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鼓風機操作數據，分析了焦爐集氣管壓力波動原因，制定和執行合理的操作措施，確保焦爐和后續系統生產正常運行。

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回收一體的焦化企業，主要產品為冶金焦炭、煤焦油、粗苯、硫酸銨等，年設計生產能力為75萬噸焦炭、3萬噸煤焦油、1萬噸粗苯、0.7萬噸硫酸銨，其中焦爐系統和鼓風機系統是焦爐煉焦生產中的重要系統，焦爐集氣管壓力穩定與否，關系到焦爐生產的穩定、荒煤氣的輸送及后續化產回收、硝酸銨等生產系統的穩定。

1　焦化系統工藝流程簡介

煉焦爐的荒煤氣從焦爐逸出，經上升管、橋管進入集氣管，同時用循環氨水噴灑，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：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的影響

實際生產操作中，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回收生產工藝上需要控制好的兩個重要參數。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、化產回收產品質量及收率、能源消耗和環境污染等問題。

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，是整個焦爐和化產回收系統能否在設計工況條件下運行的關鍵參數。黑化集團焦化廠當前主要通過調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波動。由此可見，鼓風機操作和吸壓力調整是保證焦爐集氣管壓力穩定的關鍵。

4　煤氣鼓風機的操作和吸壓力調整

黑化集團焦化廠焦爐建成投產年代較早，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。由于導致焦爐各部壓力變化的影響因素多而且難以克服，各調節回路間又存在較復雜，使集氣管壓力調節成為焦爐生產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波動。

5　集氣管壓力調節及控制

焦爐生產過程中，進行集氣管壓力調節和控制時為避免對正常調節過程造成較大干擾，鼓風機前吸力調節過程以緩慢改變吸力設定值的方式來實現。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波動時，控制和調節過程需按生產實際情況區分如下：

（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調節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調節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調節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，根據鼓風機實際運轉情況，相應適當調節關閉大循環，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，根據鼓風機實際運轉情況，相應調節開啟大循環，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，根據鼓風機實際運轉情況及電流情況，適當開啟大循環，降低機后壓力。

（7）鼓風機停機時，立即停止調節機的運轉，固定調節機翻板，用人工進行調節，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，開動調節機。

結語

集氣管壓力波動大，是由目前煉焦生產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，其壓力隨荒煤氣發生量的變動而變化；同時也受到后續化產回收系統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、器前吸力的調節是保證集氣管壓力穩定的主要手段。通過實踐證明，黑化集團焦化廠經過多年技術摸索，通過對焦爐系統和鼓風機系統的聯合調節，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測設備和自動調節設備的前提下，使運行近60年的陳舊焦爐系統在當前依舊能穩定的運行并滿足安全生產要求，提高了焦爐生產的環保水平和焦炭質量，并有效的延長爐齡，同時也為后續化產回收系統、硝酸銨系統的穩定生產提供了有效的保障。

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