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鄂托克旗建元煤焦化有限責任公司（以下簡稱：建元煤焦化公司）是我國西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈最為完整的煤炭深加工企業(yè)之一，是中國能源500強企業(yè)。建元煤焦化公司擁有先進的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，采用現(xiàn)代化管理模式，致力于煤炭資源的有效利用與轉(zhuǎn)型升級。

傳統(tǒng)焦爐的煉焦過程采用人工測溫與調(diào)火，測量誤差大，調(diào)節(jié)周期長且不及時，容易導致爐溫波動大，影響焦炭質(zhì)量且能源浪費較高。

近期建元煤焦化公司C組（5#、6#）2*60孔6.25米搗固焦爐引入中控焦爐加熱優(yōu)化控制解決方案，通過加裝立火道自動測溫、上升管荒煤氣測溫、焦餅測溫等儀表和單燃燒室調(diào)節(jié)裝置，成功實現(xiàn)了焦爐加熱過程的精確監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)控，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有效提升，能源消耗顯著下降，向著高效、環(huán)保的煉焦生產(chǎn)邁出了堅實一步。

圖１：建元煤焦化公司項目控制室

焦爐加熱優(yōu)化控制解決方案

焦爐加熱優(yōu)化控制是中控技術(shù)InPlant APC Coking焦化專用軟件的核心功能之一，覆蓋焦爐加熱生產(chǎn)操作的直行溫度自動測量（含測溫異常診斷，可生成標準測溫報表）、加熱煤氣流量控制（總管/支管）、煙道吸力自動調(diào)節(jié)（基于煙氣氧含量）、加熱溫度自動優(yōu)化（基于焦餅溫度/火落時間/煤餅水含量）以及批次數(shù)據(jù)存儲分析功能。

目前建元煤焦化公司已投運煉焦生產(chǎn)批次數(shù)據(jù)存儲分析和基于煤氣總管的加熱控制功能，預期今年內(nèi)將結(jié)合上升管余熱回收設(shè)備和發(fā)生爐煤氣投運，實現(xiàn)全部功能的應(yīng)用。在生產(chǎn)平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上，將通過自動優(yōu)化加熱目標溫度獲得更好的節(jié)能效果。

核心應(yīng)用價值

中控焦爐加熱優(yōu)化控制解決方案在應(yīng)用中具有以下價值：

01

立火道自動測溫，逐步替代人工測溫

圖２：立火道自動測溫與人工測溫對比

經(jīng)過多次校驗對比，現(xiàn)場每4小時的人工手持紅外測溫數(shù)據(jù)與對應(yīng)時間下降火道的在線測溫數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)趨勢基本一致且偏差穩(wěn)定，所安裝的在線紅外測溫儀可以準確反映立火道三角區(qū)實時溫度，能夠長期穩(wěn)定支持火道溫度的監(jiān)測和控制。用戶可以逐步降低人工測溫頻次，直至改為抽檢。

02

直行平均溫度運行平穩(wěn)性大幅提升

圖３：直行溫度1天趨勢圖

6.25米焦爐單孔裝煤量達50立方米，相對于煤氣壓力（圖中白線）調(diào)節(jié)，直行平均溫度（圖中綠線）滯后非常大，人工測溫和調(diào)節(jié)以4小時為周期，很難實現(xiàn)超前調(diào)節(jié)和穩(wěn)定控制。采用在線測溫后，控制周期縮短為半小時，通過及時調(diào)節(jié)和超前調(diào)節(jié)，平均控制精度為±3℃以內(nèi)，最大偏差7℃左右，較人工調(diào)節(jié)均溫波動幅度降低80%以上，安定系數(shù)接近1.0，均勻系數(shù)保持0.8以上，對于穩(wěn)定爐況發(fā)揮著重要作用。

03

批次化數(shù)據(jù)管理，為強化管理提供手段

煉焦生產(chǎn)從裝煤到出焦是典型的批次化生產(chǎn)過程，中控InPlant APC Coking焦化專用軟件，通過實時采集裝煤電流、推焦電流、上升管溫度、直行溫度、焦餅溫度、塌煤、塌焦等關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并基于炭化室進行煉焦批次化記錄。

通過交互分析批次數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)：

• 推焦裝煤電流、塌煤塌焦關(guān)系分析，指導配煤、搗固工藝調(diào)整；
• 基于上升管溫度批次歷史，預測火落時間；
• 焦餅溫度三維熱力圖，判斷高向加熱和橫排溫度的均勻性；
• 直行溫度、燜爐系數(shù)批次分析，優(yōu)化單燃燒室加熱目標溫度，避免過燒或欠燒；
• 通過批次數(shù)據(jù)組合分析，為托煤板、裝煤車煤箱、爐門鐵件、搗固搖動給料等設(shè)備維護提供數(shù)據(jù)支撐。

同時，加熱總覽界面可集中展示各炭化室加熱時間、立火道溫度、上升管溫度、焦餅溫度、推焦電流、裝煤電流、均勻系數(shù)和安定系數(shù)等運行信息，全爐運行情況一目了然。

圖４：加熱總覽界面

中控焦爐加熱優(yōu)化控制解決方案在建元煤焦化公司的成功投運，是自動化儀表和控制技術(shù)在焦化行業(yè)的成功應(yīng)用，不僅全面提升焦炭和化產(chǎn)的質(zhì)量收率，也極大改善了加熱經(jīng)濟性，為管控決策提供了透明科學的平臺，實現(xiàn)工廠安全、穩(wěn)定、可持續(xù)運行，為焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級提供強有力示范與引領(lǐng)。