固定床煤氣爐型煤全自動加煤控制系統(tǒng)
作者/來源: 日期: 2012-03-16 點擊率:3503
隨著化肥企業(yè)大型化、規(guī)模化、自動化水平的提高以及型煤原料的普遍推廣應(yīng)用,撒播式加煤機和自動檢測碳層及給煤量智能調(diào)節(jié)控制技術(shù)以其適應(yīng)性強、炭層高度便于調(diào)節(jié)、氣化阻力小以及顯著的節(jié)能降耗效果,已被越來越多廠家所采用,逐漸替代了傳統(tǒng)的ZL型加煤機和人工手動加煤形式。還有部分廠家雖然使用了撒播式加煤機,但是仍然采用手動測量炭層、人工調(diào)節(jié)給煤時間的方式來控制炭層,該測量調(diào)控方式很容易因人為因素(如測量不及時、讀數(shù)不準確、誤報等)造成炭層及爐況波動,嚴重時還會導(dǎo)致爐況長周期不能穩(wěn)定,消耗上升,嚴重影響全廠經(jīng)濟效益。因此實現(xiàn)造氣爐全自動加煤技術(shù)對于穩(wěn)定造氣爐炭層,穩(wěn)定爐況、節(jié)能降耗,具有非常重要的意義。
下面就我公司型煤專用加煤機、炭層高度自動檢測裝置、加煤機智能控制器及加煤機DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)分別作一介紹。
1、關(guān)于造氣爐型煤專用加煤機
造氣爐型煤專用加煤機是專門用于碳化煤球、腐殖酸煤球及腐殖酸煤棒為原料的造氣爐專用自動加煤設(shè)備。型煤原料一般自然晾干的水分在10-13%之間,而烘干后水分在3-8%之間。型煤專用加煤機應(yīng)能滿足不同水分和不同的原料煤能夠順利加入造氣爐的條件。
型煤專用加煤機由插板閥、小布料(座板閥或圓盤閥)、大布料和容煤桶等主要部件組成。
插板閥:該閥的作用是控制給料量的大小,故此閥要求閥門動作靈活、不能因為型煤煤粉多而粘接閥板,閥板動作時也不應(yīng)向外帶煤粉和產(chǎn)生漏氣。針對這些特點我公司新推出型煤專用插板閥及全封閉插板閥,使用效果非常滿意。
小布料閥(圓盤閥):現(xiàn)有小布料閥和圓盤閥兩種結(jié)構(gòu)形式,此閥與大布料配合,實現(xiàn)二次密封作用。小布料閥較圓盤閥結(jié)構(gòu)安裝高度距離相對要高,要求該閥的密封面不能粘接煤粉、密封性能好、油缸與閥桿連接可靠、檢修維護方便;針對舊廠房造氣爐加煤機的改造,我公司推出了型煤專用圓盤閥,解決了常規(guī)型圓盤閥密封面粘接、漏氣、堵料等問題,徹底杜絕了同行業(yè)困惑多年的圓盤閥外泄漏問題,同時還可做到三年內(nèi)不用更換備件。
容煤桶及大布料閥:儲存一個循環(huán)的原料煤及向造氣爐膛內(nèi)布煤型煤加煤機不同于塊煤加煤機,除應(yīng)能夠動作靈活外,運行中還得避免密封面泄漏、粘結(jié)掛壁以及布料不勻等現(xiàn)象,針對型煤的特點,我們對加煤機相關(guān)閥門的密封面都做了特殊設(shè)計;加煤機布料閥有上開式和下開式兩種,以適滿足不同煤種、不同水分的需要;容煤筒入料口設(shè)計為可調(diào)襯板結(jié)構(gòu),可自由調(diào)節(jié)入料口襯板角度,使入爐煤達到理想的分布狀態(tài);在容煤筒、布料座內(nèi)壁及布料頭外罩部位加襯304不銹鋼板,減少粘結(jié)掛壁現(xiàn)象發(fā)生;人孔為快開門結(jié)構(gòu),方便檢修和清理積灰等。一臺質(zhì)量達標的加煤機,應(yīng)能確保2年內(nèi)不產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。
2、造氣爐炭層高度自動監(jiān)測裝置
炭層高度自動監(jiān)測裝置可以實現(xiàn)對造氣爐膛內(nèi)空程高度的及時檢測,對操作人員及控制系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)給煤量的閉環(huán)自動調(diào)節(jié)。
2.1 該裝置機械部分采用油壓缸驅(qū)動,結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定;鏈條齒輪傳動,計數(shù)準確;探測桿采用304不銹鋼高精度冷拔圓鋼,經(jīng)久耐用、不腐蝕;密封部位采用不銹鋼錐形閥及耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),做到探測及靜止時均不漏氣。
2.2 電氣部分通過高性能計數(shù)器,將探桿運動的直線距離轉(zhuǎn)換成脈動開關(guān)信號傳輸至顯示儀表,將測量數(shù)據(jù)以數(shù)字形式顯示并轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號輸出。
3、造氣爐加煤機智能控制器
造氣爐加煤機智能控制器以炭層高度自動檢測裝置測得的爐內(nèi)實際空程為依據(jù),結(jié)合造氣爐工藝要求的設(shè)定空程進行計算,進行加煤量的自動增/減調(diào)節(jié),使爐內(nèi)炭層恒定控制在設(shè)定區(qū)間內(nèi),實現(xiàn)造氣爐自動加煤機真正的全自動加煤功能。
3.1 基本功能:具有全自動(固定炭層)、半自動、人工補料、手動探焦,強制校驗等模式控制功能。其本參數(shù):大布料閥打開時間、小布料閥(圓盤閥)延時時間、插板閥的最大/最小給煤時間(插板閥給料時間調(diào)節(jié)精度為0.1S)等,所有參數(shù)在線可調(diào),同時,與造氣爐控制裝置運行階段動作同步。
3.2 全自動(固定炭層)模式:設(shè)定工藝要求的空程高度、探焦檢測頻率、插板閥給料基準時間。
在正常運行條件下,設(shè)定每4個循環(huán)(可調(diào)節(jié))布料完成后,探焦器自動檢測一次爐內(nèi)空程高度,并根據(jù)檢測結(jié)果與工藝設(shè)定空程高度作比較,計算出下一循環(huán)給煤時間的補償值,與插板閥基準給料時間疊加,即為下四個循環(huán)插板閥實際開啟給料時間。隨后在每個循環(huán)的設(shè)定階段控制加煤機各閥門動作,完成一次加煤過程。當發(fā)現(xiàn)炭層高度波動量較大后,即改為每兩個循環(huán)檢測炭層一次;當相鄰的兩個檢測結(jié)果超過40cm時,重復(fù)進行一次炭層檢測。當(實際空程高度)-(設(shè)定空程高度)≥30cm時,下一個循環(huán)加煤量按每個循環(huán)最大加煤量執(zhí)行。如發(fā)現(xiàn)自動探焦器動作失靈,系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)入‘半自動’加煤模式并顯示探焦裝置ERR(故障)報警,改由人工調(diào)節(jié)插板閥給料時間,待到探焦器故障排除后再轉(zhuǎn)回全自動(固定炭層)模式操作。
3.3 半自動模式:設(shè)定每個循環(huán)插板閥給料時間。
控制器工作在‘半自動’模式時,按照操作人員設(shè)定的給料時間,在每個循環(huán)的設(shè)定階段控制加煤機各閥門動作,完成一次加煤過程。插板閥給料時間由操作人員設(shè)定(調(diào)節(jié)精度為0.1S)。
3.4 校驗?zāi)J剑?br />
如當前給料時間與插板閥基準給料時間始終出現(xiàn)較大偏差,或由于工藝操作條件及煤種變更,固炭模式運行效果不理想時,可啟動‘校驗’程序,對當前給煤時間進行一次強制校驗;此時,控制器根據(jù)當前10次加煤時間與空程高度偏差量對插板閥給料時間基準值進行修正,并作為‘固炭’模式下插板閥給料新的基準時間設(shè)定參數(shù)。
3.5 補料模式:設(shè)定每次補料操作的插板閥給料時間。
如爐況不正;蚣毙枰斯ぱa料時,啟動‘補料’操作,控制器按照補料模式設(shè)定的給料時間,自動對造氣爐進行一次加煤操作。
3.6 布料階段及控制模式:為了適應(yīng)不同原料煤及工藝操作對加煤階段的要求,給煤、布料及探測炭層設(shè)置了下列3種控制模式:
a、吹風給煤,下吹布料,下吹探焦;
b、吹風給煤,吹風布料,下吹探焦;
c、下吹給煤,吹風布料,吹風探焦;
以腐殖酸煤棒原料為例,如果布料選擇在下吹階段,會造成下吹時爐頂蒸汽進入容煤桶內(nèi)形成冷凝水,由于煤棒中也含有一定量的煤粉,隨著原料煤在加煤機容煤桶內(nèi)的停留,煤粉與冷凝水的接觸形成煤泥,繼而形成嚴重的粘結(jié)掛壁現(xiàn)象,如不能及時清理,會導(dǎo)致布料閥大量漏氣,隨之加煤機會因下料卡阻而無法運行;故應(yīng)選擇在吹風階段給料、吹風階段布料,探測應(yīng)選擇在下吹階段最為適合,這樣一是能夠避免蒸汽進入容煤桶內(nèi),而是盡量縮短煤棒在容煤桶的停留時間,二是減少吹風階段氣流對探桿數(shù)據(jù)的影響。
4、造氣爐給煤量調(diào)節(jié)DCS系統(tǒng)
隨著各化肥廠家造氣爐群數(shù)量的增加,采用顯示、智能控制器分立單元儀表占用空間較大,不便于集中管理,再加上個別造氣爐DCS制作廠家的不配合,炭層高度自動記錄只能另外配置記錄儀,這樣下來系統(tǒng)顯然有些零散,而采用智能加煤DCS系統(tǒng)就可以把零散的控制儀表集中起來,優(yōu)勢也逐漸顯現(xiàn)出來。
由我公司自主開發(fā)生產(chǎn)的智能加煤DCS系統(tǒng)(CJ/SSC系統(tǒng))先后在福建三明化工、晉豐煤化工、江蘇雙多化工、山東瑞星化工、河南心連心化肥三分廠、金石化肥等廠家安裝投運。既實現(xiàn)了造氣爐炭層高度的自動測量及給煤量自動調(diào)節(jié),又增加了空程高度、加煤時間在線顯示、記錄、報警,歷史數(shù)據(jù)查詢等功能,為造氣爐操作提供了更加科學(xué)的管理及參考依據(jù)。
CJ/SSC系統(tǒng)在原有控制理念基礎(chǔ)上加設(shè)了智能校驗功能,即系統(tǒng)每過一段時間將對當前控制效果進行判斷,如果控制空程偏離設(shè)定值較大值,系統(tǒng)將自動啟動校驗功能,校正給料基準時間,以達到更好的恒定炭層的目的。
CJ/SSC系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu),由電源、控制卡件、輸入/輸出、柜體五部分組成:
控制卡件有:SC-S主卡、SK-J加煤卡、SK-T探焦卡、SL-4電流卡。