摘　要：介紹了攀鋼煤化工廠新1#和2#焦爐濕熄焦系統的配置、控制方式。對熄焦控制系統工作原理和控制方法進行探討，著重分析了該裝置在應用中存在的問題和解決方法。 關鍵詞：低水熄焦　快速閥　控制 壓縮空氣 1 前言： 攀鋼新1#、2#焦爐易地大修工程熄焦系統采用的是美鋼聯開發并推廣應用的新型濕法熄焦技術，即低水熄焦。同傳統濕法熄焦相比，低水熄焦工藝、控制、操作上有顯著的不同，其通過對噴灑方式和噴灑時間的控制，使熄焦過程中通過大量的瞬間水霧上升，達到對焦炭進行內部整粒的作用，改變焦炭粒度均勻性，提高冶金焦率，同時可提高焦炭的M40指標，降低入爐焦比，對鐵廠的生產起到積極作用。在整個熄焦過程中自動控制系統的設備和控制方式起到關鍵作用。 2 系統配置 2.1 低水熄焦系統配置 低水熄焦系統包括熄焦泵房、熄焦塔、自動控制系統、高位槽、熄焦噴灑管、水霧捕集裝置、除塵用捕集裝置、粉焦沉淀池、清水池、一點定位熄焦車、及粉焦脫水臺和電動抓斗等。 2.2 控制系統配置 自動控制系統包括壓阻式液位傳感器、變送器、可編程數字調節器KMM、智能數字多功能數顯儀、氣動一體快速調節閥等。 3 控制方案和原理分析 3.1低水熄焦工藝分析及原理 低水熄焦是對傳統濕法熄焦的改進，與原有熄焦相比最大的區別一是熄焦車采用定點接焦和定點熄焦，二是在熄焦過程中，水量按大小分段進行，即變流量噴水熄焦。具體方法：先用小流量水流熄滅熄焦車內的上部紅焦，在紅焦上面形成一個水—蒸汽—焦炭混合層，然后用大水量及其產生的蒸汽熄焦。工藝簡圖見圖1 3.2控制系統分析及原理 控制系統可分為三部分：①高位槽液位控制，由兩臺熄焦水泵（1開1備），自動向高位槽供水，確保儲備的水量可在事故狀態下足夠應急3爐，同時保證合理的熄焦水壓；②熄焦水量控制，控制方式為固定開度控制，根據熄焦工藝來編程，控制氣動快速調節閥在熄焦過程中的不同時間段打開不同的開度，即33％小水量和100％大水量控制，其控制過程通過KMM可編程數字調節器完成，在故障狀態時也可通過人工開啟旁通閥門控制流量；③水霧捕集控制，在熄焦的同時自動開啟水霧捕集水泵，捕集熄焦時產生的大量焦粉和水滴，在環保必要性愈趨重要的環境下，是不可忽視的一環。 通過對工藝的分析知道，熄滅紅焦是最終的目的，提高和確保焦炭質量是必須的要求。而低水熄焦的精髓所在正是即熄滅了紅焦而又大幅改善了焦炭質量。因此熄焦水量的控制正常與否，在整個焦炭生產過程中起到畫龍點睛的作用，所以關鍵設備在于自動控制系統中的熄焦快速閥，又以快速閥的響應時間和開度最為重要。 3.3 該裝置存在的問題分析 從2005年5月新1#焦爐投產后，熄焦時間波動較大，從80秒到160秒不等。熄焦后有時紅焦過多，有時水份超標，導致焦炭質量波動較大，較難控制。經過觀察和分析，判斷出熄焦水量控制系統存在較大問題，表現在： （1） 控制閥門動力氣源問題 熄焦快速氣動閥采用壓縮空氣控制并作為閥體驅動氣源，正常工作范圍為0.45～0.55 Mpa。壓縮空氣直接引自0.6Mpa的壓縮空氣管網，途中經過焦爐地面除塵站、篩運焦系統（含篩運焦地面除塵站）等，最后送到熄焦系統只有0.45Mpa左右。由于氣路太長，途中用氣設備多，開啟頻繁，導致壓力損耗大、波動大、氣量小，熄焦快速閥作為最后用氣設備，受影響的程度可想而知，同時壓縮空氣未經除脂、除水、除塵等處理，長期使用易導致管路或設備損壞。因此氣源和氣路都不能滿足設備需要。 （2） 熄焦快速閥自身問題 熄焦快速閥開度達不到設定值，動作遲緩，不穩定，關閉不嚴。小水量打水設定開度為33％，實際開度只能達到25％，信號發出后十多秒后才開始動作，而且閥門慢慢打開，到設定值接近要30秒；大水量打水時，設定開度100％，實際開度只能達到85％，接近要50秒。反應遲緩，而且工作不穩定，即使在相同的控制參數下，有時紅焦過多，有時水份超標，達不到設計要求，也不能滿足生產的需要。因此該閥本身設計上不能滿足工況需要，圖2即快速閥工作時序圖，圖表為數據說明。 快速閥工作時序說明表： 工作步驟 快速閥工作狀態 耗時（秒） 簡析 設計 實際 ① 準備、全關閉階段 0 0 ①② 收到信號到33％開度 0 28 超時 ②③ 保持小水量（33％開度）熄焦 20 16 ③④ 從33％開度到閥門關閉 0 6 超時 ④⑤ 零開度保持 10 10 ⑤⑥ 零開度到全打開 0 55 大幅超時 ⑥⑦ 保持100％開度 50-70 40 ⑦⑧ 從100％開度到閥門關閉 0 5 合計 80-100 165 超時70秒 原因分析：從上表的數據可以看出，熄焦打水比設計的90秒要超出70秒左右，嚴重超過了設計要求，對生產造成極大影響。主要原因是：設備上調節氣路閥門定位器和動力氣路閥體氣缸用一根8銅管，使得控制氣路和動力氣路相互制約相互影響，同時氣缸空間大，壓縮空氣進量又受到氣路限制，是閥動作遲緩最根本的原因；另外高置槽水面到快速閥落差13.7米，大約有1.4Kg壓力，因此閥體前后壓差大，閥體本身內部彈簧制動力距大，是閥動作緩慢原因之一；其次因使用酚水熄焦，對閥體動作和關閉不嚴造成一定影響。 4 方案研究、措施的要點論述 通過以上分析知道，主要是氣源問題和快速閥本身設計上的問題，我們針對這兩個問題擬出以下兩項措施，加以實施。 （1） 從本廠壓縮空氣凈化站出口取氣源，敷設獨立管路到熄焦快速閥，解決壓縮空氣壓力、流量、質量問題。 （2） 改變閥體氣路，將控制氣路和動力氣路分開，單獨走管，不但可以消除閥體動作時動力氣源和控制氣源的相互影響，同時也改善缸體進氣量不足的問題。改造前后氣路比較見圖3。 改造前 改造后 改造前后效果對比表 工作步驟 快速閥工作狀態 耗時（秒） 設計 改造前 改造后 ① 準備、全關閉階段 0 0 0 ①② 收到信號到33％開度 0 28 2 ②③ 保持小水量（33％開度）熄焦 20 16 18 ③④ 從33％開度到閥門關閉 0 6 1 ④⑤ 零開度保持 10 10 10 ⑤⑥ 零開度到全打開 0 55 4 ⑥⑦ 保持100％開度 50-70 40 45 ⑦⑧ 從100％開度到閥門關閉 0 5 3 合計 80-100 160 83 改造后熄焦快速閥不但能全部打開，而且全行程時間不超過4S，整個熄焦打水時間為83秒，在設計的80～90秒之間，達到了在最佳狀態，而且系統長期工作穩定，滿足了生產需要，完全達到了設計要求。 5 已達到效果和效益 改造后冶金焦質量指標有了顯著提高，2005年四季度與六月相比，平均冶金焦轉鼓強度M40升高了1.37個百分點，M10降低了2.16個百分點；水分穩定在3％。圖4和圖5分別為將改造前和改造后M40和焦炭水份的比較圖。 6 結束語 攀鋼新1＃、2＃焦爐引進的新型濕法熄焦技術雖然在開工初期因種種原因帶來了不少問題，但在工程技術人員的不斷鉆研和摸索下，掌握了其關鍵技術，并加以不斷改進，使新型濕法熄焦在生產中運行平穩，確保了焦炭的質量取得了顯著的經濟效益。 參考文獻 姚昭章等《煉焦學》第三版 冶金工業出版社，2005.9 《攀鋼一期焦爐易地大修改造工程設計》 鞍山焦化耐火材料設計研究總院