第一篇：焦炉煤气制天然气
山西省焦炉煤气制天然气专题调研报告
摘 要
山西省是我国主要的焦炭生产基地之一，焦炭产量和外调量居全国首位，也是保持多年纪录的世界最大的焦炭出口基地，焦化行业多年来一直是山西最重要的支柱产业之一。由于资源禀赋和经济结构等原因，焦化行业环境污染一直是困扰山西社会经济发展的一大顽疾，蓬勃发展的焦化产业带来了巨大的环境隐患。
炼焦过程中产生的焦炉煤气既是理想的化工原料气，又是工业及民用燃料气。山西省现有焦化企业对焦炉煤气进行了不同程度的综合利用，但在其综合利用过程中存在经济效益和产品销路不理想的问题，并存在直接排放的现象。
合成天然气是新型煤化工产业，是国家能源替代战略中的一部分，利用焦炉煤气制天然气，可实现资源的清洁、高效利用。
山西省经信委为实现焦化企业产业结构调整，引导焦化企业在焦炉煤气利用方面向新型能源、清洁型能源方向发展，组织山西省国新能源发展集团有限公司和山西省化工设计院进行实地调研，深入企业，收集了大量翔实的资料;同时对焦炉煤气制天然气技术进行了全面调研比选;结合我省天然气管网分布情况，提出了山西省焦炉煤气制天然气发展规划。
目前，我国天然气主干管网已具雏形，预计到2015年，我省天然气长输管道将达3000公里以上，并形成“五横二纵”的管网格局，为焦炉煤气制天然气提供了便利的输送条件。
根据我省焦化企业现状，结合我省天然气管网分布情况，规划到2015年，在我省孝义、介休、尧都、洪洞、河津、长治、侯马和清徐8个地区建设焦炉煤气制天然气项目。共建厂12个，拟建规模为1~2亿Nm3/a，天然气总产量为23亿Nm3/a，总投资约为30.72亿元。
建设焦炉煤气制天然气项目，可以提高焦炉煤气附加值，收到良好的经济效益。8个地区天然气总产量为23亿Nm3，若天然气售价按1.46元/Nm3计，可实现年产值33.58亿元，平均利税总额6.67亿元。
天然气热值高，碳利用效率高，污染物排放量低，是清洁、高效能源。因此，建设焦炉煤气制天然气项目可收到良好的环境效益。规划实施后，23亿Nm3的天然气可替代燃煤(脱硫80%)390万吨，将减少二氧化碳排放406.21万吨，二氧化硫排放1.872万吨，氮氧化物排放2.41万吨，环境效益明显。
建设焦炉煤气制天然气项目发挥了我省焦炉煤气的资源优势，在提高能源利用率、保护环境、获得经济效益的同时，带来了较大的社会效益。
项目的实施，拓展了我省焦化企业产业链，有利于促进焦化行业产业结构调整和焦化企业的健康发展。对全省能源结构调整、建设资源节约型和环境友好型社会起到积极的推动作用。
同时，建设焦炉煤气制天然气项目可以带动相关产业的发展，并提供大量的就业机会，对改善人民群众生活质量，提高生活水平，形成和谐共赢的社会环境具有明显的促进作用。
综上所述，建设焦炉煤气制天然气项目有利于促进我省能源、经济、社会三位一体的可持续发展，营造和谐发展环境，推进我省现有的资源优势转化为经济优势，推进我省能源利用方式由粗放型向清洁高效型转变，推进我省高碳能源向低碳化利用的进程。
第二篇：以焦炉煤气制合成氨的主要工艺分析与选择
景志林，张仲平(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606) 2007-12-14 山西焦化股份有限公司现拥有80 kt/a合成氨，130 kt/a尿素的生产能力。公司拟建设15 Mt/a焦炉扩建项目(二期工程)。焦炉装置建成后，产生的焦炉煤气除自用外，可外供焦炉气32650 m/h，这些焦炉气若不及时加以利用，不仅对当地大气环境造成不利的影响，还会造成能源的极大浪费。
对于富裕焦炉煤气利用问题，公司经过多方论证，考虑到多年氮肥生产的技术和管理优势，计划配套建设以焦炉煤气制180 kt/a合成氨，300 kt/a尿素的生产装置。本文介绍“18·30”项目合成氨制备中主要工艺技术路线的选择。
1 焦炉气配煤造气制合成氨的必要性
焦炉气生产合成氨类似天然气生产合成氨，焦炉煤气自身的特点是氢多碳少，C/H低，焦炉气成分如表1。单独用于合成氨生产时，原料气耗量大，弛放气排放量多，单位产品能耗高。必须补碳。
3 综合考虑，周边煤炭资源丰富，价格便宜，宜采用煤制气补碳，煤制气有效成分(H2+CO)高，可以把合成气调整合理，最大限度地利用原料气。
因此，要想取得好的经济效益，合理地利用原料资源，采用煤、焦、化一体化的联合流程，不仅将能源和环境保护结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业及化肥工业有机地结合起来，生产大宗支农产品——尿素，是新一代焦炉气综合利用的好途径。 2 工艺生产路线概述
将来自焦化厂净化后的剩余焦炉煤气，进入气柜进行混合、缓冲，然后通过罗茨鼓风机升压，湿法脱硫装置脱除焦炉气中的H2S，再加压至2.3 MPa，送干法脱硫装置，将气体中的总硫脱至7 mg/m以下，利用深冷空分装置送来的富氧，混入蒸汽进行催化部分氧化转化，将气体中的甲烷及少量其他烃转化为CO和H2，转化后的高温气体经废锅回收热量降温后，补加蒸汽进入变换工序的中变炉，进行CO变换反应，调整CO含量至3%，然后进入ZnO 精脱硫槽，将气体中的总硫脱至(1～3)×10，再进入装有铜锌催化剂的低温变换炉，控制变换气中CO含量为0.3%。
灰熔聚粉煤气化炉生产的煤气，单独进行压缩、净化、中温变换，之后也进入ZnO 精脱硫槽，与转化后的中变气混合，一起进入低温变换炉，进行深度变换。变换后的低变气进入脱碳装置脱除CO2，控制脱碳气中CO2含量≤0.2%，再经甲烷化装置精制，使气体中的CO+CO2 ≤20×10，合格的氢氮气经合成气压缩机组，加压至31.4 MPa送往氨合成装置。氨合成采用31.4 MPa的高压合成工艺。流程示意如图1。 氨合成产生的放空气净氨后，作为转化装置预热炉的燃料气。
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3图1 工艺技术路线方框图
3 合成氨工艺的选择 3.1 焦炉气的转化
焦炉气转化制氨合成气有以下两种方案。
方案一 蒸汽转化
本方法通过蒸汽转化，将焦炉气中的甲烷转化为H
2、CO、CO2，以降低合成气中的惰性气体含量，同时增加CO、CO2量，该法制得的合成气中氢含量高，H2/N2在补N2时调节。缺点是：蒸汽转化炉投资较高，能耗较高，致使生产成本偏高。
方案二 富氧—蒸汽转化的方法
采用本方法的特点是转化所需热量通过转化炉内焦炉气的燃烧提供，燃烧后的尾气没有外排而是直接进入合成原料气中，生产合成气的H2/N2比例由加氮量控制。该法比以天然气为原料的蒸汽转化生产合成氨过程简单，流程简短，易于控制。虽然到目前为止，利用焦炉气生产合成氨的厂家还为数不多，但可以认为是工业应用中成熟的国产化技术。为节省空分装置的氧气用量，保证转化炉操作的稳定性和安全可靠性，流程中设置了蒸焦预热炉和富氧—软水预热炉。
综合各方面的因素，由于本装置的主要目的是利用富余的焦炉气生产合成氨，使焦炉气得到最大限度的利用。因此，采用富氧—蒸汽转化比较合理。 3.2 煤造气
本装置造气采用常压灰熔聚流化床气化炉，净化加压后，在变换工序补入系统。
新建3台Φ3600 mm常压灰融聚流化床气化炉，两开一备，以粉煤为原料生产煤气，煤气经湿法脱硫，加压至2.3 MPa后，再经ZnO干法脱硫和中温变换，在ZnO精脱硫工序补入系统。
工艺流程主要包括进料、供气、气化、除尘、废热回收等工序。 3.3 净化 3.3.1 脱硫工艺
(1)湿法脱硫 分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法有PDS法、改良ADA法，栲胶法、茶灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、KCA法。
经过综合比较，栲胶脱硫和改良ADA脱硫都是本装置可以采用的脱硫工艺，但考虑到公司现有“8·13”装置采用的是改良ADA工艺，且使用效果良好，工人操作熟练，因此，本装置拟采用“改良ADA+PDS”工艺。对再生后硫泡沫的处理，采用连续熔硫工艺，主要设备熔硫釜，选用邯钢化肥公司开发的、获国家专利的“连续进行硫回收的金属釜”。同时，设溶液回收装置。该工艺具有如下特点：设备台数少、不建厂房、投资较省;操作简单易掌握，生产安全;生产弹性大，可根据负荷间断或连续运行;操作人员少，维修量小，运行费用低;生产过程中没有废气、废渣、废液产生，操作环境好。
(2)干法脱硫
湿法脱硫后，焦炉气中仍含无机硫20mg/m,有机硫约250 mg/m，硫是转化、变换、甲烷化和合成催化剂的毒物，为降低消耗，延长催化剂使用寿命，采用干法脱硫。干法脱硫主要有氧化铁法、铁钼+锰矿法、活性炭法、钴-钼加氢法、氧化锌法等。
无机硫的脱除相对容易，有机硫则不易直接脱除，一般先转化为无机硫，再进行脱除。加氢转化反应属可逆反应，故转化前先进行无机硫的脱除，以保证加氢反应彻底。焦炉气中硫的形态复杂，且含有较难转化的噻吩，用铁钼加氢串氧化锰法比较合适。该法在焦炉气制合成氨工艺中已运行多年，效果良好。因此，本装置选择此方法，并在氧化锰槽后串中温氧化锌槽把关，以确保总硫小于(1～3)×10。 3.3.2 变换工艺
变换系统按照热利用方式，分为换热式流程和饱和热水塔流程两种。换热式流程一次性投资省，占地少，操作稳定，蒸汽消耗较高;而饱和热水塔流程可以多回收部分反应热，提高气体的温度和湿含量，减少外加蒸汽量，降低能耗，但装置投资费用较高。本装置变换操作压力高，由饱和塔带出的水蒸气量相对于中、小型氮肥厂的低压变换为低，因此本装置采用换热式中串低变换工艺，流程中设置废热锅炉回收变换反应热，副产的中压蒸汽用于本系统。 3.3.3 脱碳工艺
目前合成氨厂采用的脱碳方法，大致可分为三类，即化学吸收法、物理吸收法和物理—化学吸收法。化学吸收法适合于CO2分压低的气体净化，此法净化率高，但脱碳溶液溶剂再生时需加热，能耗高，热钾碱法属于此类方法。物理吸收法适合于CO2分压高、处理量大的气体净化，脱碳溶剂再生采用降压工艺，不需加热，但净化率略低于化学吸收法。碳酸丙烯酯脱碳法(简称PC)，聚乙二醇二甲醚脱碳法(简称NHD法)均属此类方法。物理—化学吸收法处理量大，净化率高，生产操作稳定，但脱碳溶剂的再生需加热，蒸汽耗量较大，N-甲基二乙醇胺加少量活化剂组成的脱碳溶剂(简称改良MDEA)，其脱碳机理就属物理—化学吸收法。该法兼具物理及化学吸收法的特点，溶液再生通过减压闪蒸和加热汽提共同完成，该法溶液稳定，操作简单，净化度较高，但仍需要消耗一定的热能，其再生热能消耗以CO2计约为1880 kJ/m。
改良热钾碱法脱碳工艺尽管热能消耗较高，但配转化流程，在天然气制合成氨厂广泛采用，且气体净化度和CO2回收率高。非常适合本装置转化后变换气中CO2含量较低、系统操作压力不高的工况，可以弥补焦炉气中CO2不足的缺点。故项目采用改良热钾碱法脱碳工艺。具体流程为三段吸收、双塔变压再生的先进工艺，进一步降低溶液再生能耗。 3.4 合成
3.4.1 压缩机的选择
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33 压缩工序是合成氨系统的心脏部分，压缩机是合成氨生产的关键设备。目前，国内外大中型合成氨厂压缩一般采用离心式和往复式压缩机。
国内外许多气头和油头的大中型合成氨厂均采用离心式压缩机。但离心式压缩机有以下不足之处：(1)使用条件要求高，要求原料气体不含油、尘;(2)排气压力较低;(3)离心式压缩机整机或主要部件需引进，投资高;(4)采用汽轮机驱动时，热动与工艺联合，相互影响，稳定性差。
本装置以焦炉气为原料生产合成氨，由于焦炉煤气中氢含量较高，使得气体分子量很小，且焦炉气中含有尘和焦油，这些因素都给使用离心式压缩机造成困难，故不宜采用离心式压缩机。而往复式压缩机与离心式压缩机相比尽管有不足之处，但有运行平稳可靠，排气压力高，系国内制造、使用经验丰富的优点。为此本可研选择往复式压缩机，采用低压段和高压段分开的压缩方案。 3.4.2 精制
CO和CO2都是氨合成催化剂的毒物，经初步净化后的气体，进入合成系统之前，必须再行精制，使CO+CO2的含量低于20×10，并清除残留的O2和H2S。通常采用两种方法处理：一种是借助于镍催化剂将微量的CO和CO2转化为惰性的甲烷，即甲烷化;另外一种方法是用适当的溶剂将残余CO和CO2吸收掉，即铜氨液洗涤法。
采用甲烷化的方法，由于合成气中的氢含量高，甲烷化反应比较彻底，其中的CO和CO2含量可以降至10数量级，其工艺流程简单，设备较少，操作费用低。适用于各种合成氨配套产品的生产流程，操作压力随所配产品流程不同而有差异，但此过程消耗掉数倍于一氧化碳和二氧化碳含量的氢气，而且还生成一些无用的甲烷气体，使得合成气中的惰性组分含量增加，合成系统放空量增加，损失加大，能耗增高。 铜氨液洗涤法技术较成熟,醋酸亚铜氨液稳定性好，气体净化度高。但此种方法不仅能耗高，工艺条件要求比较严格，而且由于废液中含有重金属“铜”，存在环境污染的问题。
上述两种方法相比，甲烷化法具有流程简单、操作方便、设备和操作费用低等明显优点，故本工程推荐采用甲烷化精制工艺。 3.4.3 氨的合成
对于氨合成来说，传统的反应压力为31.4 MPa。近年来合成压力有逐渐下降的趋势，16 MPa的氨合成装置已在一些中大型氨厂运行。合成的压力高，压缩功高，但有利于反应平衡，设备相对缩小。合成的压力低，压缩功相对低，但设备相对增大。压力高低各有利弊。本工程按31.4 MPa氨合成设计。选用先进可靠、技术成熟的φ1800 mm合成塔内件及与之相配套的高效分离内件、后置式废热锅炉(热回收系统)。具有塔阻力小，氨净值高，使用寿命长，操作稳定简单，投资少的特点。设置废热锅炉回收反应热，副产蒸汽。
3.4.4 氨氢回收
氨回收是合成氨厂节能降耗的主要措施之一，设置等压回收塔，用尿素深度解吸液洗涤回收氨罐弛放气和合成放空气中的氨，得到的稀氨水送尿素车间解吸，降低氨耗。洗涤后的尾气送转化加热炉作为燃料气燃烧，减少燃料焦炉气的消耗。
由于本装置转化消耗燃料气，故不设氢回收装置。 4 环保和节能
(1)环保 -6-6 合成放空气主要有害物为CH
4、NH3，放空气经洗涤NH3后，减压后送转化加热炉燃烧，得到的稀氨水，送往尿素解吸、水解系统回收利用。
本装置在建设中，对生产过程中排放的“三废”，均采取了有效的治理措施，保证污染物达标排放，符合国家推行的清洁生产要求。
(2)节能
本着降低能耗、提高经济效益、改善环境的目的，采用了如下节能技术措施：充分利用变换气余热，作为脱碳再生塔煮沸器的热源，既节省蒸汽，又节省冷却水。转化、变换、甲烷化、氨合成等采用新型催化剂，提高转化效率，降低能量消耗。脱碳采用涡轮泵回收能量，吨氨节电19.2 kW·h。气化工艺采用常压灰融聚工艺，以烟煤为原料，符合中国节能技术政策大纲。
本装置合成氨的单位能耗为48282.8 MJ，折标煤为1647 kg，优于现阶段(2004年底)我国平均水平(吨氨耗标煤1700 kg)，但与国际先进水平(1000 kg)相比，相差了647 kg。在今后设计及生产中将采取更先进的节能措施，以便更好地节约能源。 5 结 语
本项目以焦炉气为原料，焦炉气经脱硫、压缩、精脱硫、富氧转化、中串低变换、改良热钾碱脱碳、甲烷化、合成气压缩、氨合成。工艺技术成熟可靠，产品纯度高，消耗定额低，生产成本低。
合成氨的生产主要是以焦炉气为原料，有明显的价格和成本优势，在市场竞争中具有较强的竞争力，符合国家的能源政策、产业政策和环保政策以及地区的发展规划，是焦炉剩余煤气综合利用的新方向。
第三篇：钢铁企业焦炉煤气测量
钢厂是气体用量大户，一般有如下几种组成：
1.空分站和制氧厂出来的各种气体：用气车间或单位需要计量，主要是氧气、氮气、氩气、天然气 和二氧化碳气体
2.压缩空气：需要各车间或单位进行计量。
3.各种煤气：主要是焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气
对于 1，2 两种情况，用户的需求主要如下：
1. 流量计最好直接质量流量测量，无需安装压力变送器、温度变送器和积算仪，并能带数字通讯。
2. 流量变化大，需要有大量程比的流量计才能在小流量的时候也能测好。 3. 一年四季环境温度变化会导致气体温度变化，故流量计最好不需要温度补偿。 4. 气体的压力会随下游用气量的变化而变化，故流量计最好不需要压力补偿。 5.破管焊法兰连接方式成本高且需要停气影响生产，故需要安装简单、维护方便的、对于安全气体 可在线不停气插拔的特殊附件。 6.流量计最好免维护。 钢厂主要煤气种类
高炉煤气。用作高炉热风炉、焦炉、加热炉和锅炉的燃料。高炉煤气发热量低，多与焦炉煤气混合使用。
焦炉煤气。用作焦炉本身和加热炉等的燃料，也可作民用燃料。
转炉煤气。目前国外虽普遍安装回收转炉煤气的设备，但因经济原因，多数工厂把回收煤气燃烧放散，未加利用。日本的钢铁厂已把回收的煤气加以利用，中国有的钢铁厂也进行回收利用。
转炉煤气常与其他煤气混合使用。 发生炉煤气。在钢铁厂中，如果高炉煤气和焦炉煤气不足，可用发生炉煤气补充。发生炉煤气是固体燃料(如烟煤、无烟煤或焦炭)在煤气发生炉中与氧化剂(常用的是空气和水蒸气的混合物)相互作用产生的气体燃料。发生炉煤气主要用于轧钢加热炉、炼钢平炉。要求煤气燃烧温度高或火焰黑度大的用户(如某些加热炉和平炉)可就近制造发生炉热煤气使用。一般用炉则用经过净化的冷煤气。 对于3煤气情况，主要测试难点：
1.气体能源是钢铁企业广泛使用的能源，但对气体能源流量的测量却存在很大的难度，特别是焦炉煤气流量，其测量难度更大。
2.因为在焦炉煤气中除了含有氢、甲烷、乙烷、乙烯等成分外，还含有焦油、萘、氮的水化合物、粉尘、黏着物。
3.这些成分含量虽少，却会产生不利于测量的作用。它们很容易从煤气中分离出来，在管道内壁和管内其它构件表面凝结并聚集起来，使流量测量仪表无法正常工作。(如焦油会敷在测量设备的检测元件上萘会以固体结晶析出堵塞设备。
随外界温度变化会引起低温结晶现象;) 4.气体成分混合多变复杂。混合煤气系统是钢铁联合企业中应用极为普遍的能源供应系统，钢铁企业的混合煤气系统一般是由高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等多组分混合而成焦炉煤气含有H2(55-60%)，CH4(23-27%)，CO(5-8%)，CO2(1.5-3.0%)，N2(3-7%)，O2(<0.5%)，CmHn(2-4%);密度为0.45-0.50 Kg/Nm3。 5冬季时期，煤气中的水分容易引起冻结。
6.焦炉煤气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6-30%(体积)。
7.钢厂煤气测量中存在的湿度大、腐蚀性强、粉尘、黏着物、杂质等，易堵，易粘连的复杂工况。气体成分混合多变复杂 气体流速比较低，流量变化不稳定 流量计测量不稳定，不准确等。
8.这些测量对象流体压力低、流速低、密度低、管径大，要准确测量有一定的难度。尤其是煤气，往往含水量、含尘量较高。有的还含有焦油，有的煤气管道内有排不尽的水，这些都要要求仪表有适应能力，不能因为凝液析出而影响测量，不能因灰尘而发生故障。
热式质量流量计具体有如下特征：
1.测量气体是质量流量，不需要温度压力补偿，测量数据不会漂移。 2.传感器材质采用防腐耐磨材料。
3.传感器是两根光滑的探针，不易粘挂。
4.量程比更宽，更能满足于大管径低流速的测量要求。 5.具有自动、手动反吹防堵装置，自动反吹清灰。 6.仪表加防腐耐磨护套.
7.最好做到定期清洗(按焦油量做定期清洗)
第四篇：焦炉停止加热及恢复加热煤气爆炸着火应急预案
焦炉煤气停止加热、恢复加热过程中发生煤气爆炸着火事故，一但发现立即汇报车间值班人员、公司分管领导及公司调度室。事故发生后应迅速摸清事故现场情况，设立危险区域、设立岗哨、禁止非抢险人员进入，并积极采取措施，严禁冒险抢救，防止事故扩大。
1、应急救援的组成及职责： 〈1〉领导组织： 总指挥：李正伟
副总指挥：孟凯、张冬冬
组 员: 周超、徐同军、满建飞、宋兵、潘叙光、孔杰、裴忠雷、袁海峰、、王维付 〈2〉职责：
1、总指挥：负责组织指挥现场的应急救援;
2、副总指挥：负责协助总指挥做好应急救援的具体指挥工作;
3、组员：在指挥部统一指挥下进行工作。
2、应急通讯：
在处理事故时，所有参与抢险抢修人员需保持通讯畅通，若发现信号不稳定或中断时，应立即运用厂内固定电话或手机及时与总指挥取得联系，并明确说明所处位置。
3、事故处理预案：
3.1停止加热步骤：关闭交换旋塞→关闭加减旋塞→关闭机焦侧分烟道吸力翻板→打开炉顶8个放散→加盖空气盖板留10MM。
3.2恢复加热步骤：关闭炉顶8个放散→打开机焦侧分烟道吸力翻板→打开交换旋塞→打开加减旋塞。 3.3停止、恢复加热过程中遇到煤气爆炸着火：
3.3.1 由于设备不严密而轻微小漏引起的着火，可用湿泥、湿麻袋等堵住着火处灭火。火熄灭后，再按有关规定补好漏点。
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第五篇：焦化厂焦炉生产及煤气净化DCS控制系统的应用
王 野 吴恒奎
黑龙江建龙钢铁有限公司 双鸭山市 155126
摘要：黑建龙钢铁有限公司焦化厂焦炉生产及煤气净化生产自动化采用DCS控制系统，分别对炼焦工艺生产过程、煤气净化工艺生产过程及公铺系统实现DCS控制，其中煤气净化包括;煤气鼓风机自动调速、冷凝、脱硫、硫铵、终冷洗苯、粗苯回收。公辅系统包括;循环水、空压站、制冷站、油库全面实现计算机控制，所有工艺参数检测、设备运行、停止、事故、联锁、监视、控制都由操作工在中央控制室完成，真正实现了焦化生产自动控制。
关键词：焦炉生产 煤气净化 DCS系统
1、焦炉生产及煤气净化部分DCS控制方案
1.1概述:为2260孔JNDK43-03F型焦炉，焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统。采用浙大中控WebField JX-300XP控制系统。
焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统。采用浙大中控WebField JX-300XP控制系统。工艺过程如下：焦化是将煤送进焦炉进行加热到1000℃左右，产生出来的焦碳冷凝以后送到筛焦。煤焦化过程中产生的煤气送到冷鼓工段，将其中的焦油提取出来，出来的煤气再经过脱硫塔将硫脱离出来回收，再到洗苯塔和脱苯塔将苯分离出来，产生的硫和焦化产生的氨水进行反应生成硫铵，经脱苯以后的煤气送到焦炉燃烧给煤焦化提供热量。
1.2、焦炉工段：从配煤过来的煤送到焦炉，在焦炉中进行加热，主管煤气经
过煤气预热器进行预热后燃烧为煤的加热提供热量。该工段主要有四个控制回路：机侧分烟道吸力调节、焦侧分烟道吸力调节、集气管煤气压力调节、主管煤气压力调节。 1.3、冷凝鼓风电捕
焦炉过来的煤气进入到气液分离器杂质进行分离，然后到初冷器进行冷凝，经过风机打入电捕焦油器，在电捕焦油器中将焦油分离出来，煤气送到焦炉燃烧。该工段控制回路主要有：入电捕器蒸汽总管压力调节、鼓风机进口压力调节、初冷器后煤气温度调节、上段冷凝液槽液位调节、高压氨水压力调节。
1.4、通过对煤气鼓风机液力偶合器转速精确控制,来实现对焦炉集气管压力控制,焦炉集气管控制系统是生产工艺主系统(焦炉煤气)的长周期连续稳定运行、为延长焦炉使用寿命起到了决定作用，并为工艺数据积累，进行技术研究提供了保障。
1.5、脱硫及硫回收工段
脱硫及硫回收是脱硫液和溶液在脱硫塔中进行反应将硫脱离出来，然后溶液进入再生塔再生。主要有三个控制回路：进脱硫塔B溶液流量调节、进再生塔溶液流量调节和进再生塔B空气流量调节。 1.6、硫铵工段
硫铵的工艺流程是剩余氨水先通过预热器进行预热，然后进入蒸氨塔反应，再到气液分离器与其他的物质进行分离，分离出来的氨气和母液在硫铵饱和器反
应生成硫铵，硫铵液再打到结晶槽中结晶，然后经干燥器干燥后包装。这里主要有两个控制回路：进沸腾干燥器温度调节和蒸氨塔顶温度调节。 1.7、洗苯脱苯工段
洗苯脱苯的工艺流程是贫富油经洗苯塔洗苯以后进入脱苯塔，在不同的地方利用温度的不同产生轻苯油水和重苯油水，经油水分离器进行分离，再进行冷凝冷却以后装车。其主要有两个控制回路：出管式富油温度调节和脱苯塔出口油气温度调节。
1.8、供辅循环水、油库、空压站、制冷站检测控制。
2、焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统构成 2.1、概述
WebField JX-300XP是中控基于web技术推出的网络化控制系统。JX-300XP系统吸收了最新的网络技术、微电子技术成果，充分应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了系统性能，能适应更广泛更复杂的应用要求。同时，作为一套全数字化、结构灵活、功能完善的开放式集散控制系统，JX-300XP具备卓越的开放型，能轻松实现与多种现场总线标准和各种异构系统的综合集成。160万/吨焦炉生产及煤气净化部分DCS控制系统构成： 焦炉控制站、鼓风机控制站、硫铵中控站;硫铵中控站包括7个远程控制站，有冷凝、油库、循环水、空压站、制冷站、脱硫、洗苯脱苯等工艺控制再硫铵中控集
中控制。2.2配置方案：整个DCS系统由六台操作员站、一台工程师站、一个网关站、三个控制站、十个扩展柜组成，六台操作员站分别完成对各个界区的监控，工程师站负责整个系统的软件维护，网关站负责将数据送到公司管理网上。
2.2、控制站功能
SUPCON JX-300X DCS控制站能完成I/O处理、数据采集、模拟量控制和顺序控制。包括温度、压力、流量、液位的检测、监视、PID调节和各种复杂调节，各种阀门的开关，各种泵的启停等顺序控制，各种设备运行状态的监视及联锁保护等。
同时，控制站还可完成一些更复杂、更特殊的控制功能。提供的SCX 高级语言、功能块图(FBD)、梯形图(LD)、顺控图(SFC)能实现各种复杂的先进控制策略。
3、系统特点
3.1、技术成熟，性能稳定
3.2、高速、可靠、开放的通信控制网络SCnet II 3.
3、分散、独立、功能强大的控制站 3.4、全智能化设计 3.
5、任意冗余配置
3.6.、I/O卡件贴片化设计、I/O端子可插拔设计
3.7、简单、易用的组态手段和工具 3.
8、丰富、实用、友好的实时监控界面 3.9、事件记录功能
3.10、多功能的协议转换接口 3.
11、方便实现与异构系统的集成 3.
12、产品多元化、网络化
4、系统结构
WebField JX-300XP系统由工程师站、操作员站、控制站、过程控制网络等组成。 4.1、工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。
4,
2、操作员站是由工业PC机、显示器(CRT或LCD)、键盘、鼠标、打印机等组成，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。
4.3、控制站是系统中的I/O处理单元，完成整个工业过程的现场数据采集及控制。
4.4、过程控制网络实现工程师站、操作员站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。
160万/吨DCS网络拓扑图
5、网络结构
WebField JX-300XP系统采用三层网络结构：
第一层网络是信息管理网Ethernet采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全钢铁公司综合管理的信息通道。
第二层网络是过程控制网SCnetII 连接了系统的控制站、操作员站、工程师站、通信接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道。
第三层网络是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS 控制站内部I/O控制总线。
主控制卡、数据转发卡、I/O卡件都是通过SBUS进行信息交换的。 SBUS总线分为两层：双重化总线SBUS-S2和SBUS-S1网络。主控制卡通过它们来管理分散于各个机笼内的I/O卡件。
6、系统规模
WebField JX-300XP最大系统配置为：15个冗余的控制站和32个操作员站或工程师站，系统容量最大可达到15360点。
WebField JX-300XP系统每个控制站最多可挂接8个IO机笼。每个机笼最多可配置20块卡件，即除了最多配置一对互为冗余的主控制卡和数据转发卡之外，还可最多配置16块各类I/O卡件。
在每一机笼内，I/O卡件均可按冗余或不冗余方式任意进行配置。
7、主控制卡
主控制卡是控制站的软硬件核心，负责协调控制站内的所有软硬件关系和各项控制任务，如完成控制站中的I/O信号处理、控制运算、上下网络通信控制处理、冗余诊断等功能。
JX-300XP系统的主控制卡采用双CPU结构，包括主CPU(Master)和从CPU(Slave)，主控制卡JX-300XP的主控制卡支持冗余或非冗余配置，冗余方式为1∶1热备用。
JX-300XP系统主控制卡的控制回路可达128个，最大可带128块I/O卡，通过SBUS实现就地或远程I/O功能。
主控制卡内置后备锂电池，用于保护主控制卡断电情况下卡件内SRAM的数据(包括系统配置、控制参数、运行状态等)，提高系统安全性和可维护性。在系统断电的情况下， SRAM数据可以保存3个月。
8、系统软件
JX-300XP系统的软件采用中控自主开发的Advantrol Pro软件包。
Advantrol Pro在浙大中控的WebField JX-300X、ECS-100等系统上已经得到了广泛的应用，在继承原版本软件功能丰富、界面友好、使用简单特点的基础上，针对JX-300XP系统的特点，中控对原版本的Advantrol Pro软件包进行了多项改进与升级，形成了更为丰富、使用的AdvanTrol-Pro (For JX-300XP)软件包。
软件包构成： AdvanTrol 实时监控软件 SCKey 系统组态软件
SCLang C语言组态软件(简称SCX语言) SCControl 图形化组态软件 SCDraw 流程图制作软件 SCForm 报表制作软件 SCSOE SOE事故分析软件 SCConnect OPC Server软件 SCViewer 离线察看器软件
SCDiagnose 网络检查软件 SCSignal 信号调校软件
9、DCS系统配置 9.1、系统硬件选型
系统选用的是目前国际上先进而通用的、符合IEC297.3标准的VEM机箱。在I/O模板与机箱母板的连接上，选用了国际通用的符合IEC603-2/DIN41612标准的欧式连接器具有外型美观、工艺先进、连接可靠、插拔力小等的特点，其基本失效率为7.5ⅹ10-10/h。I/O端子板与机箱母板I/O总线的连接和电源连接器也同样选用了C-64欧式插座，从而使整个互连系统的可靠性得到保证。 9.2、系统操作站
监控操作站具有独立的CPU，监控操作站可互为热备冗余，一台处理器或电源故障，系统将自动切换到冗余的处理器，操作站之间具有内部切换的能力。操作员站可兼作工程师站。 磁盘驱动系统主要用于系统下装和组态数据的备份，系统具有格式化磁盘的能力。 9.3、工程师站
工程师站主要完成系统组态、监控事故分析等功能，工程师站的配置与监控操作站相同。工程师站可以单独设立，也可以与监控操作站并用。 9.4、服务器
运行在32位Windows 网络平台上，可挂接局域网或广域网，并和过程控制
网、工厂数据库等连接，为系统操作站、工程师站及现场控制站提供数据存取、历史数据采集、报警事件处理及为工厂数据库提供数据。 9.5、人机界面软件
报警事件管理软件及历史数据分析软件均是基于OPC的客户程序，可作为任何支持OPC2.0以上标准的OPC服务器的客户程序。基于OPC的开放控制技术，具有灵活的互可操作性。通过OPC服务器提供的客户接口和自动化接口。
10、监控中心的监视、管理功能 10.1、画面功能
画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口，显示总工艺画面、PID控制图、在流程图上相应处显示动态数据，显示系统各设备，装置，区域的运行状态以及全部过程参数变量的状态，测量值，设定值，控制方式(手动/自动状态)，高低报警等信息。 10.2、 历史数据
历史数据基于OPC标准存贮的，服务器完成历史数据采集、存贮，并响应客户程序的请求。历史数据采集可采用周期记录方式和事件触发记录方式。根据要求设定采样周期和历史数据保存时间，定义不同的记录触发事件。历史数据按标准方式为客户程序提供查询和读取历史数据的服务。 10.3、历史趋势
趋势曲线或数据列表方式显示历史数据，可用预定义的分组显示，也可在运
行时对分组进行修改显示。趋势曲线可显示在一屏上显示任意时间段的趋势，也可按比例放大或缩小(包括时间轴和显示量程)。曲线方式或列表方式打印给定时段的历史数据。可将同一参数不同时段的数据在同一趋势图上显示比较。 10.4、统计分析和报表
独立的客户程序，可作为后台任务执行。统计分析提供了对指定参数在给定时段或抽样数据的简单统计结果(如最大值、最小值、平均值、累加等)和数字期望、标准方差、概率分布曲线等功能。可通过预定的电子表格方式将给定时段或抽样数据及其统计结果进行报表打印。报表可按预先定义的条件(如定时或事件)启动。 10.5、安全管理
系统提供了完善的安全管理，每个参数、每幅画面、按钮、热键、报表等对象均可指定为不同的区域(可设置多达256个区域)。对每个用户规定了他的安全许可区域及在该区域上可执行的操作。每个用户在操作前必须登录，登录成功后才能在其安全许可区域内执行权限内的操作。 10.6、报警
报警系统由报警事件服务器和报警事件信息管理软件两部分构成，由报警事件服务器对系统进行监视，一旦出现给定的报警或其他事件，便将该报警事件信息通知报警事件信息管理器进行记录，并触发相应的响应。
11、小结
目前该系统运行达到了设计要求，整个系统设计年产焦炭为160万吨/年，现在只有1#~2#焦炉投入运行，DCS控制系统为实现两座焦炉和化产系统达产增效的目标，奠定了充足的数据参考依据，同时提供了有效的控制手段，实践证明该系统为提高劳动生产力，提高经济效益作出了贡献。
作者：王野，男，39岁，黑龙江建龙钢铁有限公司焦化厂主管工程师，联系电话13199190588。