專利名稱：內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及炭化爐荒煤氣含氧量的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
焦炭多采用半焦爐生產(chǎn)，半焦爐主要由炭化爐、輸煤系統(tǒng)、初冷塔、電捕焦油器、集 合管等構(gòu)成。傳統(tǒng)半焦爐的生產(chǎn)存在以下一些問題1.半焦爐在加料時，料直接通過通入進料口落人爐內(nèi)，造成空氣和爐中的荒煤氣 互相串通，進而影響爐內(nèi)的壓力波動，同時也間接影響燃燒室內(nèi)煤氣的燃燒狀況；爐內(nèi)的壓 力大于標準大氣壓，爐內(nèi)的荒煤氣就會通過進料口進入大氣，造成污染和資源浪費。2.當爐頂進料口打開時，進料口附近的荒煤氣遇到空氣而降溫，使得一部分焦油 冷凝，加之溫度較低的煤炭不斷進入爐中，使得進料口的局部壓力降低，從而空氣反串進入 爐內(nèi)，使燃燒室內(nèi)的煤氣燃燒狀況受到影響，造成爐溫爐壓的下降。為了維持整個系統(tǒng)的 壓力和溫度分布的合理性，不得不向爐內(nèi)鼓入大量空氣和煤氣，但由于沒有控制煤氣和空 氣配比裝置，常溫空氣進入爐內(nèi)吸收大量熱量，增加了整個炭化爐的能耗，也使得荒煤氣中 的氧氣含量得不到有效的控制，從而造成爐內(nèi)的氧氣含量增加、焦炭的質(zhì)量下降、灰分增加寸。電捕焦油器是直立炭化爐去除荒煤氣中煤焦油的重要組成部分。電捕焦油器與機 械除焦油器相比，具有捕焦油效率高、阻力損失小、氣體處理量大等特點.不僅可保證后續(xù) 工序?qū)怏w質(zhì)量的要求，提高產(chǎn)品回收率，而且可明顯改善操作環(huán)境。近年來，電捕焦油器 在半焦煤氣的凈化方面獲得了大范圍的應(yīng)用。其工作原理是高壓直流電源產(chǎn)生的負高壓， 接入電暈極(陰極)，它與沉淀極(陽極)之間產(chǎn)生電場，電場強度超過一定極限后在陰陽 兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時流經(jīng)電場區(qū)的氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離子和電子。周圍 可以聽見強烈的電磁風聲。光線暗時可見紫蘭色電暈。通過電場的煤氣中的焦油、粉塵、水 霧等粒子與離子或電子結(jié)合而苻電，在電場力的作用下向兩極運動。由于電子質(zhì)量小，運動 速度快，空間分布廣，所以主要是苻負電的粒子向沉淀極運動。到達沉淀極板中和后，依靠 殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦 油出口排出。電捕焦油器工作時，對半焦煤氣中的氧含量有嚴格的要求，只有半焦煤氣中的氧 含量不大于2%時，電捕焦油器才可以安全可靠的運行。如果半焦煤氣中的氧含量超過 2%，則極易引發(fā)爆炸。因此控制半焦煤氣中的氧含量是保證安全生產(chǎn)，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì) 量的重要技術(shù)措施。半焦爐的實際生產(chǎn)中，半焦煤氣中的氧含量基本靠人工調(diào)節(jié)控制。由于半焦煤氣 中的氧含量，受回爐空氣、煤氣混合比例和集合管壓力等多種因素的影響，是一個隨機變 量，人工很難控制。若回爐煤氣流量過量或半焦爐集合管壓力偏高，則浪費能源，污染環(huán)境； 回爐空氣過量或半焦爐集合管壓力偏低，則使半焦荒煤氣中氧含量超標，不利于安全生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，克服傳統(tǒng)半焦爐生產(chǎn)中存在的荒煤氣中含氧量得不到有 效控制、嚴重影響焦爐系統(tǒng)的操作安全、能耗大和環(huán)境污染嚴重之不足，提供一套準確、可 靠、穩(wěn)定的半焦煤氣氧含量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本實用新型的具體技術(shù)方案如下有輸煤系統(tǒng)、初冷塔、電捕焦油器、集合管裝置，輸煤系統(tǒng)位于炭化爐的上方，集氣 管裝置一邊接炭化爐的側(cè)面，一邊接初冷塔的側(cè)面，其特征在于該炭化爐的進料處有一個 多密封口的給料密封裝置；集合管裝置內(nèi)有集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置8 ；炭化爐內(nèi)有回爐 半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置；所述給料密封裝置，是帶有過渡料倉的串聯(lián)式給料裝置，該裝置由上料倉10，過渡 料倉11和下料倉12組成，上料倉10與輸煤系統(tǒng)連接9，下料倉與半焦爐13連接；在上料 倉10與過渡料倉11之間以及過渡料倉11與下料倉12之間，各有一個自動放料裝置15，該 自動放料裝置是電動間板閥。在各個料倉上各安裝一套物位測量裝置16，該裝置是射頻導(dǎo) 納物位計；上料倉的射頻導(dǎo)納物位計與輸煤系統(tǒng)連鎖，設(shè)上下限連鎖報警；過渡料倉射頻 導(dǎo)納物位計也設(shè)上下限連鎖報警；下料倉射頻導(dǎo)納物位計設(shè)下限連鎖報警。所述集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置8，其壓力測量元件的取壓點設(shè)在氨水噴淋前；并 有一套臟煤氣或荒煤氣取樣裝置；在該裝置內(nèi)設(shè)有信號阻尼器4 ；初冷塔前設(shè)有煤氣鼓風 機大回流取壓點。該集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置8的壓力允許波動范圍為+IOOPa -lOOPa， 在該裝置內(nèi)設(shè)有信號阻尼器，其中包括阻尼器和電動阻尼器。所述回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，其回爐半焦煤氣管道上有調(diào)節(jié)閥；該調(diào) 節(jié)閥設(shè)有變比值控制系統(tǒng)。回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置之回爐半焦煤氣管道上的調(diào) 節(jié)閥，為遠程手動開閉。所應(yīng)用的變比值控制系統(tǒng)，采用比值調(diào)節(jié)控制器24，在其輸入端和 輸出端，分別安裝有信號隔離裝置27。本實用新型，有一套集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置、一套回爐煤氣和空氣混合燃燒裝 置、一套半焦爐給料裝置。1.所說的半焦爐給料裝置，其技術(shù)方案如下傳統(tǒng)半焦爐，其爐頂是一個大開位的進料口，原料煤直接通過該進料口進入爐中。本實用新型的技術(shù)方案是在半焦爐的進料口處，設(shè)有一個多密封口的給料裝置， 該裝置分為上料倉、過渡料倉和下料倉。其中，上料倉與輸煤系統(tǒng)連接，下料倉與半焦爐連 接。過渡料倉與下料倉的容積相等。在上料倉與過渡料倉之間，以及過渡料倉與下料倉之 間，各設(shè)有一個給料裝置的密封口。同時在三個料倉上，各安裝有一套物位測量儀表，此三 套物位測量儀表的作用如下上料倉的物位測量儀表(如射頻導(dǎo)納物位計)與輸煤系統(tǒng)連鎖，設(shè)上下限連鎖報 警，不但保證上料倉不缺煤，同時也不讓煤溢出料倉。過渡料倉物位測量儀表(射頻導(dǎo)納物 位計)也設(shè)上下限連鎖報警當處于料位上限時，關(guān)閉1號自動放料裝置，同時報警，即具備 給半焦爐內(nèi)放料條件；當處于料位下限時，先關(guān)閉2號自動放料裝置，然后打開1號自動放 料裝置，給過渡料倉內(nèi)放料。由于爐頂空間限制，下料倉物位測量儀表(可以是射頻導(dǎo)納物 位計)僅設(shè)下限連鎖報警，當料位處于下限時，打開2號自動放料裝置，給半焦爐內(nèi)放料。該裝置，加強了干餾爐給料系統(tǒng)的密封性，可以穩(wěn)定集合管壓力，使半焦荒煤氣集
4合管的壓力允許波動范圍為+IOOPa -IOOPa ；壓力正向波動時半焦荒煤氣不外泄，負向波 動時半焦荒煤氣中的氧含量不變大，使半焦荒煤氣集合管壓力在出現(xiàn)小范圍波動時，生產(chǎn) 仍可安全運行，同時也降低了集合管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動作頻率?？朔艘蚋绅s爐給料裝置 的密封性差和集合管壓力波動而造成半焦煤氣中氧含量超標的問題。2.所說的集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置，傳統(tǒng)的集合管壓力裝置，主要由總管、集氣支管、手動調(diào)節(jié)閥、壓力測量元件組成。 該集合管壓力裝置的一邊連接半焦爐的爐頂側(cè)面，另一邊連接噴淋塔塔頂側(cè)面。其間的總 管上設(shè)有壓力測量元件和手動調(diào)節(jié)閥。集氣管設(shè)有壓力變送器，主要靠人工來對其調(diào)節(jié)。集 氣支管位于總管的拐彎處，處于旁路狀態(tài)。當總管有故障或檢修時，集氣支管起旁路導(dǎo)通作 用。本實用新型之集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置，做出改進的技術(shù)方案如下A、將半焦荒煤氣集合管上的壓力測量元件的取壓點位置，由噴淋氨水后改為噴淋 氨水前，并相應(yīng)增加一套臟煤氣取樣裝置，既可起排污作用，又可緩沖壓力。B、煤氣鼓風機大回流壓力測量元件的取壓點，由初冷塔后改在初冷塔前。半焦爐 集合管自動調(diào)節(jié)裝置能快速穩(wěn)定初冷塔前的壓力，減少壓力波動，進而穩(wěn)定半焦爐荒煤氣 出初冷塔的壓力。C、在集合管上的壓力測量元件的取壓點處增加了阻尼器，該阻尼器可以在0. Is 內(nèi)對取壓點的脈動壓力快速平滑取壓，提高半焦爐集合管自動調(diào)節(jié)裝置的品質(zhì)(如圖4所 示)°D、在集合管上安裝的手動調(diào)節(jié)閥，氣動執(zhí)行機構(gòu)的抗干擾能力要優(yōu)于電動執(zhí)行機 構(gòu)。當工地現(xiàn)場內(nèi)沒有儀表氣源時，可采用電動執(zhí)行機構(gòu)。電動執(zhí)行機構(gòu)的控制信號(主 要是電磁閥)容易受到現(xiàn)場其他大電流設(shè)備的電磁干擾，為了屏蔽和減少電磁干擾，所以， 除了安裝電動執(zhí)行機構(gòu)外，還要配套增加信號阻尼器。3.所述回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，采用半焦行業(yè)常用的溫度串級-變比 值控制系統(tǒng)，使回爐的空氣和半焦煤氣按比例完全混合、充分燃燒，從而解決了因回爐空氣 過剩而造成的半焦煤氣中氧含量超標的問題。傳統(tǒng)回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，只是在半焦爐上回爐空氣管道和半焦煤 氣管道安裝溫度檢測設(shè)備，在控制室內(nèi)實時檢測到溫度，根據(jù)實踐經(jīng)驗進行溫度對比，然后 再調(diào)整官道上的調(diào)節(jié)閥，以便達到比例配合，充分燃燒。本實用新型之傳統(tǒng)回爐半焦煤氣和 空氣混合燃燒裝置，其主要的技術(shù)改進方案是(1)在回爐空氣管道上、半焦煤氣管道上分別裝有流量測量元件。當工地現(xiàn)場地區(qū) 存在異常的氣象條件時(如早晚溫差大，冬夏溫差大)，應(yīng)對流量元件本體信號增設(shè)溫度及 壓力補償或采用保溫伴熱方式。(2)在該裝置上增設(shè)變比值控制系統(tǒng)，以回爐煤氣為恒定量，正常工作時根據(jù)煤氣 流量和空氣流量的預(yù)設(shè)比例關(guān)系調(diào)節(jié)回爐空氣流量，當半焦爐內(nèi)溫度變化幅度較大時，用 干餾段所有溫度點的平均值修正其比例系數(shù)。(3)將原回爐煤氣管道上的調(diào)節(jié)蝶閥改為遠程手動調(diào)節(jié)蝶閥(開閉)。保留空氣 管道上的調(diào)節(jié)蝶閥，將變比值控制系統(tǒng)應(yīng)用到調(diào)節(jié)閥回路中。(4)在儀表控制器的輸入端及輸出端分別安裝信號隔離裝置，將系統(tǒng)和外界的干擾信號隔離，提高系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性。回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置中的智能控制器24，其輸入及輸出端，分別安 裝信號隔離裝置27。該系統(tǒng)工藝流程是空氣流量和回路煤氣流量，經(jīng)變比值控制系統(tǒng)計算調(diào)節(jié)后，進 入炭化爐。炭化爐產(chǎn)生的荒煤氣進入半焦爐集合管，由集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置將荒煤氣 的壓力調(diào)節(jié)控制在工藝要求的范圍內(nèi)?；拿簹馀c一部分回流半焦煤氣混合進入初冷塔，進 入初冷塔的混合氣體壓力，由回爐煤氣旁路壓力控制裝置控制，保證進入初冷塔的氣體壓 力平穩(wěn)地保持在工藝要求的范圍內(nèi)；經(jīng)過初冷塔降溫后的荒煤氣，進入電捕焦油器，除去煤 氣中的焦油，經(jīng)過電捕焦油器凈化后的煤氣，進入后續(xù)相關(guān)裝置，最終進入煤氣鼓風機加壓 送至焦爐使用或外送至氣柜儲存。其中一部分凈化后的煤氣經(jīng)過旁路管線返回初冷塔，補 償初冷塔入口處荒煤氣的壓力，使進入初冷塔的荒煤氣壓力維持在工藝要求的范圍內(nèi)，保 證初冷塔平穩(wěn)運行。本實用新型設(shè)置了集氣管壓力調(diào)節(jié)裝置和爐頂進料裝置增加集氣管壓力調(diào)節(jié)裝 置——具有自動調(diào)節(jié)集合管壓力的功能，較好地解決了原半焦爐煤氣中氧含量不穩(wěn)定的問 題，將荒煤氣中的氧含量控制在安全范圍之內(nèi)，能夠穩(wěn)定、可靠、準確的控制煤氣氧含量滿 足小于2%的要求(生產(chǎn)過程中基本穩(wěn)定在1.0% 1.5% )，并能有效的控制進入初冷塔 荒煤氣的壓力保證初冷塔平穩(wěn)安全的運行。同時也減少了半焦煤氣的泄露，減少了對環(huán)境 污染，并能有效地控制初冷塔荒煤氣的進口壓力，該壓力主要采用旁路回流部分煤氣的方 式補償進入初冷塔，以保證初冷塔平穩(wěn)安全地運行；保證了干餾產(chǎn)品的質(zhì)量。增加爐頂進料 裝置，是為了進一步杜絕空氣竄入爐內(nèi)和集氣管，減少荒煤氣中的含氧量。
以下結(jié)合附圖敘述一個本實用新型的實施例，對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型的焦荒煤氣集合管壓力調(diào)節(jié)裝置原理圖；圖2是本實用新型的爐頂給料裝置示意圖；圖3是本實用新型的溫度串級_比值調(diào)節(jié)裝置示意圖；圖4是本實用新型的半焦爐集合管壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如下圖1顯示本實施例半焦荒煤氣集合管壓力調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)造，主要有臟煤氣取樣 裝置1、阻尼器2、微差壓變送器3、信號阻尼器4、智能調(diào)節(jié)控制器5、電動執(zhí)行機構(gòu)6(電動 蝶閥)、調(diào)節(jié)閥7、半焦爐集合管8。其各部分功能及作用如下(1)臟煤氣取樣裝置1的功能分離出荒煤氣介質(zhì)中的雜質(zhì)，同時又可緩沖壓力。(2)阻尼器2的功能對取壓點的脈動壓力快速平滑取壓，提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)。(3)微差壓變送器3的功能將壓力信號轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號。信號阻尼 器的功能(4)信號阻尼器4的功能，用來濾除信號中的噪聲和干擾信號，起平滑信號作用。 它提供可調(diào)的一階滯后環(huán)節(jié)，用以補償和改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)性能。(5)智能調(diào)節(jié)控制器5的功能，接受微差壓變送器的4 20mA的壓力信號。根據(jù) 預(yù)先設(shè)定，控制智能電動執(zhí)行機構(gòu)動作，同時接受智能電動執(zhí)行機構(gòu)反饋的閥位信號，以補
6償閥位偏差。(6)電動執(zhí)行機構(gòu)6 (電動蝶閥)的功能，執(zhí)行智能調(diào)節(jié)控制器給出的調(diào)節(jié)信號，并 將動作后的閥位信號反饋給智能調(diào)節(jié)控制器。(7)調(diào)節(jié)閥7的功能，調(diào)節(jié)閥7屬于自控閥，將信號輸入后進行控制。本實例中使 用蝶閥與電動執(zhí)行機構(gòu)直接連接，根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的動作情況開或者關(guān)，改變流體的流通截 面，以此來調(diào)節(jié)管路壓力。(8)半焦爐集合管8的功能，半焦爐集合管是半焦爐側(cè)面連接到噴淋塔側(cè)面的管 道。半焦爐集合管上的壓力是該系統(tǒng)的技術(shù)控制目標。半焦爐集合管的壓力信號，經(jīng)過臟煤氣取樣裝置1去污緩沖后，進入阻尼器2，阻 尼器2在0. 1秒內(nèi)將此脈動壓力快速平滑穩(wěn)壓后，進入微差壓變送器3，微差壓變送器3將 管路壓力信號轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號后進入信號阻尼器4，通過信號阻尼器4濾除掉 信號中的噪聲和干擾信號，并將信號平滑后引入智能調(diào)節(jié)控制器5 ；智能調(diào)節(jié)控制器5將該 信號與預(yù)設(shè)信號比較分析后，給智能型電動執(zhí)行機構(gòu)6(即電動蝶閥)輸出動作信號，智能 型電動執(zhí)行機構(gòu)6根據(jù)動作信號驅(qū)動調(diào)節(jié)閥7動作，改變流體的流通截面，以此來調(diào)節(jié)穩(wěn)定 半焦爐集合管壓力；同時智能型電動執(zhí)行機構(gòu)6，將動作后的閥位信號反饋給智能調(diào)節(jié)控 制器5，以補償閥位動作偏差。該半焦爐集合管壓力的自動調(diào)節(jié)過程如下A、鼓風機大回流控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場工況，調(diào)節(jié)器給定值置一 2000Pa，電動信號阻尼器阻尼時間T置ls，比例 度δ置80% 150%，積分時間T1置20 30s，微分時間Td置5s，手動/自動開關(guān)置手動。手動開啟鼓風機進口閥門，遙控電動蝶閥的開度，逐漸使蝶閥的開度達到30%，當 測量值等于給定值時，手動/自動開關(guān)置自動，大回流系統(tǒng)投人自動運行，鑒于蝶閥的開度 與流量基本成線性關(guān)系，在半焦爐正常煤氣產(chǎn)量下，氣動蝶閥30%的開度，有較大的上下調(diào) 節(jié)余地，當半焦爐煤氣產(chǎn)量減少時，蝶閥開度自動增大，增大回流量，快速穩(wěn)定初冷塔前的 壓力當煤氣產(chǎn)量增大時，蝶閥自動關(guān)小，減少回流量，迅速穩(wěn)定初冷塔前的壓力。如此之鼓 風機大回流自動調(diào)節(jié)的良好性能，為實現(xiàn)半焦爐荒煤氣壓力自動調(diào)節(jié)創(chuàng)造了重要條件。E、半焦爐荒煤氣集合管壓力控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場工況，調(diào)節(jié)器給定值置一 20Pa，電動信號阻尼器阻尼時間T置3s，比例度 δ置100% 200%，積分時間T1置15 30s，微分時間Td置5s，手動/自動開關(guān)置手動。 同時對閥位信號設(shè)定誤差補償。遙控電動蝶閥的開度，當測量值等于給定值時，手動/自動開關(guān)置自動運行，投入 運行后，實現(xiàn)了半焦爐荒煤氣集合管壓力0士50Pa的壓力自動調(diào)節(jié)，滿足了生產(chǎn)的安全運 行。圖2顯示本實施例之爐頂給料裝置的結(jié)構(gòu)，主要有上煤皮帶9、上料倉10、過渡 料倉11、下料倉12、半焦爐13、過渡料倉上部電液動插板閥14、過渡料倉下部電液動插板閥 15、射頻導(dǎo)納物位計16等部分，組成半焦爐爐頂給料裝置。其各部分功能及作用如下(1)上煤皮帶9，給爐頂給料裝置提供原料。(2)上料倉10，存儲上煤皮帶送來的原料。[0062](3)過渡料倉11，存儲上料倉放入送來的原料，然后再將原料放入下料倉。(4)下料倉12，與半焦爐13連為一體，接收過渡料倉放入的原料入半焦爐。(5)過渡料倉上部電液動插板閥14，控制過渡料倉的進料與否。(6)過渡料倉下部電液動插板閥15，控制下料倉的進料與否。(7)射頻導(dǎo)納物位計16，將測量來的各料位信號送到智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)半焦爐 密封自動給料。過渡料倉11與下料倉12的容積相等，這樣可保證在加料過程中不帶入壓力波動 干擾。上料倉10的射頻導(dǎo)納物位計16與輸煤系統(tǒng)連鎖，保證上料倉10不能缺煤，也不 能讓煤溢出料倉，因此該射頻導(dǎo)納物位計16設(shè)上下限連鎖報警。過渡料倉11射頻導(dǎo)納物 位計16也設(shè)上下限連鎖報警，當處于料位上限時關(guān)閉過渡料倉上部電液動插板閥14，同時 報警，即具備給半焦爐內(nèi)放料條件，當處于料位下限時先關(guān)閉過渡料倉下部的自動放料裝 置——電液動插板閥15，然后打開過渡料倉上部電液動插板閥14給過渡料倉內(nèi)放料。由于 爐頂空間限制，下料倉射頻導(dǎo)納物位計僅設(shè)下限連鎖報警，當料位處于下限時在過渡料倉 上部電液動插板閥14關(guān)閉的情況下打開過渡料倉下部電液動插板閥15給半焦爐內(nèi)放料， 達到半焦爐密封自動給料。該給料裝置的自動調(diào)節(jié)工作過程如下先關(guān)閉2號電動閘板閥，然后打開1號電動 閘板閥，給過渡料倉內(nèi)將料放滿，再將1號電動閘板閥關(guān)閉，然后再打開2號電動閘板閥給 給半焦爐內(nèi)放料。該過程采用智能控制器(本實例采用小型PLC)控制，所有的順序及連鎖 均在智能控制器內(nèi)部實現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場具體情況放料間隔時間確定為15 20min。圖3顯示本實施例之溫度串級_比值調(diào)節(jié)裝置的構(gòu)造。主要有溫度變送器17、溫度調(diào)節(jié)控制器18、回爐空氣流量計19、回爐空氣流量變 送器20、回爐煤氣流量計21、回爐煤氣流量變送器22、除法器23、比值調(diào)節(jié)控制器24、電動 執(zhí)行機構(gòu)26 (電動蝶閥)、信號隔離器27。各部分通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)連接，組成溫度串級_比 值調(diào)節(jié)裝置。其各部分功能及作用如下溫度變送器17，將熱電偶溫度信號轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號。溫度調(diào)節(jié)控制器18，接受溫度變送器的4 20mA的溫度信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制 智能電動執(zhí)行機構(gòu)動作，調(diào)節(jié)回爐煤氣流量?；貭t空氣流量計19，在線連續(xù)測量回爐空氣的流量?；貭t空氣流量變送器20，將回爐空氣流量轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號?；貭t煤氣氣流量計21，在線連續(xù)測量回爐煤氣的流量?；貭t煤氣流量變送器22，將回爐煤氣流量轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號。除法器23，計算回爐空氣流量和回爐煤氣流量的比例。比值調(diào)節(jié)控制器24，接收除法器計算出的回爐空氣流量和回爐煤氣流量的比例， 根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制智能電動執(zhí)行機構(gòu)動作，調(diào)節(jié)回爐煤氣流量，保持適當?shù)幕貭t空氣流量 和回爐煤氣流量的比例。電動執(zhí)行機構(gòu)25，執(zhí)行調(diào)節(jié)控制器24的調(diào)節(jié)信號，并將動作后的閥位信號反饋給 調(diào)節(jié)控制器24.蝶閥26與電動執(zhí)行機構(gòu)直接連接26，根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的動作情況或開或關(guān)，改變流體的流通截面，以此來調(diào)節(jié)管路介質(zhì)流量。信號隔離器27的功能隔離系統(tǒng)中的干擾信號，保護控制回路，消弱環(huán)境噪聲對 測試電路的影響，提高系統(tǒng)的準確性。根據(jù)半焦的工藝特點，選擇干餾溫度為主被控參數(shù)，回爐煤氣和回爐空氣的流量 之比為副被控參數(shù)，組成溫度串級-比值控制。在半焦爐干餾溫度正常的情況下，通過比值 控制器控制回路空氣和回爐煤氣的流量比例，保證回爐煤氣在爐內(nèi)充分完全充分燃燒。當 干餾溫度收到擾動而變化時，通過溫度控制器調(diào)節(jié)回爐煤氣的流量進行補償。其自動調(diào)節(jié)過程如下根據(jù)工藝情況，選擇空氣、煤氣流量比值控制回路為副環(huán)，并允許在一定范圍內(nèi)變 化，選擇溫度控制回路為主環(huán)。主調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)，副調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)。根據(jù)現(xiàn)場工況，比值調(diào)節(jié)器給定值K'置1.5，主調(diào)節(jié)器比例度δ置60% 100%，積分時間T1置150 180s，副調(diào)節(jié)器比例度δ 30% 50%，置手動/自動開關(guān)置手動。遙控回路空氣管道上的電動蝶閥的開度，逐漸使回路空氣流量達到設(shè)定值時停 止，遙控回路半焦煤氣管道上的電動蝶閥的開度，逐漸使回路半焦煤氣流量達到設(shè)定值時 投入空氣、煤氣流量比值控制回路(副控回路)，運行穩(wěn)定后再將溫度控制回路投入(主控 回路)。投入運行后，大大減小了剩余空氣的上竄問題，同時也穩(wěn)定了空氣、半焦煤氣在半焦 爐內(nèi)的充分燃燒，穩(wěn)定了半焦爐的干餾段溫度。圖4顯示了本實用新型的半焦爐集合管壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)圖。該壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)由煤氣隔離器、空氣隔離器、阻尼器、差壓變送器、信號阻尼器構(gòu) 成。煤氣、空氣隔離器的作用是隔離煤氣、空氣壓力中的干擾信號和雜質(zhì)信號，維護信號的 正常；阻尼器的作用是對取壓點的脈動壓力快速平滑取壓；差壓變送器的作用是將壓力 信號轉(zhuǎn)換成4 20mA的電流信號；信號阻尼器的作用是用來濾除信號中的噪聲和干擾信 號，起平滑信號作用，提供可調(diào)的一階滯后環(huán)節(jié)，用以補償和改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)性能。
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權(quán)利要求內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，有輸煤系統(tǒng)、初冷塔、電捕焦油器、集合管裝置，輸煤系統(tǒng)位于炭化爐的上方，集氣管裝置一邊接炭化爐的側(cè)面，一邊接初冷塔的側(cè)面，其特征在于該炭化爐的進料處有一個多密封口的給料密封裝置；集合管裝置內(nèi)有集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置(8)；炭化爐內(nèi)有回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置；所述給料密封裝置，是帶有過渡料倉的串聯(lián)式給料裝置，該裝置由上料倉(10)，過渡料倉(11)和下料倉(12)組成，上料倉(10)與輸煤系統(tǒng)連接(9)，下料倉與半焦爐(13)連接；在上料倉(10)與過渡料倉(11)之間以及過渡料倉(11)與下料倉(12)之間，各有一個自動放料裝置(15)；所述集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置(8)，其壓力測量元件的取壓點設(shè)在氨水噴淋前；并有一套臟煤氣或荒煤氣取樣裝置；在該裝置內(nèi)設(shè)有信號阻尼器(4)；初冷塔前設(shè)有煤氣鼓風機大回流取壓點。所述回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，其回爐半焦煤氣管道上有調(diào)節(jié)閥；該調(diào)節(jié)閥設(shè)有變比值控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于集 合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置(8)的壓力允許波動范圍為+lOOPiT-lOOPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于過 渡料倉(11)與下料倉(12)的容積相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 說在上料倉(10)與過渡料倉(11)之間以及過波料倉(11)與下料倉(12)之間，各有一個 自動放料裝置(15)，該自動放料裝置是電動閘板閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于在 各個料倉上各安裝一套物位測量裝置(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于回 爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置之回爐半焦煤氣管道上的調(diào)節(jié)閥，為遠程手動開閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 應(yīng)用的變比值控制系統(tǒng)，采用比值調(diào)節(jié)控制器(24)，在其輸入端和輸出端，分別安裝有信號 隔離裝置(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于在 各個料倉上各安裝一套物位測量裝置(16)，該裝置是射頻導(dǎo)納物位計；上料倉的射頻導(dǎo)納 物位計與輸煤系統(tǒng)連鎖，設(shè)上下限連鎖報警；過渡料倉射頻導(dǎo)納物位計也設(shè)上下限連鎖報 警；下料倉射頻導(dǎo)納物位計設(shè)下限連鎖報警。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，其特征在于所 述集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置(8)，在該裝置內(nèi)設(shè)有的信號阻尼器，其中包括阻尼器和電動阻 尼器。
專利摘要內(nèi)熱式直立炭化爐的荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，有帶有過渡料倉的串聯(lián)式給料裝置，該裝置由上料倉、過渡料倉、和下料倉，在上料倉與過渡料倉之間以及過渡料倉與下料倉之間，各有一個自動放料裝置；有集合管壓力自動調(diào)節(jié)裝置，其取壓點設(shè)在氨水噴淋前，有一套臟煤氣或荒煤氣取樣裝置，設(shè)有信號阻尼器；初冷塔前設(shè)有煤氣鼓風機大回流取壓點。炭化爐內(nèi)有回爐半焦煤氣和空氣混合燃燒裝置，其回爐半焦煤氣管道上有調(diào)節(jié)閥，采用變比值控制系統(tǒng)。本實用新型之荒煤氣含氧量控制系統(tǒng)，具有自動調(diào)節(jié)集合管壓力的功能，較好地解決了原半焦爐煤氣中氧含量不穩(wěn)定的問題，將荒煤氣中的氧含量控制在安全范圍之內(nèi)——能夠穩(wěn)定、可靠、準確的控制煤氣氧含量滿足小于2％的要求，給安全生產(chǎn)提供了保障，同時也減少了半焦煤氣的泄露，提高了干餾產(chǎn)品的質(zhì)量。減少了對環(huán)境污染，保證初冷塔平穩(wěn)安全地運行。
文檔編號C10B41/08GK201660594SQ20092024589
公開日2010年12月1日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
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