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技術(shù)突破!中控焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制解決方案助力智能、綠色煉焦

http://m.sharifulalam.com 2023-08-11 14:26 來源:中控技術(shù)

鄂托克旗建元煤焦化有限責(zé)任公司(以下簡稱:建元煤焦化公司)是我國西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈最為完整的煤炭深加工企業(yè)之一,是中國能源500強企業(yè)。建元煤焦化公司擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),采用現(xiàn)代化管理模式,致力于煤炭資源的有效利用與轉(zhuǎn)型升級。

傳統(tǒng)焦?fàn)t的煉焦過程采用人工測溫與調(diào)火,測量誤差大,調(diào)節(jié)周期長且不及時,容易導(dǎo)致爐溫波動大,影響焦炭質(zhì)量且能源浪費較高。

近期建元煤焦化公司C組(5#、6#)2*60孔6.25米搗固焦?fàn)t引入中控焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制解決方案,通過加裝立火道自動測溫、上升管荒煤氣測溫、焦餅測溫等儀表和單燃燒室調(diào)節(jié)裝置,成功實現(xiàn)了焦?fàn)t加熱過程的精確監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)控,生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有效提升,能源消耗顯著下降,向著高效、環(huán)保的煉焦生產(chǎn)邁出了堅實一步。

圖1:建元煤焦化公司項目控制室

焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制解決方案

焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制是中控技術(shù)InPlant APC Coking焦化專用軟件的核心功能之一,覆蓋焦?fàn)t加熱生產(chǎn)操作的直行溫度自動測量(含測溫異常診斷,可生成標(biāo)準(zhǔn)測溫報表)、加熱煤氣流量控制(總管/支管)、煙道吸力自動調(diào)節(jié)(基于煙氣氧含量)、加熱溫度自動優(yōu)化(基于焦餅溫度/火落時間/煤餅水含量)以及批次數(shù)據(jù)存儲分析功能。

目前建元煤焦化公司已投運煉焦生產(chǎn)批次數(shù)據(jù)存儲分析和基于煤氣總管的加熱控制功能,預(yù)期今年內(nèi)將結(jié)合上升管余熱回收設(shè)備和發(fā)生爐煤氣投運,實現(xiàn)全部功能的應(yīng)用。在生產(chǎn)平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上,將通過自動優(yōu)化加熱目標(biāo)溫度獲得更好的節(jié)能效果。

核心應(yīng)用價值

中控焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制解決方案在應(yīng)用中具有以下價值:

01

立火道自動測溫,逐步替代人工測溫

圖2:立火道自動測溫與人工測溫對比

經(jīng)過多次校驗對比,現(xiàn)場每4小時的人工手持紅外測溫數(shù)據(jù)與對應(yīng)時間下降火道的在線測溫數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)趨勢基本一致且偏差穩(wěn)定,所安裝的在線紅外測溫儀可以準(zhǔn)確反映立火道三角區(qū)實時溫度,能夠長期穩(wěn)定支持火道溫度的監(jiān)測和控制。用戶可以逐步降低人工測溫頻次,直至改為抽檢。

02

直行平均溫度運行平穩(wěn)性大幅提升

圖3:直行溫度1天趨勢圖

6.25米焦?fàn)t單孔裝煤量達(dá)50立方米,相對于煤氣壓力(圖中白線)調(diào)節(jié),直行平均溫度(圖中綠線)滯后非常大,人工測溫和調(diào)節(jié)以4小時為周期,很難實現(xiàn)超前調(diào)節(jié)和穩(wěn)定控制。采用在線測溫后,控制周期縮短為半小時,通過及時調(diào)節(jié)和超前調(diào)節(jié),平均控制精度為±3℃以內(nèi),最大偏差7℃左右,較人工調(diào)節(jié)均溫波動幅度降低80%以上,安定系數(shù)接近1.0,均勻系數(shù)保持0.8以上,對于穩(wěn)定爐況發(fā)揮著重要作用。

03

批次化數(shù)據(jù)管理,為強化管理提供手段

煉焦生產(chǎn)從裝煤到出焦是典型的批次化生產(chǎn)過程,中控InPlant APC Coking焦化專用軟件,通過實時采集裝煤電流、推焦電流、上升管溫度、直行溫度、焦餅溫度、塌煤、塌焦等關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù),并基于炭化室進(jìn)行煉焦批次化記錄。

通過交互分析批次數(shù)據(jù),可以實現(xiàn):

  • 推焦裝煤電流、塌煤塌焦關(guān)系分析,指導(dǎo)配煤、搗固工藝調(diào)整;
  • 基于上升管溫度批次歷史,預(yù)測火落時間;
  • 焦餅溫度三維熱力圖,判斷高向加熱和橫排溫度的均勻性;
  • 直行溫度、燜爐系數(shù)批次分析,優(yōu)化單燃燒室加熱目標(biāo)溫度,避免過燒或欠燒;
  • 通過批次數(shù)據(jù)組合分析,為托煤板、裝煤車煤箱、爐門鐵件、搗固搖動給料等設(shè)備維護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。

同時,加熱總覽界面可集中展示各炭化室加熱時間、立火道溫度、上升管溫度、焦餅溫度、推焦電流、裝煤電流、均勻系數(shù)和安定系數(shù)等運行信息,全爐運行情況一目了然。

圖4:加熱總覽界面

中控焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制解決方案在建元煤焦化公司的成功投運,是自動化儀表和控制技術(shù)在焦化行業(yè)的成功應(yīng)用,不僅全面提升焦炭和化產(chǎn)的質(zhì)量收率,也極大改善了加熱經(jīng)濟性,為管控決策提供了透明科學(xué)的平臺,實現(xiàn)工廠安全、穩(wěn)定、可持續(xù)運行,為焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級提供強有力示范與引領(lǐng)。

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