焦爐荒煤氣定時自動放散設計及實現

王路陽 聶子量 劉抗

【摘 要】焦爐荒煤氣外泄是煉焦生產中的主要污染源，直接排入大氣，嚴重污染環境，設置自動自動點火裝置，并使其有定時放散功能。該系統具有檢測集氣管壓力，自動放散，手動點火功能，及定時自動放散檢測設備良好與否的功能。大大提高了焦爐放散的穩定性。

【關鍵詞】西門子P L C，荒煤氣，定時，自動，點火

【中圖分類號】 C931.9【文獻標識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）07-0321-02

1、概述

隨著現代工業越來越強的飛速發展，工業廢氣的排放量越來越大，特別是焦爐廢氣不僅排放量大，并且還有毒有害易燃易爆，目前社會各界環保意識越來越強。如果煉焦生產的廢氣不經處理直接外排，必將對周圍空氣造成很大的污染，為了保護環境，造福子孫，一定要對煉焦生產的工業廢氣進行處理后在排放。目前國內外對煉焦的工業廢氣處理的主要方法是把焦爐生產的工業廢氣燃燒后再排放，而點燃的方法，普遍應用的技術是自動放散點火。

2、自動放散的組成

荒煤氣自動點火放散控制系統是將放散的荒煤氣點燃維持系統壓力穩定，減輕職工勞動強度的一種專用裝置。主要由西門子PLC300控制系統高能激發器及電極不銹鋼火焰傳送器、煤氣閥、蒸汽閥、荒煤氣放散電動執行機構及控制電纜組成。（如下圖所示）

3、自動放散點火系統的設計和功能

3.1自動點火功能的實現

本系統專用于焦爐荒煤氣自動放散點火， 每套系統設置兩個自動放散點火點， 由系統柜可同時切換自動和手動控制。系統以集氣管內煤氣壓力為檢測信號， 該信號以4mA～ 20mA電流信號進入PLC系統， 當PLC檢測到壓力超規定極限時， 系統發出報警信號。PLC按預先設置的程序指令執行單元， 開點火激發器，開煤氣閥、開放散閥， 開蒸汽閥。當管內煤氣壓力下降到正常值時， PLC再指令執行關放散閥、關蒸氣閥等，所以，可編程控制器為控制核心，保證了整個系統的可靠、安全運行。

3.2 集氣管壓力信號監測

整套自動放散系統以焦爐的集氣管壓力值為依據。現場的壓力傳感器以4-20mA電流信號通過控制電纜傳送到數顯表，顯示集氣管壓力值，再由數顯表進入PLC 系 統，我們根據工藝要求，設置合適的放散值 （我廠為300Pa）。當系統檢測到集氣管壓力達到放散值時發出聲報警信號自動點火放散系統開始工作。（效果圖如下）

3.2 自動點火放散裝置的工作流程

焦爐對集氣管的壓力采集分兩段，且每座焦爐有4個放散口，I ，II段分別控制1#2#，3#4#放散口。當鼓風機吸力不穩，或者出現其他原因造成集氣管壓力高時，如集氣管I段壓力達到190pa時，蜂鳴器發出聲光報警，當集氣管I段壓力達到300pa以上時，且持續壓力持續4S后，1#口放散裝置點火激發器點火，煤氣閥打開，此時放散裝置小火已經引著，隨后放散管翻板動作。翻板開度50%，煤氣閥關閉，點火激發器停止點火，此時判斷集氣管I段壓力是否下降到300pa以下，若壓力低于300pa翻板閉合，若壓力還在300pa，放散翻板開到75%，依次判斷壓力是否高于300pa，若壓力高。1#放散翻板將全部打開，此時集氣管I段壓力還高于300pa，2#口放散裝置點火激發器點火，煤氣閥打開，且翻板打開到50%。

4、定時自動放散功能的實現

由于放散這套裝置是在緊急狀態下投入，一旦投入必需成功，由于翻板長期不動作，集氣管內的雜質將黏住翻板，使其在動作時無法打開，為能定期活動翻板及檢測電氣設備，保證突發狀況下放散裝置100%運行，獨創性的設計了定時自動放散，實現在指定的時間內，放散裝置依次運行，例：每月8日20點整1#爐開始放散，1#放散口點火激發器點火，煤氣閥打開，1#翻板完全打開，點火激發器關，煤氣閥關，1#翻板開持續7秒后，1#翻板完全關閉，依次2#放散口開始放散，同理3#，4#放散口。實現以上此功能的PLC程序如下（部分）

5、經濟效益

焦爐荒煤氣自動放散功能的投入使用，能在以下兩方面創效：第一，避免焦化廠焦爐荒煤氣從集氣管處無組織放散，環保考核5000元/次，每月按5次風機或者其他原因造成的放散次數計算，每月經濟效益為2.5萬元。第二，當煤氣鼓風機或者集氣管出現問題時，焦爐自動放散能有效保證集氣管壓力處于平穩狀態，保證焦爐能再此非正常情況下出爐，每月按100分鐘計算，焦爐11分鐘/每爐，每爐焦炭25噸，一噸焦炭利潤300元計算，每月效益=（100分鐘÷11分鐘/爐）×25噸/爐×300元/噸=6.75萬元

該功能的投入每年的經濟效益=12×（2.5+6.75）=111萬元

6、結束語

本系統自投入運行以來使用效果很好，集氣管壓力穩定性得到很大的改善，有效防止了荒煤氣的無組織放散，避免焦爐鐵件的損壞，有效延長焦爐使用壽命。取得了明顯的經濟效益，同時焦爐的冒煙冒火現象明顯降低。大大改善工人的勞動條件，達到國家環保的要求取得了巨大的環保效益。