焦?fàn)t自動(dòng)測溫控制、火落判斷系統(tǒng)

焦?fàn)t自動(dòng)測溫、自動(dòng)火落判斷與加熱優(yōu)化控制

專業(yè)的隊(duì)伍

數(shù)十年的技術(shù)積累和孜孜以求

唯一的目標(biāo)就是為您提供完善的焦?fàn)t加熱控制方案

自動(dòng)、在線、連續(xù)測量直行溫度

火落時(shí)間與焦炭成熟度判斷

焦餅溫度長期測量

自動(dòng)調(diào)整加熱煤氣流量和分煙道吸力

優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)溫度

實(shí)時(shí)監(jiān)測異常爐號、及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)隱患主要內(nèi)容：技術(shù)目標(biāo)技術(shù)手段立火道溫度全自動(dòng)測溫—紅外光纖溫度計(jì)加熱優(yōu)化控制粗煤氣溫度測量與焦炭成熟度判斷焦餅溫度在線連續(xù)測量經(jīng)濟(jì)效益分析業(yè)績單位1、技術(shù)目標(biāo)：①實(shí)現(xiàn)火道溫度的全自動(dòng)測量，取消三班測溫

②提高爐溫的穩(wěn)定性/安定系數(shù)；③加熱優(yōu)化控制，降低噸焦耗熱量;④粗煤氣溫度與火落判斷，判斷焦炭成熟情況；⑤制定最合理的標(biāo)準(zhǔn)溫度；⑥實(shí)時(shí)監(jiān)控高溫、低溫、異常爐號以及加熱生產(chǎn)上的異常操作，為調(diào)火提供操作指導(dǎo)；⑦在保證焦炭質(zhì)量的前提下，適度降低標(biāo)準(zhǔn)溫度和爐頂空間溫度，提高焦油產(chǎn)率；⑧實(shí)時(shí)監(jiān)測焦餅溫度，提高高向加熱均勻性和橫排均勻性；2、技術(shù)手段/措施①實(shí)現(xiàn)立火道溫度全自動(dòng)檢測；②加熱優(yōu)化控制與數(shù)學(xué)模型；③粗煤氣溫度監(jiān)測與火落時(shí)間判斷；④焦餅溫度長期在線連續(xù)監(jiān)測。吸力模型設(shè)定值煤氣空氣焦?fàn)t調(diào)節(jié)閥孔板流量計(jì)煤氣流量控制單元（顯示）分煙道吸力火道溫度的多模式模糊控制在線實(shí)測火道溫度目標(biāo)火道溫度模型焦炭成熟度模型粗煤氣溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度修正配煤水分結(jié)焦時(shí)間焦餅溫度測量加熱均勻性調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫度修正控制系統(tǒng)框圖3、專利設(shè)備-紅外光纖溫度計(jì)紅外光纖探測器信號放大校正、線性化峰值/瞬時(shí)值V/I光學(xué)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信號輸入計(jì)算機(jī)鼻梁磚

小爐蓋儀表系統(tǒng)專利：ZL200620071265.1不怕高溫，不怕煙熏、火燎；壽命6年以上觀察測量點(diǎn)3.1全自動(dòng)測溫的優(yōu)點(diǎn)測溫點(diǎn)與人工測溫點(diǎn)一致；測溫點(diǎn)固定/測溫時(shí)間固定；沒有人為誤差；精度高/維修方便/維護(hù)量很小/壽命長，是熱電偶壽命的3倍以上；可將三班測溫改成白班巡查。立火道底部3.2人工測溫的缺點(diǎn)測溫點(diǎn)有誤差；測溫時(shí)間有誤差；4℃/min；不同的操作工有個(gè)體偏差；測溫工勞動(dòng)環(huán)境差，夜間數(shù)據(jù)可信度低。3.3熱電偶測溫的缺點(diǎn)熱電偶插在蓄頂或立火道跨越孔位置；熱電偶測量的是廢氣溫度，與磚表面溫度

不一致；溫度數(shù)學(xué)模型精度差，受多因素影響；蓄頂熱電偶反映的是爐頭附近溫度；

受其它因素影響較大熱電偶壽命短（壽命為2年左右）；25143MCOGKMKCOG2008年7.63米焦?fàn)t，測溫點(diǎn)2009年4.3米搗固焦?fàn)t測溫點(diǎn)測溫點(diǎn)2010年JN60型焦?fàn)t安裝、防護(hù)逐步完善--

2010年安裝改進(jìn)測溫點(diǎn)5.5米搗固焦?fàn)t下降氣流，交換后20秒上升氣流，火焰裝煤/推焦時(shí)刻立火道溫度呈周期性波峰/波谷變化50~60℃自動(dòng)測溫/全爐平均測溫頻率高、調(diào)節(jié)及時(shí)人工測溫/4小時(shí)4、加熱優(yōu)化控制與數(shù)學(xué)模型根據(jù)自動(dòng)測溫?cái)?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整加熱煤氣流量根據(jù)煤氣流量和煙氣殘氧量、看火孔壓力等調(diào)整分煙道吸力根據(jù)配煤水分的變化調(diào)整加熱煤氣流量或標(biāo)準(zhǔn)溫度吸力模型設(shè)定值煤氣空氣焦?fàn)t調(diào)節(jié)閥孔板流量計(jì)煤氣流量控制單元（顯示）分煙道吸力火道溫度的多模式模糊控制在線實(shí)測火道溫度目標(biāo)火道溫度模型焦炭成熟度模型粗煤氣溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度修正配煤水分結(jié)焦時(shí)間焦餅溫度測量加熱均勻性調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫度修正控制系統(tǒng)框圖棒圖高度代表炭化室結(jié)焦時(shí)間5、粗煤氣溫度測量與焦炭成熟度判斷溫度測點(diǎn)在橋管處溫度測點(diǎn)在上升管清掃孔處5.1粗煤氣溫度測量K型熱電偶，耐高溫鋼套管粗煤氣溫度測量點(diǎn)立火道溫度測量點(diǎn)粗煤氣溫度推焦裝煤火落點(diǎn)粗煤氣溫度推焦裝煤火落點(diǎn)火落點(diǎn)后，揮發(fā)份很少，粗煤氣溫度快速下降焦炭趨于成熟，經(jīng)過4-6小時(shí)燜爐后即可推焦5.2煉焦指數(shù)/火落時(shí)間

用粗煤氣溫度隨結(jié)焦時(shí)間變化規(guī)律判斷結(jié)焦終了時(shí)間煉焦指數(shù)模型：CI=τc/τm

CI與焦炭成熟度相關(guān)，根據(jù)不同的情況確定一個(gè)最佳的CI

66#炭化室火落時(shí)間為17.2小時(shí)83#粗煤氣溫度82#炭化室的煉焦指數(shù)為1.80粗煤氣溫度與焦餅中心溫度變化趨勢對應(yīng)圖裝煤時(shí)刻火落點(diǎn)推焦時(shí)刻焦餅溫度開始快速上升溫度趨緩焦餅成熟時(shí)刻5.3焦餅溫度與火落時(shí)間關(guān)系4~6小時(shí)藍(lán)色—粗煤氣溫度曲線紅色、黑色—焦餅中心溫度(熱電偶)第二裝煤孔（機(jī)側(cè)）低溫區(qū)區(qū)間（小時(shí)）快速升溫區(qū)間（小時(shí)）溫度變化趨緩溫度變化很小上部0-33-1010小時(shí)后中部0-5:305:30-13:4513:45后下部0-11-66小時(shí)后11:30第三裝煤孔（焦側(cè)）上部0-33-1616小時(shí)后20:30中部0-8:308:30-16:3016:30后22:00下部0-11-1313小時(shí)后22粗煤氣溫度裝煤時(shí)間火落時(shí)間推焦時(shí)間016:3023:00結(jié)焦時(shí)間為23小時(shí)，焦餅溫度變化情況分析火落點(diǎn)后4-6小時(shí)后，焦餅的上、中、下溫度都變化很小，溫度基本均勻，因此可判定此時(shí)焦炭已經(jīng)成熟;焦餅各處成熟時(shí)間不同，焦餅上部成熟的較快，底部次之，成熟最慢的是中部溫度；初步結(jié)論5.4配煤水分與火落時(shí)間關(guān)系配煤水分增加1%，火落時(shí)間推遲20分鐘日期配煤水分火落時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)溫度火落時(shí)間6月10-1113.316.71200/122015.3006月14-1512.216.21190/121015.6100.36月21-229.515.455.5、標(biāo)準(zhǔn)溫度與水分變化的關(guān)系配煤水分每增加1%，火落時(shí)間要延長20分鐘左右標(biāo)準(zhǔn)溫度每增加10℃，火落時(shí)間要縮短約0.3小時(shí)左右初步結(jié)論：水分每增加1%，標(biāo)準(zhǔn)溫度應(yīng)增加6-10℃左右水分每減少1%，標(biāo)準(zhǔn)溫度可降低6-10℃左右6焦餅表面溫度測量焦餅中心溫度是反映焦炭均勻成熟的重要指標(biāo)；是判斷橫向加熱與高向加熱均勻性的指標(biāo)；焦餅中心溫度的直接測量困難。統(tǒng)計(jì)表明，焦餅表面溫度比中心面溫度約低20-40℃；在導(dǎo)焦柵的入口處測量焦餅表面溫度，可基本反映焦餅中心溫度的變化。6.1焦餅溫度測量原理(專利ZL201020215932.5)吹灰光纖儀表電臺焦炭剛出炭化室就立即測量焦炭剛出炭化室就立即測量吹灰光纖儀表電臺推焦方向焦炭剛出炭化室就立即測量現(xiàn)場圖片可長期連續(xù)測量測量數(shù)據(jù)無線傳送自動(dòng)形成報(bào)表可確定高向均勻性可確定橫排均勻性6.2焦餅溫度實(shí)時(shí)/歷史曲線和報(bào)表7、經(jīng)濟(jì)效益分析節(jié)約煤氣3%以上；焦餅溫度均勻性提高/焦炭質(zhì)量穩(wěn)定；安定系數(shù)提高；及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫、低溫和異常爐號；適度降低標(biāo)準(zhǔn)溫度和爐頂空間溫度，提高焦油產(chǎn)量；減少人工測溫次數(shù)和測溫工。7.1直接效益（僅計(jì)算節(jié)約煤氣部分）節(jié)能量：假設(shè)：兩座焦?fàn)t的煤氣消耗量為20000m3/h，節(jié)能效率按3%計(jì)算，年節(jié)約煤氣24x365x20000m3/hx3%=5256000m3/h焦?fàn)t煤氣的價(jià)格為0.75元/m3

節(jié)能量部分的經(jīng)濟(jì)效益：5356000x0.75=3942000元/年

7.2間接效益焦?fàn)t操作管理自動(dòng)化水平有了很大的提高；對焦?fàn)t的調(diào)火提供了操作指導(dǎo)；爐溫的穩(wěn)定，有利于延長爐體壽命；焦炭質(zhì)量的提高;焦油/苯的產(chǎn)量提高；可預(yù)防生焦、過火焦等焦?fàn)t生產(chǎn)事故的發(fā)生

7.3投資回報(bào)率

投資回報(bào)率高（按直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，未考慮間接部分）按直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，僅5—10個(gè)多月即可收回全部投資。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命為6年以上，投資回報(bào)率高。8、近期的主要業(yè)績單位馬鋼煤焦化公司（新區(qū)，7.63米）2008年9月–效果：標(biāo)準(zhǔn)溫度下降15℃，推焦電流下降，爐頂空間溫度下降20℃，

安定系數(shù)提高；

太原煤氣化第二焦化廠（JN60型）2010年10月—效果：標(biāo)準(zhǔn)溫度下降10-15℃，安定系數(shù)提高；節(jié)約煤氣4.36%山東東阿東昌焦化廠（4.3米搗固）2009年07月安定系數(shù)明顯提高陜西黃陵煤焦化有限公司5.5米搗固；2011年12月內(nèi)蒙古烏海美方（家景）煤化工公司5.5米搗固；2011年12月今年的項(xiàng)目：

山東臨沂恒昌焦化、山西焦化、通鋼焦化、銅陵新亞星焦化、黑龍江建龍焦化在前期準(zhǔn)備

主要業(yè)績單位

第一代產(chǎn)品：焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制

（1996年—2010年）1馬鋼焦化廠6#焦?fàn)t

JN60安徽1996年耗熱量降低107.5KJ/Kg煤1、用熱電偶測量蓄熱室頂部溫度；2、根據(jù)蓄頂溫度擬合立火道溫度；3、根據(jù)擬合火道溫度調(diào)整加熱煤氣流量，根據(jù)煤氣流量的變化調(diào)整分煙道吸力；4、加熱控制采用多模式模糊控制；2萊鋼焦化廠3#焦?fàn)t

JN60山東1999年耗熱量降低136.3KJ/Kg煤3攀鋼焦化廠5#、6#焦?fàn)t

JN60四川2000年耗熱量降低100.6KJ/Kg煤4攀鋼焦化廠1#、2#、3#、4##焦?fàn)t

JN43四川2001年5昆焦1#2#焦?fàn)tJN60云南2001年耗熱量降低90.0KJ/Kg煤6水鋼焦化廠3#焦?fàn)t

JN60貴州2001年耗熱量降低99.0KJ/Kg煤7南鋼焦化廠1#焦?fàn)t

JN43江蘇2002年耗熱量降低92.0KJ/Kg煤8濟(jì)鋼焦化廠5#焦?fàn)t

JN60山東2002年節(jié)能量為2.98%9濟(jì)鋼焦化廠1#2#焦?fàn)t

JN60山東2003年節(jié)能量為2.98%10上海焦化廠5、6#爐JN43上海2003年節(jié)能量為2.98%11邯鋼焦化廠1、2#爐

JN43河北2003年節(jié)能量為2.98%12石家莊焦化廠南爐、北爐JN43河北2004年節(jié)能量為2.9%13馬鋼焦化廠3#焦?fàn)t

JN43安徽2004年節(jié)約煤氣量為1.9%14平頂山天宏焦化廠1、2、3焦?fàn)t

JN43河南2004年節(jié)約煤氣量為2.9%15濟(jì)鋼焦化6#、7#爐

JN60山東2004年節(jié)約煤氣量為3.5%16柳鋼焦化廠4#、5#爐

JN60廣西2004年節(jié)約煤氣量為3.2%17上海寶鋼煉焦分廠3A、3B、4A、4BM型上海2004年節(jié)約煤氣量為2.8%18攀鋼焦化廠新1、2#焦?fàn)t

JN60四川2005年節(jié)約煤氣量為3.1%19南鋼焦化廠2#焦?fàn)t

JN43江蘇2005年節(jié)約煤氣量為2.6%20南鋼新區(qū)3~5#焦?fàn)t

JN60江蘇2008年節(jié)約煤氣量為1.8%21昆鋼焦化公司安寧分公司3、4焦?fàn)t

JN60云南2010年節(jié)約煤氣量為3.5%序號使用單位省份投運(yùn)時(shí)間效果系統(tǒng)特點(diǎn)1馬鋼1#焦?fàn)t

JN43安徽2006年技術(shù)方案驗(yàn)證用紅外光纖溫度計(jì)直接測量立火道溫度，技術(shù)可行；現(xiàn)場設(shè)備的防護(hù)：防火、防塵設(shè)計(jì)不完善，維護(hù)量大，維護(hù)工作繁瑣；2柳鋼焦化廠1#焦?fàn)t

JN60廣西2007年技術(shù)方案驗(yàn)證3江西景德鎮(zhèn)焦化煤氣總廠1#焦?fàn)t

4.3米搗固江西2008年工程驗(yàn)證第二代（改進(jìn)）焦?fàn)t立火道直接測溫與加熱優(yōu)化控制（2008年--）1馬鋼新區(qū)焦化廠7.63米焦?fàn)t1、2#焦?fàn)t安徽2008年1、與人工測溫誤差為-3～3℃;2、噸焦耗熱量明顯下降3、爐頂空間溫度降低4、推焦電流下降20A5、安定系數(shù)平均提高0.2對設(shè)備的防護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)完善自動(dòng)、在線連續(xù)測量立火道溫度；可減少或取消三班人工測溫；根據(jù)焦?fàn)t推焦串序特點(diǎn)，增加前置控制模式；設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠；設(shè)備維護(hù)量小、方便。2東阿東昌焦化有限公司3#焦?fàn)t

4.3米搗固山東2009年安定系數(shù)平均提高0.3與人工測溫誤差為-5～5℃主要業(yè)績單位

第二代產(chǎn)品：焦?fàn)t立火道溫度直接測量與加熱優(yōu)化控制（2005年—2009）主要業(yè)績單位

第三代產(chǎn)品：焦?fàn)t綜合測溫與加熱優(yōu)化控制（2010年—）1太原煤氣化股份公司第二焦化廠1、2#焦?fàn)t

JN60山西2010年1、與人工測溫誤差為-5～5℃;2、標(biāo)準(zhǔn)溫度下降15℃；3、安定系數(shù)平均提高0.2；4、節(jié)約煤氣為4.36%1、在第二（改進(jìn)）的基礎(chǔ)上對設(shè)備進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性大幅度提高；2、設(shè)備幾乎不需要維護(hù)，維修方便；3、爐溫的波動(dòng)進(jìn)一步減?。?、增加了粗煤氣溫度監(jiān)測與焦炭成熟度判斷、焦餅溫度長期在線監(jiān)測等功能；2黃陵煤化工有限公司1--4#焦?fàn)t

5.5米搗固陜西2011年在考核中3內(nèi)蒙古烏海美方焦化有限公司1#焦?fàn)t

5.5米搗固內(nèi)蒙2011年在考核中獲獎(jiǎng)一覽表序號項(xiàng)目名稱鑒定單位水平或獲獎(jiǎng)時(shí)間1焦?fàn)t加熱優(yōu)化串級控制系統(tǒng)安徽省科學(xué)技術(shù)廳省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2004-11-302焦?fàn)t用混合煤氣加熱數(shù)學(xué)模型的研究及在優(yōu)化串級調(diào)控中的應(yīng)用山東省科學(xué)技術(shù)廳山東省冶金行業(yè)國際先進(jìn)二等獎(jiǎng)2002-12-203焦?fàn)t用混合煤氣加熱數(shù)學(xué)模型的研究及在優(yōu)化串級調(diào)控中的應(yīng)用中國冶金行業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)2003-104焦?fàn)t加熱優(yōu)化串級調(diào)控系統(tǒng)研究與應(yīng)用安徽省科學(xué)技術(shù)廳省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)2002-085焦?fàn)t四大車連鎖、走行定位、操作管理自動(dòng)化系統(tǒng)安徽省科學(xué)技術(shù)廳省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)2006-11-186焦?fàn)t全自動(dòng)測溫與加熱優(yōu)化控制國家專利ZL200620071265.120077焦餅溫度在線自動(dòng)測量系統(tǒng)國家專利ZL201020215932.520109、與國外主流系統(tǒng)的比較日本光西熱化學(xué)芬蘭RAUTARUUKKI安徽工業(yè)大學(xué)

化工自動(dòng)化研發(fā)中心加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)焦?fàn)t過程管理系統(tǒng)焦?fàn)t綜合測溫與加熱優(yōu)化控制系統(tǒng)1、參數(shù)檢測測量立火道溫度；（在線雙鉑銠熱電偶）檢測粗煤氣溫度；檢測廢氣含氧量、

廢氣中CO含量；煤氣熱值在線檢測；煤水分在線檢測推焦力/電流輸入推焦作業(yè)計(jì)劃測量立火道溫度；（人工-便攜式紅外溫度計(jì)）檢測粗煤氣溫度；檢測廢氣含氧量、

廢氣中CO含量；煤氣熱值在線檢測；煤水分在線檢測推焦力/電流檢測焦餅溫度輸入推焦作業(yè)計(jì)劃測量立火道溫度；（在線式紅外溫度計(jì)、直接）檢測粗煤氣溫度；檢測廢氣含氧量；煤水分人工輸入；推焦電流（參考）長期測量焦餅溫度；輸入推焦作業(yè)計(jì)劃日本光西熱化學(xué)芬蘭RAUTARUUKKI安徽工業(yè)大學(xué)

化工自動(dòng)化研發(fā)中心2、控制思路控制指標(biāo)：火落時(shí)間；標(biāo)準(zhǔn)溫度隨平均火落時(shí)間動(dòng)態(tài)調(diào)整；全爐平均溫度僅作參考值；控制模式：調(diào)整加熱煤氣流量；燃燒控制以廢氣含氧量為標(biāo)準(zhǔn)，兼顧看火孔壓力控制指標(biāo)：煉焦指數(shù)；煉焦指數(shù)目標(biāo)值由前饋供熱量模型、焦餅溫度和專家經(jīng)驗(yàn)給出；全爐平均溫度僅作參考值；控制模式：暫停加熱時(shí)間燃燒控制以廢氣含氧量為標(biāo)準(zhǔn)，兼顧看火孔壓力控制指標(biāo)：火道溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度由煉焦指數(shù)、焦餅溫度、煤水分和專家經(jīng)