全自动点火（精选7篇）
全自动点火 篇1
冶金行业在转炉冶炼过程中会产生大量的烟气,烟气的主要成分是CO有毒气体。如若直接排入大气中会造成环境的污染,浪费二次能源。因此转炉烟气经过烟道、除尘系统进入到煤气回收系统。但由于煤气回收工艺要求、技术特点及煤气产生的不连续稳定性,转炉煤气并不能实现每炉全部回收,因此不符合回收条件或者非正常回收状态下煤气将进行放散点火,有效防止环境污染。
宣钢二钢轧厂现有150T转炉2座,2010年11月投产使用,采用干法除尘系统(DDS)回收工艺,煤气回收系统2010年运行,吨钢煤气回收可达130立方米。煤气回收系统主要由煤气冷却器、放散烟囱、点火装置、煤气切换站等组成。
1 150T转炉煤气回收系统设计条件
转炉容量 :150t ;数量 :2座 ;放散烟囱高度60m(2套)煤气温度 :60-80℃ ;煤气相对湿度 :100% ;煤气中CO相对体积 :O % 一80 % ;煤气回收 最低CO体积分数 :≥10% ;吨钢煤气回收量 :130m3。
2 转炉煤气点火改造方案的确定
转炉煤气放散塔由2个独立的放散管(1#、2#)组成,1#、2# 放散管分别独立工作,受其自身控制系统控制放散的频度。原有点火伴烧系统使用的点火和伴烧燃料气是焦炉煤气,伴烧以“长明灯”方式工作。由于焦炉煤气中含有大量的煤焦油和杂质,燃气管道容易堵塞维护量大,并且导致点火设备部件需要频繁更换。
现阶段钢铁行业正面临着前所未有的寒冬,钢铁企业需要从自身内部发掘潜力,挖潜增效,节能降耗。消灭“长明灯”,节约焦炉煤气,放散时自动点火伴烧是企业挖潜增效的措施之一,也是安全和环境保护的要求。改进原有的放散点火装置,采用9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统自动将放散管排放出的转炉煤气点燃。该系统使用了电梯电弧和催化反应伴烧器的专利技术产品,安装在放散塔燃烧器上端,没有任何工艺管道,安装简单、公用工程投资小、基本无运行维护量。系统经过多年实践检验且不断改进成熟的设备,从自动点火、伴烧、火焰监测、控制系统的软硬件技术及设备都采用目前控制领域先进的技术。每个放散管上的安装时间约1.5小时,且2个放散管可以分时安装,设备的最大单体重量最多45Kg,不需吊车也可完成安装,对生产的影响时间可以做到最短,在2014年9月年修期间进行应用。
3 转炉煤气点火系统组成及工作原理
3.1 9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统组成
9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统主要由直燃式高空点火伴烧器、火焰探测器及高压发生调理器、高压电缆及支撑组件、点火伴烧主控器柜和DCS系统组成。
3.1.1 直燃式高空点火伴烧器
直燃式高空点火伴烧器安装在放散管头部,每个放散头内安装3套高空点火伴烧器,共6套。
3.1.2 火焰探测器及高压发生调理器
每个放散头上都安装火焰探测器3套,整个系统共6套。每套高空点火伴烧器都配一台高压发生调理器,共6台。
3.1.3 高压电缆及绝缘子
从高压发生调理器到高空点火伴烧器的高压电缆使用耐高温的2MM不锈钢316L多股钢丝绳,绝缘子使用石英绝缘子。
3.1.4 点火伴烧主控器柜
主控系统由PLC+PC及其它信号处理器、驱动器、手动切换开关组成。PLC和各种信号处理、功率驱动器等部件都安装在仪表控制柜内,手操装置,状态显示灯安装在控制柜的面板上,控制柜体积为600X800X1700。在主控制器柜的面板上安装硬手动点火装置,可以直接控制每个高空点火伴烧器的发弧,以便应急操作。
3.1.5 DCS 系统
DCS系统主要用于启动点火信号。启动点火信号的选择与组态由DCS完成,DCS系统输出无源干接点信号给自动点火伴烧系统主控制器。
3.2 系统工作过程描述
原有1 #、2 #转炉煤气放散条件分别取决于吹氧过程中CO含量、O2含量的参数 ;每个放散管对应有一个杯阀,杯阀的开、关由DCS其自身控制系统控制。系统的启动点火信号, DCS系统对现有系统吹氧过程中CO含量、O2含量的高低或杯阀的开回讯信号以及吹氧过程中下枪的回讯信号的判断。启动点火信号分别与1 #、2 #放散管的放散相对应。当CO含量12% 且放散杯阀处于放散位置时点火伴烧,当其中任何一个条件不满足时停止点火伴烧。
9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧9509-ZL-6ZZ的主控系统获得启动点火信号后,立即启动相应的直燃式高空点火伴烧器点火,点燃放散的转炉煤气。放散管上面的火焰探测器时刻监测着火焰情况,当煤气点燃后,继续伴烧直到该放散管停止放散。
3.3 高空点火伴烧器工作过程描述
主控系统获得启动点火信号后,向高压发生调理器发送220V交流电,高压电通过高压电缆送给高空点火伴烧器内的电梯发弧发生装置,产生面状电弧,同时放散的转炉煤气自动被引入直燃式高空点火器内部,在催化反应作用下,从高空点火伴烧器上部喷出火焰。为了进一步节约电能,当火焰探测器获得火焰信号时停止发弧但伴烧依然进行,直到煤气中的CO含量过低时自动熄灭。
主控器是 由PLC和输入输 出等设备构成高可靠、智能化的控制系统,是9509-ZL-6ZZ系统的控制核心。它对现场设备实施全面的管理和进行数据采集,同时将信息反馈给计算机系统。在主控器面板上还可以进行半自动、硬手动点火操作。主控器的信息以硬连接的方式传送给DCS系统。在DCS系统上可以观察到现场的工作过程、火焰情况、事件的记录和各种趋势图及各参数的变化,同时也可以进行点火操作等。
4 直燃式自动点火伴烧系统应用效果
采用该系统后,取消原有2个放散头内的6个“长明灯”。原有的6个“长明灯”使用的是高热值焦炉煤气。改造后的高空点火伴烧器的点火和伴烧不需要其它任何燃料气。只是在对应的放散管放散时才使用,大幅度地降低伴烧燃气的成本。
9509-ZL-6ZZ直燃式自动点火伴烧系统装置于2014年10月投入运行,各项指标均达到设计要求,点火系统运行安全稳定,达到了良好的环境、安全、经济效益。
全自动点火 篇2
我也已经不是第一次点火了，可是每一次我都觉得这是一件困难重重的事情，因为这不是火炉子，只要把柴以及媒体放进去以后再去火炉下面点火就可以了，这是在陕北这个地方，在这里就是传统的火炕，不过我住的房子不是很传统，它没有原本应该有的丰箱，所以就需要自己把火旺盛的点着，如果一不小心就会出现火没有着的事情，在这个时候就不得不重新开始点火！
最让人感到无奈的是，我已经把纸点着了，也已经把柴放进去了，刚刚开始的时候看起来不错，估计没有什么问题了，可是一会以后就发现火灭了，在这个时候就需要把这些东西拿出来，这不是令人最无奈的事情，最无奈的事情是在这个时候的柴很烫，而且有的时候还会有烟，所以就会熏得满脸都是！
盐酸合成炉自动点火运行程序浅析 篇3
1 点火系统组成
自动点火系统是独立的控制系统, 点火完成后就退出合成炉运行程序, 自动点火程序见图1。
1) 点火控制系统由充氮正压保护的伺服柜和隔爆箱组成。
2) 伺服柜内包含氮气吹扫阀和氢气、压缩空气控制阀。
3) 吹扫阀由氮气减压阀PCV1813和氮气切断阀SV1813、SV1814组成。
4) 缩空气控制阀由氢气减压阀PCV1811、氢气开关阀SV1811、压缩空气减压阀PCV1812、压缩空气开关阀SV1811组成。
5) 压变压器、继电器、高压电缆、防爆绕性管。
6) 自动点火需要有2支火焰探测器 (大火信号探测器和小火信号探测器) 。
2 动点火操作步序
1) 炉整个系统阀门的开闭情况完好, 氮气置换合成系统所有的设备和管线, 置换时间为3min。
2) 操作人员、技术人员、负责人共同签开车检查表, 全部满足要求后才能进行合成炉开车。
3) 炉风机抽负压达到50mm水柱时, DCS操作员按动自动点火按钮, 点火变压器输出高压电, 同时驱动SV-1811 (氢气切断阀) 和SV-1812 (压缩空气切断阀) , 向点火器输送燃气。
4) 伺服柜内EV1312得电, 同时驱动SV-1813 (氢气管线氮气置换安全阀) 和SV-1814 (仪表空气管线置换切断阀) 关闭。
隔爆箱内的继电器线圈得电, 输送AV380V电源给点火变压器初级端, 点火变压器次级端通过高压电缆将5 000V高电压输送给点火器的点火电极与点火器接地电极之间产生电弧花 (最多持续8s) , 引燃由SV-1811和SV-1812送来的氢气和压缩空气, 并喷出长度约为1 500mm的火焰 (以覆盖合成炉灯头座为准) , 供合成炉引燃大火使用。
5) 探测器得到小火信号后, 合成炉系统将自动开启合成炉主管道的氢气管道切断阀和氯气管道切断阀, DCS操作人员手动缓慢的调节氢气调节阀, 将合成炉大火引燃。
6) 焰探测器得到大火信号后, DCS操作人员手动打开氯气调节阀, 现场人员观察合成炉视镜, 火焰的颜色将随着氯气的加入, 颜色由红色缓慢地变为苍白色。
7) 变为苍白色后, 现场操作人员和DCS操作员进行配合, 将氢气、氯气的流量根据火焰的颜色缓慢提升。
8) 气流量达到90m3 (标) /h, 氯气流量达到70m3 (标) /h, DCS操作人员将关闭补空气阀门, 同时打开合成炉尾气排放阀。
9) 操作人员此时需要到合成炉尾气排放口进行查看, 保证尾气排放口无氯化氢和氯气的味道排出。
10) 无气味排出, 现场操作人员需要再次和DCS进行配合, 在保证火焰颜色、安全的情况下, 尽可能地降低氢气与氯气的比例, 节约氢气的消耗。
11) 氯气稳定后, 现场人员需要取样分析盐酸产出的浓度, 保证盐酸品质的合格。
12) 成炉的设计负荷, 每次开车先稳定30%的负荷燃烧24h, 对合成炉进行暖炉保护, 后期可以根据生产需要进行调节合成炉负荷。
合成炉点火完成后, DCS需要将合成炉所有的连锁逻辑全部投入, 尽可能不旁路运行, 保证合成炉的运行安全。
13) 点火完成后, 现场操作员定期巡检, 保证产品的质量和现场的安全。
3 结束语
盐酸合成使用的原料都是易燃易爆和剧毒的化学品, 且合成炉产生的氯化氢具有强腐蚀性, 盐酸合成炉采用炉内自动点火既可以满足盐酸合成防爆区域的要求, 又克服手动炉外点火操作人员的劳动强度大、风险性高等弱点, 故盐酸合成自动点火系统只要自动点火程序和连锁逻辑方案设计合理、设备仪表选型准备、规范操作规程, 盐酸合成炉点火可以实现简便操作和安全稳定运行。
摘要：传统盐酸合成炉采用人工炉外点火的方式, 工作人员多, 操作过程复杂, 风险性较大。介绍了合成炉自动点火系统的组成, 阐述了自动点火系统的逻辑控制和详细的点火操作过程。
关键词：盐酸合成炉,动点火,辑控制
参考文献
点火的作文 篇4
就说第一次点火吧。那是一个晴朗的傍晚，妈妈叫我帮她做饭。我一听，急忙扔下手里的书，一溜烟儿地跑到妈妈身边，还没站稳就说:“让我点一次火吧!”这已经是我盼望已久的了。妈妈爽快地答应了，说:“好吧，不过你得先看我点一回，点第二个火时让你来!”妈妈说完，摆好了蒸饭的锅，从火柴盒里抽出一根火柴，哧”的一声划着了，用食指和大拇指捏住火柴，从炉子底下插进去，“呼”的一下点着了炉子。我看清楚了这一系列的动作，就学着妈妈的样子，从火柴盒里抽出一根火柴，妈妈叮嘱道:划着了以后可得把火苗冲上，手在下。要是火苗在下，手在上，就会烧手!”于是我拿着火柴哆哆嗦嗦地去划，刚要划，我又说:“会不会烧手啊?”妈妈见我还不放心，就轻轻地把着我的手，我捏着火柴，把两眼一闭，牙一咬，借助妈妈的力量，“哧”的一下，我手里那根被捏得湿乎乎的火柴点着了。找睁开了眼，看了一眼那通红的火苗，吓得“呀”地叫了一声，甩到了地上。这时，我头上已经冒冷汗了，心咚咚地跳着，
好像要蹦出来。接着我莫名奇妙地看着手指，一时有点不清醒。等我清醒了，妈妈已经点好火了。我望着火炉，望着那火苗，不知说什么好，“唉，为什么不能成功呢?”我叹息道。也许我会在梦里成功吧?妈妈说:“第一次对每个人来说都是很宝贵的，它是一切的开始，没有第一次的尝试，就没有最后的成功!”我深深理解这几句话，所以并不灰心，
全自动点火 篇5
中国焦炭产量已连续多年居世界第一位, 1997年达历史最高峰的13902×104t。中国也是世界焦炭出口大国, 出口量占世界焦炭出口总量的60%以上。如何把焦炭生产大国变成炼焦技术强国, 已成为焦炭行业技术人员的首要任务。因此, 利用炼焦所产生的煤气参与处理焦化烟尘已成为一项具有经济与环保的双重效益的重要课题。
2 目前推焦烟尘的控制
焦炉是一个开放的污染源, 它散发的污染物主要有苯可溶物 (BSO) , SO2, NOX, CO, H2S, 苯并芘 (Ba P) 和固体悬浮物 (TSP) 等。这些污染物主要来自于装煤孔盖, 炉门, 上升管等处的外逸烟尘, 出焦, 熄焦等作业时散发的烟尘。这其中推焦时产生的烟尘约占总烟尘的20%, 其特点是散发面积大, 时间长。目前大部分炼焦厂都安装了移动除尘装置, 在这套装置上都安装了手动点火及手动阀门助燃系统, 通过燃烧来初步净化烟尘。
3 在移动除尘装置中采用手动点火及助燃系统存在的问题
手动点火时, 点火棒位置必须在燃气喷口方向附近, 不可太远, 否则不易点燃。手动点火时除操作人员外, 还有专人监护, 便于及早发现异常, 及时排除和避免事故的发生或扩大。由于用明火直接接触可燃性气体, 点火时会发出巨大响声, 这样既不利于点火成功也不利于设备的维护。手动阀门控制助燃系统, 既掌握不好开关时间又难于控制流量, 不仅存在危险隐患还对工艺造成重大影响。
4 新型全自动点火及助燃系统的组成及技术特点
新型全自动点火及助燃系统 (图1) 是由电控, 点火枪, 阀门组, 风机, 检漏, 烟气检测, 助燃花管等几部分组成。技术特点:提高了环保设备的工艺水平, 实现了自动控制, 安全, 可靠, 耐用。
4.1点火枪 (如图2所示) :
它是采用点火电极通过高压线包产生的电火花点燃焦炉煤气形成火焰, 再利用这个火焰点燃烟尘中的可燃物质。这种间接点火方式与直接点火相比, 它的点火能量特别巨大。它具有了直接点火8KV的点火电压及几十毫焦的点火能量, 而且还具有1.5m长的火焰及几百大卡的点火能量。因此这种点火结构完全能适应烟尘中低级可燃物的燃烧和在焦化厂十分恶劣环境下, 完成的点火任务。
1.球阀2.过滤器3.微衅调节阀4.安全阀5.点火安全阀6.点火运行阀7.球阀8.水分分离器9.运行安全阀10.助燃运行阀11.压力表12.低压开关13.高压开关14.检漏装置15.点火枪16.鼓风机17.引烟机18.助燃花管19.烟气检测装置20.烟尘导入箱
4.2 阀门组:
该阀门组的4个阀门均采用美国HONEYWELL公司生产的工业级电动阀门。该产品可实现慢开 (12秒) 快关 (小于1秒) 及比例调节的功能。该阀门完全符合焦化行业的技术要求, 同时经过设计组合实现了点火, 助燃及便于检漏的功能。
4.3 检测仪, 电控:
电控部分采用了手动控制及自动控制, 自动控制是由LFL1.322的程序控制盒, 检漏仪DK2F及火焰监测UV等几部分组成.从点火到助燃及燃烧过程, 都是由程序控制自动控制。
4.4 风机及助燃花管:
主要是介绍高压鼓风机, 高压鼓风机通过高速旋转时产生离心力使空气获得较高的压能和动能, 然后从叶片之间的出口处甩出, 高速甩出的空气加长了火焰的长度, 扩大了燃烧的范围, 达到充分燃烧和除尘的效果.
4.5 除尘系统:
除尘系统通过对可燃物质的燃烧生成了对空气无污染的含碳物质及水.含碳物质中有重杂和气体, 气体排入空气中, 重杂部分则通过燃烧罐的除尘系统在地面排污口排出, 水通过除水设备除去.从而达到了环保的要求.
5 结语
5.1 目前这种新型点火及助燃技术的开发已经结束, 且已成型销售。焦化用户反映:该燃烧系统点火成功率高, 性能可靠, 安全性高, 全自动运行。
5.2随着现代工业的发展和科学技术的进步, 高难燃烧系统的点火正朝着多级化, 自动化的方向发展, 因此新型点火方式的开发与利用也是对传统点火方式的一种挑战。
参考文献
[1]于振东, 等.焦炉生产技术, 2003.03.
[2]姜湘山.燃油燃气锅炉及锅炉房设计.2003.04.
[3]庞丽君, 等, 锅炉燃烧技术及设备, 1996.02.
全自动点火 篇6
关键词：煤炭气化,气化试验,自动点火
煤炭在我国多元化能源结构中占70%以上的比例。在煤炭的生产、运输、储存和利用过程中, 会形成很长的“污染链”, 尤其是高瓦斯、高硫煤层的开采, 所形成的安全生产和环境污染的问题更为突出。煤炭地下气化是集煤炭化学开采与转化为一体的洁净能源高新技术。该技术自20世纪90年代以来, 在山东新汶矿业集团公司、肥城矿业集团公司等进行了成功的工业性试验和产业化开发。
重庆中梁山煤电气有限公司所产煤炭中含硫量较高, 洗选难度大, 生产成本高, 以原始形态出现, 进入消费领域后污染严重, 已不适应国家经济可持续发展战略总体的要求。为合理利用现有煤炭资源, 提高企业经济效益, 寻找企业的发展之路, 选择矿井煤炭气化作为公司今后的主导产业。引进这一技术, 可以充分发挥现有井下巷道、抽放管网、地面泵房、配气站等优势, 只需增添少量设备, 就可使煤炭气化后直接进入市场。
1 建设项目的必要性
1) 北矿的地质勘探资料表明:截至1999年底, +140 m水平煤炭生产储量为389.9万t, 可采储量为237.7万t;+60 m水平地质储量为1 088.1万t, 可采储量为607.6万t;+60~-20 m水平地质储量为1 005.5万t, 可采储量为575.4万t。按年气化20万t计算, 可生产71 a。
2) 重庆作为我国西南地区新的直辖市, 随着国家西部大开发战略的实施, 为改善城市的投资环境, 彻底改善城市空气质量, 治理环境污染, 推广清洁能源, 实施“蓝天碧水”工程, 建设该项目具有极其重要的现实意义。大量城市工业锅炉改造后, 以气替煤, 重庆市未来的用气量会大幅度增加, 迫切要求提供新的气源。“井田煤气”作为政府重点规划的第二清洁气源, 有重要的能源安全及战略调节作用。在城市供气主管道已经完善的情况下, 有气就能实现供气, 新增煤气大有销路。
3) 中梁山煤电气有限公司所属中梁山煤田, 由于地质构造复杂, 煤层赋存条件差, 自然灾害严重, 回采工艺落后, 生产成本逐年升高, 旧式生产工艺已不能适应市场要求。因此, 实施煤炭地下气化是公司调整产业结构的重大措施, 也是公司生存发展的重要选择。
综上所述, 该项目的建设是必要的。因此, 由中国矿业大学和中梁山煤电气有限公司合作, 对公司北矿井下+150 m NC1~C3石门的K3、K4煤层进行煤层气化试验。项目要求在地面对井下煤层进行安全自动点火, 并确保点火成功。
2 煤炭地下气化工程的特殊性
2.1 煤质情况
K3煤层为亮煤、暗煤组成的半亮型煤, 煤质牌号为焦煤, 最低燃点1 240℃, 最高燃点大于1 450℃;K4煤层为亮煤、暗煤组成的半亮型煤, 煤质牌号为焦煤, 最低燃点1 260℃, 最高燃点大于1 450℃。
2.2 地质构造
本气化工作面地质构造复杂, 受断层切割, 此次气化煤层仅为断层下盘煤层, 煤层气化工作面高度仅为采区工作面高度的30%, 气化工作面内有小断层。
2.3 气化工作面的布置
在K7煤层布置集中巷, 并与+150 m NEC1、C3石门相同, 集中巷在C1以北70、105 m, 分别掘巷道穿K4、K3煤层。在C1沿K3煤层向北开斜坡, 然后掘穿K3、K4开切斜坡上口, 木材、易燃煤块就堆积在K3、K4煤层巷中, 最后对气化炉周围的所有通道构筑密闭实施封堵。
3 解决问题的思路和方案
3.1 解决气化剂
要点燃密闭内的K3、K4煤层, 首先需要木材, 并要向密闭内送风供给O2, 所以考虑在密闭墙内预埋钢管, 另外在新鲜风流中安装1台鼓风机, 为气化炉提供气化剂。
3.2 解决火源
点火时要求井下人员全部撤出地面, 而密闭墙已经封堵, 人工点燃木材及易燃煤炭根本无法实现。经过再三考虑, 决定采用电炉作为火源。使用市场上的常规电炉点火, 发现电源电压不匹配。因井下电压为660 V, 目前市场上没有额定电压为660 V的电炉, 故决定自行设计制作电炉。因市场上销售的电炉丝电压为220 V, 如果将3根相同的电炉丝串联制成一个电炉, 则加在电炉两端的电压恰好为660 V, 刚好每根炉丝承受的额定电压为220 V, 电炉在额定电压下运行所发出的热量最为强烈。K3、K4煤层气化工作面点火器供电示意图见图1。
3.3 解决电炉的供电和控制方式
电炉安装在密闭墙内, 如果电炉有故障就根本无法处理, 因此, 为密闭内的电炉考虑了2组电源, 且同时与电炉连接。在密闭墙外的主、副电源分别接2个母线盒, 供电电源接在主电源接线盒上, 如果主接线盒至密闭内电炉之间发生故障, 则可将供电电源改接在副接线盒上, 用副电源向电炉供电。为了防止电炉与电缆之间连接时出现错误, 所有电炉与电缆的连接全部由专人操作, 每个接头采用卡子连接, 先用绝缘胶带反复缠绕, 再用防水胶带反复缠绕。电炉的电源线为4 mm2铜芯线, 为防止2根电源线绝缘材料破损发生短路, 每根电源线再穿绝缘瓷管连成一体, 再用石棉绳将瓷管缠绕, 最后用胶带将石棉绳包扎。供电线路连接好后, 反复逐个检查电炉, 确认无误后, 再在外面接线盒处测试、确认两个接线盒的阻值一致。
电炉的接线完成后, 电源取自+140 m NC3变电所专用电, 采用QJZ-80防爆兼本质安全型开关控制。点火完成后, 专用电不再为电炉供电。而点火前要求先启动鼓风机, 要求鼓风机24 h向气化炉供风, 因此, 鼓风机电源取自+140 m NC3变电所动力电。由于QJZ-80开关具有远距离操作的特点, 如何实现远距离启动QJZ-80开关 (即地面启动井下电炉的控制开关QJZ-80) , 成为整个气化工程点火能否成功的关键。
3.4 点火方案的构想与实践
针对如何在地面可靠启动井下的QJZ-80开关的问题, 在对煤矿现有供电设备设施进行认真研究、分析后, 课题组决定利用地面计算机输出信号, 启动井下监控主机, 并通过闭合井下监控主机的常开触点来实现QJZ-80开关自启动 (井下监控主机动作时, 常开触点变为常闭触点) 。为了验证此方案的可行性和可靠性, 课题组及时组织机电队和通风队监测组负责人在+140 m NC3变电所试验监控主机, 即在地面通风计算机室输入+140 m NC3监控主机信号代码, 井下主机动作, 并成功获得闭合信号, 再利用闭合信号成功启动QJZ-80开关。为确保此方案顺利实施及质量保证, 由专人负责安装, 并在安装完成后, 多次进行人工模拟试验, 最终点火成功。
4 过程测控
如何确保点火成功以及煤炭地下气化过程中相关参数的测定, 必须建立合理有效的测控系统, 这对了解和预测气化炉内的工作状态, 及时掌握出口煤气的成分及热值变化规律, 将起到非常重要的作用。另外, 数据的及时获取、分析及反馈, 可以有效控制气化工艺的各个环节, 确保煤气热值及流量的稳定, 以及为日后生产化工产品提供必要的数据等。根据本次地下气化的目的及所设计的气化炉工艺特点的要求, 在地面建立监控站, 进行以下项目测量。
1) 煤层点火成功的确定。温度测试主要是测量气化炉内的温度分布及发展规律, 以确定气化区的范围和气化工作面的移动速度, 这对合理确定及调整气化工艺及流程有重要作用。气化炉内共布置4个Ni Cr-Ni Si铠装热电偶, 信号经WT401-j-8温度采集模块后由CAN2.0数据总线进入地面计算机系统。其中8台计算机自动连续测量温度变化情况, 当温度发生变化则证明点火已经成功;另外, 利用2台计算机自动连续测量煤气组分和热值, 若测值发生变化, 则证明点火已经成功。
2) 煤气组分及热值测量。煤气组分和热值直接反映了气化过程的结果, 是判别气化工艺先进与否的重要依据, 可根据其变化情况判别气化反应条件, 并采取相应的稳定和改善措施。煤气质量检测采用DM-Ⅲ煤气成分分析装置, 可测量H2、O2、CH4、CO、CO2各组分浓度, 其中用磁性氧分析器检测O2浓度, 热导式分析器分析H2浓度, 红外线分析器分别分析CO、CO2、CH4浓度。使用前和使用中可随时用标准气样进行标定, 确保其精确度。利用计算机对数据进行自动处理, 打印出煤气各组分体积分数及热值。
3) 进出口流量测量。气化剂的鼓入量决定了气化工作面的移动速度, 进出口流量差反映了气化炉的漏失情况, 同时, 可通过鼓气量来控制燃烧范围。因此, 流量测量非常重要, 主要包括空气和煤气流量的测量, 两者均采用标准孔板流量计测量, 雾化水流量采用标准涡轮流量计测量。测量信号都由数据采集器自动采集, 并送计算机处理。
4) 压力测量。压力测量主要是指各处静压测量, 以反映气化炉各个区段及沿程煤气管路的阻力, 从而能够判断气化通道及煤气管路的堵塞情况。为此, 利用在相应地点安装的远传压力表, 将压力信号直接传送至测控室。
5) 气化空间测量。采用AH-48CHA型多通道微地震监测系统实时监测气化空间移动及变化状况。
6) 井下安全监测。利用井下有关巷道, 采用新型防爆CO、CH4智能测量探头, 采用数字采集传输设备实行计算机网络的24 h监控并现场采集炉体周围的有害气体含量, 就地显示报警。
7) 计算机数据采集系统。该系统主要完成温度、压力、流量及风机参数的自动测量。
5 产生的效益
此点火方案的成功应用, 使中梁山煤电气有限公司的煤炭地下气化试验取得了重大进展。中试运行有力地证明了煤炭地下气化可取得良好的社会、经济和环境效益, 具有极大的开发利用潜力。
5.1 社会效益
实现了矿井在无人情况下的能量的成功转换, 电能可以转换成热能、机械能。为矿井特殊环境下实现无人操作机械设备、电气设备提供了安全、可靠的技术保障, 为矿井实现无人机械化操作提供了有力依据;大力推广煤层气化试验, 可以大幅降低煤矿重体力劳动和煤矿灾害事故率, 消除了煤炭在采掘、提升、堆放、运输、加工利用过程中的环境污染。特别是实施煤气联合循环发电, 可推进社会进步和提高人们的生活质量。
5.2 经济效益
煤炭地下气化平均成本0.12元/m3, 煤气平均热值8 172 k J/m3, 按目前市场情况, 煤气售价可达0.20元/m3, 则每立方米煤气获利0.08元, 按每吨煤产气2 000 m3计, 则每气化1 t煤可获利160元。更重要的是煤层气化后可以有效防止开采过程中安全事故的发生。
由于煤炭地下气化是利用正规采煤方法无法开采的吊滞煤, 而中梁山现有近千万吨这种可利用地下气化开采的煤炭资源。这对煤炭资源的有效利用, 提高矿井资源回收率大有好处。
5.3 环境效益
煤炭地下气化是一种煤炭资源洁净利用方式, 可减少大量固体废弃物和CO2、SO2等有害气体排放, 有利于改善大气环境质量和减少地面土地占用。经测算, 煤气经净化处理后, 每气化1 t煤炭可减少CO2排放约300 m3, 减少硫氧化物排放28 kg, 具有显著的环境效益。
6 结语
1) 井下煤层气化试验无人自动点火的成功, 标志着此设计电路合理、技术可行、安全可靠。证明信息技术和自动控制技术完全能实现有机接合。
2) 该电路的另一显著特点, 就是煤矿现有的设备、设施得到了充分利用。
全自动点火 篇7
1 系统构成①
沸腾炉点火控制系统由油泵、调节阀、燃烧器、现场仪表、操作箱、低压配电柜及上位工控机等组成 (图1) 。沸腾炉内均布4台燃烧器, 各燃烧器独立工作, 互不影响。燃烧器内装有点火枪、电弧枪、油管、压缩空气管和助燃风管, 油枪和点火枪采用气动推进装置, 点火开始时油枪和点火枪被推入炉内, 结束时退回原位, 避免油枪和点火枪长期处于高温环境中, 延长使用寿命。
点火前, 油泵启动, 油角阀关闭, 此时轻柴油通过回油管回到油箱。助燃风管道上设置伺服电动机调节风量, 一般与炉膛压力差保持在3~5k Pa。点火时油压控制在650k Pa左右, 由压缩空气将轻柴油雾化后喷入炉内, 同时电弧枪持续发火15s。点火成功后, 通过合理调节空燃比, 将炉温逐渐提升到900℃左右, 然后将硫铁矿投入炉内, 通过调控炉底风机和开炉风机之间的风量, 将炉膛负压保持在-10~20Pa范围内, 从而使硫铁矿悬浮于硫化床之上, 将硫铁矿引燃。
2 系统配置
控制系统采用的PCS7系统是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统, 结合了传统DCS和PLC系统的优点, 系统所有的硬件基于统一的硬件平台, 可以根据需要选用不同的功能组件进行系统组态。系统上位机由一台工程师站和若干台操作员站组成。上位机选择研华工业型计算机, 内配有千兆以太网卡, 计算机内装有PCS7 V7.1版本软件, 可用于程序编写、硬件组态、网络组态、数据库的建立/维护及人机界面组态等。下位机由IM153-2通信模块、电源模块、模拟量输入模块AI、模拟量输出模块AO、数字量输入模块DI及数字量输出模块DO等组成。
控制系统硬件结构如图2所示。系统由IM153-2通过Profibus-DP现场总线与DCS相融合, 由开关量和模拟量采集模块将现场所需数据信号传递到现场控制器CPU中, 通过一定的逻辑运算, 将执行命令传输给现场点火执行机构。Profibus-DP现场总线的数据传输速率为9.6kbit/s~12.0Mbit/s, 用于现场控制站的CPU主站和分布式ET200M从站之间的数据通信, 实现现场信号的采集和处理[2]。带光电转换的工业以太网交换机Simatic X204-2构成光纤环网, 传输速率快, 将操作管理层的工程师站、操作员站与现场控制站上的CP443-1连接起来, 实现上位机与控制站S7-400 CPU之间的通信。Simatic X204-2交换机具有冗余环网管理功能, 任何一个节点断开都不会影响到网络的正常运行。
3 软件设计
本系统软件是基于PCS7过程控制的强大集成功能平台设计的。PCS7是集DCS、总线I/O和PLC为一体的新型全集成控制系统[3], 具有高度的可靠性和稳定性, 运算速度快, 容量大, 客户/服务器结构从上到下组态, 具有友好的人机界面, 能灵活、可靠地嫁接于旧系统之上。
3.1 点火流程
点火程序流程如图3所示。点火前首先检查油压、压缩空气压力和助燃风压是否正常, 然后对沸腾炉进行全炉膛吹扫 (本系统设定吹扫时间为60s) , 吹扫完成后关闭吹扫阀;吹扫阀到位信号收到后进点火枪, 点火枪到位后开启雾化阀, 然后启动点火器;此时开启油角阀, 点火器持续发火15s后退出点火器。通过火检装置检测点火是否成功, 若点火失败, 关闭油角阀, 然后关闭雾化阀, 最后开启吹扫阀对沸腾炉进行全炉膛吹扫, 按照上述步骤重新点火。
点火成功后要通过控制助燃风量和轻柴油流量找到最优空燃比, 精确、有效地控制炉膛温度。程序编写采用PCS7的编程组件梯形图、SCL及CFC等多种语言进行编写, 清晰直观, 简单可靠。通过编写空燃比自寻优程序 (图4) , 使空燃比自动达到最佳值, 节约原料, 减少空气污染。因此, 控制空燃比到一个预定的理想范围对降低柴油排放量是非常重要的[4]。
3.2 联锁保护
联锁保护系统是工业过程控制系统中必须设计的安全保护程序, 为了保证沸腾炉的安全运行, 当工艺控制参数发生异常时应使沸腾炉停止运行[5]。本点火控制系统的联锁保护系统的信号主要包括:紧急停车、火检无火、压缩空气压力低/高、油压低/高、助燃风压力低及燃料丧失等, 其中任何一个信号出现时就会发出联锁停车信号。模拟量联锁信号设置了联锁延时, 防止这些变量的瞬间波动导致误停车。DCS联锁逻辑如图5所示, 实际进行DCS组态时, 每个联锁信号都增加了旁路软开关, 使操作人员可以根据实际生产需求有选择地将联锁回路投入运行, 设计更为人性化。联锁保护设计不仅可以提高整个控制系统的可靠性, 保证生产的安全运行, 还有利于防止设备本体受到意外事故的损坏, 延长设备使用寿命。
3.3 监控画面
本系统上位监控画面采用Win CC设计而成。Win CC组态软件提供了适用于工业的图形显示、消息报警、过程值归档及报表打印等模块[6]。根据点火工艺流程, 笔者设计了操作简单、更为人性化的人机界面 (图6) :使用图形化操作方式的人机界面, 能够显示工艺流程画面和动态运行参数, 使查询更方便、灵活;监控中心可以通过历史曲线对数据进行分析, 也可以自动生成、打印报表;点火过程中出现的故障均以声光形式报警, 并分出报警等级, 操作人员可以将报警记录打印, 进行故障分析;设置了不同的管理权限, 只有赋予权限的用户才能进行允许的操作。
4 结束语
基于PCS7过程控制平台设计的沸腾炉自动点火控制系统操作简单、功能完善、可靠性高, 点系统程序流程简单清晰, 程序通过多种方法混合编写, 稳定可靠, 且联锁控制方案设计合理, 完全可以克服手动点火的缺点, 实现沸腾炉点火操作程序的简单、安全和可靠运行。经新疆奎屯铜冠冶化有限公司的投产使用, 证明该系统具有广泛的实用价值。
摘要：在分析点火工艺流程的基础上, 介绍了沸腾炉自动点火控制系统的配置, 利用西门子PCS7过程控制的强大集成功能平台, 设计出沸腾炉的自动点火控制系统。同时, 设计了风压低、油压低及熄火等状况的联锁保护, 增强了自动点火的可靠性, 降低了点火费用和工人劳动强度。
关键词：自动点火控制系统,沸腾炉,联锁保护
参考文献
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[4]赵靖华, 洪伟, 冯枫, 等.基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制[J].吉林大学学报 (工学版) , 2012, 42 (z1) :151~155.
[5]余瑾, 陈志豪, 谷鸣.微波功率源联锁保护装置研制[J].核技术, 2009, 32 (7) :505~509.