煤气系统

煤气系统（共12篇）

煤气系统 篇1

整体煤气化联合循环主要是集煤气净化、空气除尘以及高科技系统整合化技术为一体。整体煤气化联合循环电站的优点有很多, 主要是对脱硫装置的投资较低, 并且脱硫的效率较高, 对于有害金属、粉尘以及二氧化碳的排放量较小, 还能够节省水资源。整体煤气化联合循环是目前为止最有发展前途的一项洁净煤发电技术。

一、高温干法净化系统

高温干法在整个进行净化的过程中, 都是需要在600摄氏度的高温下进行的, 这种方法能够有效的将煤气的显热合理的进行利用。根据有关的调查数据显示, 与常温湿法净化法相比, 使用高温干法净化法进行除尘脱硫, 整体煤气化联合循环系统的供电效率能够达到1.5%左右。而且对高温法干法进行的投资也会因为不需要建设废水处理系统以及回收系统而有所降低[1]。

1. 高温干法净化技术和设备

到目前为止, 高温净化除尘的设备大概可以分为两大类, 一个是在离心式除尘器的基础上进行创新的利用惯性的除尘器。第二种是过滤式除尘器, 但是过滤式除尘器比较不耐热, 主要是过滤材料的不耐热, 所以过滤式除尘器的耐热性能还有待提高。

(1) 离心式除尘

离心式除尘器大概分为三种, 一种是高温切流式旋风分离器;一种是多管旋风分离器;另一种是旋流式分离器。高温干法离心式除尘技术, 出了旋风分离外, 其他大部分都能够达到90%以上的除尘效果, 但是只能在某一特定的情况下才能够进行正常的运行, 目前还只是出于实验阶段。相对而言, 高温干法离心除尘旋风分离技术的除尘效率虽然比较低, 但是无论是从含尘浓度还是从其灰尘分布上来讲, 都远远达不到燃气轮机的要求。但是作为煤气除尘设备, 并且与其他形式的除尘技术结合在一起, 能够达到其精确的除尘目的[2]。

(2) 过滤式除尘

过滤式除尘器有很多类型, 陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、烛状陶瓷过滤器以及金属丝网过滤器等。从整体的结构上来看, 国际上都比较认同烛状陶瓷过滤器、陶瓷纤维过滤器, 认为这是在高温干法净化系统中除尘技术比较好并且最具发展前途的两种。在现阶段, 工作高温处于540摄氏度以上的过滤器都还在处于研发阶段, 还并没有正式投入生产使用。这些过滤器中普遍存在一些问题, 主要的问题是使用寿命都不是很长, 并且工作效率也比较低, 因为设备自身的占地面积比较大, 所以在工作起来并不是十分的便利。

2. 脱硫技术

高温干法脱硫与一般的脱硫技术不同, 它不需要等到气体冷却后在进行, 而是可以将热气直接加入脱硫反应器中。高温干法脱硫的特点主要是:可以对高温煤气进行回收, 而且在回收的高温煤气中, 占热值18%的显热, 还能够将发电率提高2%以上。高温干法与常温湿法不同, 不用去除热煤气中的水汽和二氧化碳, 并且可以直接推动燃气轮机, 增加设备的输出功率。在进行脱硫的过程中, 可以省略热交换装置, 在一定程度上减少了设备的投资, 降低了其发电成本。硫回收的弹性比较大, 可以根据市场的需求进行硫磺或硫酸生产。进行脱硫的煤气中的焦油杂质, 并不会因为冷却而将系统堵塞。

二、常温湿法净化系统

常温湿法净化在化工的生产行业中以及市政的煤气中应用的比较广泛, 设备较为简单, 并且在运行起来比较可靠, 常温湿法净化技术主要包括常温除尘技术以及常温湿法脱硫技术。在常温净化系统中, 这种方法可以有效的去除粗煤气中的有害污染物。在一般情况下, 旋风分离器的粗煤气温度大约在228摄氏度左右, 并且可以同时将灰尘、碱金属化合物以及氮化物进行清除, 进行洗涤后的无尘煤气其温度在150摄氏度左右。显而易见, 在使粗煤气从高温状态降低到上述温度时, 必须注意对煤气显热的有效利用, 反之则会降低热煤气的工作效率。

1. 常温湿法净化技术和设备

在一般情况下, 为了有效利用煤气的显热, 从气化炉中出来的高温煤气则必须要进行多次的冷却, 将温度降低在225摄氏度左右, 然后在进入到旋风分离器中进行第一次除尘, 经过除尘可以将含有未燃烧完碳质的颗粒有效的分离出来, 经过几次的循环后再回到气化炉中, 最终提高煤在气化炉中的转化率。通常对于洁净煤气中的含尘质量要求都要每立方米1到2毫克之间[3]。

2. 脱硫技术

常温湿法脱离技术在目前还没有十分成熟, 所以还没有得到广泛的使用, 而且其系统操作起来比较复杂, 价格也比较偏贵, 粗煤气的显热损失这样一来就比较大。通常情况下, 气化炉中的煤气所含有的硫化物分为两大类, 一种是无机硫化物, 一种是有机硫化物。在煤气进行脱硫后, 所脱出来的硫还能够提供给商业使用, 在一定程度上节省了资源。

结束语:对煤气进行的有效净化是整体煤气化联合循环系统能够成功运行排放的有力保障。在现阶段, 先不看常温湿法煤气处理的缺点, 也就是还需要建立废水处理系统和回收系统, 常温湿法煤气处理方案还是比较可行的。所以在现阶段, 整体煤气化联合循环电站对煤气净化除尘采用的是MDEA法进行脱硫。高温净化的方法以其简单的操作, 便宜的价格这些优点胜过了常温湿法粗煤气净化法, 最终帮助整体煤气化联合循环系统实现了二氧化碳零排放。

参考文献

[1]马顺勤.Aspen Plus对整体煤气化联合循环系统的模拟研究[D].北京:华北电力大学, 2012.

[2]许世森.论整体煤气化联合循环 (IGCC) 中煤气净化技术的选择[J].动力工程, 2014, 05 (08) :250-255.

[3]白玉峰.整体煤气化联合循环 (IGCC) 发电系统性能计算与分析[J].黑龙江电力, 2011, 04 (13) :251-253.

煤气系统 篇2

一、前言

沈阳市的燃气事业始建于1923年，是国内最早生产和使用燃气的城市之一，现拥有地下燃气管网2156公里，燃气居民用户80万户，工业用户3000多户。随着沈阳市城市建设的飞速发展，我市的燃气管道用户及管网规模在不断扩大，手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、安全供气、优质服务”的要求，因此，寻求一种高科技、现代化的管理手段是当务之急，我公司经多方面调研分析，认为建立地下燃气管网地理信息系统是解决问题的捷径，通过地理信息系统可以实现燃气管网的动态管理，以便为城市燃气规划、管网管理、燃气事故预防及突发事故的处理等迅速、准确地提供管网的相关数据。

该系统是采用先进的计算机网络、通信技术、地理信息技术，建立在强大的网络系统平台上，支持大型数据库系统。在这个网络信息系统平台上，可以实现燃气管网的规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策、燃气用户管理及综合查询、统计等功能，各管网相关部门可以实现在各自部门同时查阅管网信息，以提高管网信息利用的效率。该系统建设分两期进行，一期工程主要完成数据的采集、管理、更新、查询、分析等主要功能，二期主要完成系统网络工程的建设。

二、技术路线

煤气管网地理信息系统的建立是一个复杂的系统工程，其建设的好坏不仅影响系统自身的应用情况，也将对整个沈阳市城市地理信息系统的推广产生深远的影响。为此，在设计和建设中必须遵循以下原则：

规范化原则

城市建设地理信息系统须严格遵循国家、辽宁省及沈阳市有关城市规划、建设与管理的法规。数据的分类编码应该严格遵循现有的国家标准、行业标准，并根据辽宁省和沈阳市的地方特色，制订适合于本系统的分类编码方案。

先进性原则

系统的功能设计应该立足于较高的起点，在考虑性能价格比的同时必须着重考虑系统的先进性。在软硬件平台的选用上考察国内外最新技术，同时也应考虑系统的通用性及各部门现有的软硬件平台及应用水平，便于该项目的成果尽早产生效益。本系统的地理信息系统平台采用国际上处于领先水平的美国ESRI(Environmental Source Research lnstitute)的Arclnf08，使系统立足于高起点，为煤气系统的开发及应用打下良好的基础。

完备性原则

系统的数据结构和功能体系应能充分满足用户提出的合理需求。

适用性原则

系统应具有良好的人机交互界面，易于使用，在系统的设计过程中，全面考虑各种特殊情况，使系统具有通用性。

示范性原则

沈阳市煤气地理信息系统是辽宁省第一家专业管网系统，该系统的建立为沈阳市其它管网系统的建立积累技术经验，同时也可以为其它兄弟城市建立管网系统提供宝贵的技术支持。

可扩充性原则

系统的要素、编码、功能和数据库结构都必须易于扩充，以满足系统进一步的发展和沈阳市城市地理信息系统建设的需要。

三、系统一期工程

目前，沈阳市煤气总公司的管网资料主要以纸质的`500图、台帐、竣工档案等形式存储，无任何数字化管网信息，因此系统一期的一项主要工作是建立管网地理数据库，此项工作主要由属性录入子系统、数据管理子系统来完成。

l、煤气属性数据录入子系统

说明：在系统建立初期，为了方便用户属性的录入，用VB和Access相结合开发了属性数据录入子系统，它主要应用于系统建立初期属性数据的大量录入，系统建立以后，不再使用此系统。

录入：通过拷贝、提供可选项等方式，提高属性数据录入的效率，录入过程中可以实现记录的全屏幕编辑，如：删除、修改、存盘等操作。

查询：通过28种查询方式，查询到满足用户条件的记录。

修改：高级用户可以实现属性数据的批量更新、恢复。

报表：可以实现条件报表，动态报表

2、煤气数据管理子系统

说明：在系统建立初期，为了实现数字化各工序的管理，图形和属性数据的挂接，图幅的拼接，错误的检查等工作，用VB和Maplnfo相结合开发了数据管理子系统，它主要应用于系统建立初期。

管点分类：在拼接完成的1：5000区块上，完成调压站、抽水缸、节点、罐站、阀门井的分离

属性挂接：在拼接完成的1：5000区块分类表上，实施点属性的挂接，全市拼接完成之后，完成点属性向线属性的抽取。

查错：查出各种图面错误(符号用错、线端点无点符号、点符号不在线上、重复点、悬挂点、重复线、点号重复、点号为空)

拼图：完成1：5000范围内的拼图，全市的拼图・转换：利用Maplnfo的转换工具，将数据转换成 Arclnfo的E00格式或CAD格式。

打印输出：查询结果报表，总表报表、标准图幅打印

3、煤气地理信息系统

说明：在ARC／INF08环境下，以VB6．0作为系统二次开发语言，实现煤气管网的专业化管理。

查询：快速查询、组合查询、关联查询、空间查询。

统计：快速统计、组合统计、关联统计、空间统计。

专题图：以字段为依据、生成各种专题地图。

标注：根据标注参数设置，完成自动标注、扯旗标注。

分析：垂距分析、爆管分析、横剖面分析、纵剖面分析、两点连通分析开关测试、预警分析、水力计算、动态监控口

图形管理：开始编辑、拴点上图、捕捉设置、停止编辑、图幅打印、沿道路打印。

属性管理：单记录属性管理、多记录属性管理、更新维护次数、报表打印。

动态报表：查询、统计、分析结果的动态报表。

图纸输出：标准图纸的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。

数据转换：与Maplnfo或AutoCAD之间的双向转换。

4、动态监控子系统

利用煤气总公司已建成的动态监控系统采集的数据(存储在SQL SERVER数据库中)，实现监测点数据在电子地图上的动态显示。

四、系统二期网络工程

煤气二期网络系统是在煤气一期工程系统(单机版)的基础上扩充了网络功能。二期工程的建立可以更好地发挥煤气数据资源的价值，煤气数据资源是煤气公司宝贵财富，是近，百年来，几代煤气人辛勤劳动的结晶，

它的数字化、错误的纠正更是耗费了大量的人力、物力，网络的建设可以使煤气总公司这一宝贵的财富发挥其应有的作用和功能。二期网络工程的建设与施，使各管网相关的部门可以及时了解最新的管网信息，为管网的设计、运行、维护、更新、管理提供高效、准确、及时的管网信息，加强管网科学化、自动化管理，为沈阳煤气事业的腾飞，打下坚实的基础，造福子孙后代。系统二期网络工程的建设，使得煤气公司的管网系统采用了客户朋艮务器(C／S)方式，成为了真正的企业级的地理信息系统构架，使得各管网相关部门，可以做到足不出产，便可以了解到最新的管网信息，使得煤气公司在全国范围内处于技术领先地位。

1、网络工程目标

提供沈阳市煤气管网设计、管理一体化的解决方案，完成沈阳市煤气总公司企业级GIS体系，强化煤气管网管理。

采用当今世界最先进的企业级GIS应用构架，采用符合技术发展和工业标准的Oracle数据库作为系统数据管理平台，构架先进的企业级应用系统，使得系统的投资能够长期为用户服务。实现管网数据资源最大程度的共享，实现管网规划、设计、管理、维护一体化。

提高管网信息的使用价值，使一期的投资达到更好的经济效益和社会效益

提高沈阳市煤气总公司的企业形象，为IS09000的认证准备雄厚的技术储备。

2、 网络结构

煤气系统 篇3

【关键词】不同煤气混合系统；自动控制；冶金企业

近年来，我国在冶金事业方面的投入在不断加大，作为新时期背景下的冶金企业，必须紧密结合时代发展的需要，充分考虑企业战略发展目标，加强副产资源的利用，着力降低企业的成本，实现节能减排的宏伟目标，以促进企业市场适应力和核心竞争力的有效提升。基于此，以下笔者就副产煤气种类较多的冶金企业，在生产与运行过程中不同煤气混合系统及其自动控制的应用做出以下几点分析。

1.结合本企业实际就煤气混合系统的概述

本企业作为我国冶金行业中各种煤气种类生产较为广泛的企业，在生产钢铁的过程中，还会运用到副产煤气中的转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气以及发生炉煤气等，且具有8座各种不同种类的煤气混合站，能从3种煤气混合到4中煤气混合。为能够充分发挥混合系统优势，做到物尽其用，应针对不同的用户条件采取不同类型的混合方式。采取直喷射式混合器的方式适用于用量较小的用户，该混合器最宜适用在不同的2种煤气压力相差大、波动小的工况。对于混合煤气用户能直接使用，因其压力介于2种煤气压力之间，不用再进行单独加压。喷射混合器若是不在设计流量范围内，其工况无法获得良好的混合效果，这主要是由于此种混合方式只对煤气用量波动小的用户适用；对于用量波动大的用户则应选用常规混合器和加压设备，例如冷轧煤气混合加压系统、太钢热连轧等，这种混合器的使用方式表现为直接插入，混合煤气压力应不得大于气源压力，所以必须对混合煤气再次进行加压。

2.不同煤气混合系统中的冷轧混合自控系统的分析

将各种不同的混合系统利用串级自动控制进行控制，能进一步确保混合煤气热值的稳定性。用来波动大的用户，应采用非常规混合加压自动控制系统。不锈钢材主要由不锈冷轧厂生产，不锈冷轧厂亦是对副产煤气要求最高、最严格的一个部门。不锈钢生产时对于退火温度变化没有太高的要求，且对于退火温度的控制通常采用的方法是分段全开、全关烧嘴。因而就造成煤气用量波动范围广，通常为0-12000m-3/h。这类温度控制方法一般在国外也被广泛应用于天然气炉窑中，目前尚未出现在混合煤气介质的使用中。冷轧煤气的中心就是煤气厂冷轧煤气混合加压站，其重要性不言而喻，要求其必须充分满足用户的需求，并在流量波动较大的条件下仍将混合煤气热值与压力保持在相应水平。鉴于用户要求极高的用气条件，该系统在投入使用后，确实出现过一段时间的不适应，导致生产工作的正常有效运行受到极大困扰，因此，本企业采用与多方进行合作的方式，对不同煤气的混合加压系统进行了大规模的自动控制改造，让其进一步向自动化迈进。由于各冶金企业的生产情况都各有区别，不能做到完全借鉴，因而应在进行改造时采用边实验边完善的方式。不同煤气的混合加压自动控制系统分别由热值仪、变频器、离心煤气加压机以及调节蝶阀组成，且其具体数量是热值仪1台、变频器2台、离心煤气加压机3台、调节蝶阀10台；这些机械设备的主要就是对热值、转速、转速以及流量等参数进行共同控制，这是在现阶段的冶金企业中属于最为复杂的一项工作。

2.1 控制难度分析

煤气混合系统中必须严格避免出现较大的流量波动，其将直接对混合煤气热值、混合压力造成影响，以至于混合煤气热值、混合压力产生变化，更是意味着介质重度也会发生变化，而介质重度发生变化又将对离心风机的正常运转造成严重影响，而离心风机又主要能分为机前压力与机后压力且与变频技术紧密相关。随着变频技术的广泛应用，离心风机的自动控制技术已经较为成熟，但是介质重度与机前压力容易经常产生变化情况，这对离心风机运行的稳定性造成了严重影响。其中转速发生变化会对混合煤气压力产生反面影响，导致混合系统出现混乱。而热值发生变化又会导致退火温度出现波动，从而造成流量变化情况出现加剧现象。由于多种因素相互制约，如果当中任何一个环节出现操作失误均会造成全系统控制出现紊乱情况，而具有良好稳定性的热值就能有效降低系统的盲目操作，因此，有效控制煤气混合系统中出现较大流量波动时的稳定性是实现全系统自动控制的重中之重。

2.2 控制方法探讨

冷轧混合加压站主要采用的控制方法就是先混合后加压，利用混合系统中的四蝶阀进行串级调节，并采用3台带有变频器的离心风机进行提压。当前国内较为常用的双路煤气混合工艺就是使用两路四蝶阀进行串级调节，采用该工艺能在使用流量相对稳定的工况下取得较好的运行效果，但是却不适用于流量波动较大的情况下，蝶阀调整幅度过大将导致出现系统震荡，从而产生恶性循环。因此，对导致震荡出现的原因进行仔细分析与综合考虑，能得出这主要是由于串联双蝶阀不具备良好的流量调节线性。对于这个问题应采取在两路四蝶阀基础上分别并联一道小蝶阀，并在基于四蝶阀串级调节基础上实现对六蝶阀的交叉限幅调节，确保调整的方式中不仅有PID调节，亦有交叉限幅调节，就是指小蝶阀应进行细调，大蝶阀应进行粗调，以便进一步加快系统流量调节的响应速度，并且确保系统在不同流量下的调节线性都是良好的。

导致混合系统流量发生变化的还有气源压力的波动，所以应对气源压力的波动进行有效控制，采取控制气源压力让其随波动变化而变化的策略思路，从而最大限度降低蝶阀的动作。对于变频加压系统，应对其PID调节参数进行适当调整，以便降低变频对混合系统的影响。采取对PID参数进行适当调节的方式来区别其跟变频设定的压力，从而实现煤气瞬放，以便降低变频的冲击。与此同时，加压机是自带油泵滑动轴承型式时，其能设定变频的转速下限，防止因转速过低而导致油压下降，致使轴承被烧损，这样能有效确保加压机的安全、正常运行。

2.3 控制达到水平

确定系统控制的整体思路后，必须思路的实施阶段对自动控制的各项参数进行反复整，确保参数正确、符合要求，以便在通过一段时间的精心工作后，实现对混合煤气热值、压力自动调节，离心风机机后压力的自动调节，并在量波动的幅度快速达到每小时六千立方米的情况下确保混合煤气热值波动在±5%之内，压力波动在±3%之内，以便满足不锈钢生产的基础需求。

3.结束语

综上所述，对不同煤气混合系统及其自动控制在冶金企业的应用进行分析，具有十分重要的意义。本文从煤气混合系统的概述，冷轧混合自动控制系统两方面进行了探讨，说明了不同煤气混合系统及其自动控制对冶金企业钢材生产的重要性，不仅有利于企业进一步对煤气混合自动控制系统的应用，还有利于企业市场适应力与核心竞争力，以增加企业的经济效益与社会效益，从而促进企业可持续发展。

参考文献

[1]王晋芳.不同煤气混合系统及其自动控制在冶金企业的应用[N].山西科技报，2003-07-12（A03）.

[2]王飞，孙式超，栾贻民.燃气混合工艺系统分析及在泰钢的应用[J].山东冶金，2010，02：45-47.

[3]夏绪辉，江志刚.冶金企业网络化制造系统[J].现代制造工程，2006，02：17-20.

[4]郭雨春.冶金工业自动化控制系统的发展进入关键期[J].自动化博览，2012，09：32-35.

涟钢煤气低压保护系统研究 篇4

涟钢热电厂一期热电站共有四台130T/H的煤-煤气混烧锅炉, 其作用是用来生产蒸汽推动鼓风站两台鼓风机, 为涟钢炼铁厂一高炉冶炼鼓风。四台锅炉所烧燃的气体主要是高炉煤气和焦炉煤气, 在煤气设备运行和维护过程中均存在着煤气泄漏的隐患, 当煤气管网压力因事故低于安全值时, 若不能及时切断炉体与煤气管道的连接, 管网负压将会把锅炉炉膛火焰吸至煤气管道内引起煤气爆炸。因此, 必须建立一套煤气管网压力低压检测保护装置, 以快速、准确地对煤气管网低压作出判断和反应。

2 系统组成及特点

根据生产工艺以及周围环境的要求, 涟钢热电厂采用了应用十分广泛的SIMATICS6-200PLC作为核心部件。由于它具有体积小、功能强、可靠性高、程序设计简单、使用灵活方便、维护方便、抗干扰能力强、适应工业环境下应用等一系列优点, 所以已成为现代工业控制的支柱之一, 因此采用SIMATIC S6-200 PLC将使煤气低压保护系统的可靠性得到有力的保证。

S6-200可编程控制器是模块化结构设计, 各单独模块之间可进行广泛组合、并利于扩展, 是西门子公司具有代表性的程序控制器, 用于中档性能范围的模拟量检测及控制, 具有很高的电磁兼容性和抗冲击性、耐振动性能, 可实现带电拔插等功能。

2.1 系统组成

(1) 煤气低压保护系统所采用的系统组成为:

①电源模块 (PS-307) , 可将220VAC电压转换为24VDC。

②中央处理单元 (CPU 315-2DP) , 这种型号的CPU上集成有PROFIBUS - DP通讯接口和MPI多点接口。

③信号模块 (SM DI-321, DO-322, AI-331) , 用于32位和8位通道数字量和模拟量输人/输出。

④通讯处理器 (CP 343-1) , 用于连接网络和点对点连接。

⑤网卡 (1613) , 用于实现PROFIBUS-DP连接等。

⑥系统网络。

(2) 系统网络组成。

本系统中S6-200PLC通过工业以太网PROFIBUS-DP, 与其它计算机系统 (DCS或PLC) 连接成网络, 也可以实现与厂MIS的连接。如图1所示:

2.2 系统特点

(1) 可靠性高。在硬件上, 采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗于扰措施, 元件也是精心挑选的;在软件_L采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。

(2) 简单方便。接线十分简单, 只需将输人信号的设备 (按钮、开关等) 与PLC输人端子连接, PLC输出信号到执行元件 (如:电磁阀、接触器等) , 工作量少;语言方面, 梯形图或语句表, 编程简单直观;模块化设计或扩展模块的使用, 简化了控制系统的形成;系统设计容易, 开发周期短, 程序易调试和修改;利用可编程控制器网络和通讯技术易于实现分散的控制任务。

(3) 设计施工周期短。PLC采用面向控制过程和面向问题的梯形图语言编程, 即继承了传统控制路线清晰直观的优点, 又考虑了大多数电气人员的读图习惯及应用微机的水平, 容易被电气技术人员接受。

(4) 故障检查与排除。每一块模块上都有LED指示灯, 可以帮助检查内部程序和输人输出是否有故障, 根据不同功能的指示灯可以进行故障的排除。

(5) PLC可实现程序在线运行监视, 并可在线修改。

(6) 程序注示可实现中文文字说明。

3 控制策略

3.1 检测和控制

(1) 对每台锅炉分别安装检测煤气低压保护系统 (主要指检测和气动快速关闭蝶阀) , 对于高炉煤气、焦炉煤气压力均采用冗余监测;对于压力均设置两个检测点以2选2的方式准确判断低压事故, 避免误动作。这样系统的最大优点是:当出现煤气压力2选2方式 (高煤压力350mmH2O, 焦煤压力150mmH2O) 真的低压时, 直接停炉, 保证煤气管网压力稳定, 防止因回火导致管网爆炸。

(2) 系统可实现高炉煤气总管、支管压力和焦炉煤气总管、支管压力检测, 当高炉煤气压力低时 (均采用2选2监测方式, 高炉煤气压力低于350mmH2O时, 焦炉煤气压力低于150mmH2O) 立即自动关闭相应的快关阀;实现煤气低压联锁, 在燃用焦煤、点火焦煤同时低时, 先关闭燃用焦煤蝶阀, 同时继续监测点火焦煤压力是否能够升高, 若点火焦煤压力仍低, 此时再关闭点火焦煤气蝶阀。当快关阀关闭时立即连锁相应电磁阀自动充氮, 以防止发生回火爆炸事故。为防止快关阀关闭后煤气压力重新回升时自动打开而发生回火事故, 此时只能联锁控制后将切断自动联锁, 手动控制开快速切断阀。系统所有快关蝶阀、电磁阀均可实现远方按钮手动、计算机连锁两种操作方式。

(3) 同时系统也可以对氮气 (N2) 压力进行检测, 并在煤气低压保护联锁启动后对煤气管道进行充氮, 防止煤气泄漏。

以上煤气低压保护监视、联锁控制、计算机和控制柜等设备将布置在热电站锅炉控制室内。

3.2 控制程序

根据上述控制要求, 系统控制程序选用PLC的专用的编程软件STEP7 V5.2来完成硬件组态、通讯设置以及程序的编制、调试、在线监控等。图2是以高炉煤气阀为控制对象所编程序的流程图。

4 结语

以上描述的煤气低压保护控制系统对过程控制和顺序控制均具有良好的处理能力, 能够快速针对工艺生产变化做出连锁反应, 为煤气管网的正常、安全运行提供了可靠的保证。同时, 系统特有的开放接口 (OPC) , 使级间互联变得更加方便, 可以实现用户方操作、管理集中、通讯信息开放的要求。

目前PLC系统已经成为名符其实的多功能控制器, 通过PLC技术在涟钢热电厂锅炉煤气低压保护系统中的应用, 已经看到其在逻辑控制、过程控制、运算控制、数据处理等方面功能都得到了较好的应用。与此同时, PLC的网络通信功能也得到了飞速发展, 能更好的与其它系统 (如锅炉DCS系统、厂MIS系统) 兼容。

摘要：为保证涟钢煤气管网的正常、安全运行, 保障职工的安全, 涟钢热电通过S6-200PLC可编程控制器, 完成对高炉煤气和焦炉煤气压力检测以及快关蝶阀、电磁阀的控制, 有效防止了锅炉炉膛火焰吸至煤气管道内引起煤气爆炸事故。通过现场工况表明该系统能快速、准确地对煤气管网低压作出判断和反应。

煤气系统 篇5

高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

摘要：在此介绍了昆明钢铁公司第二炼钢厂3×30t转炉烟气净化及煤气回收系统上采用的高压变频调速装置的技术参数和设计方案,对各类调速装置的`选型进行了分析对比,对应用效果和使用经济性进行了分析,并介绍了高压变频调速装置在转炉炼钢厂的应用前景.作 者：马世立    杨文喜    殷卫民    Ma Shili    Yang Wenxi    Yin Weimin  作者单位：马世立,Ma Shili(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,400013)

杨文喜,殷卫民,Yang Wenxi,Yin Weimin(昆明钢铁公司第二炼钢厂,云南昆明,650302)

期 刊：环境工程  ISTICPKU  Journal：ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)：2007, (z1) 分类号：X7 关键词：高压变频调速装置    转炉    烟气净化    煤气回收    应用   

漫话煤气中毒 篇6

日常生活中，一氧化碳通常是由燃料(煤、煤油、木材、柴草、木炭、液化石油气等)在氧气不足，不能充分燃烧的情况下形成的。城市家庭中使用的管道煤气，本身就含有多量的一氧化碳。此外，摩托车、汽车、轮船、火车、飞机等交通工具排出的废气中，也含有多量的一氧化碳。

一氧化碳进入空气后，通常经过通风对流向室外扩散稀释，浓度变得很小，并不引起中毒，然而，当室内通风不良，又有一氧化碳的毒源在不断释放一氧化碳时，就很容易发生中毒。一氧化碳中毒以冬季多见的原因就是因为天气寒冷，室内门窗紧闭，通风不良，而且人们喜欢近火取暖，如采用无排气管的煤炉、木炭盆、燃气取暖器，自然容易在室内聚积多量的一氧化碳，尤其在夜间，将煤炉封起来过夜时，因燃烧很不充分，形成的一氧化碳就更多。若置此类火炉于卧室，则更加危险。交通工具排放的废气或工业生产中应用的煤气，如不幸进入舱室或密闭的室内，自然也会发生煤气中毒。我们曾遇到一起罕见的事故：因汽车排气管位置不适当，车厢有缺陷，于冬季连续行车7小时后，乘车者11人中8人发生煤气中毒。还有，某工厂浴室固有煤气泄漏入内使正在洗澡的两兄弟同时悵死于浴室中。

一氧化碳是如何引起人体中毒的呢?人体吸取外界的氧气，由血液中的血红蛋白与其相结合先形成氧合血红蛋白，然后随血流运送到各组织器官，由于一氧化碳与血红蛋白结合的亲和力比氧气要大240～300倍，故吸入的一氧化碳，就会将和血红蛋白结合的氧气挤摔，而形成一氧化碳和血红蛋白的结合物，结果使各组织器官缺氧而致中毒。由于中枢神经对缺氧的耐受性最差，所以中毒后的损害也最严重。

一氧化碳中毒有哪些表现呢?一般分轻、中、重三级。轻度中毒者有头晕、头痛、颞部(太阳穴处)跳动感、心慌、恶心、呕吐和四肢无力等症状，皮肤粘膜可见苍白，也可有短暂的昏厥，脱离中毒现场呼吸新鲜空气后，症状就会很快消失：中度中毒者上述症状加重，面色潮红，口唇及皮肤某些部位呈樱桃红色，心率快，走路步态不稳，意识模糊甚至昏迷，但只要及时脱离中毒环境进行急救，亦能较快清醒，1～2天内多能恢复，一般无后遗症；严重中毒的病人很快进入昏迷状态，频繁抽搐，瞳孔缩小，对光反应可以不敏感，有神经反射和肌肉张力改变，还可伴有脑水肿、肺水肿、心肌炎、心律失常、体温升高、出汗、间脑损害及脑电图异常等许多损害，死亡多由严重中毒所致。侥幸获救后，部分病人还可能留有后遗症，或者大脑死亡变成植物人，还有部分病人经急救后一度好转，状如常人，其后又再次出现神经精神障碍，称为一氧化碳中毒神经系统后续症。

应该指出，即使轻度中毒，如不及时脱离中毒现场，持续吸入一氧化碳，也可很快向严重中毒转化。由于早期中毒症状易被忽视，稍重即有意识和运动障碍，常难以呼救或自己打开门窗，乃至被他人发现时，常常为时已晚。对此，千万不能麻痹大意，否则将后悔莫及。

万一有人发生了煤气中毒，怎么办?应该迅速使患者脱离中毒现场，切断毒源，打开门窗，给患者呼吸新鲜空气或氧气，在楼房上可将病人移到敞开的晒台上(要注意保暖)。如果发现患者有心跳或呼吸停止，则应立即拳击心前区，施行紧急心肺复苏术，经现场初步急救处理后，转送医院治疗。

变频在煤气输送系统的应用 篇7

1 煤气输送的过程

人工生产的煤气, 由工厂生产出来以后, 到达城市的居民用户、及企业用户, 必须保证煤气管道的压力, 这一步通常由工厂采用各种风机加压来完成。

唐山假华煤化工有限公司净化分厂储配站采用的是罗茨风机加压输送的方法。如图1所示。

在煤气的输送过程中, 为了满足用户的使用条件, 经常需要员工操作罗茨风机的回流阀, 来调节煤气管道的出口压力, 因此回流的管道中必须保证一定煤气量, 大量煤气在罗茨风机前后回流, 其结果是电机作无用功, 浪费电能;风机机体本身因煤气压缩循环易发热;同时易沉淀焦油, 影响罗茨风机停车后的再次启动。煤气用户突然加大用量时, 负荷的突然增加容易引起电机电流过大的故障停车, 这些现象明显影响煤气的正常输送。

2 利用变频技术的方案

针对煤气输送中存在的问题, 我们加快改造启用变频设备。使用的电机型号:YB2-355M2-6 200k W, 选用的变频器柜:CCW-I-200为北京鑫科创超维科技发展有限公司生产。变频器:ABB公司ACS800。

变频控制柜装在配电室内。初期我们采用变频器控制柜的面盘控制方式, 即在现场启动罗茨风机后, 根据煤气管道的出口压力, 到配电室改变控制柜面盘电位器, 调节变频器输出的电压频率, 从而控制电机的转速。此时我们达到减少员工操作罗茨风机回流阀的次数、风机机体温度下降、环境噪声下降的目的。使用一段时间后, 我们发现还有过载停车, 观测仪表与变频器柜距离远, 手动调节调速电位器不方便, 电机提升速度、降低速度的响应时间长。

3 分析变频调节时的影响

在察看相关资料, ABB公司的变频器, 完成一次手动调速过程, 其设备内部需要调节的过程如图2所示。这种变频器的速度控制调节功能, 是变频器的内部速度控制器根据负载和电机与机械的转动惯量进行调节。给定速度、微分加速度补偿、积分时间、微分时间, 及机械设备反应的滞后, 往往需要一定的时间。实际使用中, 真正的生产需要多次重复调节, 当达到生产要求, 其过程要有10~20min。较长的调节时间影响生产的正常操作。

4 改进

针对变频器的反应速度慢、现场因安装位置造成的操作不方便。为达到操作方便、调节的过程满足生产。我们分析现场条件, 现场具有计算机集散系统, 煤气管道出口压力监测功能。在咨询厂家后, 我们改进了设备, 手动操作由计算机给定4~20m A控制信号, 引入变频器调节电机速度。自动操作由计算机根据煤气管道出口压力给定相应控制信号后, 由变频器完成电机的调速操作。改造工作完成后, 设备完成一次调节过程需要5~20ms的时间, 完全满足了生产的需要。

5 节能效果

节电:使用变频技术后, 测量工作频率为35Hz, 实测电流下降53A, 节约有功功率30k W, 可节约720°/d。

节省机械维修费用:风机机体温度下降, 故障跳车明显减少, 噪音减小, 使用变频器后罗茨风机的故障率下降。

6 结语

采用变频技术, 电机实现软启动, 减少风机出口压力瞬间提高对风机的冲击, 延长了风机寿命。变频设备的价格虽然高于软启动设备, 但节电、节能效果明显, 适于今后风机设备的节能改造及新设备的安装。

摘要：该文详述利用变频器和DCS集散系统的结合, 改进煤气输送系统的操作, 指出改造后, 具有明显的易操作性, 在节能、降噪音, 减少维修费用、创造效益上效果明显。

关键词：变频器,集散系统,调节,节能

参考文献

[1]魏召刚.工业变频器原理及应用[M].北京:电子工业出版社, 2006.

[2]HIVERT通用高压变频器用户手册[S].

浅谈煤气锅炉控制系统 篇8

锅炉通过燃料的燃烧而释放化学能, 是一种具有能量转换功能的设备。所采用的燃料有多种, 如高炉煤气等。锅炉内的水, 通过能量的传递进而转变为蒸汽, 而蒸汽所具有的动能则可以通过汽轮发电机转变为电能, 或者转变为汽轮拖动的机械能。由此可见, 将燃料中的化学能转化为蒸汽的热能则是锅炉的主要作用。目前, 国家对发电上网进行了严格的控制, 而且结合钢铁企业的具体情况, 锅炉行业的大的发展趋势是利用锅炉产生的蒸汽, 进而拖动汽轮机, 并完成风机或水泵的动能的转化, 这也是行业内人士面临的一个严峻的课题。

2 锅炉的控制系统

2.1 蒸汽温度控制系统

锅炉是较为复杂的设备, 且运行的工作环境较差。蒸汽温度是锅炉设备的主要参数之一, 因此应严格控制蒸汽的温度, 减少各种干扰因素的影响, 获得在一定范围内温度相对恒定的蒸汽。空燃比和燃气供应量是影响蒸汽温度的关键因素, 因此需要对给风量和燃气量进行有效的控制, 所采用的系统是串级比值控制系统。除此之外, 引风量、蒸发量和给水量也会对蒸汽温度造成一定的影响。同时, 基于控制系统响应速度的考虑, 采用了前馈比值串级控制系统来控制蒸汽的温度。蒸汽温度控制的前馈量由蒸发量和给水量构成, 从而形成前馈控制系统。

2.2 蒸汽压力控制系统

出口蒸汽的品质会受到锅炉压力的影响, 因此锅炉压力不能过低。然而锅炉压力也不能太高, 否则会带来很大的安全隐患, 甚至发生安全事故, 如锅炉爆炸等。因此锅炉出口的蒸汽压力同样是锅炉设备十分重要的参数, 必须进行严格的调节和控制, 使锅炉的压力在合理的范围内, 才能确保锅炉运行的安全。蒸汽压力和蒸汽温度是相互影响的两个参数, 对于蒸汽温度进行控制, 同时也会对蒸汽压力造成影响。压力控制系统是锅炉设备的重要系统, 能够对压力进行调节和控制, 使压力在安全的基础上保持在合理的范围, 从而确保蒸汽的品质, 获得所需压力的蒸汽。当锅炉压力过高时, 为了让蒸汽压力迅速降低, 应立刻打开安全放散阀, 使蒸汽压力降到压力极限值之下, 再迅速将安全阀关闭。

2.3 燃料控制系统

煤气压力和煤气流量参与锅炉控制系统的输出指令, 是燃料控制系统的主要参数, 并调节燃料量。利用调节进气阀门挡板, 可以实现对于燃料的调节。确保汽包压力和母管压力为给定值, 而进气阀门的控制既可以采取自动控制也可以采取手动控制, 进而向送风控制回路发出相应指令。高炉煤气的流率相对来说较为稳定, 在对燃料量进行控制时, 应尽量减轻其他两种煤气的流量扰动, 主要采取调节高炉煤气进气量的方式来加以调节。

2.4 汽包水位控制系统

蒸汽的质量在一定程度上还会受到汽包液位的影响。汽包液位过低会导致锅炉被烧坏, 造成巨大的安全隐患, 甚至发生爆炸, 危害人们的生命安全。同样, 汽包液位过高也会对蒸汽质量造成影响, 或者水满而溢出, 进而造成事故。主给水流量和蒸汽流量是影响汽包液位的两个关键的变量。在其他条件不变的前提下, 液位随着给水量的增加而升高, 随着蒸发量的增加而降低。实际的需要决定了蒸汽流量的大小, 而给水则具有维持汽包液位的作用, 因此在对汽包液位进行控制时, 选择给水量作为操纵量。此外, 基于系统的快速性和稳定性的考虑, 采用前/后馈的控制机制, 在使用串级控制的基础上, 将蒸汽流量作为补偿。

由以往的经验可知, 汽包液位的调节, 可以通过给水流量来实现, 使得汽包内的物料达到科学而合理的平衡点, 汽包水位在可以控制的范围内进行波动。通常来讲, 对于蒸汽流量和给水流量的变化, 锅炉汽包水位会对此作出积极的响应。然而, 也有可能出现“虚假水位”的现象, 即在主蒸汽量快速增加时, 表现出来的特性却是逆向响应, 从而使得蒸汽压力下降, 汽包水位升高, 而实际水量却减少了。对于该现象进行分析可知, 其原因在于:汽包外送的蒸汽量随着用户需求量的增加而增加, 从而导致汽包内的蒸汽压力也随之迅速下降。压力下降导致水的沸点降低, 汽包内的水“开锅”得更加剧烈, 更加频繁、速度更快。因此形成大量的气泡, 而这些气泡将水位抬高, 从而导致操作人员误认为汽包水位升高。

通过分析汽包水位控制系统的原理可知, 汽包水位控制系统, 以水位作为主控量, 将蒸汽流量和主给水量作为辅助量。该系统的作用是将汽包水位维持在一定的范围内, 需要对进入汽包的主给水流量进行调节, 其目的则是使主给水流量与锅炉输出的蒸汽量相适应。为了使汽包水位维持在汽水分界线, 平衡汽包内的两相介质, 可以采用提高主给水流量的方式来实现, 通过这种方式, 不仅能够保证锅炉运行的安全, 还可以在一定程度上提高锅炉的出力。对于汽包水位控制系统中可能出现的虚假水位现象, 这是由于控制系统采用汽包水位作为主控量。因此在实际应用的过程中, 结合具体的情况, 可以将被控量选为汽包水位, 实行单冲量水位控制。或者采用双冲量水位控制, 被控量选为汽包水位和蒸汽流量, 又或者采用三冲量水位控制, 即被控量选为汽包水位、主给水量和蒸汽流量。目前, 汽包水位三冲量调节系统获得了较为广泛的应用, 并且具有较好的调节效果。

2.5 炉膛负压控制系统

如果炉膛负压太小, 甚至为正, 则炉膛内烟气过多, 甚至烟气向外冒, 影响设备和操作人员的安全;反之, 炉膛负压过大, 会使冷空气漏进炉膛内, 从而使热量损失增加, 降低燃烧效率。所以必须对炉膛的压力进行控制。影响炉膛压力的主要变量有燃气量、给风量以及抽风量等, 而其中燃气量和给风量是由蒸汽温度、压力以及蒸发量等因素决定的, 所以要想使炉膛压力在一定范围内保持不变就只有改变抽风量, 亦即通过调节抽风量以达到控制炉膛压力的目的。另外, 考虑到系统响应的快速性, 同时, 又因为给风量和给煤量成一定的比例关系, 为了提高控制品质以及简化控制系统的结构, 将给煤量引入前馈通道参与了炉膛压力的控制。

3 结束语

锅炉控制系统是计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。对于提高操作管理水平, 减轻劳动强度, 保证锅炉稳定运行, 提高运行效率, 以及防止环境污染等发挥着非常重要的作用。

参考文献

[1]周永恒, 谭华.工业锅炉的自动化控制研究[J].广西轻工业, 2007, 1.

[2]冯卫.中小型锅炉的计算机控制[J].科技资讯, 2007, 8.

[3]刘忠, 陈丽华.基于工控机的锅炉控制系统的设计与应用[J].化工自动化及仪表, 2012 (4) .

[4]李忠虎, 王俊伟, 李银琪.220t/h煤气锅炉控制方案的优化[J].化工自动化及仪表, 2012 (3) .

[5]时磊, 邱兵涛.基于DCS的煤气燃烧锅炉控制系统的设计[J].洛阳师范学院学报, 2014 (11) .

转炉煤气加压机密封系统改造 篇9

唐山不锈钢公司转炉煤气加压站担负着公司所有转炉煤气用户的加压输送任务, 主要煤气用户有炼钢、连铸烤包;热电、热带一、铸铁机等, 都是重要用户, 因此加压机的开动率很高。转炉煤气加压站内有5台煤气加压机, 运行方式为开二备三, 加压机型号为D500-1.15, 进口容积流量500m3/min, 设计进口压力3kPa, 出口压力15 k Pa, 主轴转速2980r/min, 原动机功率200kw, 进口介质密度:1.1917kgf/m3, 进口介质温度40℃.5台加压机2007年10月正式投产运行。

1 情况介绍

目前不锈钢公司要求各单位从风、水、电、气的使用和管理方面降低能源消耗, 转炉加压站技术人员通过对其它兄弟单位的考察验证, 决定从加压机的氮气密封系统着手, 对煤气加压站的密封系统进行改造。

5台鼓风机尽管为开二备三的运行方式, 但是根据加压机的设计结构备用的加压机也必须连续供应氮气, 不能中断, 以保证备用设备内转炉煤气无泄漏, 因此5台加压机氮气消耗量较大, 完全可以作为节能降耗的一个项目。5台鼓风机轴头部位各有一氮气密封点, 氮气管直径￠16, 流量平均150 m3/h, 则5台鼓风机消耗量750 m3/h, 每月消耗氮气量54万m3, 按照目前氮气的单价2.99元/m3, 则每月氮气费用达到161.46万元, 氮气的运行费用大约占转炉加压站总运行成本的一半以上, 运行费用相当高, 所以从经济效益上分析, 降低氮气消耗是转炉加压站降低成本很有效的方法。

目前, 加压站氮气除供给加压机氮封用外, 还供给转炉煤气风机房氧含量分析仪使用, 氮气管总管从氧气厂接入, 一路供给加压机, 一路供给转炉风机房, 正常情况下, 主管氮气压力为0.2Mpa, 鼓风机出口压力为13-15Kpa, 虽然氮气压力远高于鼓风机工作压力, 由于所用氮气直接从氮气主管道接入, 沿线没有氮气压力自动控制装置, 完全靠工作人员手动去调氮气压力, 因此不能确定供出的氮气压力是否满足加压机的需要, 氮气压力存在较大的不稳定性, 一旦转炉煤气加压机的工作压力高于氮气压力, 或由于某种原因氮气停供, 转炉煤气则会倒流入氮气管道中, 因此存在极大的安全隐患。

基于上述原因, 对加压机的密封系统进行改造是很有必要的。

2 改造方案

首先取消氮气密封, 强行密封轴端部位, 即在鼓风机轴端部位安装密封箱, 将轴端部位用密封箱严密包住, 并在密封箱上部开放散孔, 安装DN100的放散管直接伸到加压机房外, 泄漏的煤气则靠自身压力的作用下自动由放散管排到机房外, 避免了加压机房内煤气泄漏的情况, 保证了机房内转炉煤气含量的不超标。

由于加压机轴端部位形状极不规则, 尤其是轴头部位, 设施较多, 如仪表管路、润滑油管路及其它管路等, 为使密封箱的结构不影响其它附属设施, 将密封箱设计的直径和轴承座与轴封处直径相同。密封箱采用厚度为￡4的钢板进行煨弯制作, 用螺栓与鼓风机机座进行连接, 形成一个密封的箱体, 从而泄漏的转炉煤气就密闭在箱体内。为了保证密封箱与机座连接紧密, 必须使用弹性好, 耐腐蚀的密封垫密封于密封箱与机座、轴承座等接触处之间, 因此采用了￡2的毛毡垫进行密封, 保证了严密性。

3 鼓风机密封系统改造方案的实施

首先取消轴头密封部位氮气管, 将氮气接头用丝堵堵死, 然后焊接密封箱, 安装与轴头部位, 用毛毡垫进行密封, 并在密封箱上部开设放散孔, 安装放散管通向机房外, 通过放散管把泄漏的煤气直接排放到机房外。轴尾密封改造部位与轴头密封改造相同, 只是鼓风机轴尾端压力较低, 转炉煤气泄漏量相对较少, 放散管直接利旧, 用原直径￠16的氮气管。见轴封示意图。

4 改造后运行效果

我们首先对5#鼓风机进行了改造, 完成改造即投入运行, 密封效果良好, 在改造安装完后, 每天现场检测CO浓度 (距离轴封20mm处) 检测结果表明CO浓度为0, 转炉煤气无泄漏。通过此次改造, 完全取消了氮气。鼓风机改造完至今, 轴封部位煤气泄漏保持零泄漏, 而且供气稳定, 在保证人员及生产安全的前提下, 节约了大量氮气, 年节约氮气费用为1937.52万元。同时降低了工人的劳动强度。

5 结束语

转炉煤气加压站的煤气加压机改造完毕至今, 运行半年多, 使用效果良好, 彻底避免了转炉煤气向机房内泄漏, 有效改善了煤气加压机房的环境, 消除了煤气加压机房存在煤气泄漏的安全隐患, 改造费用低, 实施简便, 节约的大量氮气可应用于公司的其它生产工序, 有效地减少了能源消耗, 降低了加压站的运行成本。

摘要：通过对煤气加压机氮气密封系统的改造, 解决了氮气压力对煤气加压机密封效果影响的问题, 降低了生产成本, 提高了机组经济效益。

基于PLC的转炉煤气回收系统 篇10

转炉炼钢时, 氧枪从炉口上方, 伸入到距铁水上部适当的位置, 氧气以一定的压力在熔池内与铁水剧烈搅拌, 与铁水中的碳等元素反应, 产生大量的一氧化碳为主的混合气体。对这些烟气降温与净化, 可回收再利用, 不但可以节能降耗, 实现负能炼钢, 而且可以减少对大气污染, 利国利民。

1 转炉煤气回收的工艺流程

转炉煤气系统在运行时, 吹氧会使转炉烟气产生高温, 达1400~1600℃。这些含有N2, CO2、粉尘、转炉煤气的混合气体, 经大风机的抽引进入活动罩裙和汽水烟道被迅速降温。混合气体被降温到900℃以下后进入下一系统, 即一级文氏管, 在此进行粗除尘, 再冷却以及灭火。最后经过再次除尘冷却的烟气在重力脱水器脱去水滴。转炉煤气回收的工艺流程如图1所示。

脱去水滴的煤气进入二级文氏管, 第二级文氏管为高速变径 (喉口可调) , 主要作用是精除尘, 利用变径调节烟气量。二文出口烟气温度降低到50~70℃, 含尘量为50~150mg/m3, 二文后的喷淋箱和复挡脱水器起进一步水洗烟气和脱水作用。

在二级文氏管水洗与除尘后的烟气进入风机, 最后被输送煤气柜内。

浊循环是煤气回收系统除尘的主要方式, 浊循环水经过水泵的输送进入一级文氏管与二级文氏管, 在一级文氏管的通过重力脱水器进入高架水槽, 又循环回水处理池;在二级文氏管的浊循环水通过弯头脱水器以及水雾分离器循环回水处理池, 再次经工艺处理后循环使用。

2 煤气回收控制系统

2.1 系统构成

系统主机架选用适用于中高性能控制领域、功能强大的西门子S7-400系列, 系统包括电源模板、中央处理单元 (CPU) , 以及信号模板 (SM) 、通讯模板 (CP) 、功能模板 (FM) 、接口模板 (IM) 、SIMATIC S5模板等。系统设置上位机2台, 操作系统选用Windows XP。在每一台上位机上装设基于Windows的应用编程软件STEP7, 选用Win CC软件实现网络监控。PLC自动化控制系统通过工业以太网与两台上位机通信, 采用液晶LCD显示器作为显示系统。

西门子S7~400系列功能分级的CPU以及种类齐全的模板, 能够为其自动化任务找到最佳的解决方案, 实现分布式系统, 扩展通信能力, 操作简单, 运行可靠, 同时刷新速度较快。

设计了各个界面控制功能, 工程技术人员与生产操作人员可以通过监控软件很清晰地看到工艺数值与现场生产状况。

2.2 操作流程

风机机组的轴承需要润滑油来形成连续的油楔, 由于转子传导热能, 再加上轴承面的磨擦等因素, 大量的热量会产生。因此, 为使轴承在容许温度内运行, 必须对轴承进行冷却。在启动风机前, 首先要启动油泵。油泵设有常用与备用两台。常用油泵发生故障无法运行时, 备用油泵通过相应的联锁机构自启动。在油压升到相关要求数值后, 才可启动风机。如果在转炉煤气回收环节中, 风机出现故障停止运行, 含有大量有毒高温气体的烟气因不能被收集而被排出大气中, 造成环境污染。

风机调节过程是全程自动的, 通过转炉本体发出的指令来调节。转炉本体发出信号有两种:“兑铁”与“出钢”。当转炉本体发出“兑铁”指令后, 自动化控制程序开始按设计的程序, 通过相关指令控制风机运行, 通过继电环节将高速信号发送到变频器, 变频器立刻启动, 按设定的时间低速逐步提升到高速。当转炉“兑铁”过程完成后, 风机根据转炉本体发射过来的信号, 自动降速。转炉煤气的一次回收过程完毕。在两次煤气回收过程之间, 风机是低速运行状态。为提升风机的使用寿命, 风机高速与低速之间的切换, 一定要通过变频装置实平稳过渡。

转炉煤气的回收与放散系统有三通阀、旁通阀、水封逆止阀三大核心装置。旁通阀是紧急安全设备, 当三通阀发生故障时, 旁通阀会快速打开排放出烟气;水封逆止阀是确保转炉煤气回收系统安全运行不可缺少的设备, 其作用是预防煤气倒流。当转炉系统开始吹炼工序时, 系统会自动对放散塔的氮气进行吹扫, 同时将散塔内空气排放出, 其目的是预防烟气与放散塔内空气发生混合后产生爆炸的危险。为避免产生煤气回火发生爆炸危险, 当煤气回收条件全部达到后, 放散侧的三通阀就切换回收侧时, 吹扫放散塔的氮气, 为使管道内始终保持微正压, 要持续向三通阀与水封逆止阀之间的管道吹入氮气。

3 PLC控制流程

整个控制煤气回收的自动化程序都储存于中央处理器CPU中, 由工程技术人员采用STEP 7软件内编程。转炉煤气回收PLC控制流程如图2所示。

转炉煤气回收是在转炉吹炼过程中实现的, 为了安全而顺利地收集转炉煤气, 装设在线测试仪器, 仪表具有连续测量功能。

液晶LCD显示器的按钮打到自动位, 吹炼信号由转炉本体输送后, 测试仪器对其进行分析, 如果实时显示在达标值之内, 发送煤气回收指令, 系统开始回收煤气。

转炉煤气的回收流程如图3所示, 13个信号条件只有都处于正常时, PLC控制系统才能给风机房发出回收指令信号。

当检测仪器检测出转炉煤气CO与O2含量都在达标值时, PLC控制系统输出回收指令, 阀门开始动作, 三通阀迅速切换到回收位, 同时截止旁通阀, 并将水封逆止阀打开, 转炉煤气就会顺着相应的煤气管道流入蝶阀与盲板阀, 最后流入煤气柜中。煤气在回收中, 如果CO与O2含量达不到标准值, 煤气回收过程必须停止, 同时监控系统显示出停止回收画面, 并显示出停止煤气回收的原因。

为保障生产系统的安全运行, 转炉煤气在回收过程中会停止运行, 主要由以下原因造成:三大核心装置三通阀、旁通阀、水封逆止阀出现故障;PLC自动控制系统电源不稳定;人为因素, 如控制室没切换到回收位或自动位;信号因素, 包括启动紧急放散、炉前未发出回收信号等;文水流量不正常或分析仪表未正常检测;风机故障或者煤气柜高度大于设定值;转炉停止吹炼。

4 结语

PLC转炉煤气回收控制系统运行可靠、性能稳定、经济安全, 具有可观的经济效益和环保效益。

参考文献

[1]常浩, 张建国, 孟令勇.邯钢转炉煤气回收系统的自动化控制[J].河北冶金, 2006, (05) :33-35

煤气爆炸之谜 篇11

2. Five minutes later, there was a loud noise，which shattered all the windows. 五分钟之后，一声巨响把窗子的玻璃都震碎了。

3. A house nearby exploded and burned. Mr. Brown ran to the house at once. 原来是附近的一所房子爆炸着火了。布朗探长连忙向现场跑去。

4. An old woman lived in the house. She said to Detective Brown sadly:“Fortunately, I was shopping then, otherwise ...” There was a smell of gas on the scene. Detective said: “The explosion should be caused by the gas leakage.” “Really? My nose is not very keen, and I can’t smell the gas,” said the old woman. 房子里住着一位老妇人。她伤心地对布朗探长说：“幸好我当时在买东西，要不然……”现场可以闻到一股煤气的味道。探长说：“应该是您家里的煤气泄露引起的爆炸。” “真的吗？我的鼻子已经不灵了，我根本闻不到煤气的味道。”老妇人说。

5. At this time, one police said: “The fire started from the bedroom.” 就在这时，一个警察说道：“火是从老妇人的卧室烧起来的。”

6. The woman said:“But in my bedroom, there was just a bed, a phone and a wood box.” “我的卧室里只有一张床、一个电话和一个木箱。”老妇人说。

7. Police said: “It’s very strange. When the explosion happened, the power was off. So it couldn’t be caused by creepage.” “It seemed that it was a designed murder and arson incident,” said Mr. Brown. 警察说：“很奇怪。发生爆炸时，这一带正停电，不可能是因为漏电引起煤气爆炸发生火灾的。“看来这很可能是一桩有计划的蓄意纵火谋杀案。”布朗探长说。

8. By the inquiry, the police found out that the old woman’s nephew Roy was the suspect. The old woman had a lot of jewel and stock. She saved them in the bank and was insured. The beneficiary was Roy. 经过调查，警方认为老妇人的侄儿罗伊是犯罪嫌疑人。老妇人有许多宝石和股票都寄存在银行，并且投了保险，受益人就是罗伊。

9. But Roy was not on the scene when the explosion happened. There was proof proving that he was in the hotel 10km away from here. The Detective asked: “Did he go to the woman’s house that night?” “Yes. He finished his supper and left at half past eight o’clock.” 但是事发当时，罗伊不在案发现场，而且有证据表明他当时在离案发现场10公里以外的旅馆里。探长说：“那天晚上，他去了老妇人的家吗？”“是的。他吃完晚饭后，于八点半离开了。”

10. Detective Brown analyzed all the proof and thought about it. Then he said: “It was made by Roy.” 布朗探长分析了所有的证据，思虑良久说：“这起案件就是罗伊策划的。”

布朗探长为什么说这起事件是罗伊策划的呢？他的证据是什么？

基于单片机的煤气报警系统 篇12

煤气的应用十分广泛, 已经成为人们生活不可或缺的必需品, 但是如果设备密封不好或违反操作规程, 随时会引发可燃气体泄漏, 严重时会导致火灾或爆炸事故, 给人们的生命财产带来极大的危害[1,2]。因此, 研究一款新型、性能稳定、精确性高并合乎国家相关规定的报警器具有极其重要的意义[3]。目前市场上具备煤气检测功能的产品有很多, 但是智能煤气检测系统价格昂贵。本文研究的基于51单片机的智能煤气泄漏检测系统有效地解决了这一问题, 其较强的实用性、低廉的设计成本、可靠的系统稳定性以及智能通信[4]如关闭阀门及自动排气等功能非常适合普通家庭使用。

2 系统简介

本文设计了一种基于单片机的煤气泄露检测系统, 本系统主要由核心控制单元AT89C51单片机、煤气检测、G S M、阀门控制四大模块构成。系统的主要功能是能够快速、准确的检测被测气体中有害气体的含量 (主要是CO气体) , 通过LCD液晶显示屏显示有害气体的浓度, 当有害气体含量超过临界浓度值时发出声光报警信号。为提高实用性, 该系统还设计了智能化人机交互界面, 通过G S M模块将报警信息及时发送到用户手机, 同时自动关闭阀门并开启抽风机装置。其系统结构如图1所示。

3 系统硬件设计模块

3.1 51单片机

AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程、可擦除只读存储器的单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器技术制造, 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位C P U和闪烁存储器组合在单个芯片中, AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图2为本设计中采用AT89C51单片机构成的最小系统。

3.2 煤气检测模块

该部分采用ADC0804连续渐进式的高速A/D转换器。采集由M Q-5气体传感器输出的信号。M Q-5气体传感器所使用的气敏材料是清洁空气中电导率较低的二氧化锡 (Sn O2) , 当传感器所处环境中存在可燃气体时, 传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大, 依据这一特点该检测电路可将电导率的变化实时转换为与气体浓度变化相对应的输出信号。图3给出煤气检测采集电路。

电路中, M Q-5煤气检测传感器可实时检测环境中煤气的浓度并输出, ADC0804则同时完成信号采集的过程并将转换结果传回给单片机, 单片机根据预设的浓度上限值进行对比并发出相应控制操作。

3.3 GSM通信模块

本系统中智能通信电路部分主要采用T C 3 5 G S M模块, 该模块自带RS232通信接口, 可方便与PC机、单片机连机通信, 同时能够快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务和传真。图4为G S M通信电路。

该电路中单片机通过RS232串口将相关指令和内容发送给G S M模块, G S M模块一旦连接到网络就可以立即与单片机进行通信, 其中G S M模块中的每一个指令都设置了返回验证, 这进一步保证了通信的准确性。当最后确认指令和信息无误时, GSM模块就可以向手机发送短信或者拨打电话, 与此同时手机也可以作出回应, GSM把收到的信息传给单片机, 单片机根据信息采取相应控制措施。

3.4 自动控制模块

为使系统能够实现自动关闭煤气阀门进而将危险降到最低, 本设计中增加了自动控制模块, 该模块采用步进电机控制阀门, 步进电机可将电脉冲转化为角位移, 一旦步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它会立即按设定的方向转动一个固定的角度。该模块可通过控制脉冲数量来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的。与此同时还可通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。图5为电机驱动电路。

该电路主要是通过ULN2003芯片驱动步进电机的旋转进而控制阀门的开启与闭合, 系统中通过单片机控制脉冲的数量和频率实现对阀门的控制。

4 系统软件设计

煤气泄漏检测系统以51单片机为核心, 使用C语言编程, 整个系统包括系统初始化模块、自动检测模块、数据处理模块、报警模块、自动关闭阀门模块、自动抽风模块以及G S M模块, 主要流程图如图6所示。

系统上电后首先进行参数设置, 一般默认上限煤气浓度为35PPm, 用户也可以通过设置减小上限值, 提高安全性。依据设置的参数, 系统在上电状态下始终进行自动检测模式, 一旦检测到浓度高于上限值系统会立刻跳出检测模式, 发出声光报警信号, 关闭阀门并启动抽风模式, 并通过GSM以短信的方式远程通知用户, 完成一系列控制操作后继续进行检测。

5 系统性能分析

本系统通过实际检测, 当发生煤气泄漏时, 系统中高速转换的AD将数据实时传送到51单片机, 系统通过数据比对, 判断煤气泄漏的浓度, 依据该浓度值进行实时控制。当浓度达到预设值时发出声光报警信号, 并及时关闭阀门开启排气功能, 同时通过G S M向用户发送短信。完成上述控制后系统将继续进行浓度实时检测, 如果检测浓度快速下降到零则会通知用户煤气阀门已成功关闭;否则会通知用户关闭失败要求用户及时回家处理, 但声光报警和排气会一直进行, 直到有人手动关闭阀门解除报警。经多次验证, 系统的各个部件运行稳定, 操作简单方便, 能够成功检测煤气泄漏的情况, 具备很好的可靠性和精确性。

6 结束语

本系统在硬件设计中以集成A/D转换器等多种功能的51单片机为核心, 综合运用了单片机、通信、传感器以及信号分析与处理等多门学科的知识, 实现了煤气泄露自动测试系统的数字化和智能化。实验结果表明, 本系统成本低, 稳定性可靠, 监测灵敏度高, 系统实时控制好, 具有广阔的市场和应用价值。

参考文献

[1]李育生, 常晓明, 阎晓伟.基于单片机的煤气渗漏监控系统的设计[J].山西:山西大同大学学报 (自然科学版) , 2008, 24 (3) :43-45.

[2]王化祥, 李瑞, 张淑英等.一种新型可燃性气体检测仪[J].天津:自动化仪表, 2001, 22 (3) :16-18.

[3]孙小春.基于单片机的无线火灾报警系统研究[J].海南:海南大学学报自然科学版, 2013, 31 (3) :254-256.

[4]张飞飞, 杨雪松, 高爱宇.基于GSM的语音煤气报警系统[J].甘肃:甘肃科技, 2013, 29 (16) :11-12.