專利名稱：一種穩(wěn)定取得焦?fàn)t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(yù)處理領(lǐng)域，特別是煤預(yù)處理裝置中穩(wěn)定取得焦?fàn)t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(dāng)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(dāng)前節(jié)能減排，建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)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?fàn)t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?fàn)t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?fàn)t煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，該方法在不影響 焦?fàn)t生產(chǎn)的同時，穩(wěn)定取得焦?fàn)t煙氣，作為煉焦煤預(yù)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?fàn)t煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦?fàn)t煙道廢氣 抽取點(diǎn)，通過對引風(fēng)機(jī)的變頻控制，以獲取焦?fàn)t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?fàn)t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?fàn)t煙道廢氣從各焦?fàn)t總煙囪底部通過廢氣引風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī)抽入布袋除塵器將細(xì) 粉分離后， 一部分廢氣通過循環(huán)風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī)入口設(shè)置混風(fēng)閥，以補(bǔ)充部分冷空氣進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
在前述方法中，在總煙囪與相應(yīng)的各焦?fàn)t煙道之間設(shè)置相應(yīng)的翻板，廢氣從煙道翻板 之前由引風(fēng)機(jī)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(dāng)位置，不能 頻繁調(diào)節(jié)；風(fēng)機(jī)前后設(shè)電動閥，采用變頻技術(shù)控制廢氣引風(fēng)機(jī)的啟動停止和運(yùn)行轉(zhuǎn)速；當(dāng) 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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的啟動、正常工作狀態(tài) 和停止;啟動至正常工作后應(yīng)保持煙道吸力穩(wěn)定在500土50Pa，流化床進(jìn)口壓力穩(wěn)定在2000 土50Pa，流化床出口壓力穩(wěn)定在微負(fù)壓，引風(fēng)機(jī)廢氣出口總管流量應(yīng)穩(wěn)定在95000m3/h; 引風(fēng)機(jī)停止時，通過控制引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉、煙道電動總翻板的開度，至引風(fēng)機(jī)前電動蝶閥 后，停止風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明的有益效果是在不影響焦?fàn)t生產(chǎn)的條件下，穩(wěn)定獲取焦?fàn)t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?fàn)t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(yīng)用于煉焦行業(yè)中焦?fàn)t廢氣余能利用。經(jīng)運(yùn)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?fàn)t為例，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)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?fàn)t廢氣煙道布置簡圖4是引風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)停止過程控制框圖。
具體實施例方式
配合煤經(jīng)皮帶機(jī)05運(yùn)至流化床04上部。 焦?fàn)t煙道廢氣(溫度約23(TC)從3#、 4#焦?fàn)t分煙道上經(jīng)人孔通過廢氣引風(fēng)機(jī)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(jìn)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(dá)到 調(diào)濕的目的。該過程要求每座焦?fàn)t的煙道吸力保持穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)后壓力穩(wěn)定，從而保證進(jìn)入 流化床的氣體壓力穩(wěn)定。
流化床頂部廢氣由除塵風(fēng)機(jī)抽入布袋除塵器將細(xì)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(fēng)機(jī)電機(jī)驅(qū)動的循環(huán)風(fēng)機(jī)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(jìn)入流化床，通過篩板，使原料煤沸騰流化， 達(dá)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(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
煤料分級的細(xì)顆粒(細(xì)煤)經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)送至煤塔一和煤塔二；粗顆粒(粗煤)經(jīng)皮帶 機(jī)運(yùn)送至粉碎機(jī)，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(xì)顆粒經(jīng)由 除塵灰料倉一、除塵灰料倉二，由相應(yīng)的成型機(jī)造粒，經(jīng)皮帶機(jī)也運(yùn)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(fēng)機(jī)入口分別設(shè)置混風(fēng)閥106、 206， 通過混風(fēng)閥以補(bǔ)充部分冷空氣進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
當(dāng)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(fēng)機(jī)而 排入大氣，以確保焦?fàn)t總煙道吸力穩(wěn)定。
在不利用煙道廢氣時，3tt、 4tt焦?fàn)t分煙道的廢氣直接經(jīng)焦?fàn)t煙囪A排入大氣。
圖2是廢氣抽出的流程簡圖。在3tt焦?fàn)t煙道上分別設(shè)置3ft焦?fàn)t吸力測點(diǎn)101、 3#焦?fàn)t 煙道翻板102， 3tt焦?fàn)t煙道匯總后經(jīng)3tt焦?fàn)t總翻板103后連通總煙囪A，從3#焦?fàn)t總翻板 103之前設(shè)置人孔，廢氣通過此孔由引風(fēng)機(jī)104抽出。同理，在4#焦?fàn)t分煙道上分別設(shè)置 4共焦?fàn)t吸力測點(diǎn)201、 4tt焦?fàn)t煙道翻板202， 4#焦?fàn)t煙道匯總后經(jīng)4S焦?fàn)t總翻板203后連 通總煙囪A，廢氣從4S焦?fàn)t總翻板203之前設(shè)置人孔，由引風(fēng)機(jī)204抽出。
由引風(fēng)機(jī)103、 204抽出的廢氣匯合后送往分級調(diào)濕工序。
圖3是焦?fàn)t廢氣煙道布置簡圖。
由于目前大多數(shù)焦?fàn)t均為在生產(chǎn)的焦?fàn)t，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?fàn)t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(fù)論證，選擇了利用煙道人孔的方法，該方法優(yōu)點(diǎn)是不破壞原有設(shè)施，施工量少； 不影響焦?fàn)t生產(chǎn)；安全性較高。
煙道人孔的設(shè)置見圖3。在3tt焦?fàn)t總翻板103之前設(shè)置人孔105，在4#焦?fàn)t總翻板203 之前設(shè)置人孔205，廢氣從人孔內(nèi)經(jīng)由引風(fēng)機(jī)104、引風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的啟動，正常工作狀態(tài)和停止。在整個 控制系統(tǒng)中，重點(diǎn)考慮如下三個環(huán)節(jié)
焦?fàn)t廢氣煙道翻板的調(diào)節(jié)是一個重要因素， 一般焦?fàn)t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(yuǎn)程控制的功能并增 加了位置遠(yuǎn)程指示，在主控室內(nèi)及時進(jìn)行調(diào)整。
廢氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，采用變頻技術(shù)控制風(fēng)機(jī)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(dāng)風(fēng)機(jī)啟停時對焦?fàn)t的沖擊最大，因此風(fēng)機(jī)啟?？刂品椒ㄊ窃摲椒ǖ年P(guān)鍵。
引風(fēng)機(jī)啟動過程:見圖4.
引風(fēng)機(jī)接受啟動命令后、引風(fēng)機(jī)變頻從0 Hz按啟動曲線升至25Hz;
風(fēng)機(jī)檢測條件滿足混風(fēng)閥(圖1中106、 206)全開、引風(fēng)機(jī)前電動蝶閥全關(guān)、引風(fēng) 機(jī)入口導(dǎo)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(fēng)機(jī)前電動蝶閥全開；
總煙道電動翻板慢關(guān)至50%,同時引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉慢開至100%;
氣動三通切換閥至流化位置；
混風(fēng)閥全關(guān)。
此時,如流量不夠,慢慢提高風(fēng)機(jī)頻率.同時保持煙道吸力穩(wěn)定500士50Pa，流化床進(jìn)口 壓力穩(wěn)定在2000Pa左右，流化床出口壓力穩(wěn)定在微負(fù)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(yīng)量、同時保證焦?fàn)t總煙道的吸力穩(wěn)定在500士50Pa。 控制重點(diǎn)在焦?fàn)t煙道吸力的控制上，如何既保證焦?fàn)t操作穩(wěn)定，又使流化效果達(dá)到要求。
一般焦?fàn)t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?fàn)t
控制系統(tǒng)的總煙道吸力取過來，和新的煙道吸力檢測點(diǎn)比較，比較值作為調(diào)節(jié)算法的輸入， 通過調(diào)整引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，選擇一個最佳的轉(zhuǎn)速范圍， 一般情況下，各進(jìn)風(fēng)支管的閥位通過 人工遠(yuǎn)程操作，找到最佳點(diǎn)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(fēng)機(jī) 混合后總管的調(diào)節(jié)閥，勢必會影響風(fēng)機(jī)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(yīng)量、同時保證焦?fàn)t總 煙道的吸力穩(wěn)定在500土Pa。風(fēng)機(jī)廢氣出口總管流量調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)廢氣出口總管流量應(yīng)穩(wěn)定 在95000m3/h,才能保證流化所需的供氣量。
引風(fēng)機(jī)停止過程:見圖6.
引風(fēng)機(jī)接受停止命令；
總煙道電動翻板從50%慢開至全開，同時引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉慢關(guān)至0;
引風(fēng)機(jī)前電動蝶閥全關(guān)
停引風(fēng)機(jī)。
經(jīng)運(yùn)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?fàn)t煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦?fàn)t煙道廢氣抽取點(diǎn)，通過對引風(fēng)機(jī)的變頻控制，以獲取焦?fàn)t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?fàn)t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?fàn)t煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于， 焦?fàn)t煙道廢氣從各焦?fàn)t總煙囪底部通過廢氣引風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī)抽入布袋除塵器將細(xì)粉分離后， 一部分 廢氣通過循環(huán)風(fēng)機(jī)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(jìn)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(fēng)機(jī) 入口設(shè)置混風(fēng)閥，以補(bǔ)充部分冷空氣進(jìn)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?fàn)t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(yīng)的各焦?fàn)t煙道之間設(shè)置相應(yīng)的翻板，廢氣從煙道翻板之前由引風(fēng)機(jī) 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(dāng)位置，不能頻繁調(diào)節(jié)；風(fēng)機(jī)前 后設(shè)電動蝶閥，采用變頻技術(shù)控制廢氣引風(fēng)機(jī)啟動與停止以及運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)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(fēng)機(jī)而排入大氣。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種穩(wěn)定取得焦?fàn)t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(fēng)機(jī)的啟動、正常工作狀態(tài)和停止；啟動至正常 工作后應(yīng)保持煙道吸力穩(wěn)定在500土50Pa,流化床進(jìn)口壓力穩(wěn)定在2000士50Pa，流化床出 口壓力穩(wěn)定在微負(fù)壓為-200士50Pa，，引風(fēng)機(jī)廢氣出口總管流量應(yīng)穩(wěn)定在95000m3/h;引風(fēng) 機(jī)停止時，通過控制引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉、煙道電動總翻板的開度，在引風(fēng)機(jī)前電動蝶閥關(guān)閉 后，停止風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定取得焦?fàn)t煙氣用于煤分級調(diào)濕的方法，其特征在于，包括選取焦?fàn)t煙道廢氣抽取點(diǎn)，通過對引風(fēng)機(jī)的變頻控制，以獲取焦?fàn)t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?fàn)t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?fàn)t生產(chǎn)的同時，穩(wěn)定取得焦?fàn)t煙氣，作為煉焦煤預(yù)處理中分級調(diào)濕的氣體介質(zhì)。應(yīng)用于煉焦行業(yè)中焦?fàn)t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(jì)南鋼鐵股份有限公司