本發(fā)明涉及焦?fàn)t技術(shù)，特別涉及一種焦?fàn)t上升管的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t是在隔絕空氣的條件下對煉焦煤加熱干餾的工業(yè)窯爐。煉焦煤在炭化室內(nèi)加熱干餾過程中，不斷析出荒煤氣，經(jīng)上升管系統(tǒng)進(jìn)入下工序精制處理，上升管系統(tǒng)為荒煤氣導(dǎo)出通道，其動作單元包括上升管蓋開閉、高低壓氨水切換、橋管水封閥開閉。

現(xiàn)焦?fàn)t上升管蓋開閉、高低壓氨水切換、橋管水封閥開閉基本上采用杠桿原理，配合推焦車、裝煤車作業(yè)順序，人工現(xiàn)場操作。

當(dāng)進(jìn)行裝煤作業(yè)前，切換三通球閥，使得高壓氨水進(jìn)入高壓氨水噴嘴，產(chǎn)生吸力，滿足裝煤作業(yè)條件，當(dāng)裝煤結(jié)束后，將三通球閥切換回來，使得低壓氨水進(jìn)入噴嘴常噴灑。

低壓氨水的作用是冷卻炭化室內(nèi)產(chǎn)生的荒煤氣，高壓氨水的作用是通過大流量的高壓氨水產(chǎn)生吸力和負(fù)壓，從而將炭化室內(nèi)產(chǎn)生的荒煤氣大量吸入集氣管，從而確保裝煤車裝煤作業(yè)的安全。

焦?fàn)t出爐作業(yè)前40分鐘左右，人工關(guān)閉橋管水封閥，打開上升管管蓋，并撬開對應(yīng)炭化室的加煤口蓋，空爐燒石墨，通常一座焦?fàn)t同時打開的上升管數(shù)量為4～7個。加煤前，人工關(guān)閉上升管管蓋，打開橋管水封閥，并將氨水切換至高壓；加煤后，人工將氨水切換至低壓。焦?fàn)t裝煤、推焦作業(yè)依據(jù)出爐計劃周而復(fù)始，按炭化室號順序執(zhí)行，人工操作環(huán)境差，勞動強(qiáng)度大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一個焦?fàn)t上升管的控制方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上升管各裝置與焦?fàn)t裝煤車、推焦車作業(yè)的安全聯(lián)鎖，自動控制，無人化作業(yè)，替代人工作業(yè)，消除人工作業(yè)配合次序及時間偏差，減少焦?fàn)t上升管作業(yè)安全、環(huán)保風(fēng)險。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一個焦?fàn)t上升管的控制系統(tǒng)，其包括，上升管，為一個三通管，其上端口設(shè)可開閉管蓋及管蓋驅(qū)動氣缸；橋管，通過法蘭連接于所述上升管一側(cè)端口；橋管為一向下彎的彎管，橋管下端設(shè)水封閥及水封閥驅(qū)動氣缸；低壓氨水噴嘴、高壓氨水噴嘴及相應(yīng)的低壓氨水管道及低壓氨水閥門、高壓氨水管道；低壓氨水噴嘴，設(shè)置于所述橋管內(nèi)近與上升管連接處；高壓氨水噴嘴，設(shè)置于所述橋管內(nèi)低壓氨水噴嘴下方；低壓氨水管道、高壓氨水管道分別連接至一高、低壓氨水切換三通球閥的兩個端口，該三通球閥另一端口連接氨水管道；高、低壓氨水切換三通球閥連接三通球閥驅(qū)動氣缸或電磁驅(qū)動閥；所述低壓氨水管道、高壓氨水管道中分別設(shè)置一截止閥；所述管蓋驅(qū)動氣缸、水封閥驅(qū)動氣缸及三通球閥驅(qū)動氣缸通過氣體管路連接至一電磁切換閥；可編程序控制器，所述電磁切換閥或/和電磁驅(qū)動閥電性連接所述控制器，并電性連接焦?fàn)t控制系統(tǒng)。

本發(fā)明焦?fàn)t上升管的控制系統(tǒng)的控制方法，其包括兩種作業(yè)模式，正常生產(chǎn)模式及保養(yǎng)模式；其中，所述正常生產(chǎn)模式為：干餾過程，高溫荒煤氣經(jīng)上升管立管上升，經(jīng)過橋管時被噴灑的低壓氨水冷卻，由500℃以上降至85℃，進(jìn)入集氣管系統(tǒng)送化工精制；推焦作業(yè)前，根據(jù)炭化室裝入煤干餾進(jìn)程，得出焦炭成熟信息，通過PLC編制成出爐計劃，由計算機(jī)發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)和裝煤車；焦?fàn)t控制系統(tǒng)根據(jù)得到的計劃發(fā)出指令，通過可編程序控制器控制電磁切換閥動作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)氣缸的動作來關(guān)閉橋管上的水封閥，打開上升管管蓋，燒除殘留在爐頂空間及上升管內(nèi)壁的游離碳，并實(shí)施橋管的清掃作業(yè)；然后推焦車、導(dǎo)焦車、電車根據(jù)PLC指令進(jìn)行推焦作業(yè)；推焦完畢后，推焦車將機(jī)側(cè)爐門關(guān)閉信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)，導(dǎo)焦車將焦側(cè)爐門關(guān)閉信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將上述信號發(fā)送至裝煤車，裝煤車得到上述信號后，自動走行至待裝煤爐號炭化室上方并實(shí)現(xiàn)精確定位置，并將定位置信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)；焦?fàn)t控制系統(tǒng)得到上述信號，對上升管操作系統(tǒng)發(fā)出信號，并通過可編程序控制器控制電磁切換閥動作，驅(qū)動相應(yīng)氣缸關(guān)閉上升管管蓋，打開橋管水封閥；高、低壓氨水噴灑系統(tǒng)切換至高壓氨水噴灑，在上升管內(nèi)形成較大負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)無煙裝煤；裝煤完畢，裝煤車將裝煤完畢信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)，焦?fàn)t控制系統(tǒng)指令高、低壓氨水噴灑系統(tǒng)再切換至低壓氨水噴灑，進(jìn)入下一輪的干餾進(jìn)程；所述保養(yǎng)模式為：系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定炭化室保養(yǎng)計劃，逐一關(guān)閉炭化室的橋管水封閥，打開上升管管蓋，指令裝煤車打開炭化室預(yù)先設(shè)定的加煤口蓋進(jìn)行保養(yǎng)作業(yè)。

上述所有信號均通過焦?fàn)t用PLC與裝煤車的通訊內(nèi)容，在裝煤車上操作屏CRT上可以顯示上升管的狀態(tài)信息。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將焦?fàn)t上升管蓋開閉、高低壓氨水切換、橋管水封閥開閉與焦?fàn)t推焦、裝煤作業(yè)協(xié)調(diào)運(yùn)作，相互聯(lián)鎖保護(hù)。

本發(fā)明上升管各裝置配置氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由上升管控制系統(tǒng)收發(fā)各裝置動作信號，建立上升管控制系統(tǒng)與裝煤車、推焦車通信，實(shí)現(xiàn)上升管各裝置依據(jù)裝煤車、推焦車的指令執(zhí)行開閉動作，實(shí)現(xiàn)上升管系統(tǒng)與焦?fàn)t機(jī)車的安全聯(lián)鎖，完全替代原上升管系統(tǒng)人工確認(rèn)及操作功能，極大的提升了系統(tǒng)的作業(yè)精度，減少了作業(yè)配合次序及時間偏差造成的安全、環(huán)保隱患。與其它技術(shù)相比，具有精度高、安全、環(huán)保等特點(diǎn)。

通過本發(fā)明，不僅可以實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t上升管系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，無人化作業(yè)，滿足焦?fàn)t正常生產(chǎn)及炭化室爐內(nèi)保養(yǎng)兩種作業(yè)需求，也有助于實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t清潔生產(chǎn)，減少荒煤氣燒損，提高煉焦經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明兼顧正常生產(chǎn)及保養(yǎng)兩種作業(yè)模式，基本滿足焦?fàn)t上升管系統(tǒng)自動化需求

本發(fā)明可以大大實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t上升管系統(tǒng)各裝置動作與裝煤車、推焦車的安全聯(lián)鎖，替代原人工判斷及操作，控制精度高，減少了安全、環(huán)保風(fēng)險。另外，應(yīng)用本發(fā)明，可以減少焦?fàn)t上升管打開的數(shù)量、時間，增加荒煤氣的回收量，減少放散燃燒造成的能源損失及環(huán)境污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明焦?fàn)t上升管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例控制系統(tǒng)的示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的控制流程圖(正常生產(chǎn)模式)。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的控制流程圖(保養(yǎng)模式)。

具體實(shí)施方式

參見圖1、圖2，本發(fā)明的焦?fàn)t上升管的控制系統(tǒng)，其包括，

上升管1，為一個三通管，其上端口設(shè)可開閉管蓋2及管蓋驅(qū)動氣缸3；

橋管4，通過法蘭連接于所述上升管1一側(cè)端口；橋管4為一向下彎的彎管，橋管4下端設(shè)水封閥5及水封閥驅(qū)動氣缸6；

低壓氨水噴嘴7、高壓氨水噴嘴8及相應(yīng)的低壓氨水管道71及低壓氨水閥門72、高壓氨水管道81及高壓氨水閥門82；

低壓氨水噴嘴7，設(shè)置于所述橋管4內(nèi)近與上升管1連接處；高壓氨水噴嘴8，設(shè)置于所述橋管4內(nèi)低壓氨水噴嘴7下方；低壓氨水管道71、高壓氨水管道81分別連接至一高、低壓氨水切換三通球閥9的兩個端口，該三通球閥9另一端口連接氨水管道10；高、低壓氨水切換三通球閥9連接三通球閥驅(qū)動氣缸或電磁驅(qū)動閥11；

所述管蓋驅(qū)動氣缸3、水封閥驅(qū)動氣缸6及三通球閥驅(qū)動氣缸通過氣體管路連接至一電磁切換閥12；圖中13為氣缸用電纜，14為儀表用壓縮空氣主管，15為控制柜/氣控柜，16為集氣管；

可編程序控制器(圖中未示)，所述電磁切換閥或/和電磁驅(qū)動閥電性連接所述控制器，并電性連接焦?fàn)t控制系統(tǒng)。

本發(fā)明焦?fàn)t上升管的控制系統(tǒng)的控制方法，其包括兩種作業(yè)模式，正常生產(chǎn)模式及保養(yǎng)模式；其中，

參見圖3，本發(fā)明控制方法所述正常生產(chǎn)模式為：

干餾過程，高溫荒煤氣經(jīng)上升管立管上升，經(jīng)過橋管時被噴灑的低壓氨水冷卻，由500℃以上降至85℃，進(jìn)入集氣管系統(tǒng)送化工精制；

推焦作業(yè)前，根據(jù)炭化室裝入煤干餾進(jìn)程，得出焦炭成熟信息，通過PLC編制成出爐計劃，由計算機(jī)發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)和裝煤車；焦?fàn)t控制系統(tǒng)根據(jù)得到的計劃發(fā)出指令，通過可編程序控制器控制電磁切換閥動作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)氣缸的動作來關(guān)閉橋管上的水封閥，打開上升管管蓋，燒除殘留在爐頂空間及上升管內(nèi)壁的游離碳，并實(shí)施橋管的清掃作業(yè)；然后推焦車、導(dǎo)焦車、電車根據(jù)PLC指令進(jìn)行推焦作業(yè)；

推焦完畢后，推焦車將機(jī)側(cè)爐門關(guān)閉信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)，導(dǎo)焦車將焦側(cè)爐門關(guān)閉信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)，焦?fàn)t控制系統(tǒng)將上述信號發(fā)送至裝煤車，裝煤車得到上述信號后，自動走行至待裝煤爐號炭化室上方并實(shí)現(xiàn)精確定位置，并將定位置信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)；焦?fàn)t控制系統(tǒng)得到上述信號，對上升管操作系統(tǒng)發(fā)出信號，并通過可編程序控制器控制電磁切換閥動作，驅(qū)動相應(yīng)氣缸關(guān)閉上升管管蓋，打開橋管水封閥；高、低壓氨水噴灑系統(tǒng)切換至高壓氨水噴灑，在上升管內(nèi)形成較大負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)無煙裝煤；

裝煤完畢，裝煤車將裝煤完畢信號發(fā)送至焦?fàn)t控制系統(tǒng)，焦?fàn)t控制系統(tǒng)指令高、低壓氨水噴灑系統(tǒng)再切換至低壓氨水噴灑，進(jìn)入下一輪的干餾進(jìn)程；

參見圖4，本發(fā)明控制方法所述保養(yǎng)模式為：

系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定炭化室保養(yǎng)計劃，逐一關(guān)閉炭化室的橋管水封閥，打開上升管管蓋，指令裝煤車打開炭化室預(yù)先設(shè)定的加煤口蓋進(jìn)行保養(yǎng)作業(yè)。

本發(fā)明應(yīng)用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上升管管蓋開閉、水封閥開閉及高低壓氨水切換，替代原人工作業(yè)。

在本實(shí)施例中，上升管管蓋開閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)用驅(qū)動氣缸的底座固定在上升管外側(cè)新增下平臺上，氣缸的另一端連在上升管管蓋的配重連桿上，以氣缸的往復(fù)動作來實(shí)現(xiàn)上升管管蓋的開閉操作；水封閥開閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)用氣缸的底座固定在集氣管上，氣缸的另一端連在水封閥的配重拉桿上，以氣缸的往復(fù)動作來實(shí)現(xiàn)水封閥的開閉操作；水封閥開閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)用氣缸中間增加一點(diǎn)限位，并將中間限位反饋給中控室；高低壓氨水切換氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)用電磁驅(qū)動閥固定在三通球閥上，代替三通球閥手動搬桿實(shí)現(xiàn)三通球閥切換高、低壓氨水的操作。氣控柜內(nèi)設(shè)操作面板，操作面板上對應(yīng)每孔炭化室設(shè)中央、現(xiàn)場操作切換開關(guān)和現(xiàn)場操作按鈕，并對應(yīng)于每孔炭化室進(jìn)行編號。每個氣控柜控制兩個炭化室的高低壓氨水切換三通閥驅(qū)動氣缸或電磁驅(qū)動閥、管蓋驅(qū)動氣缸、水封閥驅(qū)動氣缸?；蚋叩蛪喊彼姶膨?qū)動閥、管蓋驅(qū)動氣缸及水封閥驅(qū)動氣缸在氣控柜內(nèi)采用中泄式電磁切換閥直接來控制，在對應(yīng)氣缸上開閉兩個位置裝有限位開關(guān)(磁性開關(guān))，動作到位后電磁閥線圈斷電，各驅(qū)動氣缸內(nèi)壓縮空氣通過電磁切換閥集中排出，各驅(qū)動氣缸靠配重或自重保持位置。

上升管系統(tǒng)自動作業(yè)設(shè)置有中控室手動/自動控制和現(xiàn)場機(jī)旁手動按鈕及完全人工手動操作四種控制操作方式，具有上升管系統(tǒng)開閉檢測反饋功能，中控室實(shí)時顯示各裝置當(dāng)前狀態(tài)和自動作業(yè)畫面，可一鍵式實(shí)現(xiàn)各種控制手段的切換，并可根據(jù)工藝要求設(shè)置上升管系統(tǒng)動作與實(shí)際生產(chǎn)中裝煤、推焦作業(yè)聯(lián)鎖信息(如裝煤前、裝煤后和推焦前幾個關(guān)鍵點(diǎn)及時間)，為了全面掌控作業(yè)信息，機(jī)焦側(cè)爐門關(guān)閉信號需和推焦車、導(dǎo)焦車當(dāng)前爐號一起發(fā)送至控制室；上升管各裝置的位置信號傳送至地面PLC系統(tǒng)，分析處理后，生成某爐號上升管作業(yè)信息，作為裝煤/推焦作業(yè)的聯(lián)鎖條件；裝煤車上設(shè)置上升管系統(tǒng)控制操作設(shè)施。上升管管蓋的開閉、水封閥的開閉及高低壓氨水切換的動作是通過程序控制氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)其中任何一個動作失靈或信號傳遞中斷，中控室或現(xiàn)場可手動完成操作。

本發(fā)明現(xiàn)已在焦?fàn)t上應(yīng)用，通過現(xiàn)場實(shí)踐，方法正確，系統(tǒng)可靠，可以完全替代原人工作業(yè)，且上升管打開的數(shù)量可控，極大的提升了作業(yè)現(xiàn)場的安全級別，減少了提前打上升管帶來的環(huán)保風(fēng)險。

隨著國家環(huán)保要求的不斷提高，焦?fàn)t上升管系統(tǒng)提前打開帶來的環(huán)保風(fēng)險越來越突出，隨著用工成本上升及勞動力年輕化的變遷，上升管系統(tǒng)自動控制是今后必然的選擇，因此本方法應(yīng)用前景非常廣闊。