鄭義 王慧婷 羅繼德

（陜西陜焦化工有限公司，陜西富平 711712）

焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)在陜焦公司中的應(yīng)用

鄭義 王慧婷 羅繼德

（陜西陜焦化工有限公司，陜西富平 711712）

陜焦化工有限公司引進(jìn)紅外自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測(cè)量焦?fàn)t立火道的溫度，并根據(jù)溫度變化趨勢(shì)，瞬時(shí)調(diào)節(jié)暫停加熱時(shí)間，從而達(dá)到精確調(diào)節(jié)燃燒室溫度，提高爐溫均勻性，并有效降低焦?fàn)t耗熱量，使焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)溫、自動(dòng)火落判斷與加熱優(yōu)化判斷技術(shù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)焦?fàn)t溫度全自動(dòng)控制，使焦?fàn)t全自動(dòng)加熱過(guò)程控制、立火道溫度直接測(cè)量、各炭化室工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了測(cè)溫的準(zhǔn)確性，改善工人的操作環(huán)境。

自動(dòng)測(cè)溫 自動(dòng)控制 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 優(yōu)化調(diào)試 立火道溫度

陜焦公司現(xiàn)有焦?fàn)t兩座，焦?fàn)t立火道溫度的測(cè)量方式采用傳統(tǒng)的人工測(cè)溫，在測(cè)溫時(shí)調(diào)火工用手?jǐn)y式紅外溫度儀瞄準(zhǔn)立火道底部，測(cè)量鼻梁磚表面溫度，由于人工測(cè)量受測(cè)溫點(diǎn)、受測(cè)溫時(shí)間、測(cè)溫地點(diǎn)、測(cè)溫人員的熟練程度以及外部氣候條件等因素的影響，測(cè)量誤差很大。而立火道底部溫度不是均勻分布的，不同的人選擇不同的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)的偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響，測(cè)量點(diǎn)的偏移對(duì)溫度的影響也非常大。直行溫度的測(cè)定時(shí)間是規(guī)定在換向五分鐘后進(jìn)行，但嚴(yán)格執(zhí)行尚有一定的困難，如測(cè)溫時(shí)裝煤、推焦操作影響無(wú)法準(zhǔn)時(shí)測(cè)溫，提前或推遲1分鐘，往往會(huì)引起4～6℃的測(cè)量誤差，為此陜焦公司引進(jìn)立火道溫度自動(dòng)測(cè)量裝置，使焦?fàn)t全自動(dòng)加熱過(guò)程控制、立火道溫度直接測(cè)量、各炭化室工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高了測(cè)溫的準(zhǔn)確性，改善工人的操作環(huán)境，焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)溫控制系統(tǒng)程序與DCS儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)的對(duì)接，同步在線采集燃燒室、上升管荒煤氣及出焦焦餅溫度，提取系統(tǒng)所需氧化鋯廢棄分析儀對(duì)燃燒室內(nèi)廢氣成分的分析控制參數(shù)，通過(guò)模擬量輸入和輸出轉(zhuǎn)化連接，為本系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)試、數(shù)據(jù)處理提供了保障。

1　立火道溫度自動(dòng)測(cè)量裝置組成

立火道溫度自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)裝置由以下幾部分構(gòu)成：光學(xué)鏡頭、光纖、儀表系統(tǒng)。光學(xué)鏡頭直接安裝在爐頂看火孔小爐蓋上（小爐蓋最高溫度≤200℃），光學(xué)鏡頭收集立火道鼻梁磚表面的紅外信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖傳送到儀表的探測(cè)器上，再通過(guò)前置放大器、校正、線性化、峰值/瞬時(shí)值、V/I模塊程序轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)控制顯示，儀表安裝在焦?fàn)t臺(tái)上的儀表箱內(nèi)（環(huán)境溫度為0-50℃），如圖1所示。

2　光學(xué)鏡頭材質(zhì)影響因素

光學(xué)系統(tǒng)直接安裝在爐頂?shù)目椿鹦t蓋上，通過(guò)目測(cè)瞄準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)立火道底部三角區(qū)中心位置，光學(xué)系統(tǒng)總高度低于80mm，影響光學(xué)鏡頭的最主要因素有高溫和煙塵。

①光學(xué)鏡頭的主要材料是光學(xué)石英玻璃、不銹鋼和高溫鍍膜鏡片，耐高溫性能好，長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)250℃以上，短期（四個(gè)小時(shí)內(nèi)）工作溫度可達(dá)500攝℃，而小爐蓋的最高溫度不超過(guò)200℃。

②煙塵對(duì)光學(xué)鏡頭的影響較大，鏡頭被污染后，減少了通光強(qiáng)度，直接影響測(cè)溫精度，必須采用防塵系統(tǒng)克服這一問(wèn)題。在光學(xué)鏡頭與吹灰器之間，吹灰器與小爐吹微風(fēng)，可避免煙氣、灰塵對(duì)鏡頭的污染，另外在光學(xué)鏡頭與吹灰器之間，吹灰器與小爐蓋之間分別加裝隔熱墊片，可進(jìn)一步降低光學(xué)鏡頭的工作溫度，在吹灰的條件下，光學(xué)鏡頭的工作溫度基本可控制在80℃，在停止吹風(fēng)情況下，工作溫度也不超過(guò)120℃。

③爐頂人工操作頻繁，裝煤、涼爐過(guò)程中經(jīng)常有高溫火焰，在光學(xué)鏡頭的外面加上一個(gè)防護(hù)罩（3.0的鍍鋅鋼板），可有效避免高溫火焰的直接燒烤和人為誤導(dǎo)操作等影響。

3　測(cè)量點(diǎn)與安裝位置的選擇

紅外測(cè)溫裝置瞄準(zhǔn)三角區(qū)的中心位置，與目前人工測(cè)量時(shí)間完全相同。由于紅外測(cè)溫裝置是固定安裝，測(cè)量點(diǎn)不受認(rèn)為因素影響，測(cè)量時(shí)間：下降氣流，交換后20秒，焦?fàn)t自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)是通過(guò)在焦?fàn)t的上升管、立火道和攔焦車上安裝溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，由耐溫光纖將信號(hào)把光學(xué)鏡頭收集的光信號(hào)傳送到儀表控制柜信號(hào)接收端，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成溫度信號(hào)，再通過(guò)模擬量輸入輸出模塊載入系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t回爐煤氣用量、粗煤氣、煤餅溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。

4　系統(tǒng)的維護(hù)、校驗(yàn)、管線及抗干擾設(shè)計(jì)

為防止光學(xué)鏡頭長(zhǎng)時(shí)間直接暴露在煙氣中變臟，保證光學(xué)鏡頭前吹灰器氣源管有足夠的壓力，一般不小于0.1MPa，這樣可使光學(xué)鏡頭維護(hù)起來(lái)更方便，把光學(xué)鏡頭直接用不銹鋼螺絲固定在吹灰器上，在擦拭鏡頭時(shí)只需要將螺絲擰下，擦干凈重新安裝即可。光學(xué)鏡頭和光纖維等設(shè)備均為石英制品，不存在老化問(wèn)題，不需要對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，在安裝過(guò)程中，信號(hào)線均采用屏蔽線，線槽、動(dòng)力線及電源線路分開敷設(shè)，屏蔽層與儀表接地連接，地電阻小于4Ω。

自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)在安裝和調(diào)試的同時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，推導(dǎo)出焦?fàn)t回爐煤氣壓力與焦?fàn)t分煙道吸力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)回爐煤氣流量與空氣流量數(shù)據(jù)比對(duì)，建立了回爐煤氣與壓力對(duì)燃燒室溫度影響，將上升管荒煤氣溫度與燃燒室溫度相聯(lián)系，對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，在保證焦炭質(zhì)量的前提下，適度降低標(biāo)準(zhǔn)溫度和爐頂空間溫度，提高焦油產(chǎn)率；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焦餅溫度，提高縱向和橫排加熱均勻性，通過(guò)對(duì)煉焦指數(shù)的觀察，可實(shí)時(shí)檢測(cè)高溫、低溫爐號(hào)，避免生焦、過(guò)火焦；并進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)和效果。

5　結(jié)語(yǔ)

陜焦化焦?fàn)t立火道自動(dòng)測(cè)溫、自動(dòng)火落判斷與加熱優(yōu)化判斷技術(shù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)焦?fàn)t溫度全自動(dòng)控制，減少測(cè)溫工作量，減少操作人員職業(yè)危害，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t熱工的精細(xì)化操作的同時(shí)降低噸焦耗熱量，優(yōu)化控制加熱，實(shí)時(shí)監(jiān)控高溫、低溫、異常爐號(hào)以及加熱生產(chǎn)上的異常操作，為調(diào)火提供操作指導(dǎo)，提高化學(xué)品產(chǎn)率，穩(wěn)定焦?fàn)t生產(chǎn)，提高爐溫的穩(wěn)定性與安定系數(shù)，控制爐溫、節(jié)能減排，對(duì)陜焦公司建設(shè)環(huán)保型企業(yè)具有重要意義。