一种焦炉自动加热耦合控制方法与流程

本发明涉及焦炉生产，尤其涉及一种焦炉自动加热耦合控制方法。

背景技术：

1、

2、焦炉高向加热均匀性直接影响焦饼高向的成熟度，并可能导致炉顶空间结石墨、推焦时冒烟冒火等问题。焦炉高向加热均匀性一般可以通过立火道内气体出口处的调节砖调整，但是由于立火道温度可达1400℃以上，且调节距离较远，生产过程中一般不做调节。为了解决上述问题，公开号为cn 108728127a的中国专利申请公开了一种“采用富煤气加热的低氮排放焦炉加热系统及其调节方法”，公开号为cn 108774537a的中国专利申请公开了“一种低氮排放的复热式焦炉加热系统及其调节方法”，两者通过改变加热系统，使得进入立火道底部及中部/上部位置的助燃空气量或者煤气量可独立、定量的在废气开闭器处进行冷端调节，进而降低氮氧化物的生成，这种外调式焦炉具有调节简便、快速的优点。

3、此外，为了实现焦炉生产的自动化，公开号为cn 113278424 a的中国专利申请公布了“一种可实现自动调节的废气开闭器”，通过控制内部各调节阀门的开闭，能够连续、快速改变贫煤气流量、空气大小风门进风截面以及废气调节翻板开度，进而达到自动调节焦炉加热气体流量的目的。公开号为cn107179129a的中国专利申请公开了“一种炼焦过程焦饼温度检测系统及方法”，可以实现焦饼温度测量的自动化。

4、上述专利文献均记载了焦炉生产过程中相关的自动化系统，但其彼此之间没有关联，如果能够将上述自动化系统进行整合，并在此基础上实现焦炉高向加热均匀性的提升，则对焦炉生产具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种焦炉自动加热耦合控制方法，通过专家判定系统对自动测量的外调式焦炉的焦饼温度、炉顶空间温度、废气温度、废气含氧量等生产数据进行耦合判定，并根据判定结果对废气开闭器进行自动调节，使得焦炉高向加热均匀的调节更加及时、便捷，进而实现焦炉高向加热调节的自动化、智能化。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种焦炉自动加热耦合控制方法，所述焦炉为立火道高向空气供入量通过废气开闭器调节的外调式焦炉，自立火道底部进入的空气和自立火道中上部进入的空气分别经对应的蓄热室预热，并通过对应废气开闭器上设置的空气流量调节装置调节空气流量；废气开闭器上还设有废气翻板用于调节流经对应蓄热室的废气流量；焦炉的分烟道或总烟道中设总废气翻板；所述焦炉自动加热耦合控制方法基于焦炉自动加热耦合控制系统实现，所述焦炉自动加热耦合控制系统包括自动监测系统、废气开闭器自动调节系统及专家判定系统；所述自动监测系统包括焦饼自动测温系统、炉顶空间测温系统及小烟道废气测量系统；自动监测系统测量的生产实时数据，包括焦饼自动测温系统自动测量的焦饼温度、炉顶空间测温系统自动测量的炉顶空间温度、小烟道废气测量系统测量的废气温度及废气中含氧量，均传输至专家判定系统；专家判定系统中事先设定各评定参数的允许范围值，评定参数包括焦饼温度、焦饼上中下三点温度差、炉顶空间温度、相邻2个蓄热室的废气温度偏差，以及废气中的含氧量；专家判定系统根据生产实时数据及对应的评定参数进行判定，根据判定结果向废气开闭器自动调节系统下达指令，对废气开闭器进行调节。

4、进一步的，所述专家判定系统的判定方法如下：

5、(1)当测得焦饼上部温度高于下部温度，或者炉顶空间温度高于设定最高温度，或者炉顶空间有结石墨现象时，专家判定系统下达调节指令，增大底部空气对应废气开闭器的空气流量调节装置开度和/或减小中上部空气对应废气开闭器的空气流量调节装置开度，使自立火道底部进入的空气量增加和/或自立火道中部及上部进入的空气量减少；

6、当测得焦饼下部温度高于上部温度，或者炉顶空间温度低于设定最低温度，或者焦饼顶部有生焦时，专家判定系统下达调节指令，减小底部空气对应闭气开闭器的空气流量调节装置开度和/或增大中上部空气对应废气开闭器的空气流量调节装置开度，使自立火道底部进入的空气量减少和/或自立火道中部及上部进入的空气量增加；

7、(2)当相邻2个蓄热室的废气温度偏差大于设定最大值时，专家判定系统下达调节指令，对其中废气温度高的蓄热室所对应的废气开闭器进行调节，减小对应废气开闭器的废气翻板开度，使对应蓄热室内的废气量减少；

8、(3)当某个小烟道废气中含氧量超过设定最大值时，专家判定系统下达调节指令，减小对应废气开闭器的空气流量调节装置的开度和/或废气翻板的开度，降低进入该小烟道对应上升立火道的空气量；与之相反，当某个小烟道废气中含氧量低于设定最小值时，专家判定系统下达调节指令，增大对应废气开闭器的空气流量调节装置的开度和/或废气翻板的开度，增大进入该小烟道对应上升立火道的空气量。

9、进一步的，所述自动监测系统测定的实时数据定期进行校正，并将校正结果输入专家判定系统。

10、进一步的，每次推焦完成后，专家判定系统进行分析判定，对进行推焦操作炭化室下方2个蓄热室对应的废气开闭器进行调整，一个结焦周期完成对所有废气开闭器的调整。

11、进一步的，所述焦饼自动测温系统在导焦栅两侧的上、中、下位置对称设置6个测温点，用于测量焦饼上部、中部及下部的温度；导焦栅后部中间位置设置至少一个测温点，用于测量焦饼中心温度；温度测量装置采用非接触式的红外光电测温仪。

12、进一步的，所述炉顶空间测温系统在每个炭化室上升管的根部设置热电偶，热电偶的测量端伸入上升管下方的炉顶空间内，用于实时在线测量炭化室炉顶空间温度。

13、进一步的，所述小烟道废气测量系统包括废气温度测量装置及废气含氧量测量装置；废气温度测量装置安装在废气开闭器2个小烟道的连接管上，废气含氧量测量装置安装在废气连接筒上，用于测量相邻2个下降气流蓄热室的废气温度和废气含氧量。

14、进一步的，所述废气开闭器自动调节系统包括废气开闭器及焦炉交换传动系统；通过废气开闭器上的空气流量调节装置自动控制空气流量，包括独立调整进入每个小烟道的空气量；通过废气开闭器上的废气翻板自动控制废气流量，包括独立调整进入每个蓄热室的废气量。

15、进一步的，所述生产实时数据向专家判定系统传输时，采用无线和有线方式传输，其中焦饼温度信号传输采用无线传输方式。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)利用专家系统对焦饼自动测温系统、废气开闭器自动调节系统、炉顶空间测温系统、小烟道废气测量系统进行耦合，对测量的焦饼温度、炉顶空间温度、废气温度、废气含氧量等生产参数进行综合判定，并根据判定结果对废气开闭器进行自动调节，实现了外调式焦炉高向加热的及时、自动调节，进一步推动焦炉生产自动化、智能化进程；

18、(2)通过对废气开闭器处空气量以及废气量的自动调节，使得焦饼高向成熟更加均匀，解决了炉顶空间结石墨、焦饼局部生焦以及推焦冒烟冒火等问题，同时还可以降低立火道氮氧化物的生成；

19、(3)通过及时调整废气中的含氧量，以及解决蓄热室温度偏析等问题，有利于降低加热煤气用量，实现焦炉生产的节能减排。