摘 要：焦?fàn)t集氣管壓力穩(wěn)定控制是焦化工藝系統(tǒng)中比較重要的組成部分，焦?fàn)t集氣管主要負(fù)責(zé)對焦?fàn)t生產(chǎn)中所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行收集，然后經(jīng)氣液分離器，煤氣初冷器，電捕焦油器將煤氣進(jìn)行氣液分離、洗滌、冷卻等一系列的凈化操作，最后由煤氣鼓風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行加壓輸送，最終煤氣回收利用。然而，焦?fàn)t集氣管具有偶合嚴(yán)重、擾動大、非線性等缺陷，此時就需要根據(jù)焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的實際情況來制定智能控制對策，這樣不僅可以確保焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和協(xié)調(diào)性，而且還可以提高焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：集氣管;高壓氨水;初冷前吸力

1.在焦化工業(yè)生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t集氣管壓力的穩(wěn)定與否將會直接決定焦?fàn)t生產(chǎn)效率的高低。在焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果焦?fàn)t集氣管壓力比較低時，會導(dǎo)致空氣進(jìn)入爐體，從而誘發(fā)煤氣當(dāng)中氧含量增加，化產(chǎn)安全生產(chǎn)及甲醇安全生產(chǎn)受到影響。煤氣當(dāng)中的灰份增加，既增加了后續(xù)生產(chǎn)冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，而且還縮短生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。反之如果壓力過高時，會導(dǎo)致荒煤氣將從爐門爐蓋冒出，引發(fā)冒煙冒火現(xiàn)象，既降低了荒煤氣回收效率，又會引發(fā)環(huán)境污染。如今，大多數(shù)焦?fàn)t集氣管壓力存在比較大范圍的波動，從而導(dǎo)致焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)運(yùn)行效率低下。此時就需要在對上述問題分析的基礎(chǔ)上，制定出一套系統(tǒng)、完善的智能控制對策，其可以達(dá)到改善環(huán)境的目的，而且還可以有效提高煤氣質(zhì)量和回收量，提高焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.鼓風(fēng)機(jī)前煤氣吸力調(diào)節(jié)是煤氣鼓風(fēng)機(jī)操作中最重要的工作，它不僅要完成焦?fàn)t煤氣的輸送，而且還要保持焦?fàn)t集氣管壓力的穩(wěn)定，同事還要擔(dān)負(fù)“大循環(huán)”的工作，所謂“大循環(huán)”就是將鼓風(fēng)機(jī)壓出后的煤氣部分送回到初冷器前。當(dāng)機(jī)前吸力增大，焦?fàn)t集氣管壓力偏低時經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)壓出的煤氣通過“大循環(huán)”回到初冷器前增多，以減少鼓風(fēng)機(jī)對集氣管煤氣的吸力。反之當(dāng)機(jī)前吸力減小，焦?fàn)t集氣管壓力增大時，煤氣通過“大循環(huán)”回到初冷器前減小，增大鼓風(fēng)機(jī)對集氣管煤氣吸力。

3.鼓風(fēng)機(jī)前吸力分為初冷器前吸力，初冷器后吸力，鼓風(fēng)機(jī)入口吸力。通過分析鼓風(fēng)機(jī)的操作，首先要保證焦?fàn)t微正壓操作，鼓風(fēng)機(jī)的抽吸量取決于焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量。也就是說鼓風(fēng)機(jī)的操作應(yīng)根據(jù)焦?fàn)t集氣管壓力情況設(shè)定。鼓風(fēng)機(jī)入口吸力的大小由于受機(jī)前設(shè)備（初冷器阻力和電捕焦油器阻力）影響，此處吸力波動大較難控制。初冷后吸力同樣受初冷器阻力影響，不易控制。初冷器前吸力，直接來自焦?fàn)t集氣管，最能直接反應(yīng)焦?fàn)t集氣管壓力變化。控制初冷器前吸力有利于焦?fàn)t操作。

4.在煤氣流動的整個過程中，高壓氨水壓力及流量對焦?fàn)t集氣管有著直接影響。當(dāng)裝煤操作不變時，集氣管壓力是唯一影響進(jìn)入系統(tǒng)的氣量和雜質(zhì)情況的因素?；蛘叻催^來說，當(dāng)集氣管壓力穩(wěn)定時，影響進(jìn)入系統(tǒng)的氣量和雜質(zhì)情況是裝煤操作——高壓氨水的噴射力大，進(jìn)入系統(tǒng)（集氣管）的氣量就多、流速就大、可能夾帶的雜質(zhì)就多;若噴射力小 ，則反之，但可能爐門冒煙。

如圖 1 所示——裝煤期間在橋管處噴灑的高壓氨水將煤氣（包括部分空氣）壓入集氣管，上升管根部 （A）的壓力（PA）一般為-1000 Pa（或叫吸力1000 Pa） 左右，假設(shè)集氣管的壓力（P）為 100 Pa，那么BC處 的壓差約為 1100 Pa左右——也就是說高壓氨水與橋 管所構(gòu)成的“射流泵”能產(chǎn)生的升壓（PBC）為 1100 Pa 左右。上升管根部（A）的壓力PA越低， 氣體的流速就越大，可能夾帶進(jìn)的煤粉就越多，可能 進(jìn)入的空氣量就大;反之，當(dāng)PA越高（吸力越?。?，氣體的流速就越小，可能夾帶進(jìn)的煤粉就 越少，不但不會進(jìn)入空氣，爐門也可能會冒煙。可見，當(dāng)高壓氨水的噴射力不能調(diào)節(jié)時，集氣管壓力是會對裝煤效果產(chǎn)生影響的;當(dāng)高壓氨水壓力能夠調(diào)節(jié)時，可根據(jù)集氣管壓力的變化自動調(diào)節(jié)高壓氨水壓力，使上升管根部（A）的負(fù)壓程度基本保持穩(wěn)定。裝煤效果就會保持良好，而且不受集氣管壓力變化的影響。

焦?fàn)t在關(guān)閉情況下翻板的阻力最大——DE處 的壓差最大，為保證合格的集氣管壓力，吸氣管的吸力也會很大，當(dāng)然機(jī)前吸力就更大了。也可以將上述情況反過來說：當(dāng)機(jī)前吸力小時，為保證合格的集氣管壓力，翻板就要開大;當(dāng)機(jī)前吸力大時，為保證合格的集氣管壓力，翻板就要關(guān)小。

對照圖 3 ：P3= （h1+h2+h3）- P — 我們需要保持集氣管壓力（P） 不變。（h1+h2+h3）時，集氣管壓力就是可控的。所以，不論吸力大小，只要在翻板能調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，集氣管壓力就不會有太大的變化;只要“無煙裝煤”系統(tǒng)能控制好上升管根部（A）的負(fù)壓值，裝煤效果就會很好，煤粉的夾帶 量也不會大增——因為上升管根部是煤粉的唯一入口（當(dāng)PA較高——煤氣不能進(jìn)入上升管時，不管多大的機(jī)前吸力，都不會有煤粉進(jìn)入系統(tǒng)）。

簡單的說：集氣管翻板開度小點，吸力就會大點;集氣管翻板開度大點，吸力就會小點，集氣管翻板開度與吸力有無數(shù)個組合，都能保證集氣管壓力的穩(wěn)定

事實上，這些影響是同時存在的，我們只是為了便于理解，將其分開進(jìn)行討論。在生產(chǎn) 實際中，調(diào)整大循環(huán)量時，影響初冷器前吸力（P2）。而當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)處在其特性曲線較平坦的區(qū)域時，調(diào)節(jié)大循環(huán)對初冷器前吸力（P2）的影響會更大些。

總之控制初冷器前吸力與高壓氨水流量是鼓風(fēng)機(jī)煤氣平衡的關(guān)鍵，更是焦?fàn)t平穩(wěn)生產(chǎn)的重要因素?，F(xiàn)今在煤化工生產(chǎn)過程中安全環(huán)保是焦化企業(yè)的生命線，如何穩(wěn)定焦?fàn)t生產(chǎn)，確保爐頂爐蓋不冒煙不冒火更是焦化企業(yè)的生存根本。才能為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

魏凱（1982-），男，漢族，河北省保定市望都縣人，企業(yè)職工，大專，助理工程師，單位：河北旭陽新能源有限公司，專業(yè)：應(yīng)用化工技術(shù)，研究方向：煤氣利用與開發(fā)。