焦化智能制造项目

一、 项目介绍和建设情况

针对鄂托克旗建元煤焦化有限责任公司焦化厂4.3米、2#72孔捣固焦炉设计炼焦智能管控系统，本系统以节约煤气、稳定焦炭品质、方便人工操作、环保无烟生产、车辆极ng准定位为综合目标，通过智能控制焦炉加热过程和集气过程，以及协调四车联锁系统对炼焦生产过程进行综合智能管控。

工程范围包括焦炉生产现场，从焦炉主体到煤气管道、烟道、上升管、分烟道、吸气管、高压氨水、初冷器、大循环、鼓风机、放散设备等固定设施，以及四车(装煤车、推焦车、熄焦车、拦焦车)、交换机等机械设施。可管理的对象包括焦炉主体以及各个煤气管道、烟道、四车设备、吸气管阀门、高压氨水泵、初冷器、大循环蝶阀、鼓风机、放散开关设备；物料包括加热煤气、空气、焦饼、废气、荒煤气。

建设情况：

湖南千盟工业智能系统股份有限公司自2018年6月8日签订合同至2018年10月8日完成验收。

二、 实施方案

项目分为各个子系统实施，分别包括立火道温度测温系统、上升管温度测量系统、焦饼ZX温度测量系统、四车联锁系统实施方案

1、立火道温度测温系统施工

1#炉红外测温仪安装所示为测温仪全装示意图，分别在炉端台和炉间台的焦侧、机侧布置控制柜，共4个，每座炉子共有102个测温点，（例如焦侧51个测温仪，“机控柜1”接入Z近的26个，“机控柜3” 接入Z近的25个，机侧类似）。同时，在炉间台和端台接入空气源或者氮气源，空气源需要在机焦侧布置2套空气过滤器，共4套空气过滤器，空气源和氮气源可自动切换，对焦侧、机侧红外测温仪进行反吹。

反吹气体采用氮气为主，干净、干燥仪表风为备用，依据现场需要实现人工远程切换，保证反吹系统持续有风。

需在焦炉附近接入DN50气管接口，配法兰连接的截止阀，并预留一个储气罐的位置（直径1000mm，高度2500mm）。气源压力不小于0.8Mpa。气量约40m³/h。

（1）局部安装

（2）现场施工

Ø 上位机

Ø 硬件

2、上升管温度测量系统施工

在炉间台布置机控柜，连接所有热电偶；机控柜通过DP总线连接到中控室的中控柜。

2) 局部安装

安装在桥管连接处附近，荒煤气温度相比上升管处温度低、可延长热电偶寿命，节省材料，安装方便。

3) 现场施工

Ø 上位机界面

Ø 现场实物

3、焦饼ZX温度测量系统施工

在导焦栅的两侧安装红外测温仪检测焦饼表面温度。根据焦饼的高度分别在高部、中部和底部三个位置分别开3组测温孔，测量不同高度位置的焦饼温度。为了防止管道内有沉积的大的焦炭颗粒，所以采用斜向下45°安装。提供无水、无尘、无油干净仪表风对测温仪管道内进行定期吹扫，可以防止镜头积灰和管道内的小颗粒沉积。

2) 局部安装

3) 现场施工图

Ø 上位机界面

Ø 硬件实物

4、四车联锁系统

Ø 上位机界面

图19 四车联锁系统实时监控

图20 推焦计划

四车联锁系统能为焦炉加热提供焦炉推焦和装煤数据，通过推焦和装煤数据送入焦炉加热系统中，焦炉加热系统进行分析出焦时间，调节焦炉煤气需求。推焦杆行程有利于焦饼测温确定焦饼各个位置的温度，通过焦饼温度有利于推导出对应的立火道加热情况。系统可以通过升级增加推焦车和熄焦车单元，便于对焦炉生产进行管理。

三、 技术路线

系统包括数据采集子系统、煤气主管自动调节子系统、分烟道吸力自动调节子系统、集气过程智能控制子系统，四车联锁子系统。

系统采用工业网络环保检测系统、化验室系统、dcs系统等厂里已有第三方系统进行数据交换；并安装在线采集设备数据，主要包括直行温度、分烟道废气氧含量氧化锆，上升管荒煤气温度，焦饼ZX温度、编码电缆等。

智能计算ZX综合分析数据后，智能调节煤气主管设定值，分烟道吸力设定值，吸气管阀门开度，大循环阀门开度，鼓风机转速，放散开关等从而保证炼焦过程的温度稳定和均匀，集气管压力稳定和均匀，装煤推焦合理，从而节能减排、无烟生产、车辆定位等智能化生产指标。智能计算ZX与DCS系统通信，实现数据共享和无扰切换

四、 项目成果、实施成效及经验总结

项目成果和实施成效

项目投用后满足了环保生产，明显改善了装煤时候冒烟情况，且调温工、测温工工作量明显减少，煤气节省效果明显，具体效果如下：

1、 在同等煤气热值、标准温度、配煤水平情况下，通过总管控制，煤气节省约2%~3%。

2、在焦炉煤气管道无堵塞、煤气流量计稳定、调节阀正常、煤气压力足够等正常生产工况下，全炉平均温温度在±7℃。

正常工况下控制集气管压力在设定值 20Pa以内，装煤换向等情况下出现压力波动，立刻开始调节，并在20秒内调回。     

经验总结

焦化智能制造项目，在自动化设备基础上，添加必要的在线传感，并通过工况分析和预判，ZD是满足现场工况变化的自适应控制，以及知识库的自动积累，实现焦化生产的智能化和管理智能化。