焦炉煤气鼓风机吸力控制系统改造

【摘 要】安钢焦化厂现有7米焦炉2座，配有3台鼓风机，由于2座焦炉共用1套鼓冷系统，是典型的具有正负耦合关系的可变量耦合系统，给集气管压力的稳定控制增加了难度。而后序风机房大循环阀门为手动调节，其调节的滞后性难以满足生产工艺需要，因此，我厂决定对鼓冷工序进行控制系统改造。针对初冷器前吸力不稳定，提出了对煤气鼓风机大循环手动调节阀的改造方案并实施，实现初冷器前吸力稳定，满足焦炉和化产工序生产需要，最终实现降低劳动强度，改善生产环境的目的。

【关键词】煤气鼓风机 调节阀 PID调节

1改造背景

在焦炭生产过程中，会产生大量的荒煤气，荒煤气由集气管收集，通过输气管网由鼓风机送往后续工段处理。由于产气量随结焦时间而变化，集气管中的压力不断改变，特别是在炭化室内出焦、装煤时会造成对集气管压力的大幅度波动。当炉体内操作形成负压时，空气就会从炉门、炉盖等处进入炉体，导致焦炭燃烧、灰分增加、焦炭质量下降。进入的空气还会同炉体建筑材料发生化学反应，导致炉体剥蚀，缩短炉体使用寿命。空气还会促使荒煤气燃烧，使煤气系统温度增高，从而加重了冷却系统的负担，产生不必要的能源消耗。当炉体内的压力过高时，荒煤气将会从炉门、炉盖等处冒出，一方面造成“跑烟冒火”，污染环境；另一方面降低了荒煤气的回收率，造成能源的浪费。因此，为了实现集气管压力稳定，必须实现煤气风机前吸力稳定，配合集气管压力自动调节，最终实现集气管压力稳定。

因此，结合我厂情况，把风机大循环阀门，由手动调节改为自动PID调节。

2改造方案

改造前，煤气鼓风机吸力由人工调节，如图1所示。

图1煤气风机机前吸力控制图

改造后，煤气鼓风机吸力由调节阀自动调节，如图2所示。

图2煤气风机机前吸力控制图

图2可以看出，旁通阀由手动改为自动调节，其开度由变送器P3反馈直接控制。

3运行效果分析

由于控制信号为煤气风机前压力变送器实时给定，改造后的机前吸力稳定，采用PID参数调节方式，通过逻辑判断让初冷器前吸力处于不同状况下使用不同的PID参数调节。由于我们采用的工控软件编程功能非常灵活，因此，根据焦炉和机后压力波动曲线，设定一定的逻辑判断参数，让微机通过压力变化情况来识别季后压力变化和焦炉操作的各个过程，并自动采用不同的PID参数进行控制。经过调试，使初冷器前压力达到了如图3所示的控制效果。

图3初冷器前吸力运行趋势图

如图所示，初冷器前吸力目标值为-2800Pa，实际运行区间大多数在其±200Pa，只有极少数时间波动稍大，完全满足工艺要求。

通过改造，实现了以下目标：

（1）改造前，手动调节大循环阀门平均每小时3次，目前为自动调节，无需人工操作，大大降低了职工劳动强度。（2）改造后，初冷器前吸力稳定，为焦炉和化产工序稳定生产提供了保证。（3）改造环保效果显著，基本杜绝了焦炉冒烟冒火现象，具有很好的推广价值。

4结语

通过煤气鼓风机大循环自动调节阀改造，我们达到了降低职工劳动强度，提高风机初冷器前吸力稳定性的目的，且改造成本低，效果显著，为行业内类似改造提供了参考。

作者简介：陈建华，电气工程师，柘城县工业信息化和科技局。