固定床煤氣爐型煤全自動(dòng)加煤控制系統(tǒng)
作者/來源： 日期： 2012-03-16 點(diǎn)擊率：3518
隨著化肥企業(yè)大型化、規(guī)�；⒆詣�(dòng)化水平的提高以及型煤原料的普遍推廣應(yīng)用，撒播式加煤機(jī)和自動(dòng)檢測(cè)碳層及給煤量智能調(diào)節(jié)控制技術(shù)以其適應(yīng)性強(qiáng)、炭層高度便于調(diào)節(jié)、氣化阻力小以及顯著的節(jié)能降耗效果，已被越來越多廠家所采用，逐漸替代了傳統(tǒng)的ZL型加煤機(jī)和人工手動(dòng)加煤形式。還有部分廠家雖然使用了撒播式加煤機(jī)，但是仍然采用手動(dòng)測(cè)量炭層、人工調(diào)節(jié)給煤時(shí)間的方式來控制炭層，該測(cè)量調(diào)控方式很容易因人為因素（如測(cè)量不及時(shí)、讀數(shù)不準(zhǔn)確、誤報(bào)等）造成炭層及爐況波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致爐況長(zhǎng)周期不能穩(wěn)定，消耗上升，嚴(yán)重影響全廠經(jīng)濟(jì)效益。因此實(shí)現(xiàn)造氣爐全自動(dòng)加煤技術(shù)對(duì)于穩(wěn)定造氣爐炭層，穩(wěn)定爐況、節(jié)能降耗，具有非常重要的意義。
下面就我公司型煤專用加煤機(jī)、炭層高度自動(dòng)檢測(cè)裝置、加煤機(jī)智能控制器及加煤機(jī)DCS智能控制系統(tǒng)技術(shù)分別作一介紹。
1、關(guān)于造氣爐型煤專用加煤機(jī)
造氣爐型煤專用加煤機(jī)是專門用于碳化煤球、腐殖酸煤球及腐殖酸煤棒為原料的造氣爐專用自動(dòng)加煤設(shè)備。型煤原料一般自然晾干的水分在10-13%之間，而烘干后水分在3-8%之間。型煤專用加煤機(jī)應(yīng)能滿足不同水分和不同的原料煤能夠順利加入造氣爐的條件。
型煤專用加煤機(jī)由插板閥、小布料（座板閥或圓盤閥）、大布料和容煤桶等主要部件組成。
插板閥：該閥的作用是控制給料量的大小，故此閥要求閥門動(dòng)作靈活、不能因?yàn)樾兔好悍鄱喽辰娱y板，閥板動(dòng)作時(shí)也不應(yīng)向外帶煤粉和產(chǎn)生漏氣。針對(duì)這些特點(diǎn)我公司新推出型煤專用插板閥及全封閉插板閥，使用效果非常滿意。
小布料閥（圓盤閥）：現(xiàn)有小布料閥和圓盤閥兩種結(jié)構(gòu)形式，此閥與大布料配合，實(shí)現(xiàn)二次密封作用。小布料閥較圓盤閥結(jié)構(gòu)安裝高度距離相對(duì)要高，要求該閥的密封面不能粘接煤粉、密封性能好、油缸與閥桿連接可靠、檢修維護(hù)方便；針對(duì)舊廠房造氣爐加煤機(jī)的改造，我公司推出了型煤專用圓盤閥，解決了常規(guī)型圓盤閥密封面粘接、漏氣、堵料等問題，徹底杜絕了同行業(yè)困惑多年的圓盤閥外泄漏問題，同時(shí)還可做到三年內(nèi)不用更換備件。
容煤桶及大布料閥：儲(chǔ)存一個(gè)循環(huán)的原料煤及向造氣爐膛內(nèi)布煤型煤加煤機(jī)不同于塊煤加煤機(jī)，除應(yīng)能夠動(dòng)作靈活外，運(yùn)行中還得避免密封面泄漏、粘結(jié)掛壁以及布料不勻等現(xiàn)象，針對(duì)型煤的特點(diǎn)，我們對(duì)加煤機(jī)相關(guān)閥門的密封面都做了特殊設(shè)計(jì)；加煤機(jī)布料閥有上開式和下開式兩種，以適滿足不同煤種、不同水分的需要；容煤筒入料口設(shè)計(jì)為可調(diào)襯板結(jié)構(gòu)，可自由調(diào)節(jié)入料口襯板角度，使入爐煤達(dá)到理想的分布狀態(tài)；在容煤筒、布料座內(nèi)壁及布料頭外罩部位加襯304不銹鋼板，減少粘結(jié)掛壁現(xiàn)象發(fā)生；人孔為快開門結(jié)構(gòu)，方便檢修和清理積灰等。一臺(tái)質(zhì)量達(dá)標(biāo)的加煤機(jī)，應(yīng)能確保2年內(nèi)不產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。
2、造氣爐炭層高度自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置
炭層高度自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)造氣爐膛內(nèi)空程高度的及時(shí)檢測(cè)，對(duì)操作人員及控制系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)給煤量的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2.1 該裝置機(jī)械部分采用油壓缸驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定；鏈條齒輪傳動(dòng)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確；探測(cè)桿采用304不銹鋼高精度冷拔圓鋼，經(jīng)久耐用、不腐蝕；密封部位采用不銹鋼錐形閥及耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)，做到探測(cè)及靜止時(shí)均不漏氣。
2.2 電氣部分通過高性能計(jì)數(shù)器，將探桿運(yùn)動(dòng)的直線距離轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)開關(guān)信號(hào)傳輸至顯示儀表，將測(cè)量數(shù)據(jù)以數(shù)字形式顯示并轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號(hào)輸出。
3、造氣爐加煤機(jī)智能控制器
造氣爐加煤機(jī)智能控制器以炭層高度自動(dòng)檢測(cè)裝置測(cè)得的爐內(nèi)實(shí)際空程為依據(jù)，結(jié)合造氣爐工藝要求的設(shè)定空程進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行加煤量的自動(dòng)增/減調(diào)節(jié)，使?fàn)t內(nèi)炭層恒定控制在設(shè)定區(qū)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)造氣爐自動(dòng)加煤機(jī)真正的全自動(dòng)加煤功能。
3.1 基本功能：具有全自動(dòng)（固定炭層）、半自動(dòng)、人工補(bǔ)料、手動(dòng)探焦，強(qiáng)制校驗(yàn)等模式控制功能。其本參數(shù)：大布料閥打開時(shí)間、小布料閥（圓盤閥）延時(shí)時(shí)間、插板閥的最大/最小給煤時(shí)間（插板閥給料時(shí)間調(diào)節(jié)精度為0.1S）等，所有參數(shù)在線可調(diào)，同時(shí)，與造氣爐控制裝置運(yùn)行階段動(dòng)作同步。
3.2 全自動(dòng)（固定炭層）模式：設(shè)定工藝要求的空程高度、探焦檢測(cè)頻率、插板閥給料基準(zhǔn)時(shí)間。
在正常運(yùn)行條件下，設(shè)定每4個(gè)循環(huán)（可調(diào)節(jié)）布料完成后，探焦器自動(dòng)檢測(cè)一次爐內(nèi)空程高度，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果與工藝設(shè)定空程高度作比較，計(jì)算出下一循環(huán)給煤時(shí)間的補(bǔ)償值，與插板閥基準(zhǔn)給料時(shí)間疊加，即為下四個(gè)循環(huán)插板閥實(shí)際開啟給料時(shí)間。隨后在每個(gè)循環(huán)的設(shè)定階段控制加煤機(jī)各閥門動(dòng)作，完成一次加煤過程。當(dāng)發(fā)現(xiàn)炭層高度波動(dòng)量較大后，即改為每?jī)蓚�(gè)循環(huán)檢測(cè)炭層一次；當(dāng)相鄰的兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果超過40cm時(shí)，重復(fù)進(jìn)行一次炭層檢測(cè)。當(dāng)（實(shí)際空程高度）－（設(shè)定空程高度）≥30cm時(shí)，下一個(gè)循環(huán)加煤量按每個(gè)循環(huán)最大加煤量執(zhí)行。如發(fā)現(xiàn)自動(dòng)探焦器動(dòng)作失靈，系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)入‘半自動(dòng)’加煤模式并顯示探焦裝置ERR（故障）報(bào)警，改由人工調(diào)節(jié)插板閥給料時(shí)間，待到探焦器故障排除后再轉(zhuǎn)回全自動(dòng)（固定炭層）模式操作。
3.3 半自動(dòng)模式：設(shè)定每個(gè)循環(huán)插板閥給料時(shí)間。
控制器工作在‘半自動(dòng)’模式時(shí)，按照操作人員設(shè)定的給料時(shí)間，在每個(gè)循環(huán)的設(shè)定階段控制加煤機(jī)各閥門動(dòng)作，完成一次加煤過程。插板閥給料時(shí)間由操作人員設(shè)定（調(diào)節(jié)精度為0.1S）。
3.4 校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?br />
如當(dāng)前給料時(shí)間與插板閥基準(zhǔn)給料時(shí)間始終出現(xiàn)較大偏差，或由于工藝操作條件及煤種變更，固炭模式運(yùn)行效果不理想時(shí)，可啟動(dòng)‘校驗(yàn)’程序，對(duì)當(dāng)前給煤時(shí)間進(jìn)行一次強(qiáng)制校驗(yàn)；此時(shí)，控制器根據(jù)當(dāng)前10次加煤時(shí)間與空程高度偏差量對(duì)插板閥給料時(shí)間基準(zhǔn)值進(jìn)行修正，并作為‘固炭’模式下插板閥給料新的基準(zhǔn)時(shí)間設(shè)定參數(shù)。
3.5 補(bǔ)料模式：設(shè)定每次補(bǔ)料操作的插板閥給料時(shí)間。
如爐況不正�；蚣毙枰斯ぱa(bǔ)料時(shí)，啟動(dòng)‘補(bǔ)料’操作，控制器按照補(bǔ)料模式設(shè)定的給料時(shí)間，自動(dòng)對(duì)造氣爐進(jìn)行一次加煤操作。
3.6 布料階段及控制模式：為了適應(yīng)不同原料煤及工藝操作對(duì)加煤階段的要求，給煤、布料及探測(cè)炭層設(shè)置了下列3種控制模式：
a、吹風(fēng)給煤，下吹布料，下吹探焦；
b、吹風(fēng)給煤，吹風(fēng)布料，下吹探焦；
c、下吹給煤，吹風(fēng)布料，吹風(fēng)探焦；
以腐殖酸煤棒原料為例，如果布料選擇在下吹階段，會(huì)造成下吹時(shí)爐頂蒸汽進(jìn)入容煤桶內(nèi)形成冷凝水，由于煤棒中也含有一定量的煤粉，隨著原料煤在加煤機(jī)容煤桶內(nèi)的停留，煤粉與冷凝水的接觸形成煤泥，繼而形成嚴(yán)重的粘結(jié)掛壁現(xiàn)象，如不能及時(shí)清理，會(huì)導(dǎo)致布料閥大量漏氣，隨之加煤機(jī)會(huì)因下料卡阻而無法運(yùn)行；故應(yīng)選擇在吹風(fēng)階段給料、吹風(fēng)階段布料，探測(cè)應(yīng)選擇在下吹階段最為適合，這樣一是能夠避免蒸汽進(jìn)入容煤桶內(nèi)，而是盡量縮短煤棒在容煤桶的停留時(shí)間，二是減少吹風(fēng)階段氣流對(duì)探桿數(shù)據(jù)的影響。
4、造氣爐給煤量調(diào)節(jié)DCS系統(tǒng)
隨著各化肥廠家造氣爐群數(shù)量的增加，采用顯示、智能控制器分立單元儀表占用空間較大，不便于集中管理，再加上個(gè)別造氣爐DCS制作廠家的不配合，炭層高度自動(dòng)記錄只能另外配置記錄儀，這樣下來系統(tǒng)顯然有些零散，而采用智能加煤DCS系統(tǒng)就可以把零散的控制儀表集中起來，優(yōu)勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)出來。
由我公司自主開發(fā)生產(chǎn)的智能加煤DCS系統(tǒng)（CJ/SSC系統(tǒng)）先后在福建三明化工、晉豐煤化工、江蘇雙多化工、山東瑞星化工、河南心連心化肥三分廠、金石化肥等廠家安裝投運(yùn)。既實(shí)現(xiàn)了造氣爐炭層高度的自動(dòng)測(cè)量及給煤量自動(dòng)調(diào)節(jié)，又增加了空程高度、加煤時(shí)間在線顯示、記錄、報(bào)警，歷史數(shù)據(jù)查詢等功能，為造氣爐操作提供了更加科學(xué)的管理及參考依據(jù)。
CJ/SSC系統(tǒng)在原有控制理念基礎(chǔ)上加設(shè)了智能校驗(yàn)功能，即系統(tǒng)每過一段時(shí)間將對(duì)當(dāng)前控制效果進(jìn)行判斷，如果控制空程偏離設(shè)定值較大值，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)校驗(yàn)功能，校正給料基準(zhǔn)時(shí)間，以達(dá)到更好的恒定炭層的目的。
CJ/SSC系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，由電源、控制卡件、輸入/輸出、柜體五部分組成：
控制卡件有：SC-S主卡、SK-J加煤卡、SK-T探焦卡、SL-4電流卡。
