儲(chǔ)配一體筒倉配煤技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用

陳昌華，紀(jì)同森，劉成雷，許 明，孫連波

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東 日照276805）

1 前 言

山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司焦化廠共有3×10 三列儲(chǔ)配一體式萬噸筒倉，承擔(dān)著4×58孔PW-7.2 m焦?fàn)t每年400萬t焦入爐煤的生產(chǎn)任務(wù)。每列儲(chǔ)配筒倉設(shè)置兩條配煤系統(tǒng)，分別包括2條配煤主皮帶，20 條配煤小皮帶并與之配套的40 臺(tái)電子配料秤，60 臺(tái)變頻圓盤給煤機(jī)，240 個(gè)下料輔助空氣炮。三列儲(chǔ)配筒倉配煤系統(tǒng)相加總數(shù)為：配煤主皮帶6條；配煤小皮帶60條；電子配料秤120臺(tái)；變頻圓盤給煤機(jī)180臺(tái)；輔助下料空氣炮720個(gè)。

焦炭質(zhì)量是高爐生產(chǎn)順行的重要支撐，也是焦化生產(chǎn)的根本，是改善指標(biāo)、降低成本的先決條件，而焦炭質(zhì)量的根本在于入爐煤質(zhì)量，入爐煤質(zhì)量決定于單種煤質(zhì)量和配煤質(zhì)量。面對(duì)全新的3×10儲(chǔ)配一體萬噸筒倉的配煤模式，需對(duì)其質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，確保入爐煤的質(zhì)量穩(wěn)定，從而為焦炭質(zhì)量穩(wěn)定提供強(qiáng)大的支撐。

2 主要技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐

2.1 單種煤精準(zhǔn)分類入倉的技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 開展煤質(zhì)全方位分析

入爐煤的質(zhì)量首先決定于單種煉焦煤質(zhì)量的好壞。面對(duì)煉焦煤這種復(fù)雜有機(jī)混合物，深入研究各煉焦煤的質(zhì)量數(shù)據(jù)，在常規(guī)工業(yè)分析的基礎(chǔ)上，開展G 值、Y 值、流動(dòng)度、煤巖分析、結(jié)焦性試驗(yàn)等質(zhì)量化驗(yàn)，多層次深度掌握各種煤的質(zhì)量特性，建立煤質(zhì)分析評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分類。

2.1.2 進(jìn)廠單種煤質(zhì)量把關(guān)體系

由于化驗(yàn)取樣具有隨機(jī)性及汽車倒運(yùn)存在人為誤差，因此作出的化驗(yàn)結(jié)果偶爾會(huì)無法精確指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，為此建立完善了煤進(jìn)廠全分析-來煤進(jìn)廠抽查工業(yè)分析-來煤粘結(jié)性、結(jié)焦性試驗(yàn)-來煤槽下樣檢驗(yàn)為主骨架的煤質(zhì)管理檢查體系，通過多層次、全覆蓋的煤質(zhì)檢查，相互驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)反饋，使異常煤種無處遁形。

2.1.3 單種煤分類定質(zhì)堆放

通過對(duì)各煤種礦點(diǎn)的質(zhì)量特性研究以及現(xiàn)場(chǎng)存放情況，對(duì)煉焦用煤堆放實(shí)行定質(zhì)化模塊管理，實(shí)現(xiàn)煉焦煤礦點(diǎn)的分類貯存、差優(yōu)適配，骨架煉焦礦點(diǎn)單槽貯存，為精準(zhǔn)配煤打下基礎(chǔ)。

2.1.4 單種煤定位入倉

根據(jù)定質(zhì)示意圖，建立筒倉布料監(jiān)控系統(tǒng)。通過卸料方、備煤主控、筒倉崗位操作人員三方確認(rèn)方可上料，備煤主控可通過電腦畫面準(zhǔn)確監(jiān)控確定布料小車所在倉位，提高保險(xiǎn)系數(shù)。

2.2 精準(zhǔn)配煤技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

2.2.1 提高配煤電子秤稱量精度

創(chuàng)建“1 m皮帶集合量”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工跑盤技術(shù)，計(jì)量更加準(zhǔn)確。通過實(shí)測(cè)值與理論值進(jìn)行對(duì)比，確定配煤精度；創(chuàng)建“400 kg”實(shí)物校驗(yàn)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掛碼校稱方法，更加貼合實(shí)際。通過“1 m皮帶集合量”確定皮帶秤是否需校稱，通過“400 kg”實(shí)物校驗(yàn)技術(shù)對(duì)皮帶秤技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，兩者相輔相成，提高了電子秤本質(zhì)準(zhǔn)確度。

實(shí)物校驗(yàn)原理：將配煤小皮帶單獨(dú)啟動(dòng)，將模擬實(shí)物的標(biāo)準(zhǔn)砝碼（每個(gè)10 kg）選取6個(gè)，按照循環(huán)的方式在配煤小皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程中放置在小皮帶上，由小皮帶帶動(dòng)通過電子秤，依次循環(huán)放置40次，測(cè)定最終稱量值。通過調(diào)節(jié)秤頭控制器參數(shù)使其精度控制在5‰ 以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了操作方便、模擬實(shí)物更真實(shí)、校驗(yàn)準(zhǔn)確度更高的效果，如圖1所示。

“1 m 皮帶集合量”測(cè)定原理：在班產(chǎn)結(jié)束時(shí)，將對(duì)應(yīng)產(chǎn)線所有配煤小皮帶執(zhí)行正常帶料停機(jī)，正常的煤料以靜止的狀態(tài)留在配煤小皮帶上，通過人工截取1 m長(zhǎng)度的料量進(jìn)行稱量，對(duì)比實(shí)際稱量值與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值之間的數(shù)據(jù)偏差，如圖2所示。

圖1 實(shí)物校稱示意圖

圖2 “1 m皮帶集合量”測(cè)定示意圖

2.2.2 “重錘式”清掃裝置

原有的小皮帶清掃器故障率較高，其形式為彈簧式，每3 d 就需要全部擰緊1 次，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用效果差，且容易因擠煤而造成清掃器松弛。若清掃器松弛，煤會(huì)粘在皮帶上一直運(yùn)轉(zhuǎn)，皮帶秤清掃不干凈，影響PLC重量反饋，造成重復(fù)計(jì)數(shù)，導(dǎo)致實(shí)際配煤量低于設(shè)定理論配煤量，影響配煤準(zhǔn)確率。根據(jù)實(shí)際，對(duì)下料小皮帶的清掃器全部改為重錘式皮帶清掃器，即在原有的清掃器兩側(cè)增加重錘，均衡保持清掃器與皮帶接觸力度，徹底杜絕清掃器擠煤，達(dá)到良好的清理效果。這樣不但不需要巡檢維護(hù)，同時(shí)易于檢修。小皮帶清掃效果良好，重量反饋準(zhǔn)確，配煤準(zhǔn)確率穩(wěn)步提高。

2.2.3 配煤小皮帶料型穩(wěn)定技術(shù)

創(chuàng)新應(yīng)用變頻圓盤給料機(jī)“工作行程可調(diào)式迎料裝置”，對(duì)落料偏心糾偏調(diào)節(jié)，消除了圓盤給料機(jī)下料偏心對(duì)配煤電子秤稱量平衡性沖擊的不利因素。根據(jù)圓盤給料機(jī)煤料落到配煤小皮帶出現(xiàn)波浪形料流的問題，改造安裝圓盤給料機(jī)出料口前部“直立單向重量可調(diào)式”平料板，對(duì)料型進(jìn)行平料修整。

2.2.4 計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)放炮

圓盤給料機(jī)實(shí)際下料與設(shè)定理論下料誤差直接影響配煤質(zhì)量，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量指標(biāo)波動(dòng)；因此配煤系統(tǒng)正常運(yùn)行后，主控人員必須全時(shí)認(rèn)真監(jiān)控，出現(xiàn)誤差低于10% 的報(bào)警信號(hào)后及時(shí)手動(dòng)操作空氣炮，保證配煤盤下料順暢，確保配煤準(zhǔn)確率達(dá)標(biāo)。主控人員手動(dòng)操作空氣炮一般較為滯后（滯后時(shí)間平均約為30～35 s），無法在第一時(shí)間使現(xiàn)場(chǎng)空氣炮動(dòng)作，直接減少單種煤實(shí)際下料量，影響配合煤質(zhì)量。通過生產(chǎn)實(shí)踐論證配煤盤空氣炮偏差自動(dòng)放炮功能，將空氣炮的啟動(dòng)信號(hào)與配煤電子秤的稱量信號(hào)相連，當(dāng)出現(xiàn)偏差低于20% 時(shí)的下料煤種時(shí)，配煤電子秤自動(dòng)將信號(hào)傳遞給空氣炮，空氣炮在接收到信號(hào)后立即自行啟動(dòng)空氣炮疏通下料，其間隔時(shí)間縮短至0.1 s。配煤盤自動(dòng)放炮的實(shí)現(xiàn)，降低了主控監(jiān)控手動(dòng)放炮的時(shí)間，保證了配合煤質(zhì)量。

2.3 配煤內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定控制

2.3.1 單料線改雙料線配煤技術(shù)

備煤有A/B/C 三列筒倉，每列都是單料線配煤，由于各列筒倉所儲(chǔ)存煤種礦點(diǎn)及煤質(zhì)各不相同，導(dǎo)致各料線的入爐煤質(zhì)量不夠一致，影響入爐煤內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定性。經(jīng)過研究，結(jié)合目前各煤種礦點(diǎn)的數(shù)量、質(zhì)量及定質(zhì)堆放特點(diǎn)，將單料線配煤改為A+C列和B+C列雙料線同時(shí)配煤。

2.3.2 建立煤種礦點(diǎn)自動(dòng)換料監(jiān)控系統(tǒng)

通過訂單獲取人工錄入方式獲得新進(jìn)物料信息（料種名稱、重量、目標(biāo)倉等），24 h在線監(jiān)控各倉物料使用情況，當(dāng)檢測(cè)到某倉內(nèi)某物料用盡的同時(shí)，自動(dòng)切換至下一物料并繼續(xù)記錄使用數(shù)據(jù)，為MES 系統(tǒng)上傳真實(shí)可靠數(shù)據(jù)，同時(shí)，在人機(jī)界面直觀顯示各筒倉實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。煤種從入倉至出倉配煤，全程數(shù)據(jù)跟蹤無需人工干預(yù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保數(shù)據(jù)真實(shí)性，且在前煤用盡后自動(dòng)切換物料并記錄使用情況，該系統(tǒng)可完全替代以前人工操作，減輕了操作人員的工作量，減少了誤差，提高了工作效率。

3 應(yīng)用效果

通過以上創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)所用煉焦煤的質(zhì)量情況得以準(zhǔn)確掌控，開拓了煉焦新資源，杜絕了混煤造成的質(zhì)量波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了合理分類、精準(zhǔn)定點(diǎn)堆放，配煤準(zhǔn)確率得到本質(zhì)保障，減少了入爐煤質(zhì)量?jī)?nèi)在波動(dòng)，確保了配煤指標(biāo)在控制范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了各批次入爐煤質(zhì)量穩(wěn)定。