3#4#焦?fàn)t自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)改造實(shí)踐

孫偉慶

摘要：針對(duì)3#4#焦?fàn)t自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，確定了以氮?dú)庾鳛閯?dòng)力，高壓點(diǎn)火器直接點(diǎn)火的改造，通過(guò)模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t自動(dòng)放散點(diǎn)火的穩(wěn)定運(yùn)行，效果良好。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t;放散點(diǎn)火;改造

Abstract：For 3 # 4 # coke oven automatic radiation problems that exist in the ignition system， determine the nitrogen as the power， high voltage ignition direct ignition of transformation， by simulated debugging and commissioning， realize the stable operation of the coke oven automatic tossing in the ignition， the result is good.

Key words：Coke oven;Tossing in the ignition;transform

荒煤氣是在焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的一種可燃性混合氣體，除主要的氫氣、甲烷和一氧化碳成分外，還含有焦油、粗苯、氨、硫化氫和氰化物等物質(zhì)，直接排放會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。為防止集氣管壓力不穩(wěn)定時(shí)，或者鼓風(fēng)機(jī)故障、突然停電、煤氣疏導(dǎo)系統(tǒng)故障而造成荒煤氣放散，現(xiàn)在焦?fàn)t一般設(shè)置自動(dòng)點(diǎn)火裝置，在放散時(shí)將荒煤氣點(diǎn)燃排放，降低對(duì)大氣的污染。但原設(shè)計(jì)的自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)故障率較高，一旦點(diǎn)火不成功，荒煤氣直接放散將給企業(yè)帶來(lái)非常嚴(yán)重的環(huán)保違法處罰。為此，我們對(duì)山鋼股份萊蕪分公司焦化廠3#4#焦?fàn)t自動(dòng)放散系統(tǒng)進(jìn)行了系列改造。

1 存在問(wèn)題

國(guó)內(nèi)焦?fàn)t在設(shè)計(jì)上主要使用凈煤氣點(diǎn)燃荒煤氣，使用低壓蒸汽進(jìn)行消煙和滅火的自動(dòng)放散點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)放散荒煤氣的自動(dòng)點(diǎn)火，但由于故障率較高，使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法點(diǎn)火的狀況。

1.1 設(shè)備故障率高

焦?fàn)t自動(dòng)點(diǎn)火裝置分由高能點(diǎn)火器、引風(fēng)混風(fēng)器、凈煤氣控制系統(tǒng)、蒸汽控制系統(tǒng)、DCS控制柜、放散翻板電機(jī)等組成，其中，高能點(diǎn)火器布置在放散火炬頂端，易被環(huán)境腐蝕，出現(xiàn)無(wú)法點(diǎn)火的問(wèn)題。凈煤氣控制系統(tǒng)中的電動(dòng)球閥在運(yùn)行阻力較大時(shí)易燒毀。

1.2 凈煤氣管道易結(jié)垢或堵塞

在設(shè)計(jì)中，自動(dòng)點(diǎn)火裝置使用的凈煤氣來(lái)自焦?fàn)t加熱用焦?fàn)t煤氣主管道，距離放散管約50米，受凈煤氣中萘和焦油等的影響，凈煤氣管道易出現(xiàn)結(jié)垢或堵塞，需要頻繁使用蒸汽進(jìn)行清掃，一旦出現(xiàn)堵塞，疏通難度較大。

1.3 凈煤氣控制球閥易損壞

在凈煤氣管道中出現(xiàn)焦油或萘沉積后，煤氣管道的控制球閥運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)阻力增加的問(wèn)題，導(dǎo)致球閥執(zhí)行器出現(xiàn)損壞。

1.4 備用電源無(wú)法滿足放散點(diǎn)火系統(tǒng)需要

為保證焦?fàn)t自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，在動(dòng)力系統(tǒng)中增加了UPS備用電源，以保障在停電過(guò)程中自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)能正常運(yùn)行。但由于一組焦?fàn)t有四套放散管，放散翻板電機(jī)功率較大，UPS電源在維持放散翻板電機(jī)運(yùn)行后往往出現(xiàn)饋電，影響了高能點(diǎn)火器的運(yùn)行。在UPS備用電源缺電后，自動(dòng)放散翻板電機(jī)的運(yùn)行也受到一定的影響。

2 改造內(nèi)容

自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)仍然采用DCS系統(tǒng)控制，但其動(dòng)力控制系統(tǒng)、放散點(diǎn)火系統(tǒng)均進(jìn)行了改造，同時(shí)增加了放散管清掃系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放散翻板關(guān)閉后放散管內(nèi)的殘余荒煤氣能及時(shí)排出進(jìn)行燃燒。

2.1 動(dòng)力控制系統(tǒng)改造

由于山鋼股份萊蕪分公司焦化廠氮?dú)鈿庠礊橥獠抗咎峁?，幾乎不受焦化廠電力系統(tǒng)影響，其壓力能穩(wěn)定在0.3MPa以上，故使用0.3MPa的氮?dú)馓娲鷱S內(nèi)電力作為自動(dòng)放散系統(tǒng)的動(dòng)力?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置兩位三通電磁閥、氮?dú)夤苈?、放散翻板控制氣缸，通過(guò)DCS系統(tǒng)根據(jù)集氣管壓力數(shù)據(jù)控制放散系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉。

2.2 放散點(diǎn)火系統(tǒng)改造

去除自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)中的凈煤氣管道、蒸汽管道，在放散火炬頂端設(shè)施高能點(diǎn)火電極，通過(guò)高溫電纜將其與放散管底部的高能激發(fā)器相連。在進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)，DCS系統(tǒng)及輸出模塊控制高能激發(fā)器通過(guò)高溫電纜將高壓電流輸送至點(diǎn)火電極，直接點(diǎn)燃放散的荒煤氣。

2.3 放散管清掃系統(tǒng)改造

在放散管底部位置增加清掃管，清掃管通過(guò)電磁閥與氮?dú)鈿庠催B接，在執(zhí)行放散關(guān)閉動(dòng)作的同時(shí)，電磁閥連通氮?dú)鈿庠磁c清掃管，使用氮?dú)馇鍜叻派⒐?5秒。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)的遠(yuǎn)程和本地操作，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置手動(dòng)閥，通過(guò)開(kāi)閉手動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)的本地操作。具體改造如圖1所示。

3 調(diào)試過(guò)程

3.1 參數(shù)設(shè)置

為保證自動(dòng)放散點(diǎn)火系統(tǒng)能根據(jù)集氣管壓力波動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，設(shè)置了集氣管壓力與放散系統(tǒng)開(kāi)啟、關(guān)閉參數(shù)，具體如表1所示。

3.2 模擬放散點(diǎn)火調(diào)試

①固定集氣管放散翻板后，將氣缸與翻板脫離;②向DCS系統(tǒng)輸入300Pa模擬壓力，一級(jí)放散兩位三通電磁閥開(kāi)啟，氣缸動(dòng)作;③一級(jí)放散管點(diǎn)火電極工作，現(xiàn)場(chǎng)觀察電極產(chǎn)生明顯電弧;④向DCS系統(tǒng)輸入340Pa模擬壓力，二級(jí)放散兩位三通電磁閥開(kāi)啟，氣缸動(dòng)作;⑤二級(jí)放散管點(diǎn)火電極工作，現(xiàn)場(chǎng)觀察電極產(chǎn)生明顯電弧;⑥向DCS系統(tǒng)輸入70Pa模擬壓力，一級(jí)放散兩位三通電磁閥動(dòng)作，氣缸反向動(dòng)作;⑦一級(jí)放散管氮?dú)馇鍜唠姶砰y動(dòng)作，氮?dú)馇鍜?5秒;⑧向DCS系統(tǒng)輸入40Pa模擬壓力，二級(jí)放散兩位三通電磁閥動(dòng)作，氣缸反向動(dòng)作;⑨二級(jí)放散管氮?dú)馇鍜唠姶砰y動(dòng)作，氮?dú)馇鍜?5秒。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

3.3.1 放散點(diǎn)火過(guò)程

在焦?fàn)t檢修時(shí)間，通過(guò)降低集氣管壓力調(diào)節(jié)翻板閥位，使集氣管壓力持續(xù)升高，在集氣管壓力到達(dá)300Pa時(shí)，一級(jí)放散兩位三通電磁閥工作，通過(guò)氮?dú)鈮毫ν苿?dòng)氣缸動(dòng)作，打開(kāi)一級(jí)放散管，荒煤氣在放散管口冒出，此時(shí)點(diǎn)火電極產(chǎn)生電弧，直接點(diǎn)燃放散的荒煤氣?；拿簹夥派⒑?，集氣管壓力降低至230Pa左右，通過(guò)繼續(xù)降低集氣管壓力調(diào)節(jié)翻板閥位，集氣管壓力上升至340Pa，二級(jí)放散管打開(kāi)，荒煤氣被點(diǎn)燃。

3.3.2 關(guān)閉放散過(guò)程

逐步增加集氣管壓力調(diào)節(jié)翻板閥位，集氣管壓力降低至70Pa時(shí)，一級(jí)放散管兩位三通電磁閥工作，反向推動(dòng)氣缸，關(guān)閉一級(jí)放散管。氮?dú)馇鍜唛_(kāi)啟，由放散管口能明顯看到燃燒火焰逐步減小，直至最終熄滅，期間無(wú)荒煤氣直接排放。繼續(xù)開(kāi)啟調(diào)節(jié)翻板閥位后，集氣管壓力降低至40Pa時(shí)，二級(jí)放散管兩位三通電磁閥工作，反向推動(dòng)氣缸，關(guān)閉二級(jí)放散管。氮?dú)馇鍜叻派⒐?5秒，放散點(diǎn)火現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)束。

3.4 注意事項(xiàng)

①在正常生產(chǎn)過(guò)程中，開(kāi)啟放散管會(huì)導(dǎo)致集氣管壓力快速降低，所以，在進(jìn)行放散點(diǎn)火調(diào)試時(shí)，需要提前將集氣管壓力調(diào)整至200Pa以上;②事故狀態(tài)下，隨著鼓風(fēng)機(jī)吸力的恢復(fù)，放散系統(tǒng)需要關(guān)閉，但若設(shè)置的關(guān)閉壓力較低，可能導(dǎo)致集氣管內(nèi)進(jìn)入大量空氣，影響煤氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4 效果

通過(guò)對(duì)3#4#焦?fàn)t自動(dòng)放散系統(tǒng)進(jìn)行改造，焦?fàn)t自動(dòng)放散點(diǎn)火成功率得到極大提高，并且該系統(tǒng)使用外部管網(wǎng)氮?dú)庾鳛閯?dòng)力，避免了廠內(nèi)電力系統(tǒng)故障對(duì)自動(dòng)點(diǎn)火放散系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。