[發明專利]焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱特性動態控制方法

在審

• 申請號: 202011541637.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112552939A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 高毅夫;高劼
• 申請（專利權）人: 北京億希歐科技有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B41/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱特性動態控制方法屬于焦爐碳化室控制技術，通過煙氣分析檢測各個碳化室上升管煤氣中氬含量和煤氣流量，根據外部空氣進入量計算數學模型，計算外部空氣進入量，進而調節杯形閥開度，使外部空氣進入量控制在設定值范圍內；根據空氣過剩系數計算數學模型計算空氣過剩系數；根據碳化室氧燃燒率計算數學模型計算外部空氣進入量的氧燃燒率；根據集氣管煤氣流量檢測值與設定值的差值來調節煤氣風機入口閥開度，使之與集氣管煤氣流量相匹配；根據集氣管壓力檢測值與設定值的差值來調節煤氣風機風量，使集氣管壓力穩定保持在設定值范圍內；多個閉環控制系統構成了焦爐碳化室外部空氣進入量動態自動調節系統。

技術領域

本發明屬于焦爐控制技術，具體是焦爐碳化室的外部空氣進入量控制技術和空氣過剩系數控制技術，不涉及焦爐燃燒室及其廢氣管網控制技術；本發明不涉及控制系統、控制設備及儀器儀表的選型。

背景技術

焦爐是應用范圍非常廣泛的重要設備，既是耗能大戶，也是污染源大戶。焦化工序是鋼鐵企業中消耗資源最多的工序，其能耗占整個鋼鐵工序的13％以上，因此挖掘焦爐的節能減排潛力對減少污染物排放，降低產品生產能源消耗值，保持國民經濟高速、穩定、協調發展具有非常重要的意義。

焦爐本體系統分成兩大部分，一是以燃燒室為主體的煉焦燃燒系統，二是以碳化室為主體的煉焦煤氣回收系統；前者的主要任務是優化燃燒的溫度控制，后者主要涉及碳化室壓力及集氣管壓力的穩定控制。

由于當時無法進行各個單獨碳化室的壓力控制，傳統的焦爐煤氣回收系統采用控制集氣管壓力來間接調節碳化室壓力，但各碳化室的運行狀況不盡一致，集氣管壓力調節對各碳化室的壓力影響千差萬別，效果難以把握；況且集氣管壓力調節也時而失控，而不得不進行煤氣放散，每年因此白白損失了大量焦爐煤氣，故傳統控制方法問題重重；本世紀初國外推出了PROven技術，開始了每個單獨碳化室的壓力控制應用，至今已在世界范圍內得到較為廣泛的應用業績。從應用情況看，還存在一些問題有待解決，例如碳化室壓力調節系統時有失控的問題、碳化室頂部溫度過高的問題、焦爐煤氣熱值不高、煤化工產品質量受影響、集氣管壓力調節問題沒有得到解決等問題。

焦爐是典型爐窯之一，其中燃燒室涉及的空氣過剩系數就是爐窯具有的特點之一，然而同屬焦爐的碳化室為什么就沒有涉及到空氣過剩系數呢？是碳化室不具備爐窯特征呢？還是現有技術的疏忽呢？

上述問題使現有技術遭遇了碳化室壓力控制技術瓶頸，本發明正是針對這些問題的專業技術解決方案。

涉及焦爐碳化室空氣過剩系數動態控制的焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱特性動態控制方法還未見到公開發表的出版物、文獻或資料。

發明內容

本發明的目的是尋求突破制約現有技術的技術瓶頸，研究開發與焦爐碳化室及其煤氣管網運行工況相適應的基礎理論及新的控制方法，以實現焦爐碳化室深度節能減排需要。