造氣爐吹風自由排隊

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造氣爐吹風自由排隊

侯子嶺段國光

(安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400 )

1情況介紹

安徽晉煤中能化工股份有限公司1#合成氨系統有22臺固定層造氣爐，2#合成氨系統有11臺固定層造氣爐，每天需消耗幾百噸原料塊煤。為了節能降耗，根據其運行情況，對儀表檢測控制系統和DCS軟件進行了升級，更新了風機控制程序。該工程于2014年8月完成，目前,造氣爐各控制方式達到最佳匹配狀態，各項指標正常。

2立項背景

1#合成氨系統由于造氣爐投入生產的時間關系，分2個控制站，1#～8#爐分布在6#控制站，在1#控制室；9#～22#爐分布在30#控制站，在2#控制室。由于30#站控制的爐子較多、負荷較重，如若30#控制站系統硬件出現故障，對整個合成氨系統的影響比較大。

1#合成氨系統的8臺風機供22臺固定層造氣爐的用風量，分為3組，1#和2#風機供1#～8#爐，信號接在6#控制站內；3#，4#和7#風機供 9#～15#爐，5#，6#和8#風機供16#～22#爐，信號均接在30#控制站內。由于各臺造氣爐與各臺風機不能自由排隊，造成開風機臺數不會因為各臺爐子的檢修或停爐而減少，這樣勢必造成消耗增高，成本降不下來。

2#合成氨系統3臺風機供11臺固定層造氣爐的用風量。1#風機供8#，9#和10#爐，如果1#風機故障，需要其他風機供風，操作人員必須進行手動操作，增加了操作人員工作量。

造氣爐氣化層的溫度隨著氣化反應的進行而下降，隨著爐內氣化層溫度的降低，反應速率也相應降低，蒸汽的用量也應隨之降低。如果蒸汽流量仍然不變，多余的蒸汽會穿過氣化層帶走很多的熱量，不但消耗了本來可以節約的蒸汽，同時也會導致氣化層溫度下降，帶來一系列的負面影響。隨著造氣崗位蒸汽遞減系統的投入運行，使造氣爐蒸汽的消耗有了顯著降低，但運行效果仍不理想。

3改進方案

3.1改進DCS系統的配置

為了保證1#合成氨系統安全穩定運行，改進了DCS系統的配置。根據控制器工作負荷情況，將控制站分成3個，1#～8#爐分布在6#控制站，在1#控制室；9#～15#爐分布在8#控制站，16#～22#爐分布在30#控制站，在2#控制室，各控制站負荷均衡合理。并將3站聯網，2個控制室的操作人員均可對22臺造氣爐工況數據進行監控。

3.2風機自由排隊

為了實現各風機自由排隊、節約電能，特計算了造氣爐的用風量，將風機控制方式更改為：1#，2#和3#風機信號參與6#控制站各造氣爐聯鎖及排隊；3#，4#和5#風機信號參與8#控制站各造氣爐聯鎖及排隊；4#，5#，6#和8#風機信號參與30#控制站各造氣爐聯鎖及排隊。由此也可以看出，1#系統每次至少可以少開2臺風機。

3.2改造風機信號

按DCS安全控制要求，參與聯鎖的測點必須要求硬連接，雖然3個控制站已聯網，由于來自電氣交流接觸器的風機信號只有1路，1路信號只能接入1個控制站。如3#風機信號原接在8#控制站，它既然參與了6#控制站各爐風機排隊及聯鎖，就不能參與8#控制站各爐風機排隊及聯鎖，而來自電氣的風機信號只能接入1個控制站(6#控制站)，導致8#控制站無風機信號點，風機安全聯鎖增加就失去了實際的意義。為此，在程序更改后又對風機信號進行改造。

根據上述情況，把來自電氣風機信號通過并聯方式從一個站卡件端子后引出2根線接入另一個站，但由于浙大中控卡端子閉合回路中輸出有6 V電壓，致使控制站卡件故障報警。后決定把來自電氣設備交流接觸器風機信號用繼電器進行隔離，把繼電器的觸點接入控制站中。

3#風機繼電器應用原理見圖1。

圖1　3#風機繼電器應用原理

繼電器一般各有2對常開和常閉點，為了保證風機信號更安全可靠，繼電器采取雙路供電。來自電氣3#風機閉點信號串接入繼電器的電源火線L中，閉點1接入6#控制站中，閉點3接入8#控制站中。當風機運行時，繼電器失電，原常閉點斷開，保證風機運行時信號和來自電氣風機運行信號一致。不論2#合成氨系統哪臺風機出現故障，每臺風機都能與造氣爐實現自由排隊。

3.4存在問題

由于現場環境差和機械等影響，蒸汽遞減系統初期投運效果并不理想，出現電磁閥卡、行程傳感器固定不牢易損壞等情況。故為行程傳感器加設了連桿機構，并在傳感器的下面增設了活動關節，用于閥門與傳感器探桿之間的連接，避免了閥門動作的力直接作用在傳感器上而造成破壞。為了防止傳感器內部電路進水、腐蝕，在儀表接線口安裝密封接頭，在外部采用塑料薄膜防護，并定期進行清灰維護。此次改造，不僅節省了人力和物力，而且降低了消耗，實現了安全聯鎖，確保了人身和設備安全。

隨著科學技術的不斷發展，復雜控制技術在軟件加硬件共同應用的基礎上一定能實現。該先進技術具有性能高、投資少、安全可靠的優點，可以在其他各個生產裝置上推廣應用，應用前景廣闊。

4改造效果

改進后，33臺造氣爐每天可以少開2臺風機，每臺耗電量440 kW，則每年可節約電能7 392 000 kW·h;控制系統未出現過一次故障，為生產裝置的穩定運行提供了保障。

另外，減少了不可再生的原料煤消耗，提高了原料的利用率，增強了運行的安全性，為人身和設備安全提供了強有力保證。

科技簡訊

收稿日期(2015- 03- 15)