焦炉荒煤气定时自动放散设计及实现

王路阳 聂子量 刘抗

【摘 要】焦炉荒煤气外泄是炼焦生产中的主要污染源，直接排入大气，严重污染环境，设置自动自动点火装置，并使其有定时放散功能。该系统具有检测集气管压力，自动放散，手动点火功能，及定时自动放散检测设备良好与否的功能。大大提高了焦炉放散的稳定性。

【关键词】西门子P L C，荒煤气，定时，自动，点火

【中图分类号】 C931.9【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0321-02

1、概述

随着现代工业越来越强的飞速发展，工业废气的排放量越来越大，特别是焦炉废气不仅排放量大，并且还有毒有害易燃易爆，目前社会各界环保意识越来越强。如果炼焦生产的废气不经处理直接外排，必将对周围空气造成很大的污染，为了保护环境，造福子孙，一定要对炼焦生产的工业废气进行处理后在排放。目前国内外对炼焦的工业废气处理的主要方法是把焦炉生产的工业废气燃烧后再排放，而点燃的方法，普遍应用的技术是自动放散点火。

2、自动放散的组成

荒煤气自动点火放散控制系统是将放散的荒煤气点燃维持系统压力稳定，减轻职工劳动强度的一种专用装置。主要由西门子PLC300控制系统高能激发器及电极不锈钢火焰传送器、煤气阀、蒸汽阀、荒煤气放散电动执行机构及控制电缆组成。（如下图所示）

3、自动放散点火系统的设计和功能

3.1自动点火功能的实现

本系统专用于焦炉荒煤气自动放散点火， 每套系统设置两个自动放散点火点， 由系统柜可同时切换自动和手动控制。系统以集气管内煤气压力为检测信号， 该信号以4mA～ 20mA电流信号进入PLC系统， 当PLC检测到压力超规定极限时， 系统发出报警信号。PLC按预先设置的程序指令执行单元， 开点火激发器，开煤气阀、开放散阀， 开蒸汽阀。当管内煤气压力下降到正常值时， PLC再指令执行关放散阀、关蒸气阀等，所以，可编程控制器为控制核心，保证了整个系统的可靠、安全运行。

3.2 集气管压力信号监测

整套自动放散系统以焦炉的集气管压力值为依据。现场的压力传感器以4-20mA电流信号通过控制电缆传送到数显表，显示集气管压力值，再由数显表进入PLC 系 统，我们根据工艺要求，设置合适的放散值 （我厂为300Pa）。当系统检测到集气管压力达到放散值时发出声报警信号自动点火放散系统开始工作。（效果图如下）

3.2 自动点火放散装置的工作流程

焦炉对集气管的压力采集分两段，且每座焦炉有4个放散口，I ，II段分别控制1#2#，3#4#放散口。当鼓风机吸力不稳，或者出现其他原因造成集气管压力高时，如集气管I段压力达到190pa时，蜂鸣器发出声光报警，当集气管I段压力达到300pa以上时，且持续压力持续4S后，1#口放散装置点火激发器点火，煤气阀打开，此时放散装置小火已经引着，随后放散管翻板动作。翻板开度50%，煤气阀关闭，点火激发器停止点火，此时判断集气管I段压力是否下降到300pa以下，若压力低于300pa翻板闭合，若压力还在300pa，放散翻板开到75%，依次判断压力是否高于300pa，若压力高。1#放散翻板将全部打开，此时集气管I段压力还高于300pa，2#口放散装置点火激发器点火，煤气阀打开，且翻板打开到50%。

4、定时自动放散功能的实现

由于放散这套装置是在紧急状态下投入，一旦投入必需成功，由于翻板长期不动作，集气管内的杂质将黏住翻板，使其在动作时无法打开，为能定期活动翻板及检测电气设备，保证突发状况下放散装置100%运行，独创性的设计了定时自动放散，实现在指定的时间内，放散装置依次运行，例：每月8日20点整1#炉开始放散，1#放散口点火激发器点火，煤气阀打开，1#翻板完全打开，点火激发器关，煤气阀关，1#翻板开持续7秒后，1#翻板完全关闭，依次2#放散口开始放散，同理3#，4#放散口。实现以上此功能的PLC程序如下（部分）

5、经济效益

焦炉荒煤气自动放散功能的投入使用，能在以下两方面创效：第一，避免焦化厂焦炉荒煤气从集气管处无组织放散，环保考核5000元/次，每月按5次风机或者其他原因造成的放散次数计算，每月经济效益为2.5万元。第二，当煤气鼓风机或者集气管出现问题时，焦炉自动放散能有效保证集气管压力处于平稳状态，保证焦炉能再此非正常情况下出炉，每月按100分钟计算，焦炉11分钟/每炉，每炉焦炭25吨，一吨焦炭利润300元计算，每月效益=（100分钟÷11分钟/炉）×25吨/炉×300元/吨=6.75万元

该功能的投入每年的经济效益=12×（2.5+6.75）=111万元

6、结束语

本系统自投入运行以来使用效果很好，集气管压力稳定性得到很大的改善，有效防止了荒煤气的无组织放散，避免焦炉铁件的损坏，有效延长焦炉使用寿命。取得了明显的经济效益，同时焦炉的冒烟冒火现象明显降低。大大改善工人的劳动条件，达到国家环保的要求取得了巨大的环保效益。