專利名稱：一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煉焦行業(yè)煤預處理領(lǐng)域，特別是煤預處理裝置中穩(wěn)定取得焦爐煙氣用 于煤分級調(diào)濕的方法。
背景技術(shù)：
據(jù)估計煉焦廢氣帶走的熱量約占焦化生產(chǎn)能量的3.6%，每噸焦約2310MJ熱量，全國 年產(chǎn)焦超過2.5億噸，由此可見廢氣中余熱能是相當可觀的。目前世界上所有的煉焦過程 中廢氣幾乎全部放散，這與當前節(jié)能減排，建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟的觀念不相符，如何合理利用煉 焦廢氣中的熱量是一個很好的課題。
配合煤分級調(diào)濕需有穩(wěn)定的高溫氣體，而焦爐煙道排出的大量廢氣溫度在230度左右 是一種非常合適的介質(zhì)。用于煤分級調(diào)濕是一種很好的嘗試，既解決配合煤分級調(diào)濕所需
的高溫氣體，又符合節(jié)能減排的要求，但關(guān)鍵是穩(wěn)定取得焦爐煙氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，該方法在不影響 焦爐生產(chǎn)的同時，穩(wěn)定取得焦爐煙氣，作為煉焦煤預處理中分級調(diào)濕的氣體介質(zhì)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦爐煙道廢氣 抽取點，通過對引風機的變頻控制，以獲取焦爐煙道廢氣用于實現(xiàn)煉焦煤的氣流分級與調(diào) 濕，在保證焦爐煙道吸力穩(wěn)定的前提下，最大限度的獲得高溫廢氣。
在前述方法中，焦爐煙道廢氣從各焦爐總煙囪底部通過廢氣引風機引出匯總后通過管 道分兩路鼓入流化床設(shè)備兩側(cè)下部，流化床兩側(cè)共6根支管進入流化床，通過篩板，與原 料煤充分接觸，使煤中的水分蒸發(fā)調(diào)濕；流化床頂部廢氣由除塵風機抽入布袋除塵器將細 粉分離后， 一部分廢氣通過循環(huán)風機引出后，通過管道返回到流化床的分級段，通過兩側(cè)
共4根支管進入流化床，通過篩板，使原料煤沸騰流化分級；另一部分經(jīng)煙閨排入大氣； 在煙道廢氣弓I風機入口設(shè)置混風閥，以補充部分冷空氣進行溫度調(diào)節(jié)。
在前述方法中，在總煙囪與相應的各焦爐煙道之間設(shè)置相應的翻板，廢氣從煙道翻板 之前由引風機抽出，匯合后送往分級調(diào)濕工序；電動煙道翻板開度保持在適當位置，不能 頻繁調(diào)節(jié)；風機前后設(shè)電動閥，采用變頻技術(shù)控制廢氣引風機的啟動停止和運行轉(zhuǎn)速；當 流化裝置故障時，煙道廢氣經(jīng)氣動三通切換閥，直接通過除塵風機而排入大氣。
在前述方法中，廢氣抽出系統(tǒng)的控制分三個過程廢氣引風機的啟動、正常工作狀態(tài) 和停止;啟動至正常工作后應保持煙道吸力穩(wěn)定在500土50Pa，流化床進口壓力穩(wěn)定在2000 土50Pa，流化床出口壓力穩(wěn)定在微負壓，引風機廢氣出口總管流量應穩(wěn)定在95000m3/h; 引風機停止時，通過控制引風機入口導葉、煙道電動總翻板的開度，至引風機前電動蝶閥 后，停止風機。
本發(fā)明的有益效果是在不影響焦爐生產(chǎn)的條件下，穩(wěn)定獲取焦爐煙道廢氣用于實現(xiàn) 煉焦煤的氣流分級與調(diào)濕，在保證焦爐煙道吸力穩(wěn)定的前提下，最大限度的獲得高溫廢氣， 是一種廢氣余能利用的新方法。應用于煉焦行業(yè)中焦爐廢氣余能利用。經(jīng)運行試驗證明可 抽取230度的廢氣15萬立方米/小時。處理煤300噸/小時，降低水分大于2.5%。


下面以3#、站兩座焦爐為例，結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖l是煤分級調(diào)濕流程簡圖2是廢氣抽出的流程簡圖3是焦爐廢氣煙道布置簡圖4是引風機啟動過程控制框圖5是吸力控制算法結(jié)構(gòu)圖6是引風機停止過程控制框圖。
具體實施例方式
配合煤經(jīng)皮帶機05運至流化床04上部。 焦爐煙道廢氣(溫度約23(TC)從3#、 4#焦爐分煙道上經(jīng)人孔通過廢氣引風機104、 204引出后通過流量調(diào)節(jié)閥01、氣動三通切換閥02由管道分兩路鼓入流化床04兩側(cè)下部， 兩側(cè)共分6根支管進入流化床，通過篩板，與原料煤充分接觸，使煤中的水分蒸發(fā)，達到 調(diào)濕的目的。該過程要求每座焦爐的煙道吸力保持穩(wěn)定，風機后壓力穩(wěn)定，從而保證進入 流化床的氣體壓力穩(wěn)定。
流化床頂部廢氣由除塵風機抽入布袋除塵器將細粉分離后， 一部分廢氣用于分級調(diào)濕 循環(huán)使用，該部分廢氣(約8(TC)通過循環(huán)風機電機驅(qū)動的循環(huán)風機引出后，通過管道返 回到流化床設(shè)備分級段，通過兩側(cè)共4根支管進入流化床，通過篩板，使原料煤沸騰流化， 達到分級的目的。另一部分經(jīng)廢氣煙囪B排入大氣，排放的廢氣中粉塵含量達到國家標準。
煤料分級的細顆粒(細煤)經(jīng)皮帶機運送至煤塔一和煤塔二；粗顆粒(粗煤)經(jīng)皮帶 機運送至粉碎機，粉碎后送至煤塔一和煤塔二。除塵器(布袋除塵器)產(chǎn)生的細顆粒經(jīng)由 除塵灰料倉一、除塵灰料倉二，由相應的成型機造粒，經(jīng)皮帶機也運送至煤塔一和煤塔二。
為避免煤料在調(diào)濕階段過分干燥，在煙道廢氣引風機入口分別設(shè)置混風閥106、 206， 通過混風閥以補充部分冷空氣進行溫度調(diào)節(jié)。
當流化裝置停止使用時，煙道廢氣經(jīng)設(shè)置的氣動三通切換閥02,直接通過除塵風機而 排入大氣，以確保焦爐總煙道吸力穩(wěn)定。
在不利用煙道廢氣時，3tt、 4tt焦爐分煙道的廢氣直接經(jīng)焦爐煙囪A排入大氣。
圖2是廢氣抽出的流程簡圖。在3tt焦爐煙道上分別設(shè)置3ft焦爐吸力測點101、 3#焦爐 煙道翻板102， 3tt焦爐煙道匯總后經(jīng)3tt焦爐總翻板103后連通總煙囪A，從3#焦爐總翻板 103之前設(shè)置人孔，廢氣通過此孔由引風機104抽出。同理，在4#焦爐分煙道上分別設(shè)置 4共焦爐吸力測點201、 4tt焦爐煙道翻板202， 4#焦爐煙道匯總后經(jīng)4S焦爐總翻板203后連 通總煙囪A，廢氣從4S焦爐總翻板203之前設(shè)置人孔，由引風機204抽出。
由引風機103、 204抽出的廢氣匯合后送往分級調(diào)濕工序。
圖3是焦爐廢氣煙道布置簡圖。
由于目前大多數(shù)焦爐均為在生產(chǎn)的焦爐，而其在設(shè)計時未考慮廢氣利用問題，因此廢 氣的抽出接口既要保證焦爐生產(chǎn)，又不破壞原有結(jié)構(gòu)，同時兼顧高溫廢氣施工安全等問題，
經(jīng)過反復論證，選擇了利用煙道人孔的方法，該方法優(yōu)點是不破壞原有設(shè)施，施工量少； 不影響焦爐生產(chǎn)；安全性較高。
煙道人孔的設(shè)置見圖3。在3tt焦爐總翻板103之前設(shè)置人孔105，在4#焦爐總翻板203 之前設(shè)置人孔205，廢氣從人孔內(nèi)經(jīng)由引風機104、引風機204抽出，匯合后送往分級調(diào)
濕工序。
控制設(shè)備采用AB公司的ControlLogix5555控制系統(tǒng)，由上位監(jiān)控站、現(xiàn)場控制站、 通訊網(wǎng)絡(luò)Ethernet幾部分組成。
廢氣抽出系統(tǒng)的控制分三個過程，廢氣引風機的啟動，正常工作狀態(tài)和停止。在整個 控制系統(tǒng)中，重點考慮如下三個環(huán)節(jié)
焦爐廢氣煙道翻板的調(diào)節(jié)是一個重要因素， 一般焦爐廢氣煙道翻板均為手動，為了配 合煤的氣流分級和調(diào)濕的需要本發(fā)明煙道總翻板采用電動，使其具有遠程控制的功能并增 加了位置遠程指示，在主控室內(nèi)及時進行調(diào)整。
廢氣風機轉(zhuǎn)速的控制，采用變頻技術(shù)控制風機轉(zhuǎn)速，首先要保證煙道壓力的穩(wěn)定，其 次按照煤的分級調(diào)濕的要求盡量獲取較多的廢氣。
當風機啟停時對焦爐的沖擊最大，因此風機啟?？刂品椒ㄊ窃摲椒ǖ年P(guān)鍵。
引風機啟動過程:見圖4.
引風機接受啟動命令后、引風機變頻從0 Hz按啟動曲線升至25Hz;
風機檢測條件滿足混風閥(圖1中106、 206)全開、引風機前電動蝶閥全關(guān)、引風 機入口導葉全關(guān)、壓力調(diào)節(jié)閥(圖1中107、 207)開30%左右、流量調(diào)節(jié)閥(圖1中Ol) 全開、電動總翻板全開、氣動三通切換閥在放散(圖1中02)位置；
引風機前電動蝶閥全開；
總煙道電動翻板慢關(guān)至50%,同時引風機入口導葉慢開至100%;
氣動三通切換閥至流化位置；
混風閥全關(guān)。
此時,如流量不夠,慢慢提高風機頻率.同時保持煙道吸力穩(wěn)定500士50Pa，流化床進口 壓力穩(wěn)定在2000Pa左右，流化床出口壓力穩(wěn)定在微負壓(-200士50Pa)。
正常狀態(tài)調(diào)節(jié)
吸力控制模型調(diào)節(jié)熱源的供應量、同時保證焦爐總煙道的吸力穩(wěn)定在500士50Pa。 控制重點在焦爐煙道吸力的控制上，如何既保證焦爐操作穩(wěn)定，又使流化效果達到要求。
一般焦爐系統(tǒng)中均設(shè)置煙道吸力檢測，因此該系統(tǒng)中不再設(shè)置，直接將原3#、 4tt焦爐
控制系統(tǒng)的總煙道吸力取過來，和新的煙道吸力檢測點比較，比較值作為調(diào)節(jié)算法的輸入， 通過調(diào)整引風機的轉(zhuǎn)速，選擇一個最佳的轉(zhuǎn)速范圍， 一般情況下，各進風支管的閥位通過 人工遠程操作，找到最佳點后，盡量不動。
同時，下料量的多少，也會影響流化床的供氣壓力，這時，如果頻繁調(diào)整兩臺引風機 混合后總管的調(diào)節(jié)閥，勢必會影響風機的轉(zhuǎn)速，為此，再增加了一個連通調(diào)節(jié)閥(圖l中
03)，通過此閥的調(diào)節(jié)(參與調(diào)節(jié))，控制流化床的最佳供氣量。在這種情況下，混合總管 的流量調(diào)節(jié)閥盡可能保持不動(不參與調(diào)節(jié))。
綜合上述因素開發(fā)出吸力控制算法結(jié)構(gòu)如下圖5.
煙道吸力控制模型的建立所依據(jù)的因素，選擇總管壓力、翻板開度、下煤量、刮板速
度。模型建立后，通過PID控制器、變頻器去執(zhí)行，調(diào)節(jié)熱源的供應量、同時保證焦爐總 煙道的吸力穩(wěn)定在500土Pa。風機廢氣出口總管流量調(diào)節(jié)風機廢氣出口總管流量應穩(wěn)定 在95000m3/h,才能保證流化所需的供氣量。
引風機停止過程:見圖6.
引風機接受停止命令；
總煙道電動翻板從50%慢開至全開，同時引風機入口導葉慢關(guān)至0;
引風機前電動蝶閥全關(guān)
停引風機。
經(jīng)運行試驗證明可抽取230度的廢氣15萬立方米/小時。處理煤300噸/小時，降低水 分大于2. 5%。
權(quán)利要求
1、一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦爐煙道廢氣抽取點，通過對引風機的變頻控制，以獲取焦爐煙道廢氣用于實現(xiàn)煉焦煤的氣流分級與調(diào)濕，在保證焦爐煙道吸力穩(wěn)定的前提下，最大限度的獲得高溫廢氣。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于， 焦爐煙道廢氣從各焦爐總煙囪底部通過廢氣引風機引出匯總后通過管道分兩路鼓入流化 床設(shè)備兩側(cè)下部，流化床兩側(cè)共6根支管進入流化床，通過篩板，與原料煤充分接觸，使 煤中的水分蒸發(fā)調(diào)濕；流化床頂部廢氣由除塵風機抽入布袋除塵器將細粉分離后， 一部分 廢氣通過循環(huán)風機引出后，通過管道返回到流化床的分級段，通過兩側(cè)共4根支管進入流 化床，通過篩板，使原料煤沸騰流化分級；另一部分經(jīng)煙囪排入大氣；在煙道廢氣引風機 入口設(shè)置混風閥，以補充部分冷空氣進行溫度調(diào)節(jié)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征 在于，在總煙囪與相應的各焦爐煙道之間設(shè)置相應的翻板，廢氣從煙道翻板之前由引風機 抽出，匯合后送往分級調(diào)濕工序；煙道翻板開度保持在適當位置，不能頻繁調(diào)節(jié)；風機前 后設(shè)電動蝶閥，采用變頻技術(shù)控制廢氣引風機啟動與停止以及運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；當流化裝置故 障時，煙道廢氣經(jīng)氣動三通切換閥，直接通過除塵風機而排入大氣。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于， 廢氣抽出系統(tǒng)的控制分三個過程廢氣引風機的啟動、正常工作狀態(tài)和停止；啟動至正常 工作后應保持煙道吸力穩(wěn)定在500土50Pa,流化床進口壓力穩(wěn)定在2000士50Pa，流化床出 口壓力穩(wěn)定在微負壓為-200士50Pa，，引風機廢氣出口總管流量應穩(wěn)定在95000m3/h;引風 機停止時，通過控制引風機入口導葉、煙道電動總翻板的開度，在引風機前電動蝶閥關(guān)閉 后，停止風機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定取得焦爐煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦爐煙道廢氣抽取點，通過對引風機的變頻控制，以獲取焦爐煙道廢氣用于實現(xiàn)煉焦煤的氣流分級與調(diào)濕，在保證焦爐煙道吸力穩(wěn)定的前提下，最大限度的獲得高溫廢氣。該方法在不影響焦爐生產(chǎn)的同時，穩(wěn)定取得焦爐煙氣，作為煉焦煤預處理中分級調(diào)濕的氣體介質(zhì)。應用于煉焦行業(yè)中焦爐廢氣余能利用。
文檔編號C10B57/08GK101191061SQ20071011365
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者姬厚華, 張成雷, 徐繼紅, 耿曉寧, 昆 范, 范者峰, 蔣升華, 謝淑霞 申請人:濟南鋼鐵股份有限公司