焦爐集氣管壓力控制的操作分析

沈　敏（黑化集團公司焦化廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

焦爐集氣管壓力控制的操作分析

沈敏
（黑化集團公司焦化廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

摘要：本文介紹了黑化集團焦化廠工藝流程及D800鼓風機操作數(shù)據(jù)，分析了焦爐集氣管壓力波動原因，制定和執(zhí)行合理的操作措施，確保焦爐和后續(xù)系統(tǒng)生產(chǎn)正常運行。

關鍵詞：焦爐；集氣管壓力；鼓風機；機前吸力

黑化集團公司焦化廠是焦爐煉焦及化產(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，年設計生產(chǎn)能力為75萬噸焦炭、3萬噸煤焦油、1萬噸粗苯、0.7萬噸硫酸銨，其中焦爐系統(tǒng)和鼓風機系統(tǒng)是焦爐煉焦生產(chǎn)中的重要系統(tǒng)，焦爐集氣管壓力穩(wěn)定與否，關系到焦爐生產(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)工藝流程簡介

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

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

煤氣管道及鼓風機中被分離及沉積下來的冷凝液經(jīng)水封槽流入冷凝液中間槽，再送至機械化氨水澄清槽，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，泵送回焦爐集氣管作為冷卻煤氣之用，因而氨水形成一個循環(huán)：集氣管→氣液分離器→機械化氨水澄清槽→氨水中間槽→氨水泵→集氣管。

2　集氣管壓力對焦爐生產(chǎn)的影響

實際生產(chǎn)操作中，集氣管中的壓力不斷改變，特別是在焦爐裝煤時，會造成集氣管壓力大幅波動。集氣管壓力過低時，空氣會進入爐體，導致焦炭燃燒，降低煤氣質量，如果大量空氣吸人到炭化室及荒煤氣中，甚至會引起生產(chǎn)事故；當壓力過高時，荒煤氣將會從爐門、爐蓋等處冒出，一方面可能燒毀爐門鐵件，另一方面降低了荒煤氣的回收率。壓力波動過大，還會對焦爐除塵系統(tǒng)造成不利影響。焦爐集氣管壓力、鼓風機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重要參數(shù)。其中焦爐集氣管各部位壓力值的確定，直接關系到焦爐的溫度控制、爐體壽命、焦炭的質量、化產(chǎn)回收產(chǎn)品質量及收率、能源消耗和環(huán)境污染等問題。

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范圍是在根據(jù)煉焦工藝的理論計算之上，結合焦爐實時加煤量和生成荒煤氣量情況來確定和調(diào)整的，鼓風機前吸力則是影響集氣管壓力的主要因素，是整個焦爐和化產(chǎn)回收系統(tǒng)能否在設計工況條件下運行的關鍵參數(shù)。黑化集團焦化廠當前主要通過調(diào)整鼓風機機前吸力大小來控制當前3座焦爐集氣管壓力的大小，并通過調(diào)整各座焦爐上升管煤氣翻板開度來均衡氣量、分配吸力使每座焦爐的集氣管壓力在允許范圍內(nèi)波動。由此可見，鼓風機操作和吸壓力調(diào)整是保證焦爐集氣管壓力穩(wěn)定的關鍵。

4　煤氣鼓風機的操作和吸壓力調(diào)整

黑化集團焦化廠焦爐建成投產(chǎn)年代較早，所用的煤氣鼓風機（D800）型號較老，此種型號鼓風機已較少應用在新建焦爐系統(tǒng)。由于導致焦爐各部壓力變化的影響因素多而且難以克服，各調(diào)節(jié)回路間又存在較復雜，使集氣管壓力調(diào)節(jié)成為焦爐生產(chǎn)控制中的一個技術操作難題。針對這種典型的工況復雜操作，實際生產(chǎn)中，黑化集團的工程技術人員摸索出了一套行之有效的操作方法，較好的控制了焦爐集氣管壓力在工藝允許的范圍內(nèi)波動。

5　集氣管壓力調(diào)節(jié)及控制

焦爐生產(chǎn)過程中，進行集氣管壓力調(diào)節(jié)和控制時為避免對正常調(diào)節(jié)過程造成較大干擾，鼓風機前吸力調(diào)節(jié)過程以緩慢改變吸力設定值的方式來實現(xiàn)。在黑化集團焦化廠，75萬噸焦爐集氣管壓力控制工藝指標要求為100Pa±20Pa，在焦爐集氣管壓力出現(xiàn)波動時，控制和調(diào)節(jié)過程需按生產(chǎn)實際情況區(qū)分如下：

（1）集氣管壓力降低，鼓風機吸力增大，煤氣量減少的情況下，可以適當開啟煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)或適當關小鼓風機煤氣入口閥門，并關注鼓風機電流情況。

（2）集氣管壓力增大，鼓風機吸力降低，煤氣量增大的情況下，可以適當關閉煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)或適當開大鼓風機煤氣入口閥門，并關注鼓風機電流情況。

（3）若初冷器阻力增加，初冷器或煤氣管道有堵塞現(xiàn)象，導致集氣管壓力增大，鼓風機吸力減小，此時應適當關煤氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥或開大鼓風機入口閥門進行處理，同時準備清掃堵塞的初冷器，并關注鼓風機電流情況。

（4）若焦爐煤氣量增大，初冷器阻力增加，機前吸力減少，應加大機前吸力，根據(jù)鼓風機實際運轉情況，相應適當調(diào)節(jié)關閉大循環(huán)，或開煤氣入口門，并關注鼓風機電流情況。

（5）若焦爐煤氣量減少，初冷器阻力減小，機前吸力增大，應降低機前吸力，根據(jù)鼓風機實際運轉情況，相應調(diào)節(jié)開啟大循環(huán)，或關煤氣入口門，并關注鼓風機電流情況。

（6）若機后壓力增大、機前吸力減少、初冷器阻力正常且粗苯終冷塔阻力增大的情況下，應通知粗苯崗位清掃終冷塔及煤氣管道，根據(jù)鼓風機實際運轉情況及電流情況，適當開啟大循環(huán)，降低機后壓力。

（7）鼓風機停機時，立即停止調(diào)節(jié)機的運轉，固定調(diào)節(jié)機翻板，用人工進行調(diào)節(jié)，保持集氣管壓力比平常大20Pa~40Pa。如壓力仍高時，打開新裝煤的上升管蓋。鼓風機啟機時，關閉上升管蓋，打開翻板，關閉放散管。集氣管壓力恢復正常時，開動調(diào)節(jié)機。

結語

集氣管壓力波動大，是由目前煉焦生產(chǎn)間歇操作的特點造成的，每個炭化室從裝煤到推焦的整個結焦過程中，其壓力隨荒煤氣發(fā)生量的變動而變化；同時也受到后續(xù)化產(chǎn)回收系統(tǒng)煤氣通過阻力的影響，因此，鼓風機的操作和機前吸力、機后壓力、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。通過實踐證明，黑化集團焦化廠經(jīng)過多年技術摸索，通過對焦爐系統(tǒng)和鼓風機系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)節(jié)，較好的解決了焦爐集氣管壓力波動較大的問題，在不需要增加昂貴的監(jiān)測設備和自動調(diào)節(jié)設備的前提下，使運行近60年的陳舊焦爐系統(tǒng)在當前依舊能穩(wěn)定的運行并滿足安全生產(chǎn)要求，提高了焦爐生產(chǎn)的環(huán)保水平和焦炭質量，并有效的延長爐齡，同時也為后續(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

[1]潘海鵬.焦爐集氣管壓力綜合控制算法研究與應用[J].控制工程，2003，10（06）：529-531.

中圖分類號：TQ520.5

文獻標識碼：A