專(zhuān)利名稱：內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及炭化爐荒煤氣含氧量的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
焦炭多采用半焦?fàn)t生產(chǎn)，半焦?fàn)t主要由炭化爐、輸煤系統(tǒng)、初冷塔、電捕焦油器、集 合管等構(gòu)成。傳統(tǒng)半焦?fàn)t的生產(chǎn)存在以下一些問(wèn)題1.半焦?fàn)t在加料時(shí)，料直接通過(guò)通入進(jìn)料口落人爐內(nèi)，造成空氣和爐中的荒煤氣 互相串通，進(jìn)而影響爐內(nèi)的壓力波動(dòng)，同時(shí)也間接影響燃燒室內(nèi)煤氣的燃燒狀況；爐內(nèi)的壓 力大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，爐內(nèi)的荒煤氣就會(huì)通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入大氣，造成污染和資源浪費(fèi)。2.當(dāng)爐頂進(jìn)料口打開(kāi)時(shí)，進(jìn)料口附近的荒煤氣遇到空氣而降溫，使得一部分焦油 冷凝，加之溫度較低的煤炭不斷進(jìn)入爐中，使得進(jìn)料口的局部壓力降低，從而空氣反串進(jìn)入 爐內(nèi)，使燃燒室內(nèi)的煤氣燃燒狀況受到影響，造成爐溫爐壓的下降。為了維持整個(gè)系統(tǒng)的 壓力和溫度分布的合理性，不得不向爐內(nèi)鼓入大量空氣和煤氣，但由于沒(méi)有控制煤氣和空 氣配比裝置，常溫空氣進(jìn)入爐內(nèi)吸收大量熱量，增加了整個(gè)炭化爐的能耗，也使得荒煤氣中 的氧氣含量得不到有效的控制，從而造成爐內(nèi)的氧氣含量增加、焦炭的質(zhì)量下降、灰分增加寸。電捕焦油器是直立炭化爐去除荒煤氣中煤焦油的重要組成部分。電捕焦油器與機(jī) 械除焦油器相比，具有捕焦油效率高、阻力損失小、氣體處理量大等特點(diǎn).不僅可保證后續(xù) 工序?qū)怏w質(zhì)量的要求，提高產(chǎn)品回收率，而且可明顯改善操作環(huán)境。近年來(lái)，電捕焦油器 在半焦煤氣的凈化方面獲得了大范圍的應(yīng)用。其工作原理是高壓直流電源產(chǎn)生的負(fù)高壓， 接入電暈極(陰極)，它與沉淀極(陽(yáng)極)之間產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)一定極限后在陰陽(yáng) 兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時(shí)流經(jīng)電場(chǎng)區(qū)的氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離子和電子。周?chē)?可以聽(tīng)見(jiàn)強(qiáng)烈的電磁風(fēng)聲。光線暗時(shí)可見(jiàn)紫蘭色電暈。通過(guò)電場(chǎng)的煤氣中的焦油、粉塵、水 霧等粒子與離子或電子結(jié)合而苻電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)。由于電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng) 速度快，空間分布廣，所以主要是苻負(fù)電的粒子向沉淀極運(yùn)動(dòng)。到達(dá)沉淀極板中和后，依靠 殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過(guò)焦 油出口排出。電捕焦油器工作時(shí)，對(duì)半焦煤氣中的氧含量有嚴(yán)格的要求，只有半焦煤氣中的氧 含量不大于2%時(shí)，電捕焦油器才可以安全可靠的運(yùn)行。如果半焦煤氣中的氧含量超過(guò) 2 %，則極易引發(fā)爆炸。因此控制半焦煤氣中的氧含量是保證安全生產(chǎn)，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì) 量的重要技術(shù)措施。半焦?fàn)t的實(shí)際生產(chǎn)中，半焦煤氣中的氧含量基本靠人工調(diào)節(jié)控制。由于半焦煤氣 中的氧含量，受回爐空氣、煤氣混合比例和集合管壓力等多種因素的影響，是一個(gè)隨機(jī)變 量，人工很難控制。若回爐煤氣流量過(guò)量或半焦?fàn)t集合管壓力偏高，則浪費(fèi)能源，污染環(huán)境； 回爐空氣過(guò)量或半焦?fàn)t集合管壓力偏低，則使半焦荒煤氣中氧含量超標(biāo)，不利于安全生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服傳統(tǒng)半焦?fàn)t生產(chǎn)中存在的荒煤氣中含氧量得不到有效控 制、嚴(yán)重影響焦?fàn)t系統(tǒng)的操作安全、能耗大和環(huán)境污染嚴(yán)重之不足，提供一套準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn) 定的半焦煤氣氧含量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下有一套集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、一套回爐煤氣和空氣混合燃燒裝置、一套半焦 爐給料裝置。1.所說(shuō)的半焦?fàn)t給料裝置，其技術(shù)方案如下傳統(tǒng)半焦?fàn)t，其爐頂是一個(gè)大開(kāi)位的進(jìn)料口，原料煤直接通過(guò)該進(jìn)料口進(jìn)入爐中。本發(fā)明的技術(shù)方案是在半焦?fàn)t的進(jìn)料口處，設(shè)有一個(gè)多密封口的給料裝置，該裝 置分為上料倉(cāng)、過(guò)渡料倉(cāng)和下料倉(cāng)。其中，上料倉(cāng)與輸煤系統(tǒng)連接，下料倉(cāng)與半焦?fàn)t連接。過(guò) 渡料倉(cāng)與下料倉(cāng)的容積相等。在上料倉(cāng)與過(guò)渡料倉(cāng)之間，以及過(guò)渡料倉(cāng)與下料倉(cāng)之間，各設(shè) 有一個(gè)給料裝置的密封口。同時(shí)在三個(gè)料倉(cāng)上，各安裝有一套物位測(cè)量?jī)x表，此三套物位測(cè) 量?jī)x表的作用如下上料倉(cāng)的物位測(cè)量?jī)x表(如射頻導(dǎo)納物位計(jì))與輸煤系統(tǒng)連鎖，設(shè)上下限連鎖報(bào) 警，不但保證上料倉(cāng)不缺煤，同時(shí)也不讓煤溢出料倉(cāng)。過(guò)渡料倉(cāng)物位測(cè)量?jī)x表(射頻導(dǎo)納物 位計(jì))也設(shè)上下限連鎖報(bào)警當(dāng)處于料位上限時(shí)，關(guān)閉1號(hào)自動(dòng)放料裝置，同時(shí)報(bào)警，即具備 給半焦?fàn)t內(nèi)放料條件；當(dāng)處于料位下限時(shí)，先關(guān)閉2號(hào)自動(dòng)放料裝置，然后打開(kāi)1號(hào)自動(dòng)放 料裝置，給過(guò)渡料倉(cāng)內(nèi)放料。由于爐頂空間限制，下料倉(cāng)物位測(cè)量?jī)x表(可以是射頻導(dǎo)納物 位計(jì))僅設(shè)下限連鎖報(bào)警，當(dāng)料位處于下限時(shí)，打開(kāi)2號(hào)自動(dòng)放料裝置，給半焦?fàn)t內(nèi)放料。該裝置，加強(qiáng)了干餾爐給料系統(tǒng)的密封性，可以穩(wěn)定集合管壓力，使半焦荒煤氣集 合管的壓力允許波動(dòng)范圍為+100P廣-lOOPa;壓力正向波動(dòng)時(shí)半焦荒煤氣不外泄，負(fù)向波 動(dòng)時(shí)半焦荒煤氣中的氧含量不變大，使半焦荒煤氣集合管壓力在出現(xiàn)小范圍波動(dòng)時(shí)，生產(chǎn) 仍可安全運(yùn)行，同時(shí)也降低了集合管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作頻率?？朔艘蚋绅s爐給料裝置 的密封性差和集合管壓力波動(dòng)而造成半焦煤氣中氧含量超標(biāo)的問(wèn)題。2.所說(shuō)的集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，傳統(tǒng)的集合管壓力裝置，主要由總管、集氣支管、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、壓力測(cè)量元件組成。 該集合管壓力裝置的一邊連接半焦?fàn)t的爐頂側(cè)面，另一邊連接噴淋塔塔頂側(cè)面。其間的總 管上設(shè)有壓力測(cè)量元件和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。集氣管設(shè)有壓力變送器，主要靠人工來(lái)對(duì)其調(diào)節(jié)。集 氣支管位于總管的拐彎處，處于旁路狀態(tài)。當(dāng)總管有故障或檢修時(shí)，集氣支管起旁路導(dǎo)通作 用。本發(fā)明之集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，做出改進(jìn)的技術(shù)方案如下A、將半焦荒煤氣集合管上的壓力測(cè)量元件的取壓點(diǎn)位置，由噴淋氨水后改為噴淋 氨水前，并相應(yīng)增加一套臟煤氣取樣裝置，既可起排污作用，又可緩沖壓力。B、煤氣鼓風(fēng)機(jī)大回流壓力測(cè)量元件的取壓點(diǎn)，由初冷塔后改在初冷塔前。半焦?fàn)t 集合管自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置能快速穩(wěn)定初冷塔前的壓力，減少壓力波動(dòng)，進(jìn)而穩(wěn)定半焦?fàn)t荒煤氣 出初冷塔的壓力。C、在集合管上的壓力測(cè)量元件的取壓點(diǎn)處增加了阻尼器，該阻尼器可以在0. Is 內(nèi)對(duì)取壓點(diǎn)的脈動(dòng)壓力快速平滑取壓，提高半焦?fàn)t集合管自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的品質(zhì)(如圖4所示)°D、在集合管上安裝的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的抗干擾能力要優(yōu)于電動(dòng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)。當(dāng)工地現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)沒(méi)有儀表氣源時(shí)，可采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)(主 要是電磁閥)容易受到現(xiàn)場(chǎng)其他大電流設(shè)備的電磁干擾，為了屏蔽和減少電磁干擾，所以， 除了安裝電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)外，還要配套增加信號(hào)阻尼器。3.所述回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，采用半焦行業(yè)常用的溫度串級(jí)-變比 值控制系統(tǒng)，使回爐的空氣和半焦煤氣按比例完全混合、充分燃燒，從而解決了因回爐空氣 過(guò)剩而造成的半焦煤氣中氧含量超標(biāo)的問(wèn)題。傳統(tǒng)回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，只是在半焦?fàn)t上回爐空氣管道和半焦煤 氣管道安裝溫度檢測(cè)設(shè)備，在控制室內(nèi)實(shí)時(shí)檢測(cè)到溫度，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行溫度對(duì)比，然后 再調(diào)整官道上的調(diào)節(jié)閥，以便達(dá)到比例配合，充分燃燒。本發(fā)明之傳統(tǒng)回爐半焦煤氣和空氣 混合燃燒裝置，其主要的技術(shù)改進(jìn)方案是(1)在回爐空氣管道上、半焦煤氣管道上分別裝有流量測(cè)量元件。當(dāng)工地現(xiàn)場(chǎng)地區(qū) 存在異常的氣象條件時(shí)(如早晚溫差大，冬夏溫差大)，應(yīng)對(duì)流量元件本體信號(hào)增設(shè)溫度及 壓力補(bǔ)償或采用保溫伴熱方式。(2)在該裝置上增設(shè)變比值控制系統(tǒng)，以回爐煤氣為恒定量，正常工作時(shí)根據(jù)煤氣 流量和空氣流量的預(yù)設(shè)比例關(guān)系調(diào)節(jié)回爐空氣流量，當(dāng)半焦?fàn)t內(nèi)溫度變化幅度較大時(shí)，用 干餾段所有溫度點(diǎn)的平均值修正其比例系數(shù)。(3)將原回爐煤氣管道上的調(diào)節(jié)蝶閥改為遠(yuǎn)程手動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(開(kāi)閉)。保留空氣 管道上的調(diào)節(jié)蝶閥，將變比值控制系統(tǒng)應(yīng)用到調(diào)節(jié)閥回路中。(4)在儀表控制器的輸入端及輸出端分別安裝信號(hào)隔離裝置，將系統(tǒng)和外界的干 擾信號(hào)隔離，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置中的智能控制器24，其輸入及輸出端，分別安 裝信號(hào)隔離裝置27。該系統(tǒng)工藝流程是空氣流量和回路煤氣流量，經(jīng)變比值控制系統(tǒng)計(jì)算調(diào)節(jié)后，進(jìn) 入炭化爐。炭化爐產(chǎn)生的荒煤氣進(jìn)入半焦?fàn)t集合管，由集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置將荒煤氣 的壓力調(diào)節(jié)控制在工藝要求的范圍內(nèi)?；拿簹馀c一部分回流半焦煤氣混合進(jìn)入初冷塔，進(jìn) 入初冷塔的混合氣體壓力，由回爐煤氣旁路壓力控制裝置控制，保證進(jìn)入初冷塔的氣體壓 力平穩(wěn)地保持在工藝要求的范圍內(nèi)；經(jīng)過(guò)初冷塔降溫后的荒煤氣，進(jìn)入電捕焦油器，除去煤 氣中的焦油，經(jīng)過(guò)電捕焦油器凈化后的煤氣，進(jìn)入后續(xù)相關(guān)裝置，最終進(jìn)入煤氣鼓風(fēng)機(jī)加壓 送至焦?fàn)t使用或外送至氣柜儲(chǔ)存。其中一部分凈化后的煤氣經(jīng)過(guò)旁路管線返回初冷塔，補(bǔ) 償初冷塔入口處荒煤氣的壓力，使進(jìn)入初冷塔的荒煤氣壓力維持在工藝要求的范圍內(nèi)，保 證初冷塔平穩(wěn)運(yùn)行。本發(fā)明設(shè)置了集氣管壓力調(diào)節(jié)裝置和爐頂進(jìn)料裝置增加集氣管壓力調(diào)節(jié)裝 置——具有自動(dòng)調(diào)節(jié)集合管壓力的功能，較好地解決了原半焦?fàn)t煤氣中氧含量不穩(wěn)定的問(wèn) 題，將荒煤氣中的氧含量控制在安全范圍之內(nèi)，能夠穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確的控制煤氣氧含量滿 足小于2%的要求(生產(chǎn)過(guò)程中基本穩(wěn)定在1. 0% 1. 5% )，并能有效的控制進(jìn)入初冷塔荒 煤氣的壓力保證初冷塔平穩(wěn)安全的運(yùn)行。同時(shí)也減少了半焦煤氣的泄露，減少了對(duì)環(huán)境污 染，并能有效地控制初冷塔荒煤氣的進(jìn)口壓力，該壓力主要采用旁路回流部分煤氣的方式補(bǔ)償進(jìn)入初冷塔，以保證初冷塔平穩(wěn)安全地運(yùn)行；保證了干餾產(chǎn)品的質(zhì)量。增加爐頂進(jìn)料裝 置，是為了進(jìn)一步杜絕空氣竄入爐內(nèi)和集氣管，減少荒煤氣中的含氧量。下面結(jié)合附圖敘述一個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的焦荒煤氣集合管壓力調(diào)節(jié)裝置原理圖；圖2是本發(fā)明的爐頂給料裝置示意圖；圖3是本發(fā)明的溫度串級(jí)-比值調(diào)節(jié)裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
如下圖1顯示本實(shí)施例半焦荒煤氣集合管壓力調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)造，主要有臟煤氣取樣 裝置1、阻尼器2、微差壓變送器3、信號(hào)阻尼器4、智能調(diào)節(jié)控制器5、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6(電動(dòng) 蝶閥)、調(diào)節(jié)閥7、半焦?fàn)t集合管8。其各部分功能及作用如下(1)臟煤氣取樣裝置1的功能分離出荒煤氣介質(zhì)中的雜質(zhì)，同時(shí)又可緩沖壓力。(2)阻尼器2的功能對(duì)取壓點(diǎn)的脈動(dòng)壓力快速平滑取壓，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)。(3)微差壓變送器3的功能將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成r20mA的電流信號(hào)。信號(hào)阻尼器 的功能(4)信號(hào)阻尼器4的功能，用來(lái)濾除信號(hào)中的噪聲和干擾信號(hào)，起平滑信號(hào)作用。 它提供可調(diào)的一階滯后環(huán)節(jié)，用以補(bǔ)償和改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。(5)智能調(diào)節(jié)控制器5的功能，接受微差壓變送器的壙20mA的壓力信號(hào)。根據(jù)預(yù) 先設(shè)定，控制智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，同時(shí)接受智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋的閥位信號(hào)，以補(bǔ)償 閥位偏差。(6)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6 (電動(dòng)蝶閥)的功能，執(zhí)行智能調(diào)節(jié)控制器給出的調(diào)節(jié)信號(hào)，并 將動(dòng)作后的閥位信號(hào)反饋給智能調(diào)節(jié)控制器。(7)調(diào)節(jié)閥7的功能，調(diào)節(jié)閥7屬于自控閥，將信號(hào)輸入后進(jìn)行控制。本實(shí)例中使 用蝶閥與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接連接，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況開(kāi)或者關(guān)，改變流體的流通截 面，以此來(lái)調(diào)節(jié)管路壓力。(8)半焦?fàn)t集合管8的功能，半焦?fàn)t集合管是半焦?fàn)t側(cè)面連接到噴淋塔側(cè)面的管 道。半焦?fàn)t集合管上的壓力是該系統(tǒng)的技術(shù)控制目標(biāo)。半焦?fàn)t集合管的壓力信號(hào)，經(jīng)過(guò)臟煤氣取樣裝置1去污緩沖后，進(jìn)入阻尼器2，阻 尼器2在0. 1秒內(nèi)將此脈動(dòng)壓力快速平滑穩(wěn)壓后，進(jìn)入微差壓變送器3，微差壓變送器3將 管路壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成r20mA的電流信號(hào)后進(jìn)入信號(hào)阻尼器4，通過(guò)信號(hào)阻尼器4濾除掉信 號(hào)中的噪聲和干擾信號(hào)，并將信號(hào)平滑后引入智能調(diào)節(jié)控制器5 ；智能調(diào)節(jié)控制器5將該信 號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)比較分析后，給智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6(即電動(dòng)蝶閥)輸出動(dòng)作信號(hào)，智能型 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6根據(jù)動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥7動(dòng)作，改變流體的流通截面，以此來(lái)調(diào)節(jié)穩(wěn)定半 焦?fàn)t集合管壓力；同時(shí)智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，將動(dòng)作后的閥位信號(hào)反饋給智能調(diào)節(jié)控制 器5，以補(bǔ)償閥位動(dòng)作偏差。該半焦?fàn)t集合管壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程如下
A、鼓風(fēng)機(jī)大回流控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，調(diào)節(jié)器給定值置一 2000Pa，電動(dòng)信號(hào)阻尼器阻尼時(shí)間T置ls，比例 度S置80% 150%，積分時(shí)間1\置20 30s，微分時(shí)間TD置5s，手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置手動(dòng)。手動(dòng)開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥門(mén)，遙控電動(dòng)蝶閥的開(kāi)度，逐漸使蝶閥的開(kāi)度達(dá)到30%，當(dāng) 測(cè)量值等于給定值時(shí)，手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置自動(dòng)，大回流系統(tǒng)投人自動(dòng)運(yùn)行，鑒于蝶閥的開(kāi)度 與流量基本成線性關(guān)系，在半焦?fàn)t正常煤氣產(chǎn)量下，氣動(dòng)蝶閥30%的開(kāi)度，有較大的上下調(diào) 節(jié)余地，當(dāng)半焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量減少時(shí)，蝶閥開(kāi)度自動(dòng)增大，增大回流量，快速穩(wěn)定初冷塔前的 壓力當(dāng)煤氣產(chǎn)量增大時(shí)，蝶閥自動(dòng)關(guān)小，減少回流量，迅速穩(wěn)定初冷塔前的壓力。如此之鼓 風(fēng)機(jī)大回流自動(dòng)調(diào)節(jié)的良好性能，為實(shí)現(xiàn)半焦?fàn)t荒煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)創(chuàng)造了重要條件。B、半焦?fàn)t荒煤氣集合管壓力控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，調(diào)節(jié)器給定值置一 20Pa，電動(dòng)信號(hào)阻尼器阻尼時(shí)間T置3s，比例度 6置100% 200%，積分時(shí)間1\置15 30s，微分時(shí)間TD置5s，手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置手動(dòng)。 同時(shí)對(duì)閥位信號(hào)設(shè)定誤差補(bǔ)償。遙控電動(dòng)蝶閥的開(kāi)度，當(dāng)測(cè)量值等于給定值時(shí)，手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置自動(dòng)運(yùn)行，投入 運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)了半焦?fàn)t荒煤氣集合管壓力0士50Pa的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足了生產(chǎn)的安全運(yùn) 行。圖2顯示本實(shí)施例之爐頂給料裝置的結(jié)構(gòu)，主要有上煤皮帶9、上料倉(cāng)10、過(guò)渡 料倉(cāng)11、下料倉(cāng)12、半焦?fàn)t13、過(guò)渡料倉(cāng)上部電液動(dòng)插板閥14、過(guò)渡料倉(cāng)下部電液動(dòng)插板閥 15、射頻導(dǎo)納物位計(jì)16等部分，組成半焦?fàn)t爐頂給料裝置。其各部分功能及作用如下(1)上煤皮帶9，給爐頂給料裝置提供原料。(2)上料倉(cāng)10，存儲(chǔ)上煤皮帶送來(lái)的原料。(3)過(guò)渡料倉(cāng)11，存儲(chǔ)上料倉(cāng)放入送來(lái)的原料，然后再將原料放入下料倉(cāng)。(4)下料倉(cāng)12，與半焦?fàn)t13連為一體，接收過(guò)渡料倉(cāng)放入的原料入半焦?fàn)t。(5)過(guò)渡料倉(cāng)上部電液動(dòng)插板閥14，控制過(guò)渡料倉(cāng)的進(jìn)料與否。(6)過(guò)渡料倉(cāng)下部電液動(dòng)插板閥15，控制下料倉(cāng)的進(jìn)料與否。(7)射頻導(dǎo)納物位計(jì)16，將測(cè)量來(lái)的各料位信號(hào)送到智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)半焦?fàn)t 密封自動(dòng)給料。過(guò)渡料倉(cāng)11與下料倉(cāng)12的容積相等，這樣可保證在加料過(guò)程中不帶入壓力波動(dòng) 干擾。上料倉(cāng)10的射頻導(dǎo)納物位計(jì)16與輸煤系統(tǒng)連鎖，保證上料倉(cāng)10不能缺煤，也不 能讓煤溢出料倉(cāng)，因此該射頻導(dǎo)納物位計(jì)16設(shè)上下限連鎖報(bào)警。過(guò)渡料倉(cāng)11射頻導(dǎo)納物 位計(jì)16也設(shè)上下限連鎖報(bào)警，當(dāng)處于料位上限時(shí)關(guān)閉過(guò)渡料倉(cāng)上部電液動(dòng)插板閥14，同時(shí) 報(bào)警，即具備給半焦?fàn)t內(nèi)放料條件，當(dāng)處于料位下限時(shí)先關(guān)閉過(guò)渡料倉(cāng)下部的自動(dòng)放料裝 置——電液動(dòng)插板閥15，然后打開(kāi)過(guò)渡料倉(cāng)上部電液動(dòng)插板閥14給過(guò)渡料倉(cāng)內(nèi)放料。由于 爐頂空間限制，下料倉(cāng)射頻導(dǎo)納物位計(jì)僅設(shè)下限連鎖報(bào)警，當(dāng)料位處于下限時(shí)在過(guò)渡料倉(cāng) 上部電液動(dòng)插板閥14關(guān)閉的情況下打開(kāi)過(guò)渡料倉(cāng)下部電液動(dòng)插板閥15給半焦?fàn)t內(nèi)放料， 達(dá)到半焦?fàn)t密封自動(dòng)給料。該給料裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)工作過(guò)程如下先關(guān)閉2號(hào)電動(dòng)閘板閥，然后打開(kāi)1號(hào)電動(dòng)
7閘板閥，給過(guò)渡料倉(cāng)內(nèi)將料放滿，再將1號(hào)電動(dòng)閘板閥關(guān)閉，然后再打開(kāi)2號(hào)電動(dòng)閘板閥給 給半焦?fàn)t內(nèi)放料。該過(guò)程采用智能控制器(本實(shí)例采用小型PLC)控制，所有的順序及連鎖 均在智能控制器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況放料間隔時(shí)間確定為15 20min。圖3顯示本實(shí)施例之溫度串級(jí)_比值調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)造。主要有溫度變送器17、溫度調(diào)節(jié)控制器18、回爐空氣流量計(jì)19、回爐空氣流量變 送器20、回爐煤氣流量計(jì)21、回爐煤氣流量變送器22、除法器23、比值調(diào)節(jié)控制器24、電動(dòng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)26 (電動(dòng)蝶閥)、信號(hào)隔離器27。各部分通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)連接，組成溫度串級(jí)_比 值調(diào)節(jié)裝置。其各部分功能及作用如下溫度變送器17，將熱電偶溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成r20mA的電流信號(hào)。溫度調(diào)節(jié)控制器18，接受溫度變送器的壙20mA的溫度信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制智 能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，調(diào)節(jié)回爐煤氣流量。回爐空氣流量計(jì)19，在線連續(xù)測(cè)量回爐空氣的流量?；貭t空氣流量變送器20，將回爐空氣流量轉(zhuǎn)換成r20mA的電流信號(hào)?；貭t煤氣氣流量計(jì)21，在線連續(xù)測(cè)量回爐煤氣的流量?；貭t煤氣流量變送器22，將回爐煤氣流量轉(zhuǎn)換成r20mA的電流信號(hào)。除法器23，計(jì)算回爐空氣流量和回爐煤氣流量的比例。比值調(diào)節(jié)控制器24，接收除法器計(jì)算出的回爐空氣流量和回爐煤氣流量的比例， 根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，調(diào)節(jié)回爐煤氣流量，保持適當(dāng)?shù)幕貭t空氣流量 和回爐煤氣流量的比例。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)25，執(zhí)行調(diào)節(jié)控制器24的調(diào)節(jié)信號(hào)，并將動(dòng)作后的閥位信號(hào)反饋給 調(diào)節(jié)控制器24.蝶閥26與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接連接26，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況或開(kāi)或關(guān)，改變流 體的流通截面，以此來(lái)調(diào)節(jié)管路介質(zhì)流量。信號(hào)隔離器27的功能隔離系統(tǒng)中的干擾信號(hào)，保護(hù)控制回路，消弱環(huán)境噪聲對(duì) 測(cè)試電路的影響，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。根據(jù)半焦的工藝特點(diǎn)，選擇干餾溫度為主被控參數(shù)，回爐煤氣和回爐空氣的流量 之比為副被控參數(shù)，組成溫度串級(jí)-比值控制。在半焦?fàn)t干餾溫度正常的情況下，通過(guò)比值 控制器控制回路空氣和回爐煤氣的流量比例，保證回爐煤氣在爐內(nèi)充分完全充分燃燒。當(dāng) 干餾溫度收到擾動(dòng)而變化時(shí)，通過(guò)溫度控制器調(diào)節(jié)回爐煤氣的流量進(jìn)行補(bǔ)償。其自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程如下根據(jù)工藝情況，選擇空氣、煤氣流量比值控制回路為副環(huán)，并允許在一定范圍內(nèi)變 化，選擇溫度控制回路為主環(huán)。主調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)，副調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，比值調(diào)節(jié)器給定值K'置1.5，主調(diào)節(jié)器比例度5置60% 100%，積分時(shí)間1\置150 180s，副調(diào)節(jié)器比例度s 30% 50%，置手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)置手動(dòng)。遙控回路空氣管道上的電動(dòng)蝶閥的開(kāi)度，逐漸使回路空氣流量達(dá)到設(shè)定值時(shí)停 止，遙控回路半焦煤氣管道上的電動(dòng)蝶閥的開(kāi)度，逐漸使回路半焦煤氣流量達(dá)到設(shè)定值時(shí) 投入空氣、煤氣流量比值控制回路(副控回路)，運(yùn)行穩(wěn)定后再將溫度控制回路投入(主控 回路)。投入運(yùn)行后，大大減小了剩余空氣的上竄問(wèn)題，同時(shí)也穩(wěn)定了空氣、半焦煤氣在半焦?fàn)t內(nèi)的充分燃燒，穩(wěn)定了半焦?fàn)t的干餾段溫度。該壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)由煤氣隔離器、空氣隔離器、阻尼器、差壓變送器、信號(hào)阻尼器構(gòu)成。煤氣、空氣隔離器的作用是隔離煤氣、空氣壓力中的干擾信號(hào)和雜質(zhì)信號(hào)，維護(hù)信號(hào) 的正常；阻尼器的作用是對(duì)取壓點(diǎn)的脈動(dòng)壓力快速平滑取壓；差壓變送器的作用是將壓 力信號(hào)轉(zhuǎn)換成Γ20πιΑ的電流信號(hào)；信號(hào)阻尼器的作用是用來(lái)濾除信號(hào)中的噪聲和干擾信 號(hào)，起平滑信號(hào)作用，提供可調(diào)的一階滯后環(huán)節(jié)，用以補(bǔ)償和改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
權(quán)利要求
內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，有輸煤系統(tǒng)、初冷塔、電捕焦油器、集合管裝置，輸煤系統(tǒng)位于炭化爐的上方，集氣管裝置一邊接炭化爐的側(cè)面，一邊接初冷塔的側(cè)面，其特征在于該炭化爐的進(jìn)料處有一個(gè)多密封口的給料密封裝置；集合管裝置內(nèi)有集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(8)；炭化爐內(nèi)有回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置；所述給料密封裝置，是帶有過(guò)渡料倉(cāng)的串聯(lián)式給料裝置，該裝置由上料倉(cāng)(10)，過(guò)渡料倉(cāng)(11)和下料倉(cāng)(12)組成，上料倉(cāng)(10)與輸煤系統(tǒng)連接(9)，下料倉(cāng)與半焦?fàn)t(13)連接；在上料倉(cāng)(10)與過(guò)渡料倉(cāng)(11)之間以及過(guò)渡料倉(cāng)(11)與下料倉(cāng)(12)之間，各有一個(gè)自動(dòng)放料裝置(15)；所述集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(8)，其壓力測(cè)量元件的取壓點(diǎn)設(shè)在氨水噴淋前；并有一套臟煤氣或荒煤氣取樣裝置；在該裝置內(nèi)設(shè)有信號(hào)阻尼器(4)；初冷塔前設(shè)有煤氣鼓風(fēng)機(jī)大回流取壓點(diǎn)。所述回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，其回爐半焦煤氣管道上有調(diào)節(jié)閥；該調(diào)節(jié)閥設(shè)有變比值控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于集 合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(8)的壓力允許波動(dòng)范圍為+lOOPiT-lOOPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于過(guò) 渡料倉(cāng)(11)與下料倉(cāng)(12)的容積相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 說(shuō)在上料倉(cāng)(10)與過(guò)渡料倉(cāng)(11)之間以及過(guò)渡料倉(cāng)(11)與下料倉(cāng)(12)之間，各有一個(gè) 自動(dòng)放料裝置(15)，該自動(dòng)放料裝置是電動(dòng)閘板閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于在 各個(gè)料倉(cāng)上各安裝一套物位測(cè)量裝置(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于回 爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置之回爐半焦煤氣管道上的調(diào)節(jié)閥，為遠(yuǎn)程手動(dòng)開(kāi)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 應(yīng)用的變比值控制系統(tǒng)，采用比值調(diào)節(jié)控制器(24)，在其輸入端和輸出端，分別安裝有信號(hào) 隔離裝置(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于在 各個(gè)料倉(cāng)上各安裝一套物位測(cè)量裝置(16)，該裝置是射頻導(dǎo)納物位計(jì)；上料倉(cāng)的射頻導(dǎo)納 物位計(jì)與輸煤系統(tǒng)連鎖，設(shè)上下限連鎖報(bào)警；過(guò)渡料倉(cāng)射頻導(dǎo)納物位計(jì)也設(shè)上下限連鎖報(bào) 警；下料倉(cāng)射頻導(dǎo)納物位計(jì)設(shè)下限連鎖報(bào)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 述集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(8)，在該裝置內(nèi)設(shè)有的信號(hào)阻尼器，其中包括阻尼器和電動(dòng)阻 尼器。
全文摘要
內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，有帶有過(guò)渡料倉(cāng)的串聯(lián)式給料裝置，該裝置有上料倉(cāng)、過(guò)渡料倉(cāng)、和下料倉(cāng)，在上料倉(cāng)與過(guò)渡料倉(cāng)之間以及過(guò)渡料倉(cāng)與下料倉(cāng)之間，各有一個(gè)自動(dòng)放料裝置；有集合管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其取壓點(diǎn)設(shè)在氨水噴淋前，有一套臟煤氣或荒煤氣取樣裝置，設(shè)有信號(hào)阻尼器；初冷塔前設(shè)有煤氣鼓風(fēng)機(jī)大回流取壓點(diǎn)。炭化爐內(nèi)有回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，其回爐半焦煤氣管道上有調(diào)節(jié)閥，采用變比值控制系統(tǒng)。本發(fā)明之荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)集合管壓力的功能，較好地解決了原半焦?fàn)t煤氣中氧含量不穩(wěn)定的問(wèn)題，將荒煤氣中的氧含量控制在安全范圍之內(nèi)——能夠穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確的控制煤氣氧含量滿足小于2％的要求，給安全生產(chǎn)提供了保障，同時(shí)也減少了半焦煤氣的泄露，提高了干餾產(chǎn)品的質(zhì)量。減少了對(duì)環(huán)境污染，保證初冷塔平穩(wěn)安全地運(yùn)行。
文檔編號(hào)C10B27/00GK101824328SQ200910254408
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
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