焦化企業節能生產中電氣自動化的運用探討論文
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摘要:
隨著現代化科學信息技術的持續發展,我國電氣自動化也得到了快速發展的機遇,在這種情況下,傳統焦化廠工業電氣自動化也開始借助新技術來完成自身的可持續發展。越來越多的焦化廠在開展生產工作時開始將節能、減排理念融入到了實際當中。而本文便是在此背景下對工業電氣自動化技術在焦化廠節能中的應用展開詳細的探討與說明。
關鍵詞:
節能工程;焦化廠;工業電氣自動化;應用研究;
引言:
我國經濟快速發展的當下,各項技術的發展日新月異,自動化技術作為行業連接的橋梁,為社會發展提供了巨大的推動力。而我國在第一時間認識到綠色工業革命為日后社會發展的主流,開始積極號召焦化企業開展綠色、環保的生產流程,并將工業電氣自動化技術融入到焦化廠節能生產當中,為企業的經濟效益與社會效益的提升奠定良好的基礎。
1、焦化廠的節能技術
焦化廠作為專門從事冶金焦炭生產及冶煉焦化產品、加工、回收的專業工廠,其在日常的生產及冶煉工序中借助工業電氣自動化技術提高了自身的生產效益,并有效降低了人力、物力與財力的消費,在這一定程度上實現了焦化廠經濟效益的提升。但是隨著國家管理的日益嚴格,高能耗、重污染一度成為焦化的代名詞,能否可持續發展已經成為了焦化行業所關注的焦點,焦化廠也意識到只有節能減排才可實現可持續發展,因此提高焦化企業生產過程中的節能環保顯得尤為關鍵。而在這一趨勢下,工業電氣自動化節能技術的運用起到了關鍵性的作用,為焦化企業的可持續發展提供了源源不斷的動力,同時提高整個行業的自動化控制水平。
2、焦化廠工業電氣自動化在節能技術的應用措施
2.1電氣技術方面
為有效改善焦化廠環境改善同時提高設備節能效率,目前焦化企業主要從以下幾個方面做到新技術不斷推廣應用。
1)新技術。隨著焦化企業大面積的使用中壓變頻器,提高焦化廠工業電氣自動化控制水平,達到了高效節能效果,但是在實際運行過程中,變頻器的作用發揮不是十分明顯,多數都是手動進行固定頻率設定,與設備的`聯鎖較難實現,隨著無線通訊技術的快速發展,給設備自動化控制增加了有力手段,比如出焦除塵的高低速聯鎖可以通過無線通訊進行聯鎖,篩焦除塵可以與下料口的操作實現聯鎖,高壓水泵與用戶端實現壓力聯鎖控制等。
2)新設備。另外在正常生產過程中為節約大量電能,可以將目前成熟的節能型電力設備運用到實際的生產中,生產現場照明全部選擇LED照明,并在皮帶通廊實現兩地控制,做到"人走燈滅"達到節能目的;道路照明采用工業互聯方式進行自動控制,通過手機APP實現遠程控制。與此同時,還可以通過對調整每個回路的電氣負荷進行優化線路負荷,使得整個工業電氣可以為生產提供高運行效率,并可以減少能源的消耗。
3)新管理。新工程從項目建設開始對于電機的選擇嚴格按照國家綠色發展要求進行電機選擇,盡可能選擇一級能效電機,堅決杜絕選擇國家禁止的高耗能電機;通過一系列的新管理實現節能目的。
2.2自動化技術方面
隨著焦化廠工業電氣自動化技術的快速發展,并得到廣泛應用,將以前比較復雜的改造變得越來越簡單,并在節能生產中發揮出不俗的效果,通過工藝優化結合自動化控制技術,對生產過程中的細節進行深入摸索、改造,在優化工藝的同時也取得了明顯的經濟效益,主要列舉一下成功的案例:
1)除塵系統除灰刮板機的控制優化。按照原設計除塵系統刮板機是連續運行的設備,因焦化廠的除塵設備多,刮板機的耗能十分大,針對這個問題,工藝及技術人員通過自動化技術進行軟件優化,在不增加硬件投資的前提下,對軟件進行重新編制,根據現場實際生產情況實現刮板機間歇運行,僅此一項焦化廠每年可節約電能30余萬kWh,創造了可觀的經濟價值。
2)全廠控制室的整合。以前多數焦化廠的控制室為分散性的控制室,根據生產工藝主流為:備煤及配煤控制室、煉焦控制室、化產控制室、運焦控制室以及生產調度室,優缺點十分明顯,優點為:生產與點檢聯系方便,發生故障時反應較快。缺點為:人員配置多,設備管理難度大,無法實現全廠統一管理,根據這種情況,目前主流焦化企業大多已經在建或已建成全廠集中管控中心,利用先進的自動化技術將全廠控制室進行整合,實現管控一體化取得了良好的經濟效益及社會效益,經過全部控制室的整合后,大大提高了生產效率,節約了人員配置,操作人員可以減少50%,設備的自動化控制水平也得到了大幅度提升,為企業的下一步管理水平的提升創造了良好條件。
2.3生產工藝方面
近幾年焦化行業工藝技術也取得了大幅提升,但是有效的將自動化技術在新工藝中加以優化應用,可以取得良好的節能效果與經濟效益,下面就工藝技術與自動化技術相結合在節能中的應用列舉成熟的案例,希望同行業得到借鑒,達到共同進步。
2.3.1脫硫脫硝工藝與VOC工藝共用燃燒設備
隨著焦化環保要求的愈來愈嚴格,近幾年新的工藝在焦化廠遍地開花,在進行環保整治及工藝改造的同時,一定要全盤考慮,節約投資及運行費用,最好將新改造工藝的控制系統利用先進的控制技術全部鏈接,實現大網絡、大數據的統一平臺。在脫硫脫硝工藝設備配套包含了用于脫硝催化劑的再生燃燒系統,但是利用率很低,基本上兩年才運行15天左右,新增VOC處理工藝對于氣體的異味處理最好辦法就是燃燒,兩套工藝距離比較遠,這樣先進的自動化控制技術就可以將兩套控制系統很好的結合起來,兩套工藝利用先進的自動化技術實現燃燒系統的共用。實現節約投資及運行費用,最終實現節能目的,取得良好的經濟效益及環保效益。
2.3.2干熄焦中壓蒸汽在煤調濕工藝中的應用
目前焦化企業的干熄焦工藝愈來愈普遍,該工藝實現了利用焦炭余熱進行發電,同時提高了焦炭質量,在發電的同時也產生大量的蒸汽,而煤調濕技術恰恰是利用蒸汽對焦化入爐煤進行間接加熱,將煉焦煤裝入焦爐前先進行水分的去除,并將煤的水分保持在9%左右的范圍內,之后實施裝爐煉焦操作。在實際生產過程中將干熄焦的蒸汽經過減溫減壓裝置后,利用先進的工業電氣自動化技術將干熄焦蒸汽壓力控制在工藝要求范圍內,大量的用到煤調濕系統中,為保證生產運營安全,兩套控制系統之間設置安全聯鎖系統,將蒸汽壓力、流量、溫度與煤調濕系統運行進行聯鎖,達到安全穩定連續運行,目前這項技術已經得到工業應用,并且取得了良好的節能效果。在節約焦爐加熱煤氣的同時也減少了剩余氨水量,減輕了廢水處理裝置的生產負荷。由此可見,這一技術從根本上提高了焦炭的應用質量、降低煉焦所消耗的資源,進一步貼合了節能環保的政策。
2.3.3上升管余熱利用技術
焦化廠的煉焦過程中,從炭化室出來的荒煤氣溫度約為650~750℃,其熱量約占焦爐輸出總熱量的36%左右。焦化廠因為工藝技術的影響而導致部分熱量在上升管中流失,同時出現爐頂溫度過高的情況,近幾年隨著新技術的不斷發展,上升管余熱利用技術逐漸開始大范圍的推廣,利用自動控制技術實現裝置出口壓力的穩定,可以實現工業連續化運行,回收的蒸汽在化產回收工序中進行應用,以此來提高焦化廠內部熱量的應用效率,同時實現節能技術在焦化廠工業化中的應用。
2.3.4焦爐加熱優化控制
焦爐的焦餅成熟以前全部靠時間進行判斷,存在過燒與焦餅不成熟的情況,容易引發環保及質量事故,目前焦爐加熱優化控制技術不斷發展、更新,適應生產需求,實時調整加熱煤氣流量和分煙道氣力,并可以通過火落管理自動預判焦炭成熟情況,實時監控高低溫爐號和異常爐號,實時監測和指導調整加熱高向均勻性、橫排均勻性,在滿足工藝的條件下大幅降低煤氣消耗量,實現節能目的。
2.4其他方面
焦化廠工業電氣自動化系統在運行過程中,功率會以熱的形式散發出去,對于那些功率耗損較大的元器件尤為如此,比如,大功率晶體管、電阻及變壓器等[3].此外,當電氣系統所處的工作環境溫度較高時,設備工作時產生的熱量就不容易散發,致使設備的溫度升高。比如,半導體器件對溫度的變化非常敏感,溫度過高會導致器件工作點增益不穩定、信號失真、發生漂移以及噪音增大,更有甚者會導致熱擊穿。所以半導體器件自身的溫度不能太高,所以在進行設備選擇時應該充分考慮散熱問題。盡可能的利用設備特點解決散熱問題,不新增散熱設備加大工藝能耗,尤其是對于中壓變頻器的散熱盡可能的利用設備本身自帶的冷卻風機將熱風通過風管抽到變頻器室外,減少變頻器室空調的配置,這樣可以實現年節約電能2萬余kW·h/臺。
3、加強節約電能管理知識培訓
在終端能源利用中,電力是主要能源形式之一,也是優良的能源載體。人們的生活尤其是工業化生產大都是基于電能的利用,電能在終端利用中占有很大的比例,焦化廠也如此,隨著工業電氣自動化技術的高速發展,為科學合理使用能源提供了有力手段,但是有些焦化企業節能意識不強,積極性不高,最主要的原因是對用能和節能管理理論和技術缺乏認知,再加上其作為技術設備發展速度日新月異,因此只有全面保障生產人員專業技能掌握情況,才可進一步為提高焦化廠工業電氣自動化系統水平,進而實現為節能奠定堅實的基礎。因此為了有效提高焦化廠工業電氣自動化系統人員管理能力,需定期對其進行專業提升培訓,使其可以熟練掌握焦化廠工業電氣自動化系統的發展方向與運用情況[5].確保焦化廠工業電氣自動化系統能夠在安全、穩定運行。
4、結語
為了有效提高工業電氣自動化系統應在焦化廠節能技術上的應用,必須全方位的考慮設備選擇、技術選擇、工藝優化以及管理維護等。根據目前的技術發展在大力開展新技術的應用的同時對舊控制系統進行技術改造,提高焦化廠工業電氣自動化系統的技術水平,并為其日后可持續發展提供巨大的動力。
參考文獻
[1]黃偉斌.淺談電氣自動化技術在煤炭工業生產中的實踐應用[J].礦業裝備,2020(3):180-181.
[2]姜冬.節能技術在工業電氣自動化中的應用[J].科學技術創新,2020(4):158-159.
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