浅谈焦炉集气管压力控制

一、集气管压力控制的重要性。     

我公司集气管压力定为120Pa，要求控制波动范围为±20Pa。

集气管压力过高，会引起炭化室内压力过大，造成炉门冒烟冒火，污染环境，影响化产回收。

   集气管压力过低，会导致炭化室产生负压，一方面会造成炭化室与燃烧室之间的串漏，影响焦炉寿命。另一方面，使焦炭灰分增高，化产品回收率和煤气热值降低，还会使荒煤气燃烧而温度升高，增加后续煤气冷却系统压力。

   影响集气管压力的主要因素有：装煤操作、换向、开启高压氨水清理作业等。

二、压力控制系统设备概述。

1、控制系统。

 炼焦中控、风机中控、化产中控、备煤中控、循环水、筛焦等，均使用和利时DCS和PLC系统。集气管压力调节、高压氨水控制设在风机中控。

2、集气管压力调节设备。

 沈鼓鼓风机两台，配套1120kw 10kv电机两台，东方日历高压变频器两台。

无锡工装大循环气动调节阀一台。

每个集气管均安装两台EJA120微差压变送器，一台备用，信号同时送入DCS。一方面方便实时判断压力信号是否准确，另一方面可通过常用、备用自动切换提高信号采集可靠性以及实现无干扰维护校验变送器。

集气管使用进口罗托克电动执行器。

高压氨水泵两台，配套上海和平变频器，正常装煤高压氨水压力最高可升至3.7MPa。

三、控制方式。

1、鼓风机保护与电机定子三相线圈温度、电机轴承温度、风机轴瓦温度、轴位移、油站供油压力等连锁。转速可与煤气量、风机前吸力、集气管压力连锁，实现自动调速。

 同时采集高压氨水流量信号实现装煤补偿提速、采集换向信号实现换向补偿提速，也可根据实际煤气量选择不投入补偿或改变补偿幅度。

 由于风机转速的改变对集气管压力的影响非常明显，DCS调节灵敏度要降低。

 根据我们实际工况，生产中风机转速一般采用手动控制，并投入装煤补偿、换向补偿以及机前吸力超限补偿。

2、大循环执行器自动控制可选择与集气管平均压力或者初冷器前吸力连锁。平时调整风机转速使大循环开度有一定调节余量。由于执行器的调节精度高、反应快，在煤气量没有大的改变的情况下，完全可以替代风机调速。

  不装煤时，集气管压力波动不大，两边集气管压力的波动基本上是同时上升或下降，这时我们选择与两边集气管压力平均值连锁，实现及时准确的调节，同时可以减少集气管电动执行机构的频繁动作，有利于延长执行器寿命。

  装煤时，由于风机会提速，有时会出装煤侧集气管压力为正差上升而非装煤侧出现负差下降的现象，这时通过编程实现装煤时自动转换为大循环与初冷器前吸力连锁，保证初冷器前吸力不超高。

3、集气管执行器自动控制与各自集气管压力连锁。同时设有装煤补偿、关炉门补偿，与风机装煤补偿和高压氨水分时段压力控制统称为“模糊控制”。

4、出于节能考虑，不装煤期间，控制系统会自动缓稳增加集气管执行器开度、减小大循环开度、降低风机转速减小机前吸力。

5、由于集气管压力为微压需要高精度调节，而且很容易受到干扰，为了避免出现控制过调引起震荡现象，集气管执行器和大循环执行器的控制程序中，对PID的比例、积分、微分参数采用分时段改变给定值。通过程序采样对压力变化趋势进行实时判断，将压力趋势分为正差上升、正差下降、负差下降、负差上升四个阶段。正差下降和负差上升阶段要求控制灵敏度要降低，正差上升和负差下降阶段要求灵敏度要高。另外对正差上升和负差下降还设有临界点，当压力达到临界点后，会直接给定一个合适的比例、积分参数，保证迅速调节。

6、高压氨水压力控制分为低压、高压、中压分时段控制，高压压力、中压压力、低压压力、高压保持时间、压力上升下降速度等参数可根据生产需要调整，原则是保证装煤不冒烟的同时尽量避免因过多空气吸入而导致的氧含量超高。

  装煤时高压氨水压力过高，一方面会加剧干扰集气管压力，影响调节效果；另一方面会吸入过量煤粉和空气，导致电捕频繁过氧保护停机，日积月累，会危及后续工段正常生产尤其会对煤气管道造成无法恢复的致命堵塞。

四、机前吸力。

  机前吸力是控制系统的重要参数指标，直接影响整个控制系统的调节效果和设备的安全稳定运行，也关系到整个生产线的长期健康运行。

  机前吸力分为风机前吸力、电捕前吸力、初冷器前吸力。

  根据这三个参数可以实时判断电捕、初冷器阻力大小。

  集气管压力正常，三个吸力同时偏大，集气管执行器开度偏小，说明煤气量不足，需要降低风机转速；集气管压力居高不下，集气管执行器全开，同时某点儿吸力偏高，说明集气管到吸力偏高点儿之间的设备、管道有堵塞。

  初冷器前吸力过高，容易出现调节过程中集气管负压，严重的有可能导致过多煤粉吸入。

五、注意事项。

1、大循环、集气管执行器的PID控制参数需要长期的耐心调试确定。灵敏度过低，会造成压力调节不及时；灵敏度多高，会引起调节震荡，反而加剧压力波动。

2、装煤冒烟。

 装煤期间集气管压力受到冲击肯定会波动，尤其装煤开启高压氨水初期，压力会升高到300――400Pa，这就要求调节系统尽快将压力调至正常值。

 高压氨水产生的吸力要达到1000Pa左右，如果高压氨水不起作用，那么理论上除非风机提速使集气管压力降到--1000Pa，才有可能避免装煤冒烟。

 如果装煤时大量冒烟，集气管压力要是长期居高不下，说明集气管烟气导出受阻。如果集气管压力短时间内可以降到正常范围，那冒烟的原因就是烟气没能顺利导入集气管，就要考虑高压氨水喷头吸力效果或者导烟孔、上升管、阀体翻板、桥管等有堵塞现象或者导烟车问题以及装煤操作问题。

 装煤烟气的导出分两步，第一步是烟气由高压氨水喷洒产生的吸力带入集气管，第二步才由风机从集气管带走。

  这个问题对很多人来说是个误区，会影响到冒烟的原因查找。

3、煤气放散。

  放散水封起调节、稳定整个系统压力的作用。

  水封水位要根据生产情况合理调整，水位过高或者水封沉积物过多，会导致机后压力高，不但影响集气管压力调节系统，还会危及风机的安全。

六、总结。

  集气管压力调节，需要仪表人员耐心调试控制系统参数，需要风机岗位人员的认真监盘和及时人工干预调整，也需要炼焦车间的精心操作，更需要强有力的规章考核制度。