造气炉吹风自由排队



造气炉吹风自由排队

侯子岭段国光

(安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽临泉236400 )

1情况介绍

安徽晋煤中能化工股份有限公司1#合成氨系统有22台固定层造气炉，2#合成氨系统有11台固定层造气炉，每天需消耗几百吨原料块煤。为了节能降耗，根据其运行情况，对仪表检测控制系统和DCS软件进行了升级，更新了风机控制程序。该工程于2014年8月完成，目前,造气炉各控制方式达到最佳匹配状态，各项指标正常。

2立项背景

1#合成氨系统由于造气炉投入生产的时间关系，分2个控制站，1#～8#炉分布在6#控制站，在1#控制室；9#～22#炉分布在30#控制站，在2#控制室。由于30#站控制的炉子较多、负荷较重，如若30#控制站系统硬件出现故障，对整个合成氨系统的影响比较大。

1#合成氨系统的8台风机供22台固定层造气炉的用风量，分为3组，1#和2#风机供1#～8#炉，信号接在6#控制站内；3#，4#和7#风机供 9#～15#炉，5#，6#和8#风机供16#～22#炉，信号均接在30#控制站内。由于各台造气炉与各台风机不能自由排队，造成开风机台数不会因为各台炉子的检修或停炉而减少，这样势必造成消耗增高，成本降不下来。

2#合成氨系统3台风机供11台固定层造气炉的用风量。1#风机供8#，9#和10#炉，如果1#风机故障，需要其他风机供风，操作人员必须进行手动操作，增加了操作人员工作量。

造气炉气化层的温度随着气化反应的进行而下降，随着炉内气化层温度的降低，反应速率也相应降低，蒸汽的用量也应随之降低。如果蒸汽流量仍然不变，多余的蒸汽会穿过气化层带走很多的热量，不但消耗了本来可以节约的蒸汽，同时也会导致气化层温度下降，带来一系列的负面影响。随着造气岗位蒸汽递减系统的投入运行，使造气炉蒸汽的消耗有了显著降低，但运行效果仍不理想。

3改进方案

3.1改进DCS系统的配置

为了保证1#合成氨系统安全稳定运行，改进了DCS系统的配置。根据控制器工作负荷情况，将控制站分成3个，1#～8#炉分布在6#控制站，在1#控制室；9#～15#炉分布在8#控制站，16#～22#炉分布在30#控制站，在2#控制室，各控制站负荷均衡合理。并将3站联网，2个控制室的操作人员均可对22台造气炉工况数据进行监控。

3.2风机自由排队

为了实现各风机自由排队、节约电能，特计算了造气炉的用风量，将风机控制方式更改为：1#，2#和3#风机信号参与6#控制站各造气炉联锁及排队；3#，4#和5#风机信号参与8#控制站各造气炉联锁及排队；4#，5#，6#和8#风机信号参与30#控制站各造气炉联锁及排队。由此也可以看出，1#系统每次至少可以少开2台风机。

3.2改造风机信号

按DCS安全控制要求，参与联锁的测点必须要求硬连接，虽然3个控制站已联网，由于来自电气交流接触器的风机信号只有1路，1路信号只能接入1个控制站。如3#风机信号原接在8#控制站，它既然参与了6#控制站各炉风机排队及联锁，就不能参与8#控制站各炉风机排队及联锁，而来自电气的风机信号只能接入1个控制站(6#控制站)，导致8#控制站无风机信号点，风机安全联锁增加就失去了实际的意义。为此，在程序更改后又对风机信号进行改造。

根据上述情况，把来自电气风机信号通过并联方式从一个站卡件端子后引出2根线接入另一个站，但由于浙大中控卡端子闭合回路中输出有6 V电压，致使控制站卡件故障报警。后决定把来自电气设备交流接触器风机信号用继电器进行隔离，把继电器的触点接入控制站中。

3#风机继电器应用原理见图1。

图1　3#风机继电器应用原理

继电器一般各有2对常开和常闭点，为了保证风机信号更安全可靠，继电器采取双路供电。来自电气3#风机闭点信号串接入继电器的电源火线L中，闭点1接入6#控制站中，闭点3接入8#控制站中。当风机运行时，继电器失电，原常闭点断开，保证风机运行时信号和来自电气风机运行信号一致。不论2#合成氨系统哪台风机出现故障，每台风机都能与造气炉实现自由排队。

3.4存在问题

由于现场环境差和机械等影响，蒸汽递减系统初期投运效果并不理想，出现电磁阀卡、行程传感器固定不牢易损坏等情况。故为行程传感器加设了连杆机构，并在传感器的下面增设了活动关节，用于阀门与传感器探杆之间的连接，避免了阀门动作的力直接作用在传感器上而造成破坏。为了防止传感器内部电路进水、腐蚀，在仪表接线口安装密封接头，在外部采用塑料薄膜防护，并定期进行清灰维护。此次改造，不仅节省了人力和物力，而且降低了消耗，实现了安全联锁，确保了人身和设备安全。

随着科学技术的不断发展，复杂控制技术在软件加硬件共同应用的基础上一定能实现。该先进技术具有性能高、投资少、安全可靠的优点，可以在其他各个生产装置上推广应用，应用前景广阔。

4改造效果

改进后，33台造气炉每天可以少开2台风机，每台耗电量440 kW，则每年可节约电能7 392 000 kW·h;控制系统未出现过一次故障，为生产装置的稳定运行提供了保障。

另外，减少了不可再生的原料煤消耗，提高了原料的利用率，增强了运行的安全性，为人身和设备安全提供了强有力保证。

科技简讯

收稿日期(2015- 03- 15)