焦爐荒煤氣定時自動放散設計及實現(xiàn)

王路陽 聶子量 劉抗

【摘 要】焦爐荒煤氣外泄是煉焦生產中的主要污染源，直接排入大氣，嚴重污染環(huán)境，設置自動自動點火裝置，并使其有定時放散功能。該系統(tǒng)具有檢測集氣管壓力，自動放散，手動點火功能，及定時自動放散檢測設備良好與否的功能。大大提高了焦爐放散的穩(wěn)定性。

【關鍵詞】西門子P L C，荒煤氣，定時，自動，點火

【中圖分類號】 C931.9【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0321-02

1、概述

隨著現(xiàn)代工業(yè)越來越強的飛速發(fā)展，工業(yè)廢氣的排放量越來越大，特別是焦爐廢氣不僅排放量大，并且還有毒有害易燃易爆，目前社會各界環(huán)保意識越來越強。如果煉焦生產的廢氣不經處理直接外排，必將對周圍空氣造成很大的污染，為了保護環(huán)境，造福子孫，一定要對煉焦生產的工業(yè)廢氣進行處理后在排放。目前國內外對煉焦的工業(yè)廢氣處理的主要方法是把焦爐生產的工業(yè)廢氣燃燒后再排放，而點燃的方法，普遍應用的技術是自動放散點火。

2、自動放散的組成

荒煤氣自動點火放散控制系統(tǒng)是將放散的荒煤氣點燃維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，減輕職工勞動強度的一種專用裝置。主要由西門子PLC300控制系統(tǒng)高能激發(fā)器及電極不銹鋼火焰?zhèn)魉推?、煤氣閥、蒸汽閥、荒煤氣放散電動執(zhí)行機構及控制電纜組成。（如下圖所示）

3、自動放散點火系統(tǒng)的設計和功能

3.1自動點火功能的實現(xiàn)

本系統(tǒng)專用于焦爐荒煤氣自動放散點火， 每套系統(tǒng)設置兩個自動放散點火點， 由系統(tǒng)柜可同時切換自動和手動控制。系統(tǒng)以集氣管內煤氣壓力為檢測信號， 該信號以4mA～ 20mA電流信號進入PLC系統(tǒng)， 當PLC檢測到壓力超規(guī)定極限時， 系統(tǒng)發(fā)出報警信號。PLC按預先設置的程序指令執(zhí)行單元， 開點火激發(fā)器，開煤氣閥、開放散閥， 開蒸汽閥。當管內煤氣壓力下降到正常值時， PLC再指令執(zhí)行關放散閥、關蒸氣閥等，所以，可編程控制器為控制核心，保證了整個系統(tǒng)的可靠、安全運行。

3.2 集氣管壓力信號監(jiān)測

整套自動放散系統(tǒng)以焦爐的集氣管壓力值為依據(jù)?，F(xiàn)場的壓力傳感器以4-20mA電流信號通過控制電纜傳送到數(shù)顯表，顯示集氣管壓力值，再由數(shù)顯表進入PLC 系 統(tǒng)，我們根據(jù)工藝要求，設置合適的放散值 （我廠為300Pa）。當系統(tǒng)檢測到集氣管壓力達到放散值時發(fā)出聲報警信號自動點火放散系統(tǒng)開始工作。（效果圖如下）

3.2 自動點火放散裝置的工作流程

焦爐對集氣管的壓力采集分兩段，且每座焦爐有4個放散口，I ，II段分別控制1#2#，3#4#放散口。當鼓風機吸力不穩(wěn)，或者出現(xiàn)其他原因造成集氣管壓力高時，如集氣管I段壓力達到190pa時，蜂鳴器發(fā)出聲光報警，當集氣管I段壓力達到300pa以上時，且持續(xù)壓力持續(xù)4S后，1#口放散裝置點火激發(fā)器點火，煤氣閥打開，此時放散裝置小火已經引著，隨后放散管翻板動作。翻板開度50%，煤氣閥關閉，點火激發(fā)器停止點火，此時判斷集氣管I段壓力是否下降到300pa以下，若壓力低于300pa翻板閉合，若壓力還在300pa，放散翻板開到75%，依次判斷壓力是否高于300pa，若壓力高。1#放散翻板將全部打開，此時集氣管I段壓力還高于300pa，2#口放散裝置點火激發(fā)器點火，煤氣閥打開，且翻板打開到50%。

4、定時自動放散功能的實現(xiàn)

由于放散這套裝置是在緊急狀態(tài)下投入，一旦投入必需成功，由于翻板長期不動作，集氣管內的雜質將黏住翻板，使其在動作時無法打開，為能定期活動翻板及檢測電氣設備，保證突發(fā)狀況下放散裝置100%運行，獨創(chuàng)性的設計了定時自動放散，實現(xiàn)在指定的時間內，放散裝置依次運行，例：每月8日20點整1#爐開始放散，1#放散口點火激發(fā)器點火，煤氣閥打開，1#翻板完全打開，點火激發(fā)器關，煤氣閥關，1#翻板開持續(xù)7秒后，1#翻板完全關閉，依次2#放散口開始放散，同理3#，4#放散口。實現(xiàn)以上此功能的PLC程序如下（部分）

5、經濟效益

焦爐荒煤氣自動放散功能的投入使用，能在以下兩方面創(chuàng)效：第一，避免焦化廠焦爐荒煤氣從集氣管處無組織放散，環(huán)?？己?000元/次，每月按5次風機或者其他原因造成的放散次數(shù)計算，每月經濟效益為2.5萬元。第二，當煤氣鼓風機或者集氣管出現(xiàn)問題時，焦爐自動放散能有效保證集氣管壓力處于平穩(wěn)狀態(tài)，保證焦爐能再此非正常情況下出爐，每月按100分鐘計算，焦爐11分鐘/每爐，每爐焦炭25噸，一噸焦炭利潤300元計算，每月效益=（100分鐘÷11分鐘/爐）×25噸/爐×300元/噸=6.75萬元

該功能的投入每年的經濟效益=12×（2.5+6.75）=111萬元

6、結束語

本系統(tǒng)自投入運行以來使用效果很好，集氣管壓力穩(wěn)定性得到很大的改善，有效防止了荒煤氣的無組織放散，避免焦爐鐵件的損壞，有效延長焦爐使用壽命。取得了明顯的經濟效益，同時焦爐的冒煙冒火現(xiàn)象明顯降低。大大改善工人的勞動條件，達到國家環(huán)保的要求取得了巨大的環(huán)保效益。