焦爐煤氣鼓風機吸力控制系統改造

【摘 要】安鋼焦化廠現有7米焦爐2座，配有3臺鼓風機，由于2座焦爐共用1套鼓冷系統，是典型的具有正負耦合關系的可變量耦合系統，給集氣管壓力的穩定控制增加了難度。而后序風機房大循環閥門為手動調節，其調節的滯后性難以滿足生產工藝需要，因此，我廠決定對鼓冷工序進行控制系統改造。針對初冷器前吸力不穩定，提出了對煤氣鼓風機大循環手動調節閥的改造方案并實施，實現初冷器前吸力穩定，滿足焦爐和化產工序生產需要，最終實現降低勞動強度，改善生產環境的目的。

【關鍵詞】煤氣鼓風機 調節閥 PID調節

1改造背景

在焦炭生產過程中，會產生大量的荒煤氣，荒煤氣由集氣管收集，通過輸氣管網由鼓風機送往后續工段處理。由于產氣量隨結焦時間而變化，集氣管中的壓力不斷改變，特別是在炭化室內出焦、裝煤時會造成對集氣管壓力的大幅度波動。當爐體內操作形成負壓時，空氣就會從爐門、爐蓋等處進入爐體，導致焦炭燃燒、灰分增加、焦炭質量下降。進入的空氣還會同爐體建筑材料發生化學反應，導致爐體剝蝕，縮短爐體使用壽命。空氣還會促使荒煤氣燃燒，使煤氣系統溫度增高，從而加重了冷卻系統的負擔，產生不必要的能源消耗。當爐體內的壓力過高時，荒煤氣將會從爐門、爐蓋等處冒出，一方面造成“跑煙冒火”，污染環境；另一方面降低了荒煤氣的回收率，造成能源的浪費。因此，為了實現集氣管壓力穩定，必須實現煤氣風機前吸力穩定，配合集氣管壓力自動調節，最終實現集氣管壓力穩定。

因此，結合我廠情況，把風機大循環閥門，由手動調節改為自動PID調節。

2改造方案

改造前，煤氣鼓風機吸力由人工調節，如圖1所示。

圖1煤氣風機機前吸力控制圖

改造后，煤氣鼓風機吸力由調節閥自動調節，如圖2所示。

圖2煤氣風機機前吸力控制圖

圖2可以看出，旁通閥由手動改為自動調節，其開度由變送器P3反饋直接控制。

3運行效果分析

由于控制信號為煤氣風機前壓力變送器實時給定，改造后的機前吸力穩定，采用PID參數調節方式，通過邏輯判斷讓初冷器前吸力處于不同狀況下使用不同的PID參數調節。由于我們采用的工控軟件編程功能非常靈活，因此，根據焦爐和機后壓力波動曲線，設定一定的邏輯判斷參數，讓微機通過壓力變化情況來識別季后壓力變化和焦爐操作的各個過程，并自動采用不同的PID參數進行控制。經過調試，使初冷器前壓力達到了如圖3所示的控制效果。

圖3初冷器前吸力運行趨勢圖

如圖所示，初冷器前吸力目標值為-2800Pa，實際運行區間大多數在其±200Pa，只有極少數時間波動稍大，完全滿足工藝要求。

通過改造，實現了以下目標：

（1）改造前，手動調節大循環閥門平均每小時3次，目前為自動調節，無需人工操作，大大降低了職工勞動強度。（2）改造后，初冷器前吸力穩定，為焦爐和化產工序穩定生產提供了保證。（3）改造環保效果顯著，基本杜絕了焦爐冒煙冒火現象，具有很好的推廣價值。

4結語

通過煤氣鼓風機大循環自動調節閥改造，我們達到了降低職工勞動強度，提高風機初冷器前吸力穩定性的目的，且改造成本低，效果顯著，為行業內類似改造提供了參考。

作者簡介：陳建華，電氣工程師，柘城縣工業信息化和科技局。