造气生产工艺自动控制解决方案

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1、造气生产工艺自动控制解决方案一、造气生产过程的简介化肥生产系统工艺过程是伴随着一系列化学反应的复杂过程，干扰大、通道长，关联多的生产装置。要使全过程操作稳定，能耗低，经济效益高，必须完善严格控制生产过程中的主要参数，并综合考虑实现系统装置的优化控制。造气工序是中氮厂生产工艺的龙头，制气的数量和质量直接和氮肥产量相关，而其消耗也占各工序中和质量直接和氮肥产量相关，而其消耗也占各工序中的大头，因此造气炉的节能降耗意义重大。如果说保证造气炉的安全、稳定运转是其对控制的基本要求的话，那么如何提高产气量、降低两煤耗并使半水煤气成份符合合成氨的需

2、要就成了造气炉控制的深层次要求。为了达到这一要求，首先应对造气炉实施全面监控，除制气程控外，有关工艺参数如蒸气总管压力、入炉蒸气流量、上、下行煤气温度夹套水位、气柜高度、炉条机转速、氢氮比乃至鼓风机、废锅等，均应纳入监控范围，使操作人员在控制室内即可对整个生产情况一目了然解，心中有数。生产装置与生产的产品有关，生产的产品不同，工艺流程有所不同。主要设备：煤气炉，鼓风机，油泵站，等。    以煤为主原料，是间歇式制气的方式；吹风过程主要作用是产生制气所需的热量和合成环节所需的氮气，产生的气体组分中，氢和一氧化碳的总体积为5％～9％左右，

3、氮气的含量为71％～76％左右。制气过程是产生合成氨所需的氢气，结果是产生水煤气，在水煤气组分中，有H2、CO，其中H2含量为48％～52％，CO为38％～40％。由于合成氨对各组分的比例有一定的要求，按氨的合成反应的要求，H/N的比值必须为3。吹风过程产生的是大量的氮气，少量的氢气，制气的过程正好相反。在实际生产中，造气时就要求氢氮比要稍大于3，实际生产过程中控制在3.1～3.2左右。因为CO在变换工段又转化为等体积的氢气。合格的氢和氮在合成工段合成为氨。7在合成氨生产中，一般采用间歇法制取，即空气和水蒸汽都单独交替进行，构成制取半

4、水煤气的工作循环，每个循环所需时间约3分钟。为了使生产的原料气既能满足合成氨的需要，又能充分利用。一般又将每个工作循环分成6个阶段：①吹风。从炉底送入空气，以使煤料燃烧，提高炉温，吹风气由放空管放空。②回收。吹风后期，吹风气中含有较多的CO，此时停止吹风气放空，转而将其洗涤、冷却后送入气柜。③水蒸汽上吹。由发生炉底部吹入水蒸汽，产生的煤气由炉顶引出并送人气柜。④水蒸汽下吹。上吹之后，炉内高温气化层位置上移。为保证炉内温度均匀和气化反应相对稳定，上吹后，还须从炉顶向下吹入水蒸汽，并由炉底将煤气引出送入气柜。⑤二次上吹。在下吹后血于炉底存

5、有大量煤气，如果立即转入吹风阶段，将空气从炉底吹入，则空气和煤气混合会发生爆炸。因此下吹后还要进行水蒸汽二次上吹，即用水蒸汽将炉底及进风管道中的煤气吹净，并将煤气回收至气柜中。③二次回收（或称吹净）二次上吹后，炉顶和上部管道还有煤气，所以在吹净阶段开始吹风的短时间内，不应将吹风气放空，而是利用吹风气把剩余煤气回收入气柜。造气工段由于生产工艺的特殊性，加之生产环境较差以及生产中的不稳定因素较多，使造气的技术进步受到了制约。经过多年的努力已经完善了造气工段的多项配套控制技术：造气顺序控制技术，H/N自动控制技术，入炉蒸汽流量自动控制技术，

6、自动加煤机电一体化控制技术，入炉蒸汽压力自动控制技术，自动下灰机电一体化控制技术。这些技术在氮肥厂造气工段的成功应用使造气工段的全自动化连续性生产得以实现。二、造气顺序控制技术操作简单,规范通用,具有可扩展性和低投资,高效益的回收,可靠性高,功能齐全,具有制气程序控制的所有工能。其中自动吹风排队，制气操作，制惰操作，自动加煤控制，自动下灰控制,且参数均可调整修改。三、煤气炉工艺及要求如用户现场有两台煤气炉，两台煤气炉的生产工艺相同。其生产流程如下图所示：7每台煤气炉的制气周期分为6个步序，即：一、二上；二、吹净；三、吹风；四、回收；五

7、、上吹；六、下吹。除上吹时间外，每步均要求设立操作设定窗口，由操作运行人员根据工艺条件来设定、修改每步的执行时间。上吹时间等于制气周期时间减去其它步执行时间之和后的时间，是由系统运算得出，因此上吹时间不需人工设定。系统内部为每台煤气炉设置个制气周期计时时钟，此计时时钟的计时时长由操作运行人员根据工艺条件来设定、修改，并且循环计时。在煤气炉停止运行状态下此计时时钟也处于循环计时，它的作用用于两台煤气炉的吹风排队。煤气炉其制气的生产步序如下表：　吹风蒸总氮总上吹下吹上行下行上加下加烟囱煤总二上关开开开关开关关关关开吹净开关关开关开关关关关

8、开吹风开关关开关开关关关开关回收开关关开关开关关关关开上吹关开开开关开关开关关开下吹关开开关开关开关开关开停车关关关开关开关关关开关　　　　　　　　　　　　备注通电开通电开通电开通电关通电开通电关通电开通电开通电开通电关