焦?fàn)t自動測溫系統(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）

焦?fàn)t自動測溫系統(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)紅外自動測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測量焦?fàn)t立火道的溫度，并根據(jù)溫度變化趨勢，瞬時調(diào)節(jié)暫停加熱時間，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自動測溫、自動火落判斷與加熱優(yōu)化判斷技術(shù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)焦?fàn)t溫度全自動控制，使焦?fàn)t全自動加熱過程控制、立火道溫度直接測量、各炭化室工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，提高了測溫的準(zhǔn)確性，改善工人的操作環(huán)境。

自動測溫 自動控制 實時監(jiān)測 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立火道溫度的測量方式采用傳統(tǒng)的人工測溫，在測溫時調(diào)火工用手?jǐn)y式紅外溫度儀瞄準(zhǔn)立火道底部，測量鼻梁磚表面溫度，由于人工測量受測溫點、受測溫時間、測溫地點、測溫人員的熟練程度以及外部氣候條件等因素的影響，測量誤差很大。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量點，測量點的偏差對測量結(jié)果有很大影響，測量點的偏移對溫度的影響也非常大。直行溫度的測定時間是規(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，如測溫時裝煤、推焦操作影響無法準(zhǔn)時測溫，提前或推遲1分鐘，往往會引起4～6℃的測量誤差，為此陜焦公司引進(jìn)立火道溫度自動測量裝置，使焦?fàn)t全自動加熱過程控制、立火道溫度直接測量、各炭化室工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，提高了測溫的準(zhǔn)確性，改善工人的操作環(huán)境，焦?fàn)t自動測溫控制系統(tǒng)程序與DCS儀表自動控制系統(tǒng)的對接，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燃燒室內(nèi)廢氣成分的分析控制參數(shù)，通過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　立火道溫度自動測量裝置組成

立火道溫度自動測溫系統(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，經(jīng)過光纖傳送到儀表的探測器上，再通過前置放大器、校正、線性化、峰值/瞬時值、V/I模塊程序轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號，輸入到計算機(jī)控制顯示，儀表安裝在焦?fàn)t臺上的儀表箱內(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，通過目測瞄準(zhǔn)對準(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，長期工作溫度可達(dá)250℃以上，短期（四個小時內(nèi)）工作溫度可達(dá)500攝℃，而小爐蓋的最高溫度不超過200℃。

②煙塵對光學(xué)鏡頭的影響較大，鏡頭被污染后，減少了通光強(qiáng)度，直接影響測溫精度，必須采用防塵系統(tǒng)克服這一問題。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120℃。

③爐頂人工操作頻繁，裝煤、涼爐過程中經(jīng)常有高溫火焰，在光學(xué)鏡頭的外面加上一個防護(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　測量點與安裝位置的選擇

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

4　系統(tǒng)的維護(hù)、校驗、管線及抗干擾設(shè)計

為防止光學(xué)鏡頭長時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，不存在老化問題，不需要對其進(jìn)行校驗，在安裝過程中，信號線均采用屏蔽線，線槽、動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。

自動測溫系統(tǒng)在安裝和調(diào)試的同時對參數(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分煙道吸力的對應(yīng)關(guān)系，通過回爐煤氣流量與空氣流量數(shù)據(jù)比對，建立了回爐煤氣與壓力對燃燒室溫度影響，將上升管荒煤氣溫度與燃燒室溫度相聯(lián)系，對各個參數(shù)進(jìn)行比對，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；實時監(jiān)測焦餅溫度，提高縱向和橫排加熱均勻性，通過對煉焦指數(shù)的觀察，可實時檢測高溫、低溫爐號，避免生焦、過火焦；并進(jìn)一步對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)和效果。

5　結(jié)語

陜焦化焦?fàn)t立火道自動測溫、自動火落判斷與加熱優(yōu)化判斷技術(shù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)焦?fàn)t溫度全自動控制，減少測溫工作量，減少操作人員職業(yè)危害，實現(xiàn)焦?fàn)t熱工的精細(xì)化操作的同時降低噸焦耗熱量，優(yōu)化控制加熱，實時監(jiān)控高溫、低溫、異常爐號以及加熱生產(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，對陜焦公司建設(shè)環(huán)保型企業(yè)具有重要意義。