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造氣爐吹風(fēng)自由排隊(duì)

侯子嶺段國(guó)光

(安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400 )

1情況介紹

安徽晉煤中能化工股份有限公司1#合成氨系統(tǒng)有22臺(tái)固定層造氣爐，2#合成氨系統(tǒng)有11臺(tái)固定層造氣爐，每天需消耗幾百噸原料塊煤。為了節(jié)能降耗，根據(jù)其運(yùn)行情況，對(duì)儀表檢測(cè)控制系統(tǒng)和DCS軟件進(jìn)行了升級(jí)，更新了風(fēng)機(jī)控制程序。該工程于2014年8月完成，目前,造氣爐各控制方式達(dá)到最佳匹配狀態(tài)，各項(xiàng)指標(biāo)正常。

2立項(xiàng)背景

1#合成氨系統(tǒng)由于造氣爐投入生產(chǎn)的時(shí)間關(guān)系，分2個(gè)控制站，1#～8#爐分布在6#控制站，在1#控制室；9#～22#爐分布在30#控制站，在2#控制室。由于30#站控制的爐子較多、負(fù)荷較重，如若30#控制站系統(tǒng)硬件出現(xiàn)故障，對(duì)整個(gè)合成氨系統(tǒng)的影響比較大。

1#合成氨系統(tǒng)的8臺(tái)風(fēng)機(jī)供22臺(tái)固定層造氣爐的用風(fēng)量，分為3組，1#和2#風(fēng)機(jī)供1#～8#爐，信號(hào)接在6#控制站內(nèi)；3#，4#和7#風(fēng)機(jī)供 9#～15#爐，5#，6#和8#風(fēng)機(jī)供16#～22#爐，信號(hào)均接在30#控制站內(nèi)。由于各臺(tái)造氣爐與各臺(tái)風(fēng)機(jī)不能自由排隊(duì)，造成開風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)不會(huì)因?yàn)楦髋_(tái)爐子的檢修或停爐而減少，這樣勢(shì)必造成消耗增高，成本降不下來。

2#合成氨系統(tǒng)3臺(tái)風(fēng)機(jī)供11臺(tái)固定層造氣爐的用風(fēng)量。1#風(fēng)機(jī)供8#，9#和10#爐，如果1#風(fēng)機(jī)故障，需要其他風(fēng)機(jī)供風(fēng)，操作人員必須進(jìn)行手動(dòng)操作，增加了操作人員工作量。

造氣爐氣化層的溫度隨著氣化反應(yīng)的進(jìn)行而下降，隨著爐內(nèi)氣化層溫度的降低，反應(yīng)速率也相應(yīng)降低，蒸汽的用量也應(yīng)隨之降低。如果蒸汽流量仍然不變，多余的蒸汽會(huì)穿過氣化層帶走很多的熱量，不但消耗了本來可以節(jié)約的蒸汽，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致氣化層溫度下降，帶來一系列的負(fù)面影響。隨著造氣崗位蒸汽遞減系統(tǒng)的投入運(yùn)行，使造氣爐蒸汽的消耗有了顯著降低，但運(yùn)行效果仍不理想。

3改進(jìn)方案

3.1改進(jìn)DCS系統(tǒng)的配置

為了保證1#合成氨系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，改進(jìn)了DCS系統(tǒng)的配置。根據(jù)控制器工作負(fù)荷情況，將控制站分成3個(gè)，1#～8#爐分布在6#控制站，在1#控制室；9#～15#爐分布在8#控制站，16#～22#爐分布在30#控制站，在2#控制室，各控制站負(fù)荷均衡合理。并將3站聯(lián)網(wǎng)，2個(gè)控制室的操作人員均可對(duì)22臺(tái)造氣爐工況數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。

3.2風(fēng)機(jī)自由排隊(duì)

為了實(shí)現(xiàn)各風(fēng)機(jī)自由排隊(duì)、節(jié)約電能，特計(jì)算了造氣爐的用風(fēng)量，將風(fēng)機(jī)控制方式更改為：1#，2#和3#風(fēng)機(jī)信號(hào)參與6#控制站各造氣爐聯(lián)鎖及排隊(duì)；3#，4#和5#風(fēng)機(jī)信號(hào)參與8#控制站各造氣爐聯(lián)鎖及排隊(duì)；4#，5#，6#和8#風(fēng)機(jī)信號(hào)參與30#控制站各造氣爐聯(lián)鎖及排隊(duì)。由此也可以看出，1#系統(tǒng)每次至少可以少開2臺(tái)風(fēng)機(jī)。

3.2改造風(fēng)機(jī)信號(hào)

按DCS安全控制要求，參與聯(lián)鎖的測(cè)點(diǎn)必須要求硬連接，雖然3個(gè)控制站已聯(lián)網(wǎng)，由于來自電氣交流接觸器的風(fēng)機(jī)信號(hào)只有1路，1路信號(hào)只能接入1個(gè)控制站。如3#風(fēng)機(jī)信號(hào)原接在8#控制站，它既然參與了6#控制站各爐風(fēng)機(jī)排隊(duì)及聯(lián)鎖，就不能參與8#控制站各爐風(fēng)機(jī)排隊(duì)及聯(lián)鎖，而來自電氣的風(fēng)機(jī)信號(hào)只能接入1個(gè)控制站(6#控制站)，導(dǎo)致8#控制站無(wú)風(fēng)機(jī)信號(hào)點(diǎn)，風(fēng)機(jī)安全聯(lián)鎖增加就失去了實(shí)際的意義。為此，在程序更改后又對(duì)風(fēng)機(jī)信號(hào)進(jìn)行改造。

根據(jù)上述情況，把來自電氣風(fēng)機(jī)信號(hào)通過并聯(lián)方式從一個(gè)站卡件端子后引出2根線接入另一個(gè)站，但由于浙大中控卡端子閉合回路中輸出有6 V電壓，致使控制站卡件故障報(bào)警。后決定把來自電氣設(shè)備交流接觸器風(fēng)機(jī)信號(hào)用繼電器進(jìn)行隔離，把繼電器的觸點(diǎn)接入控制站中。

3#風(fēng)機(jī)繼電器應(yīng)用原理見圖1。

圖1　3#風(fēng)機(jī)繼電器應(yīng)用原理

繼電器一般各有2對(duì)常開和常閉點(diǎn)，為了保證風(fēng)機(jī)信號(hào)更安全可靠，繼電器采取雙路供電。來自電氣3#風(fēng)機(jī)閉點(diǎn)信號(hào)串接入繼電器的電源火線L中，閉點(diǎn)1接入6#控制站中，閉點(diǎn)3接入8#控制站中。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，繼電器失電，原常閉點(diǎn)斷開，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)信號(hào)和來自電氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)一致。不論2#合成氨系統(tǒng)哪臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，每臺(tái)風(fēng)機(jī)都能與造氣爐實(shí)現(xiàn)自由排隊(duì)。

3.4存在問題

由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差和機(jī)械等影響，蒸汽遞減系統(tǒng)初期投運(yùn)效果并不理想，出現(xiàn)電磁閥卡、行程傳感器固定不牢易損壞等情況。故為行程傳感器加設(shè)了連桿機(jī)構(gòu)，并在傳感器的下面增設(shè)了活動(dòng)關(guān)節(jié)，用于閥門與傳感器探桿之間的連接，避免了閥門動(dòng)作的力直接作用在傳感器上而造成破壞。為了防止傳感器內(nèi)部電路進(jìn)水、腐蝕，在儀表接線口安裝密封接頭，在外部采用塑料薄膜防護(hù)，并定期進(jìn)行清灰維護(hù)。此次改造，不僅節(jié)省了人力和物力，而且降低了消耗，實(shí)現(xiàn)了安全聯(lián)鎖，確保了人身和設(shè)備安全。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)雜控制技術(shù)在軟件加硬件共同應(yīng)用的基礎(chǔ)上一定能實(shí)現(xiàn)。該先進(jìn)技術(shù)具有性能高、投資少、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，可以在其他各個(gè)生產(chǎn)裝置上推廣應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊。

4改造效果

改進(jìn)后，33臺(tái)造氣爐每天可以少開2臺(tái)風(fēng)機(jī)，每臺(tái)耗電量440 kW，則每年可節(jié)約電能7 392 000 kW·h;控制系統(tǒng)未出現(xiàn)過一次故障，為生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

另外，減少了不可再生的原料煤消耗，提高了原料的利用率，增強(qiáng)了運(yùn)行的安全性，為人身和設(shè)備安全提供了強(qiáng)有力保證。

科技簡(jiǎn)訊

收稿日期(2015- 03- 15)