焦爐自動測溫系統在陜焦公司中的應用

鄭義 王慧婷 羅繼德

（陜西陜焦化工有限公司，陜西富平 711712）

焦爐自動測溫系統在陜焦公司中的應用

鄭義 王慧婷 羅繼德

（陜西陜焦化工有限公司，陜西富平 711712）

陜焦化工有限公司引進紅外自動測溫系統，該系統能夠準確測量焦爐立火道的溫度，并根據溫度變化趨勢，瞬時調節暫停加熱時間，從而達到精確調節燃燒室溫度，提高爐溫均勻性，并有效降低焦爐耗熱量，使焦爐自動測溫、自動火落判斷與加熱優化判斷技術系統能夠實現焦爐溫度全自動控制，使焦爐全自動加熱過程控制、立火道溫度直接測量、各炭化室工作狀態的實時監測，提高了測溫的準確性，改善工人的操作環境。

自動測溫 自動控制 實時監測 優化調試 立火道溫度

陜焦公司現有焦爐兩座，焦爐立火道溫度的測量方式采用傳統的人工測溫，在測溫時調火工用手攜式紅外溫度儀瞄準立火道底部，測量鼻梁磚表面溫度，由于人工測量受測溫點、受測溫時間、測溫地點、測溫人員的熟練程度以及外部氣候條件等因素的影響，測量誤差很大。而立火道底部溫度不是均勻分布的，不同的人選擇不同的測量點，測量點的偏差對測量結果有很大影響，測量點的偏移對溫度的影響也非常大。直行溫度的測定時間是規定在換向五分鐘后進行，但嚴格執行尚有一定的困難，如測溫時裝煤、推焦操作影響無法準時測溫，提前或推遲1分鐘，往往會引起4～6℃的測量誤差，為此陜焦公司引進立火道溫度自動測量裝置，使焦爐全自動加熱過程控制、立火道溫度直接測量、各炭化室工作狀態的實時監測，提高了測溫的準確性，改善工人的操作環境，焦爐自動測溫控制系統程序與DCS儀表自動控制系統的對接，同步在線采集燃燒室、上升管荒煤氣及出焦焦餅溫度，提取系統所需氧化鋯廢棄分析儀對燃燒室內廢氣成分的分析控制參數，通過模擬量輸入和輸出轉化連接，為本系統進一步優化調試、數據處理提供了保障。

1　立火道溫度自動測量裝置組成

立火道溫度自動測溫系統裝置由以下幾部分構成：光學鏡頭、光纖、儀表系統。光學鏡頭直接安裝在爐頂看火孔小爐蓋上（小爐蓋最高溫度≤200℃），光學鏡頭收集立火道鼻梁磚表面的紅外信號，經過光纖傳送到儀表的探測器上，再通過前置放大器、校正、線性化、峰值/瞬時值、V/I模塊程序轉化成標準信號，輸入到計算機控制顯示，儀表安裝在焦爐臺上的儀表箱內（環境溫度為0-50℃），如圖1所示。

2　光學鏡頭材質影響因素

光學系統直接安裝在爐頂的看火小爐蓋上，通過目測瞄準對準立火道底部三角區中心位置，光學系統總高度低于80mm，影響光學鏡頭的最主要因素有高溫和煙塵。

①光學鏡頭的主要材料是光學石英玻璃、不銹鋼和高溫鍍膜鏡片，耐高溫性能好，長期工作溫度可達250℃以上，短期（四個小時內）工作溫度可達500攝℃，而小爐蓋的最高溫度不超過200℃。

②煙塵對光學鏡頭的影響較大，鏡頭被污染后，減少了通光強度，直接影響測溫精度，必須采用防塵系統克服這一問題。在光學鏡頭與吹灰器之間，吹灰器與小爐吹微風，可避免煙氣、灰塵對鏡頭的污染，另外在光學鏡頭與吹灰器之間，吹灰器與小爐蓋之間分別加裝隔熱墊片，可進一步降低光學鏡頭的工作溫度，在吹灰的條件下，光學鏡頭的工作溫度基本可控制在80℃，在停止吹風情況下，工作溫度也不超過120℃。

③爐頂人工操作頻繁，裝煤、涼爐過程中經常有高溫火焰，在光學鏡頭的外面加上一個防護罩（3.0的鍍鋅鋼板），可有效避免高溫火焰的直接燒烤和人為誤導操作等影響。

3　測量點與安裝位置的選擇

紅外測溫裝置瞄準三角區的中心位置，與目前人工測量時間完全相同。由于紅外測溫裝置是固定安裝，測量點不受認為因素影響，測量時間：下降氣流，交換后20秒，焦爐自動測溫系統是通過在焦爐的上升管、立火道和攔焦車上安裝溫度實時監測裝置，由耐溫光纖將信號把光學鏡頭收集的光信號傳送到儀表控制柜信號接收端，將光信號轉化成溫度信號，再通過模擬量輸入輸出模塊載入系統，進而達到系統自動優化調節控制，來實現焦爐回爐煤氣用量、粗煤氣、煤餅溫度的實時監測與控制。

4　系統的維護、校驗、管線及抗干擾設計

為防止光學鏡頭長時間直接暴露在煙氣中變臟，保證光學鏡頭前吹灰器氣源管有足夠的壓力，一般不小于0.1MPa，這樣可使光學鏡頭維護起來更方便，把光學鏡頭直接用不銹鋼螺絲固定在吹灰器上，在擦拭鏡頭時只需要將螺絲擰下，擦干凈重新安裝即可。光學鏡頭和光纖維等設備均為石英制品，不存在老化問題，不需要對其進行校驗，在安裝過程中，信號線均采用屏蔽線，線槽、動力線及電源線路分開敷設，屏蔽層與儀表接地連接，地電阻小于4Ω。

自動測溫系統在安裝和調試的同時對參數進行優化調整，推導出焦爐回爐煤氣壓力與焦爐分煙道吸力的對應關系，通過回爐煤氣流量與空氣流量數據比對，建立了回爐煤氣與壓力對燃燒室溫度影響，將上升管荒煤氣溫度與燃燒室溫度相聯系，對各個參數進行比對，在保證焦炭質量的前提下，適度降低標準溫度和爐頂空間溫度，提高焦油產率；實時監測焦餅溫度，提高縱向和橫排加熱均勻性，通過對煉焦指數的觀察，可實時檢測高溫、低溫爐號，避免生焦、過火焦；并進一步對系統進行優化，實現預期的目標和效果。

5　結語

陜焦化焦爐立火道自動測溫、自動火落判斷與加熱優化判斷技術系統，能夠實現焦爐溫度全自動控制，減少測溫工作量，減少操作人員職業危害，實現焦爐熱工的精細化操作的同時降低噸焦耗熱量，優化控制加熱，實時監控高溫、低溫、異常爐號以及加熱生產上的異常操作，為調火提供操作指導，提高化學品產率，穩定焦爐生產，提高爐溫的穩定性與安定系數，控制爐溫、節能減排，對陜焦公司建設環保型企業具有重要意義。