一种干熄焦炉产量自动提取系统及控制方法与流程

1.本发明涉及干熄焦自动控制领域，尤其是一种干熄焦炉产量自动提取系统及控制方法，用于干焦炉生产及产量提取。


背景技术：

2.从焦炉碳化室生产出来的焦炭,其温度约为1000土50℃，我们称之为红焦。红焦从焦炉碳化室中推出后会因接触到空气而燃烧,为了防止烧损和便于储运,必须尽快地将红焦熄灭,将其温度降至250℃以下,这一过程就是熄焦。熄焦工艺有两种：湿熄焦和干熄焦。其中，干熄焦指将红焦装入密闭的干熄焦炉内,利用循环的经过冷却的惰性气体,逐步置换红焦的热量而将其熄火降温。
3.班组工人将从焦炉碳化室生产出的红焦装入提升罐，提升罐将红焦运输至干熄焦炉入口并倒入，利用循环的经过冷却的惰性气体,逐步置换红焦的热量而将其熄火降温成为焦炭，焦炭通过震动给料机排送至皮带机运输。
4.现行的干熄焦炉控制系统中由槽下皮带称量，结算每天产量，单罐产量只能计算平均数，无法确定生产过程中每一罐红焦的质量，进而无法确定每一班组的工作量和红焦日产量，无法进行精确产量管理；并且在干熄焦炉内部料位异常时需采取停炉措施，影响产量；在焦炭出炉后温度过高时采取喷水降温，影响焦炭质量。
5.针对上述问题，有必要研究一种干熄焦炉产量自动提取系统及控制方法。


技术实现要素：

6.本发明需要解决的技术问题是提供一种干熄焦炉产量自动提取系统及控制方法，实现干熄焦炉料位自动调节、焦炭高温处理以及红焦产量的精准提取。
7.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种干熄焦炉产量自动提取系统，包括结构相同的用于红焦冷却的第一干熄焦炉和第二干熄焦炉、通过拉力传感器设置在焦炉碳化室与第一干熄焦炉或第二干熄焦炉之间钢缆上的若干个提升焦罐和实时采集干熄焦生产过程数据的干熄焦控制站dcs；所述第一干熄焦炉上部一侧设置调节空气流量的第一空气调节阀、上部另一侧设置测量料位的第一干熄焦炉料位计，下部设置从干熄焦炉内排出焦炭的第一震动给料机；所述第一震动给料机内设置安装在旋转密封阀内部的测量焦炭温度的第一温度传感器；在第一震动给料机的下部设置输送焦炭的第一皮带机和第一降温皮带机；所述第二干熄焦炉上部一侧设置调节空气流量的第二空气调节阀、上部另一侧设置测量料位的第二干熄焦炉料位计，下部设置从干熄焦炉内排出焦炭的第二震动给料机；所述第二震动给料机内设置安装在旋转密封阀内部的测量焦炭温度的第二温度传感器；在第二震动给料机的下部设置输送焦炭的第二皮带机和第二降温皮带机；所述提升焦罐将红焦从焦炉碳化室运输至第一干熄焦炉或第二干熄焦炉入口；所述干熄焦控制站dcs能够控制第一空气调节阀和第二空气调节阀的开度、每个
提升焦罐的运动方向、第一震动给料机和第二震动给料机的排焦速度和排焦方向。
8.一种干熄焦炉产量自动提取系统的控制方法，包括以下步骤：s1、干熄焦控制站dcs通过第一干熄焦炉料位计和第二干熄焦炉料位计采集料位信息，并比较第一干熄焦炉和第二干熄焦炉的料位信息，得出比较结果；s2、干熄焦控制站dcs根据s1得出的比较结果，控制提升焦罐将红焦运输至第一干熄焦炉或第二干熄焦炉，将运输过程中测得的装有红焦的提升焦罐的质量m1传送至干熄焦控制站dcs；s3、提升焦罐将红焦从第一干熄焦炉或第二干熄焦炉入口灌入后，测得提升焦罐质量m2传送至干熄焦控制站dcs；s4、s3中灌入的红焦在第一干熄焦炉和第二干熄焦炉内进行冷却，得到焦炭；s5、s4得到的第一干熄焦炉内的焦炭通过第一震动给料机排出至第一皮带机或第一降温皮带机；s4得到的第二干熄焦炉内的焦炭通过第二震动给料机排出至第二皮带机或第二降温皮带机；s6、干熄焦控制站dcs通过内置公式m1
‑
m2计算得到每罐红焦质量，显示在干熄焦控制站dcs界面上；s7、根据红焦质量及获得时间确定对应搬运红焦班组的工作量，通过累计值获得一天红焦产量，并形成历史曲线，提升干熄焦生产过程管理水平。
9.本发明技术方案的进一步改进在于：s1中，测量并比较料位信息，具体包括以下步骤：s1.1干熄焦控制站dcs通过第一干熄焦炉料位计采集料位高度为h1，通过第二干熄焦炉料位计采集料位高度为h2；s1.2干熄焦控制站dcs判断h1、h2是否在h3～h4之间，其中h3为干熄焦炉的低料位报警值， h4为干熄焦炉的高料位报警值；s1.3第一干熄焦炉与第二干熄焦炉料位均在h3～h4之间时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐向第一干熄焦炉与第二干熄焦炉轮流运输红焦；s1.4第一干熄焦炉与第二干熄焦炉料位同时低于低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐一边一罐分配，同时减小第一震动给料机和第二震动给料机的排焦速度；s1.5第一干熄焦炉与第二干熄焦炉料位同时高于高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐向第一干熄焦炉与第二干熄焦炉轮流输送红焦，同时增大第一震动给料机和第二震动给料机的排焦速度；s1.6只有第一干熄焦炉料位h1低于干熄焦炉的低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐集中供给第一干熄焦炉红焦，并减小第一震动给料机的排焦速度；s1.7只有第一干熄焦炉料位h1高于干熄焦炉的高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐集中供给第二干熄焦炉红焦，并加大第一震动给料机的排焦速度；s1.8只有第二干熄焦炉料位h2低于干熄焦炉的低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐集中供给第二干熄焦炉红焦，并减小第二震动给料机的排焦速度；s1.9只有第二干熄焦炉料位h2高于干熄焦炉的高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs控制提升焦罐集中供给第一干熄焦炉红焦，并加大第二震动给料机的排焦速度。
10.本发明技术方案的进一步改进在于：所述h3为干熄焦炉高度的1/4～1/3，所述h4为干熄焦炉高度的2/3～3/4。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：s2中，控制提升焦罐将红焦运输至第一干熄焦炉或第二干熄焦炉并测得的装有红焦的提升焦罐的质量m1，具体包括以下步骤：s2.1提升焦罐在上升阶段先加速运动再减速运动至最高点；s2.2干熄焦控制站dcs根据s1得出的比较结果，通过控制提升焦罐，将红焦运输至第一干熄焦炉或第二干熄焦炉；s2.3提升焦罐在平移阶段先加速再减速，减速至距第一干熄焦炉或第二干熄焦炉l1米处时，拉力传感器向干熄焦控制站dcs发送质量m1的信号。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：s3中，测得提升焦罐质量m2，具体包括以下步骤：s3.1提升焦罐将红焦从第一干熄焦炉或第二干熄焦炉入口灌入；s3.2提升焦罐在平移阶段先加速再减速，减速至距干熄焦炉l2米处时，拉力传感器向熄焦控制站dcs发送质量m2的信号。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：l1的长度范围为0.5～1.5m，l2的长度范围为1.5～3m。
14.本发明技术方案的进一步改进在于：s5中，测量焦炭温度控制排焦方向，具体包括以下步骤：s5.1第一温度传感器检测焦炭温度并传输给干熄焦控制站dcs；s5.2第一干熄焦炉内焦炭温度小于报警温度t时，落入第一皮带机；s5.3第一干熄焦炉内焦炭温度大于t时，落入第一降温皮带机，打开喷水设备为焦炭降温，通过熄焦控制站dcs增大第一空气调节阀开度为第一干熄焦炉内焦炭降温；所述第二干熄焦炉内焦炭温度判断同s5.1～s5.3。
15.本发明技术方案的进一步改进在于：所述报警温度t的范围为200℃～250℃。
16.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：1、本发明通过在提升焦罐平移阶段减速至平稳运动时，在指定点测得提升焦罐和红焦的质量之和m1，在卸焦后提升焦罐在平移阶段减速至平稳运动时，在指定点测得的提升焦罐的质量m2，可以减小加速度对质量测量结果的影响，并通过m1与m2的差值准确计算出每罐红焦的质量，实现了每罐红焦产量简单可靠的提取。
17.2、本发明通过拉力传感器与干熄焦控制站dcs配合，在提升焦罐运行至指定点干熄焦控制站dcs自动读取拉力传感器4～20ma信号值，对每罐红焦质量进行计算，根据提升焦罐走向自动将红焦质量显示并累加至对应干熄焦炉，实现了红焦产量的自动提取与累计。
18.3、本发明通过对每个时间段红焦产量数据与每日红焦产量数据的准确提取，可以实现对每班工人的实际装焦量的掌控，促进产量管理提升。
19.4、本发明通过干熄焦控制站dcs根据干熄焦炉料位计输出的4～20ma信号值，对提升焦罐走向进行自动调度，并自动控制震动给料机给料速度对料位进行调节，避免了料位异常情况下的停炉措施，保证了焦炭的产量。
20.5、本发明通过设置两条皮带机，在焦炭温度正常时启用皮带机，在焦炭高温时启
用降温皮带机并进行自动喷水，将不同湿度焦炭分开运输，实现了对焦炭质量的把控，并且在正常条件下降温皮带机作为备用皮带，增加了设备的可靠性。
21.6、本发明通过干熄焦控制站dcs根据温度传感器测得的焦炭温度自动控制空气调节阀开度，降低了焦炭的温度，提高了皮带机的使用寿命。
22.7、本发明通过干熄焦控制站dcs、干熄焦炉料位计、震动给料机、空气调节阀、拉力传感器、温度传感器的合理配置，实现干熄焦炉料位自动调节、焦炭高温处理以及红焦产量的精准提取。
附图说明
23.图1是本发明控制方法流程图；图2是本发明系统结构示意图其中，1、第一干熄焦炉，1
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1、第一空气调节阀，1
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2、第一干熄焦炉料位计，1
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3、第一震动给料机，1
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4、第一温度传感器，1
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5、第一皮带机，1
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6、第一降温皮带机，2、第二干熄焦炉，2
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1、第二空气调节阀，2
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2、第二干熄焦炉料位计，2
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3、第二震动给料机，2
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4、第二温度传感器，2
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5、第二皮带机，2
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6、第二降温皮带机，3、拉力传感器，4、提升焦罐，5、干熄焦控制站dcs。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明做进一步详细说明：如图2所示，一种干熄焦炉产量自动提取系统，包括结构相同的用于红焦冷却的第一干熄焦炉1和第二干熄焦炉2、通过拉力传感器3设置在焦炉碳化室与第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2之间钢缆上的4个提升焦罐4和实时采集干熄焦生产过程数据的一个干熄焦控制站dcs5；所述第一干熄焦炉1上部一侧设置调节空气流量的第一空气调节阀1
‑
1、上部另一侧设置测量料位的第一干熄焦炉料位计1
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2，下部设置从干熄焦炉内排出焦炭的第一震动给料机1
‑
3；所述第一震动给料机1
‑
3内设置安装在旋转密封阀内部的测量焦炭温度的第一温度传感器1
‑
4；在第一震动给料机1
‑
3的下部设置输送焦炭的第一皮带机1
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5和第一降温皮带机1
‑
6；所述第二干熄焦炉2上部一侧设置调节空气流量的第二空气调节阀2
‑
1、上部另一侧设置测量料位的第二干熄焦炉料位计2
‑
2，下部设置从干熄焦炉内排出焦炭的第二震动给料机2
‑
3；所述第二震动给料机2
‑
3内设置安装在旋转密封阀内部的测量焦炭温度的第二温度传感器2
‑
4；在第二震动给料机2
‑
3的下部设置输送焦炭的第二皮带机2
‑
5和第二降温皮带机2
‑
6；所述提升焦罐4将红焦从焦炉碳化室运输至第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2入口；所述干熄焦控制站dcs5能够控制第一空气调节阀1
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1和第二空气调节阀2
‑
1的开度、每个提升焦罐4的运动方向、第一震动给料机1
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3和第二震动给料机2
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3的排焦速度和排焦方向。
25.如图1所示，一种干熄焦炉产量自动提取系统的控制方法，步骤如下：
s1、干熄焦控制站dcs5采集并比较第一干熄焦炉1和第二干熄焦炉2的料位信息，得出比较结果：s1.1干熄焦控制站dcs5通过第一干熄焦炉料位计1
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2输出的4～20ma信号值，采集料位高度为h1，通过第二干熄焦炉料位计2
‑
2输出的4～20ma信号值，采集料位高度为h2；s1.2干熄焦控制站dcs5判断h1、h2是否在h3～h4之间，其中h3为干熄焦炉低料位报警值，为干熄焦炉高度的1/3；h4为干熄焦炉高料位报警值，为干熄焦炉高度的2/3；s1.3第一干熄焦炉1与第二干熄焦炉2料位均在h3～h4之间时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4向第一干熄焦炉1与第二干熄焦炉2轮流运输红焦；s1.4第一干熄焦炉1与第二干熄焦炉2料位同时低于低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4一边一罐分配，同时减小第一震动给料机1
‑
3和第二震动给料机2
‑
3的排焦速度；s1.5第一干熄焦炉1与第二干熄焦炉2料位同时高于高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4向第一干熄焦炉1与第二干熄焦炉2轮流输送红焦，同时增大第一震动给料机1
‑
3和第二震动给料机2
‑
3的排焦速度；s1.6只有第一干熄焦炉1料位h1低于干熄焦炉的低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4集中供给第一干熄焦炉1红焦，并减小第一震动给料机1
‑
3的排焦速度；s1.7只有第一干熄焦炉1料位h1高于干熄焦炉的高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4集中供给第二干熄焦炉2红焦，并加大第一震动给料机1
‑
3的排焦速度；s1.8只有第二干熄焦炉2料位h2低于干熄焦炉的低料位报警值h3时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4集中供给第二干熄焦炉2红焦，并减小第二震动给料机2
‑
3的排焦速度；s1.9只有第二干熄焦炉2料位h2高于干熄焦炉的高料位报警值h4时，干熄焦控制站dcs5控制提升焦罐4集中供给第一干熄焦炉1红焦，并加大第二震动给料机2
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3的排焦速度。
26.s2、干熄焦控制站dcs5根据s1得出的比较结果，控制提升焦罐4将红焦运输至第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2，将运输过程中测得的装有红焦的提升焦罐4的质量m1传送至干熄焦控制站dcs5：s2.1提升焦罐4在上升阶段先加速运动再减速运动至最高点；s2.2干熄焦控制站dcs5根据s1得出的比较结果，通过控制提升焦罐4与钢缆上的转向阀，将红焦运输至第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2；s2.3提升焦罐4在平移阶段先加速再减速，减速至距第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉距离1米处时，拉力传感器3向干熄焦控制站dcs5发送质量m1的4～20ma信号。
27.s3、提升焦罐4将红焦从第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2入口灌入后，测得提升焦罐4质量m2传送至干熄焦控制站dcs5：s3.1提升焦罐4将红焦从干熄焦炉入口灌入；s3.2提升焦罐4在平移阶段先加速再减速，减速至距第一干熄焦炉1或第二干熄焦炉2距离3米处时，拉力传感器3向熄焦控制站dcs11发送质量m2的4～20ma信号。
28.s4、s3中的红焦在第一干熄焦炉1和第二干熄焦炉2内进行冷却，得到焦炭。
29.s5、s4得到的第一干熄焦炉1内的焦炭通过第一震动给料机1
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3排出至第一皮带机1
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5或第一降温皮带机1
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6；s4得到的第二干熄焦炉2内的焦炭通过第二震动给料机2
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3排出至第二皮带机2
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5或第二降温皮带机2
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6：s5.1第一温度传感器1
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4检测焦炭温度并传输给干熄焦控制站dcs5；s5.2第一干熄焦炉1内焦炭温度小于报警温度t时，落入第一皮带机1
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5；s5.3第一干熄焦炉1内焦炭温度大于t时，落入第一降温皮带机1
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6，打开喷水设备为焦炭降温，通过熄焦控制站dcs11增大第一空气调节阀1
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1开度为第一干熄焦炉1内焦炭降温；s5.4第二温度传感器2
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4检测焦炭温度并传输给干熄焦控制站dcs5；s5.5第二干熄焦炉2内焦炭温度小于报警温度t时，落入第二皮带机2
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5；s5.6第二干熄焦炉2内焦炭温度大于t时，落入第二降温皮带机2
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6，打开喷水设备为焦炭降温，通过熄焦控制站dcs11增大第二空气调节阀2
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1开度为第二干熄焦炉2内焦炭降温。
30.s6、干熄焦控制站dcs5通过内置公式m1
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m2计算得到每罐红焦质量，显示并累计在干熄焦控制站dcs5界面上。
31.s7、根据红焦质量及获得时间确定对应搬运红焦班组的工作量，通过累计值获得一天红焦产量，并形成历史曲线，提升干熄焦生产过程管理水平。
32.综上所述，本发明通过对拉力传感器数值适时的自动采集，实现了每罐红焦产量简单可靠的提取；通过对每个时间段红焦产量数据与每日红焦产量数据的准确提取，可以实现对每班工人的实际装焦量的掌控，促进产量管理提升；根据干熄焦炉料位对提升焦罐走向进行自动调度；通过设置两条皮带机，实现了对焦炭质量的把控，增加了设备的可靠性。