焦爐工藝介紹

焦爐工藝介紹目錄備煤工藝備煤自動控制系統(tǒng)焦爐工藝焦爐自動控制系統(tǒng)化產(chǎn)回收工藝化產(chǎn)回收自動控制系統(tǒng)一、前言：焦爐生產(chǎn)技術的發(fā)展

第一節(jié)世界焦爐技術的發(fā)展1.成堆干餾2.蜂窩焦爐煉焦3.現(xiàn)代煉焦技術的形成3.1炭化室與燃燒室分開3.2蓄熱室的建立3.3化學產(chǎn)品的回收3.4復熱式焦爐的問世3.5硅磚筑爐材料在焦爐上的應用4.我國煉焦技術的發(fā)展與現(xiàn)狀1.焦爐容積大型化2.干法熄焦3.裝爐煤預處理4.現(xiàn)代化搗固煉焦5.焦化廠環(huán)境保護6.煉焦自動化技術第二節(jié)現(xiàn)代煉焦技術的深入發(fā)展二、備煤工藝

第一節(jié)：備煤工藝流程備煤車間主要負責對進廠的煤進行儲存、調(diào)配、輸送。來煤經(jīng)過翻車機或人工卸車，然后經(jīng)過堆取料機進入煤場，經(jīng)過堆取料機取料；通過皮帶輸送到配煤槽，配煤槽出來的煤經(jīng)過配煤室進行配合；配合煤經(jīng)過粉碎機粉碎后，經(jīng)過皮帶輸送到煉焦煤塔。

備煤生產(chǎn)系統(tǒng)配煤系統(tǒng)設置不同煤種的配煤槽，配煤槽下用皮帶輸送，采用自重下料或圓盤給料機，電子皮帶秤配煤，通過變頻器控制皮帶運行速度，控制下料量。備煤工藝

第二節(jié)：單種煤結焦特性及配煤意義

氣煤：變質程度低，揮發(fā)份含量較高，粘結性低，煉焦時焦餅收縮較大并能形成垂直爐墻的縱裂紋。配煤中氣煤比例高時，焦炭碎，強度低。適當?shù)嘏淙霘饷嚎墒雇平谷菀祝簹夂突瘜W產(chǎn)品產(chǎn)率提高。肥煤：肥煤是中等變質程度的煤，粘結性很高，單獨成焦時，焦炭有較多的橫裂紋，耐磨性稍差。配煤中有肥煤時，可以適當配入粘結性差的煤。肥煤比列過高，使配煤出現(xiàn)“過肥現(xiàn)象”時，焦炭塊小，強度不好。焦煤：是能單獨成焦的最好的煉焦煤，焦炭塊度大，裂紋少、耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭強度的作用。瘦煤：粘結性不高，配煤中適當配入瘦煤，可以降低半焦收縮，焦炭塊度較大，但配入量過多時，使配煤的粘結性過低，焦炭的耐磨性下降，焦炭質量不好。1/3焦煤：過渡性煤種，它是介于焦煤、肥煤、氣煤之間的煤。單獨也可以成焦，焦炭強度接近于肥煤，耐磨強度比肥煤低。1/3焦煤由于有較高的粘結性，是配煤煉焦的骨架煤之一。第三節(jié)：配合煤的質量指標

優(yōu)質焦炭要求焦炭低灰、低硫、高強度、熱性能穩(wěn)定，配合煤應符合以下質量標準：1、水分：配合煤水分每增加1%，要求焦爐立火道溫度上升5~70C,煉焦耗熱量增加約30KJ/KG,結焦時間將延長10~15分鐘。由此可見，生產(chǎn)中裝爐煤水分波動大時，造成爐溫調(diào)節(jié)困難，焦餅溫度過高或過低。2、灰分：焦炭的灰分來自配煤，因此要嚴格控制配煤灰分。配合煤的灰分高，煉出的焦炭強度低。在高爐冶煉中，一般灰分每增加1%→焦炭用量增加2%~２.5%→石灰石增加4%→生鐵產(chǎn)量降低3%。第四節(jié)煉焦配煤工藝

1、先配后粉碎2、先分后配流程煤場粉碎貯煤塔煤場配煤槽粉碎貯煤塔配煤槽控制系統(tǒng)的技術特色1、變頻器控制：MICROMASTER440采用無傳感器矢量控制，極大改善動態(tài)響應和電動機的控制特性。通過控制柜的就地/集中/PLC控制轉換開關分別調(diào)用三組不同變頻器參數(shù)組，實現(xiàn)現(xiàn)場就地控制、主控室內(nèi)面板集中操作、PLC通過PROFIBUS-DP進行通訊自動控制，極大的提高了系統(tǒng)可靠性。PLC自動控制可實現(xiàn)啟動停車、變頻器故障監(jiān)控、電動機過載監(jiān)控、變頻器過載監(jiān)控、全數(shù)字調(diào)節(jié)，提高了控制精度，現(xiàn)場設備的在線故障診斷?？朔畔⒓赡芰θ酰煽啃圆灰妆ＷC，可維護性差?？刂葡到y(tǒng)的技術特色2、智能化配料系統(tǒng):

采用智能化料單控制和完備的聯(lián)鎖控制，提高了配煤的自動化水平，對于降低工人勞動強度，確保配合煤的水分、灰分，提高配合煤的產(chǎn)量起到了重要作用。3、完備的紀錄審查功能:紀錄操作人員對現(xiàn)場設備的修改操作，設備故障的原因、時間和完善分級口令管理，記錄下現(xiàn)場設備的報警狀態(tài)，便于考核與原因分析?？刂葡到y(tǒng)的技術特色4、基于現(xiàn)場總線及Internet的備煤綜合自動化系統(tǒng):備煤自控系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場總線及Internet的備煤綜合自動化系統(tǒng)，它支持分布式系統(tǒng)結構，采用多線程、WebNavigator技術、OPC技術，實現(xiàn)了實時多任務，可實現(xiàn)精確的配比控制，提高配合煤質量同時大幅節(jié)約能耗。

控制系統(tǒng)的技術特色5、調(diào)度管理網(wǎng):為了實現(xiàn)備煤重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)全廠共享，利用WebNavigator技術，采用兩級控制，把生產(chǎn)管理網(wǎng)與PLC控制網(wǎng)分開，減少彼此干擾，保證PLC控制網(wǎng)的安全可靠運行。生產(chǎn)管理網(wǎng)專門用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與運行監(jiān)視，方便了生產(chǎn)計劃編制、能源調(diào)度、設備運行情況的調(diào)查。全面面向焦化管理及監(jiān)控，實現(xiàn)了“三網(wǎng)一體”化管理，為領導決策提供最前沿的信息資料。配合現(xiàn)場總線及Internet的技術，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控和信息共享。配煤生產(chǎn)中的儀表設備一、配料稱主要有稱架、速度傳感器、稱重傳感器和電子皮帶秤組成。工作原理圖：稱重傳感器主稱量托輥速度傳感器二、儀表工作原理圖：速度傳感器稱重傳感器計算機稱重顯示儀mv信號Hz信號4-20mA四、焦爐工藝

第一節(jié)：焦爐分類1、按裝煤方式：頂裝焦爐和側裝焦爐（搗固焦爐）2、按加熱用煤氣種類：復熱式焦爐和單熱式焦爐3、按空氣和加熱用煤氣的供入方式：有側入式焦爐和下噴式焦爐4、按氣流調(diào)節(jié)方式：有上部調(diào)節(jié)式焦爐和下部調(diào)節(jié)式焦爐第二節(jié)：我國焦爐爐型簡介1、JN型焦爐：JN43（58-1,58-2,80),JN55、JN60型焦爐2、ПBP型焦爐3、新日鐵M型焦爐焦爐工藝1#焦爐選用的是JN43-80焦爐為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、焦爐煤氣下噴、高爐煤氣側入的復熱式焦爐。該焦爐主要有炭化室、燃燒室、蓄熱室和斜道區(qū)組成。焦爐加熱用的焦爐煤氣由外部管道架空引入，經(jīng)預熱后送到焦爐地下室。通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與廢氣交換開閉器進入的空氣混合燃燒。

焦爐工藝

炭化室內(nèi)焦炭成熟后，用推焦車推出，經(jīng)推焦機導入熄焦車內(nèi)，并由電機車牽引熄焦車至熄焦塔內(nèi)進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至晾焦臺上，冷卻一定時間后送至篩貯焦工段，經(jīng)篩分按級別貯存待運。煤在炭化室干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經(jīng)過上升管，橋管進入集氣管。約700oC左右的荒煤氣在橋管內(nèi)備氨水噴灑后冷卻至90oC左右?；拿簹獾慕褂偷韧瑫r被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經(jīng)吸煤氣管道送入煤氣凈化車間。焦爐工藝

焦爐加熱用的焦爐煤氣，由外部管道架空引入。焦爐煤氣經(jīng)預熱后送到焦爐地下室。通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣通過力火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，再經(jīng)過，由格子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙筒，最后排入大氣。焦爐工藝

焦爐加熱用的高爐煤氣，由外部管道架空引入。經(jīng)摻混一定量的焦爐煤氣后，通過廢氣交換開閉器、小煙道、蓄熱室送入燃燒室與同時引入的空氣匯合后燃燒。燃燒后的廢氣通過與燃燒焦爐煤氣的廢氣同樣途徑排入大氣。上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由交換傳動裝置定時進行換向。交換步驟為：關煤氣-交換廢氣和空氣-開煤氣。

第三節(jié)：焦爐爐體結構焦爐爐體結構現(xiàn)代焦爐爐體最上部是爐頂，爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室，爐體下部有蓄熱室和連接蓄熱室與燃燒室的斜道區(qū)，每個蓄熱室下部的小煙道通過交換開閉器與煙道相連。煙道設在焦爐基礎內(nèi)或基礎兩側，煙道末端通向煙囪。燃燒室和炭化室：燃燒室是煤氣燃燒的地方，通過與兩側炭化室的隔墻向炭化室提供熱量。裝爐煤在炭化室內(nèi)經(jīng)高溫干餾變成焦炭。第四節(jié)：交換設備

交換設備是用于切換焦爐加熱系統(tǒng)氣體流動方向的動力設備和傳動機構，包括交換機和交換傳動裝置。1、交換機交換機是帶動各傳動拉條進行交換的動力機械。交換操作步驟為：關煤氣→交換廢氣和空氣→開煤氣。2、交換傳動裝置包括焦爐煤氣傳動拉條、高爐煤氣傳動拉條和廢氣傳動拉條及導輪等。交換動作發(fā)起后，交換機帶動煤氣拉條、拉條按一定程序運行，以改變煤氣、空氣、廢氣的流動方向。第五節(jié)：荒煤氣導出設備

炭化室中煤料在高溫干餾產(chǎn)生的煤氣因尚未經(jīng)凈化處理，習慣上成為荒煤氣或粗煤氣?；拿簹鈱С鲈O備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、吸氣彎管、吸氣管、氨水噴灑系統(tǒng)。備煤車間煤塔加煤車焦爐攔焦車熄焦車熄焦塔焦臺輸焦皮帶推焦車荒煤氣回收車間鼓風交換機高爐煤氣或焦煤氣集氣管圖一：焦爐工藝流程圖第六節(jié)：焦爐機械裝煤車：一次對位，機械開啟和關閉裝煤孔蓋和上升管密封閥；機械式開關高壓氨水噴灑；加煤和爐頂面清掃；PLC自動操作控制。推焦機：一次對位，完成摘掛爐門、推焦和平煤操作；機械清掃爐門、爐框和操作臺；推焦電流的顯示；PLC自動操作控制攔焦機：一次對位完成摘掛門和導焦柵定位清掃爐門、爐框和操作臺；PLC自動操作控制。熄焦車：熄焦車是接受從炭化室推出的赤熱焦炭，將其送往熄焦塔熄焦，然后運往焦臺的焦爐機械。四車連鎖系統(tǒng)基本功能

生產(chǎn)計劃編排

推焦裝煤聯(lián)鎖

動畫功能

統(tǒng)計打印功能

網(wǎng)絡功能

除塵功能

能夠自動或手動給出推焦、裝煤除塵信號，推焦、裝煤除塵開始相應動作。

系統(tǒng)的主要技術指標系統(tǒng)硬件全部是工業(yè)級，能適應工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境。數(shù)據(jù)通信可靠，誤碼率<10-7。位置檢測精度達到0.5cm。自動行走檢測指一次定位率達到99％.定位誤差±0.5cm.第七節(jié)：熄焦由于煤干餾成焦的最終溫度為950~10500C,所以從炭化室推出的是赤熱的焦炭，熄滅至3000C以下的過程稱熄焦。1、熄法熄焦2、干法熄焦焦爐控制功能焦爐的控制系統(tǒng)包括檢測單元、采集單元、運算單元、調(diào)節(jié)單元、執(zhí)行單元等幾部分。檢測單元采集單元運算單元和調(diào)節(jié)單元：主要由日本橫河（YOKOGAWA）的CENTUMCS-1000DCS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理、顯示、報警和優(yōu)化控制算法，并將數(shù)字信號轉變成4～20mA模擬信號的輸出模塊。執(zhí)行單元焦爐控制系統(tǒng)功能介紹焦爐煤氣主管壓力調(diào)節(jié)；機焦側摻對焦爐煤氣流量調(diào)節(jié)；機焦側混合煤氣壓力調(diào)節(jié)；機焦側分煙道吸力調(diào)節(jié)；集氣管吸力調(diào)節(jié)；溫度、壓力、吸力、氧含量、流量、稱重等過程參數(shù)的采集及監(jiān)視。焦爐加熱模型控制為確保焦炭在規(guī)定的結焦時間內(nèi)沿高向、長向均勻成熟，必須制定和嚴格執(zhí)行焦爐的加熱制度，并根據(jù)結焦時間、裝煤量、裝煤水分、加熱煤氣、氣候等實際條件的變化，對焦爐的加熱進行及時調(diào)節(jié)。為了實現(xiàn)焦爐加熱自動控制，達到改善工人勞動強度、提高焦炭產(chǎn)量、節(jié)能降耗、保護環(huán)境的目的，我們開發(fā)了焦爐自動加熱模型控制系統(tǒng),如下圖所示:焦爐控制系統(tǒng)功能介紹控制系統(tǒng)以焦爐立火道溫度為主調(diào)參數(shù)，并輔以煙道氧量、煙道吸力等參數(shù)作為參考，每次交換5分鐘后開始采集蓄熱室溫度，加權平均后，通過數(shù)學模型計算出立火道溫度，與設定溫度比較，通過串級調(diào)節(jié)，控制煤氣壓力，根據(jù)煤氣壓力的變化控制煙道吸力，保證焦爐系統(tǒng)穩(wěn)定加熱。

1、I/O配置情況AI:1-5V40點AO:4-20mA8點RTD:Pt1004點TC:S型、E型

60點DI:24V2點DO:24V2點共計：116點系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置

2、監(jiān)控站

監(jiān)控站2套，均采用DELLGX260,一套工程師站，一套操作員站，負責完成控制系統(tǒng)的組態(tài)、編程、工藝流程圖、歷史趨勢、報表打印等功能。系統(tǒng)配置3、下位機下位機采用雙重化控制站，其系統(tǒng)配置圖如下：打印機操作員站工程師站本系統(tǒng)的技術特色1、集氣管壓力控制：焦爐集氣管壓力控制采用分段PID控制算法，使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質較好，兼顧了快速性、準確性和穩(wěn)定性的要求，使集氣管壓力較為穩(wěn)定。2、模型控制：3、立火道溫度采集4、冗余控制5、智能抗干擾系統(tǒng)煤氣凈化自控系統(tǒng)根據(jù)工藝生產(chǎn)要求常分為冷凝鼓風工段、脫硫工段、氨分解工段、粗苯蒸餾工段4個工段。VLnet打印機工程師站操作站4操作站3操作站2操作站1冷凝鼓風工段

來自焦爐約80℃的荒煤氣，與焦油和氨水沿吸煤氣管道至氣液分離器，氣液分離后荒煤氣由上部出來，進入3臺并聯(lián)操作的橫管初冷器。在此分兩段冷卻，上段用32℃循環(huán)水，下段用16℃低溫水將煤氣冷卻至21~22℃。由橫管初冷器下部排出的煤氣，經(jīng)捕霧器除去水分后，進入2臺并聯(lián)操作的電捕焦油器，除掉煤氣中夾帶的焦油，再由鼓風機壓送至脫硫工段。為了保證初冷器冷卻及除萘效果，在上、中段連續(xù)噴灑輕焦油，在其頂部用熱氨水定期沖洗，以清除管壁上的焦油、萘等雜質。冷凝鼓風工段由氣液分離器分離下來的焦油和氨水進入機械化氨水澄清槽，在此進行氨水、焦油和焦油渣的分離。上部的氨水流入循環(huán)氨水槽，再由循環(huán)氨水泵送至焦爐冷卻煤氣；多余部分作為循環(huán)噴灑。下部的焦油流入機械化焦油分離器，機械化焦油分離器下部的焦油流入焦油貯槽，再用焦油泵裝車外銷。循環(huán)氨水槽上部溢出的氨水流入剩余氨水槽，再用剩余氨水泵送外管。初冷器上下段、捕霧器、電捕焦油器排出的冷凝液經(jīng)水封槽分別流入上、下段冷凝液槽，再用泵將其送入機械化氨水澄清槽、輕焦油循環(huán)槽使用。

脫硫工段鼓風機后的煤氣進入脫硫塔，與塔頂噴淋下來的脫硫液逆流接觸，以吸收煤氣中的硫化氫（同時吸收煤氣中的氨，以補充脫硫液中的堿源）。脫硫后煤氣送入粗苯蒸餾工段。吸收了H2S，HCN的脫硫液從塔底流出，經(jīng)水封槽進入溶液循環(huán)槽和事故槽，然后用溶液循環(huán)泵送入溶液加熱器，加熱后送入再生塔，溶液循環(huán)槽、事故槽、入再生塔總管多余的溶液流入，再用液下泵打入溶液循環(huán)槽、事故槽或外排。在再生塔底部通入壓縮空氣吹騰，浮于再生塔頂部的硫磺泡沫，利用位差自流入泡沫槽，硫泡沫經(jīng)泡沫泵送入熔硫釜加熱熔硫，清液流入循環(huán)槽