本發(fā)明涉及冶金焦化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于焦?fàn)t荒煤氣放散與點火的裝置。

背景技術(shù)：

在焦化行業(yè)，焦?fàn)t間歇式裝煤、出焦生產(chǎn)和連續(xù)式煉焦工藝運行的特點，決定了在焦?fàn)t計劃檢修或荒煤氣輸送故障等突發(fā)情況下，存在時有荒煤氣放散問題，為了避免直接放散污染環(huán)境，一般采取點火放散方式。點火放散包括放散與點火2個步驟，當(dāng)前有4種操控方式：人工放散與點火、人工放散與“長明燈”（在放散管口長期預(yù)備的焦?fàn)t煤氣火種，放散時可快速點燃荒煤氣）式點火、人工放散與自動點火、自動放散與自動點火。人工點火放散存在響應(yīng)滯后、作業(yè)環(huán)境惡劣且勞動強度大問題；人工放散與自動點火雖然勞動強度有所降低，但仍存在響應(yīng)滯后和作業(yè)環(huán)境惡劣問題，且現(xiàn)有自動點火裝置投資居高不下；“長明火”則與第3種方式基本無異，雖然沒有現(xiàn)有自動點火裝置一次性投資較高問題，但因焦?fàn)t放散荒煤氣頻次并不多，造成能源浪費，例如：一組2×60孔焦?fàn)t“長明燈”年耗20萬nm³的焦?fàn)t煤氣，費用約20萬元。

上述的焦?fàn)t荒煤氣自動放散與自動點火裝置，能夠簡化操作，降低勞動強度，但仍屬于人工或半自動控制方式。主要不足：

（1）點火裝置或元件直接接觸或過于靠近火源，致使其使用壽命短，穩(wěn)定性差。

（2）荒煤氣放散水封閥采用電動或者氣動執(zhí)行器控制，荒煤氣點火后，執(zhí)行器直接暴露在高溫、粉塵、腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境下，元件易損壞，故障率高。

（3）對焦?fàn)t來說，集氣管壓力過高是整體性的，且對爐體及相關(guān)設(shè)施的損害和瞬時環(huán)境污染極強，一座焦?fàn)t一般配置2或4根荒煤氣放散管，突發(fā)情況應(yīng)盡可能快地打開放散以卸壓。但現(xiàn)有自動放散執(zhí)行器采取一對一方式控制單個荒煤氣放散水封閥，既造成不能同步快速打開各放散管，也增加了執(zhí)行器投入和維護(hù)工作量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種焦?fàn)t荒煤氣放散與點火裝置，它可以解決響應(yīng)滯后，成本高，工人勞動強度大的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種焦?fàn)t荒煤氣放散與點火裝置，包括與集氣管連通的放散管，在所述放散管設(shè)有水封閥，所述放散管的外側(cè)靠近放散口處設(shè)有點火單元，所述點火單元與點火變壓器連接，所述水封閥與卷揚機連接，所述放散管位于所述水封閥的氣流方向的下游連通有氮氣管道，所述氮氣管道裝有由控制器控制的氮氣電磁閥，所述放散口設(shè)有用于檢測燃燒狀態(tài)的溫度傳感器，所述集氣管接有壓力變送器；所述控制器接收所述溫度傳感器和所述壓力變送器的信號并控制所述卷揚機和所述氮氣電磁閥。

上述技術(shù)方案中，更為具體的方案還可以是：所述點火單元包括安裝于所述放散管管口上端的外側(cè)的固定件和點火針，所述固定件用于固定拉桿，所述拉桿上安裝有調(diào)節(jié)器，所述點火針穿過所述固定件的套管與所述調(diào)節(jié)器連接。

更進(jìn)一步：所述點火單元為兩套，分別設(shè)置于同一放散管的放散口的兩側(cè)。

進(jìn)一步：所述放散管有四個，四個所述放散管的所述水封閥由同一臺所述卷揚機控制。

進(jìn)一步：所述控制器為plc控制器。

進(jìn)一步：所述點火單元包括管道，在所述管道一側(cè)的管壁的軸向設(shè)有多個導(dǎo)火孔，在所述管道外的導(dǎo)火孔一側(cè)設(shè)有導(dǎo)火槽，所述點火針設(shè)在所述導(dǎo)火槽的外側(cè)，所述點火針的針端伸進(jìn)所述導(dǎo)火槽內(nèi)，所述管道下端接有控制可燃?xì)怏w輸入的電磁閥。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：由于本發(fā)明設(shè)有壓力變送器和溫度傳感器，當(dāng)集氣管的壓力達(dá)到設(shè)定值或超過設(shè)定值時，控制器控制點火針點火，當(dāng)溫度傳感器檢測到放散管的溫度達(dá)到設(shè)定值時，說明點火成功。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的點火控制流程圖。

圖3是實施例1的點火單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實施例2的點火單元結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述：

實施例1

圖1、圖2和圖3所示的焦?fàn)t荒煤氣放散與點火裝置，包括與集氣管3連通的放散管6，在放散管6近所述集氣管3一端設(shè)有水封閥5，放散管6的一側(cè)設(shè)有點火單元，點火單元由點火針7、可調(diào)節(jié)點火針高低距離及角度方向的調(diào)節(jié)器20、固定件8和點火針附屬電氣系統(tǒng)構(gòu)成；固定件8由絕緣瓷瓶、定位螺栓和φ12×（100～150）毫米套管19制成，套管19由304不銹鋼制成，固定件8安裝于放散管管口上端的外側(cè)，調(diào)節(jié)器20用φ12×（250～300）毫米的304不銹鋼制成，調(diào)節(jié)器20頂部封閉，下部焊接dn10螺母，調(diào)節(jié)器20安裝在形狀為“┐”形的連桿上；點火針7上段穿過固定件8的φ12×（100～150）毫米套管19，然后將其下端焊接于調(diào)節(jié)器的頂部，點火針7下段末端設(shè)有m4.0×0.7毫米不銹鋼螺桿，點火針7通過連桿旋轉(zhuǎn)，可調(diào)節(jié)點火針7離荒煤氣放散管口的角度方向和高低距離，也便于日后調(diào)節(jié)和拆修。點火針附屬電氣系統(tǒng)由專用耐高壓電纜及其控制線路構(gòu)成?？刂凭€路安裝于現(xiàn)場電氣控制箱內(nèi)，為點動控制方式，不帶自保功能，包括按鈕、繼電器和接觸器等，預(yù)留plc控制輸入、輸出接口。點火單元的現(xiàn)場電氣控制箱與點火變壓器9連接，點火變壓器9將輸入220vac升壓至8kv脈沖輸出，其輸入端與控制線路的接觸器輸出端通過耐高溫電纜連接，點火變壓器9的輸出端經(jīng)專用耐高壓電纜與點火針7下段末端的m4.0×0.7毫米不銹鋼螺桿連接。點火單元在同一放散管口按一備一用對稱布置2套點火單元，分別連于2個點火變壓器（安裝于集氣管小房背面通風(fēng)處，遠(yuǎn)離火源），由控制線路中的同一接觸器輸出控制，以確保點火可靠性。

水封閥5通過直徑為φ4平方毫米的鋼絲繩與卷揚機1連接，每座焦?fàn)t的四個放散管水封閥的重錘式擺臂，由直徑為φ4毫米的鋼絲繩牽引依次并聯(lián)后，經(jīng)一根總的鋼絲繩連至焦?fàn)t放散平臺末端的1臺220vac小型卷揚機上。通過電氣系統(tǒng)控制卷揚機的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)4個放散管水封閥的同時開、關(guān)操作，控制荒煤氣放散或切斷。放散管的電氣系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)回路與點火裝置的啟動回路共用，實現(xiàn)放散與點火同時進(jìn)行；反轉(zhuǎn)回路單獨設(shè)置，由按鈕、繼電器、換向電容和接觸器構(gòu)成，為點動操作，不帶自保功能，均預(yù)留plc控制輸入、輸出接口。正轉(zhuǎn)時，靠卷揚機1牽引力拉緊鋼絲繩同時打開4個放散管水封閥5；反轉(zhuǎn)時，卷揚機1松繩，水封閥5靠擺臂重錘自重復(fù)位。將一雙向行程限位開關(guān)2安裝在卷揚機1前3～4米處，在總的鋼絲繩下方0.4～0.5米處，與卷揚機1處于同一平面。用兩根1.5米長直徑為φ4毫米的鋼絲繩將限位開關(guān)2擺臂由正、反方向分別連于總鋼絲繩上。限位開關(guān)2正、反方向的常閉觸點信號輸出分別串入放散管的電氣系統(tǒng)的正、反轉(zhuǎn)回路中，用于行程到位時，觸發(fā)連鎖停止動作。放散管的一側(cè)設(shè)有氮氣管道，氮氣管道位于水封閥5的氣流方向的下游，氮氣管道設(shè)有氮氣電磁閥10，放散管6的放散口設(shè)有用于檢測放散管6溫度的溫度傳感器11。卷揚機1、氮氣電磁閥10和溫度傳感器11均與plc控制器12電連接，plc控制器12通過壓力變送器13與集氣管3連接。

本發(fā)明用于觸發(fā)點火的集氣管壓力檢測信號為原焦?fàn)t加熱plc系統(tǒng)中各段集氣管壓力變送器的測量值；每根放散管配備一個溫度傳感器對溫度進(jìn)行檢測，溫度傳感器11采用k型熱電偶，垂直固定，測量端朝上倒立安裝在兩個絕緣瓷瓶側(cè)面，測量端距放散管口300mm。氮氣電磁閥10為常閉型，安裝于每座焦?fàn)t的dn50氮氣總管上的遠(yuǎn)離火源處，采用220vac電源。本發(fā)明除可遠(yuǎn)程操作外，還可根據(jù)需要，隨時在現(xiàn)場人工進(jìn)行一鍵放散點火操作。本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括3種控制模式。具體控制方案為：

①遠(yuǎn)程自動控制：以每段集氣管煤氣壓力pv1～pv4及煤氣鼓風(fēng)機停機信號為檢測信號。當(dāng)任一檢測壓力pv超過設(shè)定值時，對應(yīng)參數(shù)黃、紅閃爍，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。當(dāng)壓力pv繼續(xù)上升，超出極限設(shè)定值sv1或者檢測到鼓風(fēng)機停機信號并保持一段時間t1后，系統(tǒng)輸出卷揚機1正轉(zhuǎn)信號，同時拉開4段放散管6的水封閥5，放散荒煤氣，至開限位或設(shè)定時間t2后，卷揚機1停止動作。在卷揚機1拉開同時，觸發(fā)4個點火變壓器9啟動，保持到延時時間t3，或者放散管6的熱電偶檢測溫度te1～te4達(dá)到設(shè)定值sv2，方判斷為點火成功，停止點火變壓器9放電。延時t4秒后，打開氮氣電磁閥10，進(jìn)行消煙。當(dāng)系統(tǒng)檢測到鼓風(fēng)機運行信號，或者每段集氣管3的4個壓力檢測值pv均小于設(shè)定值sv3，并保持t5秒后，輸出卷揚機1反轉(zhuǎn)信號，關(guān)閉水封閥5，至設(shè)定時間t6或關(guān)限位返回后，停止卷揚機1動作。當(dāng)每段集氣管3檢測溫度te小于設(shè)定值sv4或設(shè)定時間t7到達(dá)后，判斷火已熄滅，關(guān)閉氮氣電磁閥10，完成一次自動放散點火過程。

②遠(yuǎn)程手動：在上位機監(jiān)控畫面，使用手動信號代替自動檢測，觸發(fā)點火裝置啟停。即手動點擊“啟動”，輸出信號使卷揚機1正轉(zhuǎn)，拉開放散管6的水封閥5，放散荒煤氣，至開限位或設(shè)定時間t2后停止。卷揚機1拉開水封閥5同時，觸發(fā)4個點火變壓器9啟動，保持到延時時間t3，或者放散管6的熱電偶檢測溫度te1～te4達(dá)到設(shè)定值sv2，方判斷為點火成功，停止點火變壓器9放電。延時t4秒后，打開氮氣電磁閥10，進(jìn)行消煙。當(dāng)需要停止放散時，點擊“停止”，輸出信號使卷揚機1反轉(zhuǎn)，關(guān)閉水封閥5，至設(shè)定時間t6到或關(guān)限位返回后，停止卷揚機1動作。當(dāng)每段集氣管3檢測溫度te小于設(shè)定值sv4或設(shè)定時間t7到達(dá)后，判斷火已熄滅，關(guān)閉氮氣電磁閥10，完成一次遠(yuǎn)程手放散點火過程。

遠(yuǎn)程操作時，所有條件的設(shè)定值，均可在組態(tài)畫面中根據(jù)工藝需要進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整。并對控制過程中的設(shè)備狀態(tài)及參數(shù)報警進(jìn)行實時顯示，對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行記錄。所有設(shè)備停止，均采用信號檢測和延時時間兩種方式判斷，二者取其先到者執(zhí)行，防止系統(tǒng)出現(xiàn)檢測故障時，設(shè)備動作無法停止而損壞。

③就地手動：在現(xiàn)場將操作箱，切換到“就地”控制。為簡化操作，實現(xiàn)最快點火，現(xiàn)場操作設(shè)計成一鍵操作方式，即：點火及水封閥5打開，一鍵同時動作。為保護(hù)點火變壓器9，防止長時間放電，損壞設(shè)備，點火裝置現(xiàn)場操作時無自保，在現(xiàn)場觀察點火成功后，松手即停。而啟閉放水封閥5的卷揚機1打開及關(guān)閉動作，靠串入電氣控制回路的雙向行程限位開關(guān)2停止。氮氣電磁閥10的啟?？刂?，通過獨立按鈕實現(xiàn)，啟動具備自保功能。點火系統(tǒng)“就地手動”的全部控制和操作，均在現(xiàn)場操作箱，實現(xiàn)與plc控制的分離。

實施例2

圖1、圖2和圖4所示的焦?fàn)t荒煤氣放散與點火裝置，包括與集氣管3連通的放散管6，在放散管6近所述集氣管3一端設(shè)有水封閥5，放散管6的一側(cè)設(shè)有點火單元，點火單元設(shè)在放散管6一側(cè)的底端，點火單元包括管道14，在管道14一側(cè)的管壁的軸向設(shè)有六個直徑為φ3毫米的導(dǎo)火孔16，導(dǎo)火孔與導(dǎo)火孔之間的間距為300毫米，在管道外的導(dǎo)火孔一側(cè)設(shè)有由扁鋼彎制而成的導(dǎo)火槽15，點火針7設(shè)在導(dǎo)火槽15的外側(cè)，點火針7的針端伸進(jìn)導(dǎo)火槽15內(nèi)，管道14下端通過電磁閥18與凈煤氣管道連接。

當(dāng)plc控制器12檢測到集氣管3壓力異常且荒煤氣將放散時，plc控制器12啟動點火針7，同時打開電磁閥18，電磁閥18控制的凈煤氣從管道14底部通入，點火針7將凈煤氣點著，火焰沿著導(dǎo)火槽15往上升至管道14的頂部，點燃放散管6的管口荒煤氣。其余原理與實施例1相同。