[发明专利]焦炉废气循环量自动控制系统及方法

说明书

本发明提供一种焦炉废气循环量自动控制系统及方法，所述系统包括与控制器相连接的煤气成分分析仪、废气成分分析仪、助燃气体成分分析仪、空气成分监测仪和废气循环量调节装置。所述方法为控制器根据所述煤气成分分析仪、废气成分分析仪、助燃气体成分分析仪、空气成分监测仪的测量结果计算废气循环量，并将所述废气循环量与设定的废气循环量比较，将所述废气中NOx体积含量与设定的NOx体积含量比较，根据比较结果产生控制信号控制所述废气循环量调节装置。能够实时、准确的监测废气循环量并在焦炉供热量发生变化时通过调节废气循环量使得废气中NOx排放始终处于达标范围。

技术领域

本发明涉及焦炉废气循环技术领域，特别涉及一种焦炉废气循环量自动控制系统及方法。

背景技术

采用废气循环方法降低焦炉废气中氮氧化物浓度，即抽取焦炉烟道废气掺混到焦炉加热的上升空气中，降低立火道内的燃烧强度，降低燃烧温度，减少立火道内氮氧化物的生成，进而达到降低焦炉外排废气中氮氧化物含量的目的，由于其采用的装置结构简单、投资少、占地小、调节方便、可实现自动控制，并且降氮效果明显，已被越来越多的焦化厂广泛采用。

该方法中，排放废气中氮氧化物含量与废气循环量成反比，即循环废气越多，降低氮氧化物排放的效果越明显，但随着废气回配量的增加，与空气掺混后的助燃气体中氧气含量逐渐降低，使得立火道内煤气的燃烧无法进行，因此为了保证燃烧的稳定性，并不能一味地增加废气循环量。

目前各焦化厂投产的废气循环系统，只在安装过程中进行一次调试，调试时以当时工况下焦炉废气中NOx基本满足环保要求为标准，而投产后通常不具备调节条件，而焦炉在实际生产中的工况变动十分频繁，供热量经常随生产需要发生变化，此时，若废气循环系统无法调节，通常会发生两种情况。当焦炉供热量减小时，进入燃烧室的煤气量减少，立火道内燃烧温度降低，同样的废气循环量下，焦炉废气中NOx含量将远低于环保排放标准，与刚好满足排放标准情况相比，此时废气循环量过高，即风机的转速过高，同时废气循环量的增加将导致焦炉排放废气温度升高，造成热能的浪费，即与刚好达标排放工况相比，此时焦炉的能耗过高，不利于节能生产；当焦炉供热量增加时，进入燃烧室的煤气量增加，立火道内燃烧温度升高，同样的废气循环量下，焦炉废气中NOx含量将高于环保排放标准，超标排放，现场生产时遇到此种情况，通常的做法是每个小时停止加热一段时间，以保证NOx的小时排放平均值在达标范围内，增加操作难度的同时对焦炉生产的稳定顺行造成不利影响。

因此，在焦炉废气循环系统中，废气循环量的控制是一个很重要的环节，如何实时、准确的监测废气循环量并在焦炉供热量发生变化时通过调节废气循环量使得废气中NOx排放始终处于达标范围成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种焦炉废气循环量自动控制系统及方法，能够实时、准确的监测废气循环量并在焦炉供热量发生变化时通过调节废气循环量使得废气中NOx排放始终处于达标范围。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉废气循环量自动控制系统，包括与控制器相连接的煤气成分分析仪、废气成分分析仪、助燃气体成分分析仪、空气成分监测仪和废气循环量调节装置。

其中，所述煤气成分分析仪测量焦炉加热用煤气气体成分，所述废气成分分析仪测量燃烧后废气中NOx、CO2和O2的体积含量，所述助燃气体成分分析仪测量循环废气与空气掺混后的助燃气体中CO2和O2的体积含量，所述空气成分监测仪监测当地空气中CO2和O2的体积含量。

所述废气循环量调节装置为循环废气管道的调速风机或循环废气管道的调节阀。

一种焦炉废气循环量自动控制系统的自动控制方法，包括如下步骤：

步骤一、测量焦炉加热用煤气气体成分、燃烧后废气中NOx、CO2和O2的体积含量、循环废气与空气掺混后的助燃气体中CO2和O2的体积含量，空气中CO2和O2的体积含量；