鼻梁砖表面温度。然后根据温度的高低调节加热煤气流量，并相应地调整分烟道吸力的大小。 目前生产上需要进一步完善的问题有： ⒈ 测温 立火道底部温度不是均匀分布的，不同的人，选择不同的测量点，对测量结果有很大的影响。 立火道底部温度随时间变化的，虽然直行温度的测定时间是规定在换向后五分钟进行，但严格执行尚有一定的困难，一种是无法克服的，如测温时装煤、推焦操作影响无法准时测温，提前或推迟1分钟，往往要影响±4~6oC。另外人为随意性，如钟表时间未对好等因素。 ⒉ 加热控制 由于回炉煤气压力波动较大，导致了进入焦炉机侧、焦侧的加热煤气流量波动大，难以保证焦炉加热维持一个合理的空/燃比，能耗必然大。 ⒊ 总体炉温偏高 标准温度由工艺人员根据生产经验确定，为了避免出现生焦，一般标准温度定得偏高，能耗必然偏大。 ⒋ 分烟道的吸力需进一步优化、调整。 从上可以看出，实施焦炉加热优化自动控制，对焦炉的节能减排，提高焦炭质量、延长炉体寿命是非常必要和非常迫切的。 焦炉是冶金行业中最复杂的炉窑，焦炉的加热过程是单个燃烧室间歇、全炉连续、受多种因素干扰的热工过程，是典型的大惯性、非线性、时变快的复杂系统。实施焦炉加热计算机控制系统要与焦化工艺、计算机软硬件、自动化控制、热能等多学科、多专业相结合。自从1973年日本钢管公司在福山5#焦炉上首次开发了焦炉自动加热控制以来，目前已有十余种工艺流程和控制方法，有代表性的工艺如日本的CCCS 系统、美国的COHC系统、德国的CODECO与ABR系统、法国的CRAPO等。国内上焦、北焦、酒钢、武钢、鞍钢、安阳、宝钢的二期、通化、重钢等企业，分别从80年代初期开始实施焦炉加热计算机监控，90年代中期开始研究并实施焦炉加热计算机调控方案从最简单的恒流量控制、炉温控制到计算机优化控制。但由于焦炉结构的复杂性和炼焦生产的特殊性，先期实施的系统始终没有解决好硬件配置、控制模型及后期管理等问题。许多焦化厂的焦炉加热处于停用或半停用状态。安徽工业大学（原华东冶金学院）自90年代初开始进行“焦炉加热计算机优化串级调控”的理论研究工作，并于1997年在马钢煤焦化公司6#大容积焦炉上进行开拓性的实践，现已在上海宝钢、攀钢、邯钢、济钢等近50座焦炉上投运，使用情况良好，达到了预期的各项技术经济指标。 一、 立火道温度的全自动检测与焦炉加热控制 ⒈ 目前人工测温的现状与存在的问题 火道温度的测量一直是焦炉生产的一项重要日常工作内容，操作工用光学高温计或红外温度计瞄准立火道低部，测量鼻梁砖表面温度，每4小时巡测一次。人工测量受测温点、受测温时间、测温地点、测温人员的熟练程度以及外部气候条件等因素的影响，测量误差很大。立火道底部温度不是均匀分布的，不同的人，选择不同的测量点，测量点的偏差对测量结果有很大的影响，测量点的偏移对温度的影响非常大。虽然直行温度的测定时间是规定在换向后五分钟进行，但严格执行尚有一定的困难，如测温时装煤、推焦操作影响无法准时测温，提前或推迟1分钟，往往要影响±4~6oC； 如何提高测温精度，改善工人的工作环境一直是大家关心的问题。 测量点的选择：有多种方案 第一测温点 第二测温点 第三测温点 第一测温点无论焦炉用高炉煤气（BFG）加热或用焦炉煤气（COG）加热都可选择这一测温点，第二测温点常用于COG加热，而第三种用于BFG加热。 立火道底部温度不是均匀分布的，不同的人，选择不同的测量点，测量点的偏差对测量结果有很大的影响，测量点的偏移对温度的影响非常大。见下图红色外目前我们测量的炉温变化（未处理的数据）。 测量时间的影响 虽然直行温度的测定时间是规定在换向后五分钟进行，但严格执行尚有一定的困难 一种是无法克服的，如测温时装煤、推焦操作影响无法准时测温，提前或推迟1分钟，往往要影响±4~6oC。另外人为随意性，如钟表时间未对好等因素。 ⒉ 其它测温方法 国内外近几十年人们一直在寻找取代人工测量的方法，主要有以下几种： 采用炉顶钻孔技术,将热电偶安装在火道跨越孔上方的耐火砖内 主要单位：日本钢管公司、 美国共和公司,但为了延长热电偶的寿命,对热电偶实施了间歇氮封 存在的主要问题： 投资高、热电偶寿命短、