焦炉燃烧过程（共5篇）
焦炉燃烧过程 篇1
3 多模态模糊专家控制
3.1 多模态模糊专家控制结构
模糊控制在实际中有广泛应用,这主要是因为这种方法有很多优点,如在进行系统设计时不需要建立被控对象的数学模型,比较容易建立语言变量的控制规则,系统的鲁棒性强,尤其适用于非线性、时变、滞后系统的控制。为此,本文根据焦炉火道温度变化的规律,引入多模态模糊专家控制策略。根据工况分析模块的分析结果,切换专家规则库在线选用相应的模糊控制器的模态;根据火道温度与目标火道温度之差,利用控制算法计算保证炉温稳定所需要改变的煤气供热量,从而获得所需调整的焦炉煤气流量与混合煤气压力。控制系统原理如图4所示。
通过对焦炉燃烧过程工况的判断,可以判断出当前焦炉加热过程是正常生产状态、停止推焦状态还是等待推焦状态,而处于三种不同的工况时,控制精度和控制目的都是不同的,因此要针对这三种状态设计模糊控制器。
本文采用多模态模糊控制策略,对于正常生产状况,控制系统切换到针对正常状况所设计的模态,将火道温度稳定在设定值附近,保持焦炉加热过程的平稳进行;对于生产不正常情况,控制系统切换到针对各种异常状况所设计的模态,以提高系统的阻尼程度,抑制火道温度的快速升高或降低。控制系统根据工况分析模块的结果进行在线切换,实现多模态模糊控制。
u—系统输入;e—偏差;K—切换值;y—系统输出
3.2 基于修正因子的模糊控制器
本文采用一个二输入的模糊控制器进行控制。对温度控制器的输入变量做如下定义:
e(k)=y(k)-r(k) (5)
ec(k)=e(k)-e(k-1) (6)
式中,e(k)为当前时刻火道温度的偏差;y(k),r(k)为火道温度的检测值和目标值;ec(k)为当前火道温度偏差的变化率。模糊控制器的输入为温度偏差e(k),偏差变化率ec(k),输出为煤气量的变化量Δu。
根据模糊逻辑推理,对于模糊控制器任意时刻k的偏差Ek和偏差变化率ECk,对应的模糊控制输出Uk为
Uk = (Ek × ECk)·R (7)
式中,R为m条模糊控制规则组成的关系矩阵R1,R2,…,Rm构成的模糊关系矩阵undefined。在模糊推理过程中,需要对Uk进行解模糊计算才能作用于控制系统对象。但是在实际中,由于模糊关系矩阵是一个高阶矩阵,如果对于任何时刻的偏差Ek和偏差变化率ECk都用式(7)进行计算,需要花费较多的时间。而在实际中常常要求实时控制,因此通常采用查表法进行模糊控制。
为了建立合理的规则,需要确定影响决策的各种因素和可能得出的各种决策结果。由于焦炉加热过程是一个大滞后的过程,煤气流量的变化并不能立刻反映到火道温度的变化上,因此进行控制时不仅要考虑火道温度的偏差,还需要考虑温度变化的趋势。本文根据火道温度与设定温度的偏差以及偏差变化率组成的条件属性,将煤气流量的变化量作为决策结果,针对各种不确定干扰或特殊情况下专家采取的处理措施建立专家知识库。笔者采用一种带加权系数的方法来建立煤气流量ΔUG的模糊控制规则。
ΔUG=-β(αE+(1-α)EC) (8)
式中,α为修正因子,0<α<1;β为辅助因子,β>0,它们的值根据不同的生产状况进行确定。e和ec基本论域是[-20 ℃,20 ℃],ΔUG基本论域是[-100 Pa,100 Pa]。E,EC和ΔUG的模糊子集论域为[-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5]。下面分别针对三种不同工况设计模糊控制器。
(1)在正常生产状态下,辅助因子β=1;α则主要根据火道偏差E而定。当火道温度偏差E较大时,控制系统的主要任务是消除偏差。这时,对偏差E在控制规则中的加权应该大些,则α取大;而当火道温度偏差E较小时,系统已经接近稳态,控制系统的主要任务是减小超调,这就要求在控制规则中误差变化率EC起的作用大些,则α取小。根据以上要求,根据误差等级引入不同的修正因子,控制规则表示为:
undefined
(2)处于停止推焦状态时,火道温度上升很快,因此时处于结焦末期的炭化室增多,加热过程对温度正偏差和正变化趋势较为敏感,因此煤气流量调整的主要目的是抑制火道温度的快速升高。
当火道温度偏差E较小并有上升趋势时,应主要考虑温度变化的趋势对温度的影响,增大控制规则中温度偏差变化率EC的权重;如果温度的趋势是下降,考虑到当前所处的生产状态,应弱化EC的影响。当E为正时,如果EC≥0,则为了减小已经产生的正偏差,同时抑制温度进一步升高,取β>1;若EC<0,应弱化其作用。如果此时火道温度本身偏低,但EC≥0,那么应该增大EC的权重;如果EC<0,则煤气流量增大的幅度应该比正常情况下小,取β<1。根据以上分析,处于停止推焦状态时,控制规则表示为:
undefined
(3)当处于等待推焦状态时,火道温度下降较快,此时处于结焦初期的炭化室增多,加热过程对于温度负偏差和负偏差变化率比较敏感,因此煤气流量调整的主要目的是抑制火道温度的降低。
当火道温度偏差E较小,并且有上升的趋势,控制规则中应增大火道温度偏差E的权重;如果火道温度偏差变化率EC<0为负,考虑到当前所处的生产状态,应强化EC的影响。对于火道温度偏差E>0时,如果EC≥0,考虑到当前的生产状态,煤气的减少量应该比正常情况小,取β<1;若EC<0,应增大EC的权值,强化其作用。如果火道温度本身就已经偏低,而EC≥0,那么应该减小EC的权重;如果误差变化率EC<0,为了尽快减小偏差,并且抑制温度进一步下降,取β>1。因此,等待推焦状态时,控制规则表中α,β的取值见式(11)。
undefined
设定了各种工况下的模糊控制规则表后,将控制周期采集的火道温度偏差及偏差变化率模糊化,再根据模糊化的结果查询模糊控制表,得到控制量的模糊量ΔUG,并进行解模糊,求取精确量,从而实现复杂工况下火道温度和煤气流量的多模态模糊控制。
4 应用结果
本文阐述的基于多工况识别的焦炉燃烧过程多模态模糊专家控制方法已得到有效应用。系统投入运行后,根据荒煤气温度和推焦串序判断当前的实时工况,通过切换专家知识库在线选择相应工况下模糊控制器的模态,并针对不同工况进行控制,以保证系统在多种工况下的控制要求。
取2006年6月的数据进行分析,未加入多模态模糊专家控制时(见图5(a)),火道温度波动较大,波动范围是±26 ℃;加入之后(见图5(b)),由于能实时判断当前所属工况,并有针对性地进行控制,降低了对象时滞特性的复杂性,因而可更平稳地控制焦炉火道温度,使其波动在±11 ℃之间。经一段时间运行,火道温度的安定系数和平均系数都大幅度提高,在相似配煤条件下,M40提高了1.41%,M10降低了1.15%,焦炉平均耗热量降低了近2.07%。从控制效果来看,基于多工况识别的焦炉燃烧过程多模态模糊专家控制方法对多工况有较好的适应能力,稳定了火道温度,实现了焦炉燃烧过程温度的优化控制。
5 结论
本文针对某钢铁企业的焦炉燃烧过程,提出一种基于多工况识别的焦炉燃烧过程多模态模糊专家控制方法。方法的特点在于:(1)针对焦炉加热过程的复杂性,将焦炉燃烧过程分为不同的工况,对每种工况进行有针对性地控制。(2)进行焦炉燃烧过程工况的分析和识别。在分析层,在对各上升管中的温度传感器的有效性进行分析后,采用多传感器信息融合的二次决策方法,根据荒煤气温度识别焦炉加热的实时工况。(3)建立切换专家规则库,根据识别出的工况和当前工艺参数,在线切换火道温度控制系统的模态。(4)采用基于修正因子的模糊控制方法。在控制层,针对每种工况设计模糊控制器参数,并将其设定到各模态中去,实现火道温度的多模态模糊专家控制,系统投入运行后取得了显著的控制效果。
焦炉燃烧过程 篇2
煤燃烧过程中有机钙固氟效果研究
选择醋酸钙镁、醋酸钙2种有机钙为固氟剂,在固定床管式炉上对它们的固氟效果进行了初步研究,并分析了粒径、温度、钙硫比等对试验结果的影响.通过与传统固氟剂碳酸钙的固氟效果进行比较发现:在相同实验条件下,这2种有机钙具有良好的固氟效果,高温阶段效果更加明显,温度为1 000～1 100℃时,醋酸钙镁的`固氟率是碳酸钙的1.68～1.74倍,醋酸钙的固氟率为碳酸钙的1.28～1.37倍.
作 者：刘静 刘建忠 周俊虎 肖海平岑可法 LIU Jing LIU Jian-zhong ZHOU Jun-hu XIAO Hai-ping CEN Ke-fa 作者单位：浙江大学能源洁净利用国家重点实验室,浙江大学热能工程研究所,杭州,310027刊 名：环境科学 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE年，卷(期)：27(8)分类号：X701.7关键词：有机钙 醋酸钙 醋酸钙镁 固氟 煤燃烧
焦炉燃烧过程 篇3
关键词：焦炉燃烧过程,火道温度,荒煤气温度,多工况识别,多模态模糊控制
0 引言
焦炉是结构独特的工业炉窑。由于火道温度是焦炉各个燃烧室各测温立火道温度的平均值,是焦炉加热过程中重要的工艺参数,反映了焦炉的整体加热水平,直接关系到焦炭质量和炉体寿命,因此,火道温度控制是冶金工业需要解决的课题[1]。
已有的焦炉加热过程火道温度控制系统包括三种类型:炉温反馈控制系统,供热量前馈控制系统,以及前馈-反馈相结合的供热控制系统[2,3]。
焦炉的时滞是焦炉燃烧过程控制的难点。对于时滞过程,Smith预估是一种有效的控制方法[4,5,6],但是Smith预估太过依赖被控对象的精确数学模型,而预测控制对模型的匹配程度也比较敏感。近年来,尽管对Smith预估和预测控制的研究很多[7,8],但是像焦炉加热过程这种复杂的工业对象,其数学模型很难得到。模糊控制具有不需要被控对象的数学模型、鲁棒性较强的特点,在国内外许多焦炉火道温度控制系统中得到了广泛的应用。北京焦化厂、上海宝钢集团[9]、安徽工业大学等[10] 相继开发了相应的控制系统。但以上燃烧控制系统并未考虑焦炉加热过程中的其他信息,仅适用于单一的工况。对于焦炉燃烧过程,由于其不同工况下时滞特性的复杂性,因此基本的模糊控制不能很好地克服时滞特性带来的不利影响。
信息融合是一项多源信息综合处理新技术,是对系统中若干相同类型或不同类型的传感器所提供的测量信息加以分析、处理和综合,得到被测对象的全面估计[11]。目前,信息融合技术在电力、机械、工业过程控制与故障诊断等不同领域获得了广泛应用[12,13,14]。
本文提出一种针对多工况下焦炉燃烧过程的多模态模糊专家控制方法。将炭化室中焦炭的成熟程度作为判断焦炉生产状态的主要因素,采用相关性分析技术分析每个传感器的数据可靠性,根据分析结果和上升管荒煤气的温度数据识别单个传感器所呈现的实时工况,然后使用多传感器信息融合的二次决策方法分析出整座焦炉的当前燃烧工况。通过在线切换专家规则库,多模态模糊专家控制器针对不同的工况选择相应的模态进行控制。本方法已在湖南某钢铁企业的焦炉加热燃烧控制系统中得到实际应用,实际运行结果验证了方法的有效性。
1 机理分析和控制系统结构设计
焦炉是一种连续生产的工业炉窑,对生产的实时性有很高的要求,而焦炉燃烧过程存在的多种工况导致每种工况下的时滞特性不尽相同,使得火道温度控制复杂化。由于荒煤气的温度数据可以直接反映炭化室中焦炭的成熟程度,因而可以用于判断焦炉的实时工况。本文采用的方法,降低了焦炉火道温度控制的难度。
在控制方法上,基于修正因子的模糊控制在进行系统设计时不需要建立被控对象的数学模型,比较容易建立语言变量的控制规则,系统的鲁棒性强;修正因子的引入又使得控制方式更加灵活,尤其适用于具有非线性、时变、滞后特性的焦炉燃烧过程的控制,在实际中有广泛应用[15,16],因而本文采用此方法进行控制。
控制系统分为分析层和控制层,分析层以多工况识别模块为主,控制层以多模态模糊控制器为主,控制系统结构如图1所示。
(1)分析层。
在不同的工况下,焦炉由于加热方式、加热制度以及实时加热情况的不同,时滞特性存在很大的差异,因而将工况的判断引入火道温度控制。在分析层,通过采集炭化室对应上升管中荒煤气的温度数据,进行分析推理,结合推焦串序和对现场工艺数据的分析,得到焦炉当前加热过程的实时工况。
Ke—偏差量化因子;Kec—偏差变化率量化因子;K△u—输入量比例因子;α1,α2,…,αN—修正因子;β1,β2,…,βN—辅助修正因子
(2)控制层。
在分析层的基础上,建立多模态模糊专家控制器。针对每种工况,设计基于修正因子的模糊控制器,并将最终设计参数设定到控制器的各相应模态中。根据分析层工况判断的结果,控制器的在线切换专家规则库将控制器在线切换到相应的模态,实现对焦炉燃烧过程的模糊专家控制。
2 多工况实时识别策略
在焦炉加热过程中,各炭化室中煤的结焦状态的变化不仅影响到与之相邻的燃烧室温度,导致火道温度的波动,而且直接影响着焦炉生产整体的耗热量,造成工况发生变化。在正常工况下,处于各个结焦时期的炭化室数量是相当的,焦炉按照推焦计划正常生产,并维持耗热量的平衡;而发生故障时,推焦进程受到影响,处于结焦各个时期的炭化室数量发生较大变化,耗热量也相应改变。正常生产和推焦异常(停止推焦、等待推焦)这两类工况在焦炉加热过程中经常发生,所采取的控制策略也应不同,因此,在焦炉加热过程进行温度控制前对这两类工况进行判断很有必要。
2.1 传感器数据可靠性分析
在焦炉燃烧过程中,为了能够掌握炭化室中焦炭的结焦程度,一般在均匀分布的部分炭化室对应上升管的适当位置安装热电偶,所测得的温度数据是分析层进行焦炉工况判断的重要依据。但是由于热电偶安装的位置有差异,并且在炼焦操作过程中,经常受到外界干扰,所测荒煤气温度的范围有所差异,波动范围很大。经过温度变送器变送后的温度数字信号,包含着从各种噪声源引入的噪声成分,例如模拟量转换为数字量过程中的噪声,火焰跳动或者打开上升管盖引起荒煤气燃烧造成的噪声等。
由于存在严重的外界干扰,因此并不是所有上升管安装的热电偶所采集的数据都是有效的,必须要对信号的一致性和可靠性进行验证。每个炭化室的温度在结焦周期内具有比较强的相关性,测量上升管温度的传感器虽是相互独立的,但因上升管的温度和炭化室的温度有直接的联系,且各个传感器为同质传感器,因而各传感器所测得的数据也具有较强的相关性。设P为安装于上升管的N个传感器在一个结焦周期同一时刻输出的时间序列矩阵。在k时刻n个传感器的相关矩阵R定义为:R=P·PT。
定义第i个传感器与第j(i≠j)个传感器数据的相关系数rpij为
undefined
rpij越大,相关性越大,其中C(i,j)是第i个传感器与第j个传感器的时间序列向量的协方差,D(i,i)、D(j,j)是各传感器时间序列向量的方差,则P的相关系数矩阵为
undefined
定义k时刻传感器i的一致性测度为
undefined
其中,0≤HPi(k)≤1,由传感器组S=(s1,s2,…,sn)得到k时刻一致性向量为Hp(k)=[Hp1(k),Hp2(k),…,Hpn(k)]。定义一个阈值ξP,如果HPi(k)≥ξP,表示第i个传感器的测量值与其它大多数传感器的测量值相关;如果HPi(k)<ξP,表示第i个传感器的测量值与其它大多数传感器的测量值不相关,发生了故障,或者受到强烈干扰。
对传感器而言,自身的可靠性也十分重要,而这种可靠性可以通过传感器的时间序列表现出来。设传感器i在M个结焦周期输出的时间序列矩阵为Q。定义该传感器第i时刻与第j时刻的传感器数据相关系数为rqij,rqij越大,相关性越大。由不同时刻的传感器数据相关系数构成Q的相关系数矩阵RQ。定义k时刻传感器i的可靠性测度为
undefined
其中,0≤HQi(k)≤1,由传感器组S=(s1,s2,…,sn)得到k时刻可靠性向量为HQ(k)=[HQ1(k),HQ2(k),…,HQn(k)]。定义一个阈值ξQ,如果HQi(k)≥ξQ,表示第i个传感器k时刻的测量值与其它大多数时刻的测量值相关,符合自身的测量规律;如果HQi(k)<ξ,表示第i个传感器k时刻的测量值与其它大多数时刻的测量值不相关,发生了故障,或者受到了强烈的干扰。
通过对同质传感器在检测周期内测点之间的相关性进行度量,对每个上升管热电偶的温度计算HPi(k)和HQi(k),当某些热电偶的检测值由于一些干扰出现异常而不能用于工况判断时,各热电偶之间的相关性变弱,从而可以将有故障的传感器检测出来。
2.2 单个炭化室工况分类及识别
对于每个炭化室而言,其中的焦炭分别处于结焦的各个时期时,吸收热量的速率不一样,也就是说,各炭化室中煤的结焦状态的变化会影响到焦炉整体的加热水平,造成生产状态的不同。每个炭化室的焦炭在经历结焦各个阶段时,对应上升管荒煤气的温度在火落点前一定时间内明显上升,然后急剧下降,如图2所示。本文根据炭化室内焦炭成熟不同阶段的特点,将炭化室中焦炭的状态划分为结焦初期、结焦中期、结焦末期、焦炭成熟和过焦。
由于传感器的一致性和可靠性问题,部分上升管热电偶采集的数据不能用于判断炭化室工况,造成炭化室工况数据的缺失。对于这种情况,本文根据工艺参数及相关数据,对相应炭化室的工况进行判断。分为以下几种:
(1)热电偶损坏,传感器数据不能用于工况判断。此时根据推焦串序来判断相应炭化室的工况。例如:在不能根据相应传感器数据判断11号炭化室工况的情况下,则根据5-2串序规则,推焦串序应该是:1,6,11,16,…,因此可以根据6号和16号炭化室的焦炭状态,大致推断11号炭化室处于结焦的哪个时期。
(2)外界干扰,传感器的数据在一个或者几个周期不能用于工况判断。在这种情况下,将主要结合推焦串序进行判断。
如图2所示,由于火落点是焦饼基本成熟的标志,因此加热过程是否已经过了火落点是焦炉加热过程中一个重要的特征点。另外当前的结焦时间也可以从一定程度上反映该炭化室中焦炭的结焦状况,而结焦指数则可以反映焦炭进入焖炉阶段后的成熟程度。因而可用炭化室从加煤时刻到当前时刻的时间t与结焦周期T的比值、炭化室是否到达火落时刻的标志a、炭化室焦炭的结焦指数C来综合描述当前焦炉加热过程的工况。
对于传感器数据正常的炭化室,第i个炭化室的焦炭状态pi用(ti/T,ai,Ci)来描述,则第i个炭化室工况的判断规则如表1所示。
2.3 整座焦炉工况分类及识别
在焦炉加热过程中,有两种情况使得一段时间内不进行推焦、加煤操作。一种情况是在每天的焦炉生产过程中,都会安排一定的检修时间,检修对火道温度的影响比较小,属于正常生产情况;另外一种情况是由于在生产过程中,机械设备、电气设备出现故障,并且故障时间较长,严重影响到推焦进程,导致成熟的焦饼不能及时出炉或者不能及时加煤,这时焦炉的生产状态相应发生变化,导致火道温度波动很大,属于非正常生产情况。
根据以上分析,将整座焦炉的实际工况分为以下三种:
(1)正常生产工况 在这个工况下,按照生产计划进行装煤、推焦和检修等操作。由于生产计划的编制已经考虑到推焦的均衡操作,因此尽管在这种状态下有检修,但是不会影响到生产的正常进行。
(2)停止推焦工况 即在正常生产中,由于设备故障,被迫停止生产,并且停止时间较长,这时炭化室中的焦炭已成熟,并且随着时间的推移,焦炭成熟的炭化室越来越多,焦炉整体温度呈上升趋势。
(3)等待推焦工况 即当排除故障后,由于长时间没有出焦,为了恢复正常生产,必须将需要出炉的炭化室中的焦炭进行处理,因此,处于结焦初期的炭化室很多,大部分炭化室处于吸热的状态,这时焦炉的整体温度呈下降趋势。
整座焦炉的实际工况,是多工况识别模块依据单传感器工况分析子模块的输出所得出的最终判断结果。为了将基于单个炭化室荒煤气温度数据进行工况判断的结果信息进行综合,本文采用二次决策的信息融合方法对焦炉燃烧过程的工况作出判断,如图3所示。
焦炉燃烧过程 篇4
关键词：焖炉,集气管压力
我国的焦炉大多采用多焦炉配置, 共用一套风机、冷凝系统。在生产过程中, 从各个炭化室出来的粗煤气汇集到集气管中, 再由横贯管会合进入吸气管道, 经气液分离器、初冷器等中间环节处理后, 由鼓风机送往下道工序。风机选型是根据煤气总量与输送要求来选择。焦炉在设备故障、其他情况下长时间焖炉时, 原有的集气管压力控制系统无法满足工艺要求, 集气管压力的控制需要配套调整, 以保证集气管压力稳定在工艺要求范围内。
一、生产正常情况下焦炉集气管压力的控制
焦炉集气管压力是焦炉生产中重要的工艺参数, 生产中需保证各焦炉集气管煤气压力的相对稳定, 若压力过高会导致炉子跑烟冒火、污染环境并且严重时影响操作安全, 造成能源的浪费;若压力过低, 会使大量空气从炉门等不严密处进入炭化室, 与焦炭及煤气燃烧造成损失, 降低煤气质量, 同时也影响炉子寿命。集气管压力是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期不低于5Pa来确定。
焦炉集气管压力控制调节方式如下:
(1) 在每座焦炉的集气管上分别设置一个单回路调节系统, 采用常规的PID控制, 根据焦炉煤气主管压力扰动规律及相应的控制理论, 采用专家规则的控制算法实现对集气管蝶阀的控制, 来控制单座焦炉的集气槽压力;
(2) 风机的控制也采用常规的定值PID控制, 通过风机前吸力的调节即满足对集气管压力的控制;
(3) 正常状态下:集气管压力调节的范围小, 没有大的干扰下, 均在调节翻板阀的调节范围。
因此采用常规的方法, 4.3米焦炉集气管压力可以稳定在90~110Pa。控制调节模式如下图所示:
二、焦炉长期焖炉过程中的集气管压力存在的主要问题:
焦炉长期焖炉过程中煤气发生量会逐渐减少, 煤气风机转速不断下降至风机临界转速以上, 自动调节功能无法正常使用, 集气管压力控制存在的问题主要表现在以下几个方面:
*焖炉焦炉煤气发生量大幅减少, 自动调节翻板如图N12N22逐渐关闭, 失去调节功能。
*多座焦炉共用一套风机、冷凝系统, 各集气管之间以及集气管与风机之间存在着严重的串并联耦合 (相互干扰) , 加剧了集气管压力的波动。
*处于焖炉状态的焦炉碳化室底部将处于负压或压力偏低现象;
*煤气含氧量会逐渐上升至超标, 给系统带来严重的安全隐患;
*焖炉至一定周期后煤气两不断降低, 煤气小流量运行给风机操作带来一定影响;
三、集气管压力具体控制措施
焦炉焖炉初期可通过集气管压力自动调节系统进行调节, 通过不断调整机前吸力的方法实现;如果单炉长时间焖炉, 可以通过煤气系统隔离的方法, 保持集气管压力正压;当煤气风机转速降至临界以上时, 只能通过增大煤气回流或压缩比来调节;
(1) 集气管压力的手动配合调节
*由于焖炉期间煤气量大幅降低, 管道阻力、机前机后阻力逐渐减少, 可通过常规自动控制方法无法满足控制要求时, 可以逐渐关闭前端手动翻板阀, 如图所示N11或N21手动翻板阀, 增加管道阻力从而提高集气管压力;
*当煤气量大幅减少时, 逐渐调小焦炉桥管的循环氨水喷洒量, 保持集气管温度在适宜范围内;
*单座焦炉焖炉时间较长, 焦炭基本成熟后期煤气量大幅减少时, 可以逐渐关闭吸气管道至鼓风冷凝系统隔离阀门, 如图所示N13和N23阀门, 但要保持焦炉系统冷凝液正常返回气液分离器;
*在以上措施调节后焦炉集气管仍然偏低的情况下, 用惰性气体往集气管内充压, 炭化室始终保持正压, 防止外部空气从炉门和炉头等不严处进入炭化室;
(2) 初冷器
*随着焦炉焖炉时间的延长, 煤气量逐渐下降, 特别是十小时后, 可采取逐渐关小对应初冷器的进口阀门N4, 调节焖炉的焦炉吸气管的吸力, 从而保证集气管压力维持在规定范围内;
*特殊情况下可通过提高初冷器后温度的手段, 来调节机前吸力, 但需要严格控制风机机前煤气温度不得超过规定温度, 一般不许超过25℃;
(3) 风机吸力的调节控制
*通过变频或偶合器对风机进行调速, 调整吸力满足集气管压力需求;
*通过大循环管道调节, 如图调节大循环阀门N7来实现, 使部分煤气回流初冷前, 维持煤气风机在临界转速以上稳定运行;
*用鼓风机煤气进出口阀门调节, 如图所示N14N24或N15N25阀门, 或通过小循环调节风机吸力, 增加煤气无效工率满足工艺需求;
(4) 焖炉过程中集气管压力调整过程中注意事项
*集气管手动翻板调整要缓慢多次进行逐渐关闭, 不可一次调整范围过大;
*关闭吸气管道至鼓风冷凝系统隔离阀门时, 要确认焦炉冷凝液可以顺利退至气液分离器;
*风机转速调节过程中不允许在临界转速以下工作, 避免发生风机喘振事故发生;
*调节风机进出口阀门进行调节操作时, 注意进出口阀门的匹配, 保持风机机壳温度在规定范围内;
*在焦炉焖炉过程中, 集气管压力偏低或波动剧烈时要加强煤气含氧的检测, 确保系统安全运行。
四、结论
焦炉在设备故障、其他情况下长时间焖炉时, 原有的集气管压力控制系统无法满足工艺要求, 集气管压力的控制需要配套人工调整, 操作人员可通过配套集气管手动翻板阀的调节、初冷器进出口阀门的调整及风机符合的调整, 以保证集气管压力稳定在工艺要求范围内, 确保生产安全。
参考文献
[1]姚绍章.炼焦学[M].北京:冶金工业出版社, 1995
7m顶装焦炉推焦车装配过程控制 篇5
一、部件装配过程控制
1走行装置。轮轴的安装为走行装置安装的关键:由于车轮和车轴为过盈配合, 需根据过盈量、材质及车轮的形状计算出车轮需要加热的温度、加热的时间以及保温的时间;在加热车轮前需核查轮轴的过盈配合尺寸, 在车轴的配合处凃油并将吊环螺钉拧到车轴上;根据要求对车轮进行加热, 取出后基面向上吊放于支架上, 将轴吊装于车轮, 轴肩必须靠平, 待自然冷却。走行传动中电机和减速机轴的同轴度误差会影响到电机和减速机的使用寿命, 但两轴的同轴度无法直接测量, 为了控制两轴的同轴度, 需对电机和减速机之间的联轴器进行控制, 通过控制联轴器的圆跳动, 两轴的同轴度也得到了有效的控制。
2推焦装置。推焦装置包括推焦杆装置、推焦传动装置和托辊等, 其中推焦杆装置由推焦头、齿条、推焦杆和滑靴组成。齿条用铆钉铆到推焦杆的上表面, 两齿条连接处的齿距误差会对齿条的受力情况和推焦杆运动的稳定性产生较大的影响, 所以需要在安装前制作齿条样板对齿条的安装进行控制。
3取门装置 (图2) 。取门装置台车移动采用液压缸驱动, 台车两侧各装有两个车轮在台车架轨道上移动, 为保证台车运行平稳, 需要保证同一轨道上任意两点的高度差在2mm以内, 同一断面上两轨道的高度差在2mm以内。为了应对现场炉门的高度误差, 安装好后取门钩通过调节螺母应该可以上下调整。
4炉门清扫装置。炉门清扫装置在取门机取下炉门退到后极限位置时, 对炉门四周上的刀边、砖槽进行清扫, 清扫采用螺旋铣刀加高压水相结合的方式。主铣刀安装在铣刀台车上, 采用链条传动的方式上下移动。链条的上下端安装有驱动链轮和转向链轮, 为了减少链轮和链条的磨损, 需保证两链轮中心线偏差在1mm以内。
5炉框清扫装置。炉框清扫装置位于推焦杆的侧边, 用来清扫炉框的镜面、内侧面和炭化室底部, 除去焦油以保证炉门炉框间的密封效果, 主要有清框头、回转臂、移动台车等组成。炉框清扫装置的运动全部由油缸驱动, 装配时要注意对油缸的保护, 不得损坏油缸的密封, 以防漏油。
6平煤装置。平煤装置设置在二层平台上, 其功能为当装煤车装煤时防止煤峰堵塞装煤孔底部烟道, 以保证炉内烟气畅通。平煤杆在支辊上运动, 为了保证平煤杆的运行平稳, 需在安装时限制平煤杆对接处的平面度在2mm内。
7头尾焦回收装置。头尾焦回收装置由刮板机和余焦斗组成, 刮板机将掉落的余焦回收到余焦斗, 余焦斗定期放焦。刮板机安装好后要求能进行正反方向运动, 运动时灵活无卡阻。
二、总装配过程控制
1走行装置的安装。在安装前需模拟现场情况, 在地面上按图纸铺设钢板, 钢板的平面度需用水平仪检测, 不大于0.5mm。待满足要求后铺设四段钢轨, 调整直线度和平面度后固定。吊装走形装置于轨道上, 保证轮距和跨距误差在2mm内, 同侧车轮直线度小于1mm, 车轮的垂直度小于0.7mm, 合格后用零时拉撑固定走行机构。
2一层钢结构的安装。吊装一层钢结构按图分别对正位置后装于走行架上, 测量一层平台标高、平面度以及推焦梁相对于前轨中心线的垂直度, 必须满足要求。合格后用经纬仪将前, 后轨距中心线引至一层平台端梁上, 打洋冲并用油漆进行标记, 分别划前后轨中心线、推焦中心线、取门装置中心线、炉门清扫装置中心线、炉框清扫装置中心线、平煤装置中心线以及各立柱安装位置线, 并进行复查, 保证平行度和垂直度满足要求。
3各机构的安装。根据划线对推焦装置、炉门清扫装置、炉框清扫装置等部件进行安装。用加减调整垫的方法调整推焦杆支撑辊至同一高度, 以确保对推焦杆的支撑力均衡。安装取门装置时需注意托架的垂直度, 以免影响取门机的垂直度。炉框清扫装置的S轨道的位置决定着炉框清扫头是否能准确对位, 为了保证精度, 应配合调试情况进行微调, 直到炉框清扫头的位置能够达到设计要求。
4二层平台及平煤装置的安装。按图吊装二层平台后, 将平煤中心线引至二层平台, 吊装平煤装置各部件。平煤杆由卷筒装置带动钢丝绳拖动, 安装钢丝绳时要注意松紧, 太紧钢丝绳长期处于负载状态会缩短使用寿命, 太松平煤杆会出现抖动。
结语
推焦车的性能虽然取决于很多因素, 但装配过程的控制起着很重要的作用。7m顶装焦炉推焦车是我国近几年才开始自主设计和生产的机械产品, 还有很多不足, 需要不断的对出现的问题进行分析, 对一些影响产品性能的装配过程进行控制, 产品的质量才会越来越好。
参考文献
[1]曾志新, 吕明.机械制造技术基础[M].北京:科学技术出版社, 2001:232.