造氣工段管理

造氣工段管理

煤氣爐運行工藝的管理，是各廠家造氣生產(chǎn)注入大量精力的工作之一。運行工藝的合理和穩(wěn)定，是確保煤氣爐長周期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。本廠與兄弟廠家一樣，也經(jīng)過了多年來的探索與實踐，從各主操作專責(zé)制而出現(xiàn)的“八仙過海各顯其能”，導(dǎo)致爐況波動劇烈，到爐長負責(zé)制出現(xiàn)的本位主義，�！疤�平爐”，無法充分挖掘出單爐生產(chǎn)能力等。通過分析總結(jié)，根據(jù)現(xiàn)階段造氣生產(chǎn)人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力，決定將煤氣爐的運行工藝分為“三級管理”：一級是以車間領(lǐng)導(dǎo)牽頭的“煤氣爐工藝管理小組”。主要負責(zé)煤氣爐運行工藝過程監(jiān)測和控制指標(biāo)的制訂、較大幅度的調(diào)整等，根據(jù)爐型、設(shè)備、燃料狀況及下面的用氣需求，確立煤氣爐的生產(chǎn)負荷和大致運行工藝。二級以造氣工段長和值班長為主要力量的管理層面。他們的作用是運用車間給予的工藝調(diào)整權(quán)力（加減吹風(fēng)時間二秒和蒸汽入爐調(diào)節(jié)閥的小幅調(diào)整），確保煤氣爐爐況基本穩(wěn)定。另外，他們還具體負責(zé)監(jiān)督、考核各主操作對運行工藝和控制指標(biāo)的執(zhí)行情況。三級以各爐主操作為責(zé)任主體�？紤]到這部分人員的業(yè)務(wù)水平和操作經(jīng)驗參差不齊、高低不一，所以只賦予吹風(fēng)時間加減一秒、上下吹時間加減二秒、爐條機轉(zhuǎn)速加減50r/min的調(diào)控權(quán)限，嚴格要求他們充分運用給予的操作權(quán)力，努力使各項控制指標(biāo)達到理想狀態(tài)。實踐證明，在允許主操作的工藝調(diào)整范圍內(nèi)，即使出現(xiàn)失誤，短時間內(nèi)也不至于出現(xiàn)較大的爐況波動，況且還有各級造氣管理人員的及時巡查。三、設(shè)備管理

造氣生產(chǎn)的設(shè)備管理工作，是確保充分發(fā)揮煤氣爐氣化能力和穩(wěn)產(chǎn)低耗的基礎(chǔ)。沒有煤氣制取設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，就無從談起造氣水平的提高和發(fā)展。“凡是人都有私心和惰性”，這也是計劃經(jīng)濟“大鍋飯”無法吃下去的根源。分析認為，能夠單體個人承擔(dān)完成的作業(yè)，絕不由二人或二人以上共同作業(yè)，否則，既不利于每個人主觀潛能的充分發(fā)揮，又無法確保責(zé)任的有效落實，人人有責(zé)就是實際上的人人無責(zé)。基于個這認識，在維修工段推行了“設(shè)備承包管理制度”，將車間范圍內(nèi)的所有生產(chǎn)設(shè)備，大到氣柜、鼓風(fēng)機和靜止設(shè)備，小到每根工藝管道和閥門、螺釘、螺帽，全部細化分解，劃片分段，具體承包到每位維修保全人員。各維修工對各自承管范圍賠償損失設(shè)備維護保養(yǎng)、計劃檢修、故障排除等實行全天候負責(zé)制，不得因班后或休班而推脫責(zé)任，使每位維修人員個個身上有任務(wù)，人人肩上有壓力，從而增強了所有維修人員的團結(jié)協(xié)作精神，提高了主動相互配合協(xié)作意識，徹底解決了造氣生產(chǎn)多年來跑、冒、滴、漏老大難問題，有效避免了因責(zé)任心不強、計劃檢修不到位、排除故障不及時而影響生產(chǎn)的現(xiàn)象。四、考核制度

建立一個科學(xué)合理的考核制度是保持員工工作熱情持續(xù)永久高漲的重要一環(huán)。對造氣生產(chǎn)的考核問題各廠家模式多樣，各有利弊。無論廠方對造氣的要求和考核是否得當(dāng)合理，只要造氣主管人員根據(jù)造氣生產(chǎn)復(fù)雜多變、外界因素影響大、爐內(nèi)實際情況不直觀、出現(xiàn)波動或惡化無法具體清晰界定、人為因素難以有效制約等特點，制定出符合本廠造氣生產(chǎn)實際情況的考核制度。目前本車間對造氣工段的考核主要是依據(jù)“三級工藝管理”的權(quán)限對應(yīng)制訂的。

,I:ci"[:}6t9a9y,Tt1?2K"P0b1X-n$S!b;z1f$y2主操作：充分利用“車間工藝管理小組”給予的工藝調(diào)整權(quán)利和操作手段，主要負責(zé)將爐上、爐下溫度和炭層高度（空程），維持在“車間工藝管理小組”下達的控制指標(biāo)內(nèi)，對于這部分主操作只以維持控制指標(biāo)的優(yōu)劣論高低。每月取優(yōu)勝者前五名，給予100-200元的獎勵，排列在后三名者則各給予三十的象征性罰款。即重獎求拉動，輕罰為促進。至于說原料煤消耗、氣量影響、氣體成份等均不列于主操作的考核項目，因為賦予他們的工藝調(diào)整權(quán)力和操作手段，不足以對以上各項指標(biāo)產(chǎn)生根本性的影響，所以不能勉為其難。

6i#O;t"d"F#f4n9`s值班長和造氣工段長：對于這個管理層面人員的要求和考核，重點是“車間工藝管理小組”制定的煤氣爐運行工藝的落實執(zhí)行和控制指標(biāo)的考核，以及造氣生產(chǎn)的統(tǒng)籌指揮情況。對他們的考核指標(biāo)，有班內(nèi)各主操作的爐上、爐下溫度和炭層高度的總得分數(shù)量，也是對他們的考核重點之一。造氣生產(chǎn)是一個極其繁雜、多工序、設(shè)備故障率較高，需群體相互協(xié)作配合、共同完成的系統(tǒng)作業(yè)，車間值班長作為造氣生產(chǎn)崗位一線的唯一指揮員，其業(yè)務(wù)水平、操作經(jīng)驗、工作責(zé)任心和組織協(xié)調(diào)能力都是極其重要的，并且總體水平的綜合發(fā)揮主觀彈性較大，所以本車間外供氣量保障的任務(wù)，主要由車間值班長和工段長來承擔(dān)。

“車間工藝管理小組”下達制定的運行工藝和控制指標(biāo)，一經(jīng)摸索到位并確定后，那么班上造氣生產(chǎn)的安全順利開展，就是當(dāng)班值班長的工作范疇了。

原料煤消耗和爐渣可燃物等指標(biāo)，由“車間工藝管理小組”負主要責(zé)任。爐渣可燃物指標(biāo)，鑒于其出樣的代表性受到質(zhì)疑和人為操作彈性較大，廠方也不列入對車間的考核，“車間工藝管理小組”只是根據(jù)化驗結(jié)果，作為參考依據(jù)，便于對各爐運行工藝的合理調(diào)整。入爐原料的搭配和總體運行工藝的制定，均由“車間工藝管理小組”決定，所以能夠體現(xiàn)造氣總體水平的消耗定額、爐渣可燃物（可直接反映出碳的有效轉(zhuǎn)化率）指標(biāo)，由車間負責(zé)是合情合理的。

1U!C4C/]+?2m/KF8u*j+I+r*_"G7{5q;`"T以上考核制度所顯現(xiàn)出來的特點有四：第一，相互監(jiān)督和制約。主操作和當(dāng)班值班長的追求目標(biāo)不盡想同，故可避免違反工藝紀律的事件發(fā)生。第二，利于杜絕惡意操作行為。產(chǎn)氣量不屬于主操作的考核項目，只負責(zé)對爐上、爐下溫度的指標(biāo)維持，所以，斷不至于發(fā)生私自改動工藝、強提爐溫，給下一班留下操作隱患的事件。第三，利于爐況的穩(wěn)定。車間不對班上所有人員考核原料煤消耗量，也不不存在因爭降消耗而人為積灰保炭層、短時間內(nèi)加大下吹以求爐上、爐下溫度合乎指標(biāo)要求的現(xiàn)象。第四，充分調(diào)動各值班長的主觀能動性。由于對于他們有氣量保障的考核，因此，他們務(wù)必力求不影響氣量，能夠促其盡最大能力組織生產(chǎn)、及時排除設(shè)備故障，將影響生產(chǎn)的因素降到最低程度。

一、各種原料的科學(xué)搭配混燒，作為優(yōu)化煤氣爐運行工藝和操作方法主攻方向。

原料狀況不夠理想，物化特性差異極大。多原料品種，若單獨分類定爐單燒，其難度是可想而知的。因此，我們通過科學(xué)分析、經(jīng)濟論證，依照各品種原料的物理化學(xué)性質(zhì)，尋求其共同點和互補性，科學(xué)合理地搭配混燒，并充分發(fā)揮人工加炭的優(yōu)勢，靈活機動的運用分布器下落速度和深度、左右偏拉等操作手段，高速爐內(nèi)料面形態(tài)，力求床層阻力的盡量均衡。多種原料搭配摻燒應(yīng)遵循的原則：原料進入爐內(nèi)，力求各燃料品種摻混均勻，但煤場上的分類堆放制度必須嚴格執(zhí)行，便于在加工篩選過程中，通過各種原料的摻入順序和比例逐步預(yù)混均勻，盡最大努力人為創(chuàng)造出入爐原料綜合物化特性的相對穩(wěn)定，這對于煤氣爐的穩(wěn)定運行起到了決定性作用。二、選擇較為適宜的煤氣爐運行負荷，是降低消耗和確保煤氣爐長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵之一。

.u)u2e#}*]8y"a4B:b:H&D+_A;C&V)u-q0@!P0^)x煤氣爐生產(chǎn)負荷，通常是以入爐風(fēng)量來確立，在吹風(fēng)率一定的情況下，以加減吹風(fēng)時間作為調(diào)節(jié)手段。煤氣爐負荷的選擇須依據(jù)以下條件：第一、燃料狀況。燃料的物化特性是影響負荷選擇的主要依據(jù)。第二、設(shè)備配套狀況。這方面主要是指加炭方式的選擇。采用人工加炭的生產(chǎn)系統(tǒng)，高負荷需大耗炭量，耗炭量過大增加停爐加炭頻率。實踐認為，加炭周期最短不低于三十分鐘，若因提高負荷而將加炭周期縮短至半小時以內(nèi)，就會嚴重影響到正常產(chǎn)氣量。第三、后工序的煤氣需求情況。根據(jù)后工序用氣量的大小，平衡適當(dāng)臺數(shù)的煤氣爐正常運行。比如，啟用五臺爐強負荷運行，基本可以滿足用氣需要，還不如選擇六臺爐稍低負荷運轉(zhuǎn)，供氣相對孔徑較為從容。

煤氣爐負荷的選擇應(yīng)遵循下列原則：第一、留有調(diào)節(jié)余地、擁有操作彈性。以上談到造氣生產(chǎn)受外界因素影響太多，燃料輕重不一的質(zhì)量變化、蒸汽壓力和溫度的波動、氣溫對入爐空

"]#I2k6v%X"B3~,Dy&q氣密度的影響等，都決定了不宜選擇臨界極限的運行負荷。第二、平衡有半臺爐或至少1/3臺熱備爐。即務(wù)必需有運行中的某臺煤氣爐，有一定時間處于熱備狀態(tài)，便于應(yīng)付一切設(shè)備突發(fā)故障和意外情況，確保煤氣的穩(wěn)定外供。第三、有利于煤氣爐長期經(jīng)濟運行。負荷選擇過高，氣化層相對增厚，由于水夾套高度的制約，勢必需以犧牲灰渣層厚度為代價，隨之而來的是對爐箅的直接損壞，以及過高的下行溫度對爐下設(shè)備造成極大的破壞，大大縮短爐箅和灰盤等爐下設(shè)備的使用壽命，實為得不償失。

三、防流裝置設(shè)計的合理與否，直接決定著煤氣爐的運行狀況。隨著爐徑逐步擴大，已破壞了原設(shè)計合理的排渣安息角，在沒有與之相配套的擴徑灰盤投入市場之前，煤氣爐灰倉防流炭裝置的設(shè)計和配置，是煤氣爐擴徑后的首要工作設(shè)計配置失當(dāng)，輕則爐況難以穩(wěn)定，操作難度大；重則塌炭嚴重或渣塊無法正常排出，根本無法維持正常生產(chǎn)。我們根據(jù)所用燃料粒度較小、灰熔點較高、渣塊不堅實等具體情況，通過實踐探索，無論何種爐型均將灰渣安息角設(shè)計為45度左右。四、努力降低系統(tǒng)阻力，是增產(chǎn)降耗的又一途徑。

通過對吹風(fēng)階段吹風(fēng)氣體積的計算，采用擴大吹風(fēng)氣外送管徑的措施，有效降低外送阻力，從而有效提高吹風(fēng)強度，既可縮短吹風(fēng)時間，相應(yīng)延長制氣時間，又可提高吹風(fēng)效率而且可使空氣鼓風(fēng)機最大能力地發(fā)揮出效能。通過對上、下行煤氣管和洗氣塔入口管擴徑改造，以及對洗氣塔入口管入水深度的精確選擇，使制氣階段的系統(tǒng)阻力下降明顯，實踐證明，對于提高煤氣爐的產(chǎn)氣量和消耗的降低十分有益。

五、控制適當(dāng)?shù)纳闲小⑾滦忻簹鉁囟仁墙档驮�料消耗和保證爐況穩(wěn)定的有效手段。

在煤氣爐正常運行過程中，上行、下行煤氣溫度維持適當(dāng)與否，是爐內(nèi)熱量損失程度的直接體現(xiàn)。對此我們追求的目標(biāo)是，控制盡可能低的上行、下行煤氣溫度，保持盡可能多的氣化層及整個燃料層內(nèi)的熱量積蓄，利于充分作用于制氣階段的氣化反應(yīng)，提高氣化效率。在實際操作中追求控制的上行、下行煤氣溫度相加在450℃左右。

另外，循環(huán)時間的合理選擇、氫氮比的正確調(diào)節(jié)、關(guān)鍵工藝控制閥的防內(nèi)漏措施等，均可不同程度地影響到原料煤消耗和煤氣爐的長期穩(wěn)定運行。

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擴展閱讀：DCS在煤造氣工段優(yōu)化控制中的應(yīng)用

一、綜述

我國大部分氮肥廠都用煤為原料，固定床間歇轉(zhuǎn)化制取半水煤氣的工藝，從80年代末開始，造氣爐微機油壓控制技術(shù)開始應(yīng)用于造氣爐的控制中，直到全面取代原自動機及水壓系統(tǒng)，在技術(shù)上是一個突破性的進步。

造氣爐基本上都是采用PLC做為控制器，且采用單爐單機。由于PLC簡單實用且可靠性較高，因此受到廠家的普遍歡迎。但隨著技術(shù)的進步，造氣爐的控制及造氣工段的管理由粗放型逐步變成系統(tǒng)性，專家性。此時，PLC的局限性就暴露出來。PLC的特點是處理開關(guān)量能力非常強，但處理模擬量能力很弱，計算處理能力差。因此，當(dāng)對造氣爐采用優(yōu)化控制，對造氣工段采用系統(tǒng)管理時，就有必要對目前這種控制模式進行改進。

我公司以前開發(fā)出造氣爐計算機兩級分布式控制系統(tǒng)，即第1級由PLC，控制器，數(shù)采器等組成。第2級為工業(yè)控制計算機。系統(tǒng)通過RS－422或RS－485等通訊的方式，將兩級連接起來，這種模式簡單方便，費用較低，但因無硬件冗余等措施，整套系統(tǒng)可靠性較差。造氣爐的優(yōu)化控制只能由第2級來完成，無法由PLC實現(xiàn)。且無法取消操作室中的儀表盤。因此，這種控制模式實際上也是一種過渡方式。

目前，更為先進的DCS早已在我國應(yīng)用普及，其先進可靠的冗余技術(shù)，簡單方便的組態(tài)及控制軟件，豐富多彩的畫面顯示，高度的系統(tǒng)可靠性，方便實用的操作特點，使其推廣的速度非�？�。但DCS在造氣爐上的應(yīng)用實例卻很少。其中最關(guān)鍵的問題在于，大家已經(jīng)接受了單機單爐這種控制模式，而要將多臺爐子放到DCS上集中控制，其可靠性行嗎？

DCS在我國的應(yīng)用時間大概已有30年了，數(shù)量達到幾千套，近幾年來國產(chǎn)DCS的推廣應(yīng)用也非常迅猛，據(jù)不完全統(tǒng)計，也達到了上千套。DCS長期可靠穩(wěn)定的運行，為在造氣爐使用DCS提供了很好的范例。

二、DCS在造氣爐上的應(yīng)用

目前，我們公司已經(jīng)成功地將DCS應(yīng)用于造氣爐的控制上，且完成了爐況檢測及優(yōu)化控制軟件包的開發(fā)應(yīng)用。此套系統(tǒng)已成功在福建永安智勝化工廠甘肅白銀銀光聚銀公司等廠投運，在穩(wěn)定爐況及節(jié)能降耗方面都有明顯效果。

下面將此套系統(tǒng)做一個簡單介紹：1、造氣爐DCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖：操作站工程師站工業(yè)以太網(wǎng)打印機DCS控制機柜輔助控制機柜造氣爐系統(tǒng)由一個控制站，二個操作站（其中一個兼工程師站），一個輔助控制機柜構(gòu)成,控制站主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、控制站供電電源均實現(xiàn)1：1熱冗余，現(xiàn)場信號直接進入過程控制站，通過冗余的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與操作站相連，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的整體監(jiān)控。在操作站上增加1個以太網(wǎng)卡及OPC數(shù)據(jù)接口軟件，就可將DCS實時數(shù)據(jù)方便地傳送給MIS網(wǎng)，從而實現(xiàn)全廠綜合集成自動化。2、系統(tǒng)主要功能（1）、輔助控制機柜（1.1）造氣爐緊急事故處理

每一臺爐設(shè)置一個緊急停車硬開關(guān)，爐子出事故時，按此開關(guān)使該爐子處于安全停車狀態(tài)。（1.2）造氣爐閥門硬手動控制

系統(tǒng)為每一臺爐各個閥門設(shè)置一個手動控制開關(guān)。當(dāng)爐子處于手動狀態(tài)時，各閥門的手動開關(guān)可以控制閥門的開與關(guān)，以便于閥門的維護和檢修。（2）、造氣爐程序控制

本系統(tǒng)運用DCS系統(tǒng)提供的梯形圖組態(tài)方式實現(xiàn)造氣爐的時序控制，惰性氣體制備控制及吹風(fēng)自動排隊功能。（3）、閥位檢測和安全聯(lián)鎖控制

根據(jù)工藝要求，可對每一臺爐重要閥門進行閥位檢測。一些閥實現(xiàn)開不到位檢測，一些閥實現(xiàn)關(guān)不到位檢測。閥動作不到位時，系統(tǒng)報警，同時可根據(jù)工藝要求進行安全聯(lián)鎖控制。（4）、回路控制

可實現(xiàn)汽包液位、蒸汽總管壓力靜態(tài)前饋等PID控制。（5）、入爐蒸汽流量的控制

由于沒有蒸汽分解率在線測試議，無法對蒸汽量進行閉環(huán)控制，但根據(jù)上、下行溫度以及人工經(jīng)驗，可以做到蒸汽量的開環(huán)控制，即使入爐蒸汽調(diào)節(jié)閥按照一定的比例遞減，既節(jié)約蒸汽，又可使?fàn)t子負荷長期穩(wěn)定。（6）氫氮比的控制

利用先進控制策略，實現(xiàn)恒氫或氫氮比的控制，合格率達90％以上。

（7）爐況優(yōu)化控制系統(tǒng)（7.1）吹風(fēng)時間以及上、下吹時間控制

利用計算得出的優(yōu)化參數(shù)吹風(fēng)負荷系數(shù)、上下吹比例系數(shù)實時控制吹風(fēng)時間及上、下吹時間。（7.2）爐條機轉(zhuǎn)速的控制

利用計算得出的爐條負荷系數(shù)實時控制爐條機的轉(zhuǎn)速。三、DCS主要管理功能

1．保存每時刻閥門動作，閥位檢測及各個階段時間的修改，各個控制參數(shù)的修改。

2．設(shè)計動態(tài)的工藝流程圖顯示車間的狀況及操作。3．監(jiān)督、記錄所有的報警。4．所有數(shù)據(jù)的歷史及實時曲線。5．隨機、實時的報表打印。6．所有數(shù)據(jù)均可保存一年。四、結(jié)語

我們認為，利用DCS進行造氣爐的優(yōu)化控制、系統(tǒng)管理，是深挖造氣潛能，使造氣控制系統(tǒng)升級換代，實現(xiàn)管控一體化的最好選擇。

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