單臺(tái)兩段爐在多種生產(chǎn)負(fù)荷下的工藝調(diào)整

孟彥清（山西省大同煤礦集團(tuán)煤氣廠，山西 大同 037001）

單臺(tái)兩段爐在多種生產(chǎn)負(fù)荷下的工藝調(diào)整

孟彥清（山西省大同煤礦集團(tuán)煤氣廠，山西 大同 037001）

本文闡述了同煤集團(tuán)煤氣廠制氣車間單臺(tái)兩段爐在多種生產(chǎn)負(fù)荷下的工藝調(diào)整。主要包括：1）單爐在不同生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)循環(huán)時(shí)間的調(diào)整；2）生產(chǎn)中探火次數(shù)的調(diào)整；3）液壓系統(tǒng)的工藝調(diào)整；4）電捕焦油器和間冷器的使用調(diào)整。

兩段爐；循環(huán)時(shí)間； 探火； 液壓系統(tǒng)； 電捕焦油器

同煤集團(tuán)煤氣廠制氣車間共有Ф3.3米水煤氣型兩段爐四臺(tái)，每臺(tái)兩段爐設(shè)計(jì)產(chǎn)氣量為7萬(wàn)立方米/天，后來經(jīng)過提產(chǎn)技術(shù)改造，單臺(tái)爐產(chǎn)氣量可達(dá)到8～9萬(wàn)立方米/天，所生產(chǎn)煤氣主要是同煤集團(tuán)煤氣用戶的氣源之一，另外，還給我廠炭化車間的直立爐提供加熱氣源，兩段爐同時(shí)為我廠5萬(wàn)噸甲醇提供生產(chǎn)氣源，甲醇生產(chǎn)時(shí)，我車間需要4臺(tái)兩段爐同時(shí)供氣，甲醇停產(chǎn)時(shí)，我車間的煤氣量需求大約是3～8萬(wàn)立方米的氣量，即一臺(tái)兩段爐就可滿足需要，但是，單臺(tái)兩段爐每天根據(jù)實(shí)際情況存在著不同的生產(chǎn)負(fù)荷，我們就需要根據(jù)不同的生產(chǎn)負(fù)荷，根據(jù)生產(chǎn)所需，隨時(shí)調(diào)整工藝，從而選擇合理的工藝，避免造成浪費(fèi)及環(huán)境污染。調(diào)整主要包括以下幾個(gè)方面：（1）單爐在不同生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)循環(huán)時(shí)間的調(diào)整；（2）生產(chǎn)中探火次數(shù)的調(diào)整；（3）液壓系統(tǒng)的工藝調(diào)整；（4）電捕焦油器和間冷器的使用調(diào)整。

1　工藝簡(jiǎn)介

我車間兩段爐生產(chǎn)為連續(xù)性生產(chǎn)，原料為煤或焦炭，原料的加入由料位探測(cè)器控制，在料位低于給定界限后，自動(dòng)由電動(dòng)振料機(jī)經(jīng)過兩段爐的上下翻板加入兩段爐，兩段爐上部為干餾段，下部為氣化段，原料在干餾段進(jìn)行干餾，干餾后產(chǎn)生的熱量經(jīng)過燃燒室后到達(dá)廢熱鍋爐，用于廢熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，干餾后的焦炭下移到氣化段后，與蒸汽發(fā)生制氣反應(yīng)，生成水煤氣。

2　循環(huán)時(shí)間的調(diào)整

兩段爐生產(chǎn)為循環(huán)制氣，每個(gè)制氣循環(huán)過程為五個(gè)階段：二次吹凈階段、鼓風(fēng)階段、一次吹凈階段、上吹制氣階段和下吹制氣階段。每個(gè)循環(huán)時(shí)間總量設(shè)定在240秒，每個(gè)循環(huán)時(shí)間固定，設(shè)計(jì)產(chǎn)氣量為每天7萬(wàn)立方米左右，故若生產(chǎn)只需要較少產(chǎn)氣量時(shí)，多余煤氣就需放散，造成較大的浪費(fèi)及環(huán)境污染。

上吹制氣階段、下吹制氣階段是煤氣生產(chǎn)階段，故也是煤氣生產(chǎn)量控制的主要階段，另外，兩段爐煤氣生產(chǎn)需要氧氣，氧氣的供給主要來自鼓風(fēng)階段，所以，鼓風(fēng)階段也是煤氣生產(chǎn)量控制的關(guān)鍵階段。

在上吹制氣階段，經(jīng)過增熱器過熱后的蒸汽從水煤氣兩段爐底部進(jìn)入爐內(nèi)。在氣化段內(nèi)，水蒸汽與灼熱的焦炭發(fā)生反應(yīng)生成水煤氣。此高溫水煤氣向上通過干餾段，加入上吹冷卻器。

在下吹制氣階段，水蒸氣由兩段爐上部進(jìn)入，在氣化段與灼熱的焦炭發(fā)生反應(yīng)制取水煤氣，水煤氣進(jìn)入下吹冷卻器，經(jīng)過上、下吹冷卻器冷卻的煤氣，在煤氣總管匯合后送往凈化工段。

為了隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)氣量需要隨時(shí)調(diào)整各生產(chǎn)階段的時(shí)間，故在DCS設(shè)計(jì)時(shí)，增加時(shí)間變量，每個(gè)循環(huán)時(shí)間總量設(shè)定在220s～300s范圍之間。每個(gè)循環(huán)以“二次吹凈階段”為開車的初始階段。使用C語(yǔ)言將五個(gè)階段的運(yùn)行和時(shí)間安排進(jìn)行編程。通過C語(yǔ)言對(duì)二段爐五個(gè)制氣階段的編程：

timers［2］表示一個(gè)周期時(shí)間，timers［4］表示每個(gè)階段的時(shí)間

（1）二吹凈階段

step3（運(yùn)行步驟）=1 // step3為階段運(yùn)行步驟

當(dāng)timers［2］＞T3M4HI（二吹凈階段計(jì)時(shí)設(shè)定值）時(shí)，step3=2；且timers［4］=0，階段時(shí)間清零準(zhǔn)備進(jìn)入下一階段。

（2）鼓風(fēng)階段

step3=2 當(dāng)timers［4］ ≧T3M5HI（鼓風(fēng)階段計(jì)時(shí)設(shè)定）時(shí)，

step3=3，timers［4］=0；準(zhǔn)備進(jìn)入下一階段。

（3）一吹凈階段

step3=3 當(dāng)timers［4］ ≧T3M4HI（二吹凈階段計(jì)時(shí)設(shè)定值）。step3=4，timers［4］=0；準(zhǔn)備進(jìn)入下一階段。

（4）上吹制氣階段

step3=4 當(dāng)timers［4］ ≧T3M4HI（二吹凈階段計(jì)時(shí)設(shè)定值）。step3=5，timers［4］=0；準(zhǔn)備進(jìn)入下一階段。

（5）下吹制氣階段

step3=5 當(dāng)bu_5（下吹階段標(biāo)志）=1時(shí)，end_3（制氣結(jié)束）=ON

TM010（制氣時(shí)間）= timers［2］

TM009（下吹制氣時(shí)間）= timers［2］ -T3M4HIT3M5HI- T3M7HI- T3M8HI，同時(shí)設(shè)定剛剛結(jié)束的一吹凈時(shí)間TM008=0，為下一個(gè)循環(huán)做準(zhǔn)備；timers［2］=0，timers［4］=0，step3=1。

（6）二次凈吹階段

step3=1 如果timers［2］≧T3M4HI時(shí)，則xhzqjs3（循環(huán)制氣次數(shù)）= xhzqjs3+1；step3=2，timers［4］=0；

TM004（二吹凈時(shí)間）= timers［2］，TM009（下吹時(shí)間）=0，開始了新一個(gè)制氣循環(huán)。

在上述程序中，每一個(gè)階段的時(shí)間由于有時(shí)間變量的程序，是可根據(jù)實(shí)時(shí)工藝情況靈活調(diào)整，整個(gè)循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間是根據(jù)兩段爐的工藝要求可在220s～300s的范圍之內(nèi)控制。

這樣就可以根據(jù)工藝情況靈活地調(diào)整各個(gè)階段的時(shí)間，如鼓風(fēng)時(shí)間和上、下吹制氣時(shí)間，從而方便隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的大小控制產(chǎn)氣量的大小，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷增大時(shí)，可以適當(dāng)?shù)募哟蠊娘L(fēng)、上下吹制氣時(shí)間：當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷減小時(shí)，可以適當(dāng)?shù)臏p小鼓風(fēng)、上下吹制氣時(shí)間，調(diào)整前后循環(huán)時(shí)間對(duì)照表如下：

調(diào)整前后各階段時(shí)間對(duì)照表

3　生產(chǎn)中探火次數(shù)的調(diào)整

兩段爐生產(chǎn)為每日兩班制，每班按原生產(chǎn)設(shè)計(jì)需探火2次，通過探火操作，檢測(cè)兩段爐內(nèi)有無(wú)粘結(jié)現(xiàn)象及兩段爐的火層、渣層高度，從而指導(dǎo)工藝的調(diào)節(jié)，每次探火均需停爐才能夠完成操作，這樣不僅對(duì)環(huán)境造成較大的污染，而且，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，在生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)正常時(shí)，生產(chǎn)負(fù)荷較小時(shí)，每班探火1次，就可以反映爐溫和火層情況，探火次數(shù)由原來的2次改為1次，如果探火時(shí)發(fā)現(xiàn)爐溫、火層不正常，爐況不好時(shí)或生產(chǎn)負(fù)荷較大時(shí)才需要再增加探火次數(shù)。

4　液壓系統(tǒng)的工藝調(diào)整

制氣爐生產(chǎn)煤氣時(shí)，各閥門的啟閉是很頻繁的，各閥門的啟閉依靠液壓系統(tǒng)控制，液壓系統(tǒng)的運(yùn)行由DCS系統(tǒng)控制。我車間的液壓系統(tǒng)由2臺(tái)液壓系統(tǒng)組成，兩臺(tái)液壓系統(tǒng)分別承擔(dān)著不同的角色，控制著兩段爐的生產(chǎn)，其中一臺(tái)負(fù)責(zé)控制兩段爐的原料加入，另外一臺(tái)液壓站控制著兩段爐的爐篦運(yùn)行，兩臺(tái)液壓站不可通用。在單爐低負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，兩臺(tái)液壓系統(tǒng)也必須同時(shí)運(yùn)行，這樣無(wú)論檢修、保養(yǎng)任務(wù)還是系統(tǒng)的備品、備件量都對(duì)設(shè)備的管理提出很高的要求，且在電力、水資源、液壓油等方面造成很大的浪費(fèi)。

所以我們從技術(shù)上著手，聯(lián)通兩臺(tái)液壓站，即在兩臺(tái)液壓系統(tǒng)的供油管路與回油管路之間分別安裝了一個(gè)聯(lián)通閥，從而可以在低負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，只開1臺(tái)液壓系統(tǒng)控制加煤和制氣爐各循環(huán)系統(tǒng)及爐篦的運(yùn)行，減少設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)及材料消耗。大負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)兩臺(tái)液壓系統(tǒng)又可以隨時(shí)同時(shí)控制，以滿足生產(chǎn)需要。此次液壓系統(tǒng)工藝調(diào)整由于我們做了充分的技術(shù)準(zhǔn)備，在沒有影響正常生產(chǎn)的前提下順利完成，既保證了安全生產(chǎn)，又保證了正常供氣。

5　電捕焦油器和間冷器的使用調(diào)整

兩段爐生產(chǎn)的煤氣到達(dá)煤氣總管后，首先進(jìn)入兩臺(tái)電捕焦油器，進(jìn)行煤氣的凈化，接著進(jìn)入三臺(tái)間接冷卻器，將煤氣冷卻到35℃左右，最后，再進(jìn)入一臺(tái)電捕焦油器，使煤氣中焦油的含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣，按照原生產(chǎn)工藝，煤氣的凈化需要開三臺(tái)電捕焦油器、三臺(tái)間接冷卻器，在單臺(tái)爐低負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，三臺(tái)電捕焦油器、三臺(tái)間接冷卻器同開，造成了較大的浪費(fèi)。日常生產(chǎn)中，在小負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)對(duì)煤氣化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，電捕焦油器任開一臺(tái)就可滿足生產(chǎn)需要，使煤氣中焦油含量低于10mg/m3。如果生產(chǎn)負(fù)荷加大時(shí)，根據(jù)煤氣化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果或煤氣質(zhì)量不能符合要求，則需再增加電捕焦油器的使用數(shù)量，在日常生產(chǎn)中，通過對(duì)煤氣出口溫度的觀察，發(fā)現(xiàn)間冷器只開一臺(tái)就可滿足煤氣冷卻需求，只有生產(chǎn)負(fù)荷大，觀察煤氣出口溫度大于32℃時(shí)，不能符合煤氣溫度要求時(shí)，才需要再增加間冷器的使用量，這樣，既節(jié)約了設(shè)備，又節(jié)約了電力和人力。

6　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，單臺(tái)兩段爐在多種生產(chǎn)負(fù)荷下的工藝調(diào)整，需要對(duì)生產(chǎn)工藝全面深入的研究和理解，對(duì)工藝洞悉及及生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)把握，通過制定周密可行的實(shí)施方案，進(jìn)行嚴(yán)格的工藝管理，為安全生產(chǎn)，正常供氣提供保障。

［1］《同煤集團(tuán)煤氣廠制氣車間安全操作規(guī)程》［M］.

［2］《放散控制系統(tǒng)（DCS）技術(shù)規(guī)范》［S］.

［3］《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》［M］.