沈　敏（黑化集團(tuán)公司焦化廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

焦?fàn)t集氣管壓力控制的操作分析

沈敏
（黑化集團(tuán)公司焦化廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

摘要：本文介紹了黑化集團(tuán)焦化廠工藝流程及D800鼓風(fēng)機(jī)操作數(shù)據(jù)，分析了焦?fàn)t集氣管壓力波動(dòng)原因，制定和執(zhí)行合理的操作措施，確保焦?fàn)t和后續(xù)系統(tǒng)生產(chǎn)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t；集氣管壓力；鼓風(fēng)機(jī)；機(jī)前吸力

黑化集團(tuán)公司焦化廠是焦?fàn)t煉焦及化產(chǎn)回收一體的焦化企業(yè)，主要產(chǎn)品為冶金焦炭、煤焦油、粗苯、硫酸銨等，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為75萬(wàn)噸焦炭、3萬(wàn)噸煤焦油、1萬(wàn)噸粗苯、0.7萬(wàn)噸硫酸銨，其中焦?fàn)t系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)中的重要系統(tǒng)，焦?fàn)t集氣管壓力穩(wěn)定與否，關(guān)系到焦?fàn)t生產(chǎn)的穩(wěn)定、荒煤氣的輸送及后續(xù)化產(chǎn)回收、硝酸銨等生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1　焦化系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)介

煉焦?fàn)t的荒煤氣從焦?fàn)t逸出，經(jīng)上升管、橋管進(jìn)入集氣管，同時(shí)用循環(huán)氨水噴灑，使煤氣溫度由650℃~750℃降至80℃~85℃，通過(guò)吸氣管和氣液分離器，將循環(huán)氨水及煤焦油排出。煤氣進(jìn)入初冷器，用江水間接冷卻至20℃~35℃。由羅茨鼓風(fēng)機(jī)吸入并提高煤氣壓力，經(jīng)硫銨、終冷、苯洗滌工序送往焦?fàn)t和化肥。

由氣液分離器中分離的氨水和焦油流至機(jī)械化氨水澄清槽。初冷器中冷凝下來(lái)的冷凝液經(jīng)水封而入冷凝液中間槽。

煤氣管道及鼓風(fēng)機(jī)中被分離及沉積下來(lái)的冷凝液經(jīng)水封槽流入冷凝液中間槽，再送至機(jī)械化氨水澄清槽，并于其中分離成三層，氨水、煤焦油、焦油渣。氨水從上部自流至氨水中間槽，泵送回焦?fàn)t集氣管作為冷卻煤氣之用，因而氨水形成一個(gè)循環(huán)：集氣管→氣液分離器→機(jī)械化氨水澄清槽→氨水中間槽→氨水泵→集氣管。

2　集氣管壓力對(duì)焦?fàn)t生產(chǎn)的影響

實(shí)際生產(chǎn)操作中，集氣管中的壓力不斷改變，特別是在焦?fàn)t裝煤時(shí)，會(huì)造成集氣管壓力大幅波動(dòng)。集氣管壓力過(guò)低時(shí)，空氣會(huì)進(jìn)入爐體，導(dǎo)致焦炭燃燒，降低煤氣質(zhì)量，如果大量空氣吸人到炭化室及荒煤氣中，甚至?xí)鹕a(chǎn)事故；當(dāng)壓力過(guò)高時(shí)，荒煤氣將會(huì)從爐門(mén)、爐蓋等處冒出，一方面可能燒毀爐門(mén)鐵件，另一方面降低了荒煤氣的回收率。壓力波動(dòng)過(guò)大，還會(huì)對(duì)焦?fàn)t除塵系統(tǒng)造成不利影響。焦?fàn)t集氣管壓力、鼓風(fēng)機(jī)前吸力是煉焦及化產(chǎn)回收生產(chǎn)工藝上需要控制好的兩個(gè)重要參數(shù)。其中焦?fàn)t集氣管各部位壓力值的確定，直接關(guān)系到焦?fàn)t的溫度控制、爐體壽命、焦炭的質(zhì)量、化產(chǎn)回收產(chǎn)品質(zhì)量及收率、能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題。

3　集氣管壓力的確定和影響因素

集氣管壓力正常工藝波動(dòng)范圍是在根據(jù)煉焦工藝的理論計(jì)算之上，結(jié)合焦?fàn)t實(shí)時(shí)加煤量和生成荒煤氣量情況來(lái)確定和調(diào)整的，鼓風(fēng)機(jī)前吸力則是影響集氣管壓力的主要因素，是整個(gè)焦?fàn)t和化產(chǎn)回收系統(tǒng)能否在設(shè)計(jì)工況條件下運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。黑化集團(tuán)焦化廠當(dāng)前主要通過(guò)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)機(jī)前吸力大小來(lái)控制當(dāng)前3座焦?fàn)t集氣管壓力的大小，并通過(guò)調(diào)整各座焦?fàn)t上升管煤氣翻板開(kāi)度來(lái)均衡氣量、分配吸力使每座焦?fàn)t的集氣管壓力在允許范圍內(nèi)波動(dòng)。由此可見(jiàn)，鼓風(fēng)機(jī)操作和吸壓力調(diào)整是保證焦?fàn)t集氣管壓力穩(wěn)定的關(guān)鍵。

4　煤氣鼓風(fēng)機(jī)的操作和吸壓力調(diào)整

黑化集團(tuán)焦化廠焦?fàn)t建成投產(chǎn)年代較早，所用的煤氣鼓風(fēng)機(jī)（D800）型號(hào)較老，此種型號(hào)鼓風(fēng)機(jī)已較少應(yīng)用在新建焦?fàn)t系統(tǒng)。由于導(dǎo)致焦?fàn)t各部壓力變化的影響因素多而且難以克服，各調(diào)節(jié)回路間又存在較復(fù)雜，使集氣管壓力調(diào)節(jié)成為焦?fàn)t生產(chǎn)控制中的一個(gè)技術(shù)操作難題。針對(duì)這種典型的工況復(fù)雜操作，實(shí)際生產(chǎn)中，黑化集團(tuán)的工程技術(shù)人員摸索出了一套行之有效的操作方法，較好的控制了焦?fàn)t集氣管壓力在工藝允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。

5　集氣管壓力調(diào)節(jié)及控制

焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行集氣管壓力調(diào)節(jié)和控制時(shí)為避免對(duì)正常調(diào)節(jié)過(guò)程造成較大干擾，鼓風(fēng)機(jī)前吸力調(diào)節(jié)過(guò)程以緩慢改變吸力設(shè)定值的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在黑化集團(tuán)焦化廠，75萬(wàn)噸焦?fàn)t集氣管壓力控制工藝指標(biāo)要求為100Pa±20Pa，在焦?fàn)t集氣管壓力出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，控制和調(diào)節(jié)過(guò)程需按生產(chǎn)實(shí)際情況區(qū)分如下：

（1）集氣管壓力降低，鼓風(fēng)機(jī)吸力增大，煤氣量減少的情況下，可以適當(dāng)開(kāi)啟煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)或適當(dāng)關(guān)小鼓風(fēng)機(jī)煤氣入口閥門(mén)，并關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)電流情況。

（2）集氣管壓力增大，鼓風(fēng)機(jī)吸力降低，煤氣量增大的情況下，可以適當(dāng)關(guān)閉煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)或適當(dāng)開(kāi)大鼓風(fēng)機(jī)煤氣入口閥門(mén)，并關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)電流情況。

（3）若初冷器阻力增加，初冷器或煤氣管道有堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致集氣管壓力增大，鼓風(fēng)機(jī)吸力減小，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)關(guān)煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥或開(kāi)大鼓風(fēng)機(jī)入口閥門(mén)進(jìn)行處理，同時(shí)準(zhǔn)備清掃堵塞的初冷器，并關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)電流情況。

（4）若焦?fàn)t煤氣量增大，初冷器阻力增加，機(jī)前吸力減少，應(yīng)加大機(jī)前吸力，根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，相應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)關(guān)閉大循環(huán)，或開(kāi)煤氣入口門(mén)，并關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)電流情況。

（5）若焦?fàn)t煤氣量減少，初冷器阻力減小，機(jī)前吸力增大，應(yīng)降低機(jī)前吸力，根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，相應(yīng)調(diào)節(jié)開(kāi)啟大循環(huán)，或關(guān)煤氣入口門(mén)，并關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)電流情況。

（6）若機(jī)后壓力增大、機(jī)前吸力減少、初冷器阻力正常且粗苯終冷塔阻力增大的情況下，應(yīng)通知粗苯崗位清掃終冷塔及煤氣管道，根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況及電流情況，適當(dāng)開(kāi)啟大循環(huán)，降低機(jī)后壓力。

（7）鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)，立即停止調(diào)節(jié)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，固定調(diào)節(jié)機(jī)翻板，用人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持集氣管壓力比平常大20Pa~40Pa。如壓力仍高時(shí)，打開(kāi)新裝煤的上升管蓋。鼓風(fēng)機(jī)啟機(jī)時(shí)，關(guān)閉上升管蓋，打開(kāi)翻板，關(guān)閉放散管。集氣管壓力恢復(fù)正常時(shí)，開(kāi)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)。

結(jié)語(yǔ)

集氣管壓力波動(dòng)大，是由目前煉焦生產(chǎn)間歇操作的特點(diǎn)造成的，每個(gè)炭化室從裝煤到推焦的整個(gè)結(jié)焦過(guò)程中，其壓力隨荒煤氣發(fā)生量的變動(dòng)而變化；同時(shí)也受到后續(xù)化產(chǎn)回收系統(tǒng)煤氣通過(guò)阻力的影響，因此，鼓風(fēng)機(jī)的操作和機(jī)前吸力、機(jī)后壓力、器前吸力的調(diào)節(jié)是保證集氣管壓力穩(wěn)定的主要手段。通過(guò)實(shí)踐證明，黑化集團(tuán)焦化廠經(jīng)過(guò)多年技術(shù)摸索，通過(guò)對(duì)焦?fàn)t系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)節(jié)，較好的解決了焦?fàn)t集氣管壓力波動(dòng)較大的問(wèn)題，在不需要增加昂貴的監(jiān)測(cè)設(shè)備和自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的前提下，使運(yùn)行近60年的陳舊焦?fàn)t系統(tǒng)在當(dāng)前依舊能穩(wěn)定的運(yùn)行并滿足安全生產(chǎn)要求，提高了焦?fàn)t生產(chǎn)的環(huán)保水平和焦炭質(zhì)量，并有效的延長(zhǎng)爐齡，同時(shí)也為后續(xù)化產(chǎn)回收系統(tǒng)、硝酸銨系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]潘海鵬.焦?fàn)t集氣管壓力綜合控制算法研究與應(yīng)用[J].控制工程，2003，10（06）：529-531.

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ520.5

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