焦?fàn)t加熱煤氣和荒煤氣逸散原因和治理方法探討

摘要:降低焦?fàn)t的加熱煤氣和荒煤氣的逸散量是焦?fàn)t管理的一項(xiàng)重要工作，加熱煤氣和荒煤氣的逸散對(duì)環(huán)境的污染和加熱制度的干擾影響極大特別到一代爐齡的晚期因爐體的老化和自然的膨脹致使加熱煤氣和荒煤氣的逸散問(wèn)題更加突出，對(duì)加熱系統(tǒng)和荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)的密閉和日常規(guī)范管理對(duì)降低煤氣的逸散是根本原因。

關(guān)鍵詞:加熱煤氣 荒煤氣 逸散

一、現(xiàn)狀分析

安鋼焦化廠3#、4#焦?fàn)t爐型為JN43-80型，分別于1994、1990年建成投產(chǎn)，至今爐齡均已超過(guò)16年，進(jìn)入焦?fàn)t使用的中后期階段，正常與非正常損壞的問(wèn)題已經(jīng)得到凸現(xiàn)，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:

1.爐齡較長(zhǎng)，爐體竄漏增加

1.1 炭化室和燃燒室的相互竄漏。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于反復(fù)開(kāi)關(guān)爐門(mén)、裝煤、出焦的溫度變化產(chǎn)生熱沖擊，摘裝爐門(mén)以及推焦產(chǎn)生的應(yīng)力，促進(jìn)了小爐頭、上升管根部等部位損壞程度增加，并不斷向爐內(nèi)延伸，剝蝕、裂縫等損壞也較快，損壞處往往會(huì)竄漏煤氣，使炭化室內(nèi)的煤氣竄入燃燒室內(nèi)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于烘爐孔塞子磚不嚴(yán)密或掉落等原因，也會(huì)導(dǎo)致炭化室內(nèi)荒煤氣竄入燃燒內(nèi)。

1.2蓄熱室竄漏

蓄熱室是加熱用高爐煤氣和空氣進(jìn)入立火道燃燒和加熱后廢氣排出的必經(jīng)通道。單墻、主墻端部因距外界較近，散熱較多，加上封墻密封不嚴(yán)，受漏入的冷空氣影響以及蓄熱室內(nèi)溫度隨氣流周期性的改變而變化，單墻、主墻端部經(jīng)常會(huì)在二氧化硅晶行轉(zhuǎn)化點(diǎn)附近波動(dòng)而開(kāi)裂并且由于受到烘爐、冷爐或蓄熱室吹掃等原因，導(dǎo)致溫度急劇變化，都會(huì)使墻體產(chǎn)生裂縫，并使裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，導(dǎo)致蓄熱室內(nèi)氣體的竄漏。

2.設(shè)備、操作系統(tǒng)的竄漏

2.1 荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)的泄露

荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)是炭化室產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)上升管、橋管、集氣管最后進(jìn)入吸氣管的流程。集氣管在安裝過(guò)程中有0.006~0.01的坡度，在安裝過(guò)程中，它和上升管會(huì)產(chǎn)生位移偏差，導(dǎo)致上升管根部落不到底，長(zhǎng)期使用，底部腐蝕后，會(huì)泄露荒煤氣。橋管連接水封閥于上升管，其根部長(zhǎng)期在水封閥內(nèi)，受到氨水、焦油、硫化物等的腐蝕，會(huì)逐漸變薄，腐爛，導(dǎo)致荒煤氣的泄露。水封閥翻板的提起和落下是用來(lái)切斷或接通荒煤氣的流通。翻板軸的長(zhǎng)期使用，并被荒煤氣內(nèi)酸性物質(zhì)腐蝕，導(dǎo)致部分荒煤氣從縫隙處泄露，并不斷擴(kuò)大。

2.2 加熱煤氣系統(tǒng)的泄露

由于采用高爐煤氣加熱，焦?fàn)t煤氣加熱系統(tǒng)正常維護(hù)不做討論。高爐煤氣含有CO，毒性較大，使用過(guò)程中，主管壓力保持為500~1500Pa，壓力較高，高爐煤氣會(huì)從廢氣盤(pán)兩叉部、考克、插口、孔板盒、煤氣鉈等不嚴(yán)密處泄露，也有一部分會(huì)因?yàn)閺U氣鉈不嚴(yán)密而被抽入煙道內(nèi)。格子磚阻力較大，會(huì)導(dǎo)致煤氣進(jìn)入蓄熱室困難，從而導(dǎo)致煤氣從小煙道測(cè)壓空、煤氣鉈等部位泄露。主管末端放液閥 達(dá)到使用年限或不嚴(yán)密，也會(huì)泄露高爐煤氣。煤氣水封使用過(guò)程中，由于煤氣壓力較大，應(yīng)防止被擊穿，泄露煤氣。

二、采取的措施

針對(duì)以上所表述的幾個(gè)方面，展開(kāi)討論，并采取措施，保證爐體和加熱設(shè)備、導(dǎo)出設(shè)備的嚴(yán)密，維護(hù)焦?fàn)t的正常、安全生產(chǎn)。

1.爐體嚴(yán)密的維護(hù)

炭化室、蓄熱室泄露量大，且影響焦?fàn)t的壽命，應(yīng)采取以下措施保證爐體的嚴(yán)密性。

1.1科學(xué)的護(hù)爐鐵件管理

受機(jī)械應(yīng)力和溫度變化產(chǎn)生的裂縫逐漸向外擴(kuò)張，使?fàn)t體伸長(zhǎng)。為了避免其加速老化，應(yīng)加強(qiáng)護(hù)爐鐵件管理力度，控制其年伸長(zhǎng)量在3~4mm左右，并促使裂縫被石墨填充。

1.2 更新噴補(bǔ)方法

針對(duì)大小裂縫、凹陷等，原來(lái)的濕法噴補(bǔ)操作簡(jiǎn)單，能使泥漿形成分散的薄層噴附于砌體上，但泥漿含水量高達(dá)40%，產(chǎn)生的水蒸氣會(huì)影響泥料于墻面的粘結(jié)，掛料時(shí)間不長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)赤熱墻面的驟然冷卻，使硅磚龜裂，影響爐體壽命。

1.3 研究泥料配比

熱修用的泥料主要有兩種，一是以水玻璃為結(jié)合劑的硅質(zhì)或粘土質(zhì)泥料;另一種是以磷酸或磷酸鹽為結(jié)合劑的粘土質(zhì)泥料。針對(duì)這兩種泥料修補(bǔ)的部位、性能、和掛料時(shí)間長(zhǎng)短、修補(bǔ)頻次等特質(zhì)，合理選擇泥料，并且在生產(chǎn)實(shí)踐中，研究泥料配比特性，并適當(dāng)加入添加劑，合理配置水分，來(lái)增強(qiáng)泥料的粘結(jié)能力。

1.4 適時(shí)適度修理泄露部位

爐頭部位長(zhǎng)期受摘取爐門(mén)，推焦等機(jī)械應(yīng)力的作用和極冷極熱的溫度變化，爐墻最易損壞，產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致荒煤氣竄入燃燒系統(tǒng)。針對(duì)此情況，對(duì)爐頭、爐墻、小爐頭等部位建立合理的長(zhǎng)效機(jī)制，加強(qiáng)觀察、計(jì)劃、修補(bǔ)、記錄、再觀察等工序，適時(shí)減少爐頭爐墻的泄露量，保證爐墻的嚴(yán)密性。

2.荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)的泄露采取措施

荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)的泄露主要有兩點(diǎn)，一是集氣管壓力大或波動(dòng)大，會(huì)從密封不嚴(yán)密處泄露;二是設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重。針對(duì)以上兩點(diǎn)，采取措施，保證系統(tǒng)的嚴(yán)密性。

2.1集氣管壓力穩(wěn)定

集氣管內(nèi)各點(diǎn)壓力是不同的，隨著結(jié)焦周期的變化而變化，為保持其壓力均衡穩(wěn)定，確定集氣管壓力的根據(jù)使吸氣管正下方炭化室底部壓力在結(jié)焦末期不低于5Pa來(lái)確定的。根據(jù)其周期性變化，設(shè)置自調(diào)系統(tǒng)，保證壓力在確定值的范圍內(nèi)波動(dòng)，保持壓力的穩(wěn)定。

2.2橋管插口腐蝕

橋管插口腐蝕嚴(yán)重而產(chǎn)生冒煙的，應(yīng)及時(shí)更換，并在更換橋管的 同時(shí)，適當(dāng)降低上升管的高度，減少因密封不嚴(yán)導(dǎo)致的上升管根部冒煙現(xiàn)象。

2.3新方法治理翻板軸冒煙

水封閥翻板軸的冒煙，一直以來(lái)采用封堵的辦法來(lái)治理，一旦發(fā)現(xiàn)泄露，就擰緊油杯或更換腐蝕的盤(pán)根，勞動(dòng)量大且頻率較高。后來(lái)，經(jīng)過(guò)車間技術(shù)人員的攻關(guān)，采用油杯位置不變、后壓蓋直接密封，的方法，杜絕了翻板軸的冒煙問(wèn)題，并申請(qǐng)了新型實(shí)用專利。

2.4規(guī)范操作

在爐頂工作的上升管工，集氣管工，應(yīng)及時(shí)按規(guī)程做好上升管、橋管、集氣管的檢查、清掃、潤(rùn)滑等工作，規(guī)范化作業(yè)，保證上升管、集氣管荒煤氣流動(dòng)暢通，防止其堵塞對(duì)生產(chǎn)造成的影響。

3.加熱煤氣泄露采取措施

高爐煤氣不可燃成分占70%，主要可燃成分為CO，毒性較大，發(fā)熱值低，燃燒速度慢，耗熱量高，加熱阻力大，著火溫度高需要預(yù)熱，用量較多，主管壓力要求高等，故要求爐體嚴(yán)密，防止煤氣在燃燒室以下部位燃燒或泄露，又因含CO，要求管道和設(shè)備嚴(yán)密，并使交換開(kāi)閉器、小煙道和蓄熱室部位在上升氣流時(shí)也要保持負(fù)壓。

3.1焦?fàn)t煤氣加熱的焦?fàn)t可參照高爐煤氣加熱焦?fàn)t管理

3.2高爐煤氣加熱的焦?fàn)t

長(zhǎng)期采用高爐煤氣加熱的焦?fàn)t，應(yīng)有規(guī)律的對(duì)考克、一米管插口、孔板盒更部位測(cè)定CO含量，確保嚴(yán)密物泄露，如CO含量高，應(yīng)及時(shí)查找原因，并采取相應(yīng)的措施?？伎诵孤稇?yīng)用油杯擰緊，并擠入黃油，潤(rùn)滑并密封;一米管插口泄露應(yīng)壓緊或更換盤(pán)根;孔板盒泄露應(yīng)更換膠墊或壓緊等。煤氣鉈和廢氣鉈密封不嚴(yán)，應(yīng)及時(shí)清理其底部雜質(zhì)、結(jié)塊，保證圓滑，密封嚴(yán)密等。

3.3附屬設(shè)備正常檢查和維護(hù)

針對(duì)主管末端放液閥和煤氣水封應(yīng)及時(shí)檢查，保證流動(dòng)正常，不堵。

3.4爐口、爐門(mén)采取措施

針對(duì)刀邊于爐門(mén)密封不嚴(yán)和石棉繩腐蝕起不到密封作用的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。因原來(lái)采用的底座在冷熱激變的溫度沖擊和機(jī)械碰撞、擠壓、摩擦作用等機(jī)械應(yīng)力的作用下，易使其自身金相組織發(fā)生內(nèi)應(yīng)力及結(jié)晶轉(zhuǎn)變，造成底座變形，破裂，密封不嚴(yán)，泄露嚴(yán)重。現(xiàn)在采用一種新的材質(zhì)——貝氏體球墨鑄鐵，并添加合金元素，耐急冷急熱性能高，具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服應(yīng)力，雖經(jīng)溫度變化和機(jī)械沖擊，其使用壽命大大延長(zhǎng)，并保證了爐口的嚴(yán)密性。

三、取得的成效

對(duì)于加熱煤氣和荒煤氣的泄露進(jìn)行了討論和分析，并采取了相對(duì)應(yīng)的措施來(lái)降低逸散量，取得了良好的效果。

1.爐體嚴(yán)密程度大幅度提高，減輕了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的相互干擾 增強(qiáng)了 加熱制度可調(diào)節(jié)的靈活性，穩(wěn)定了焦?fàn)t生產(chǎn)，優(yōu)化了工藝結(jié)構(gòu)。

2.荒煤氣損失量大大降低，化產(chǎn)品產(chǎn)量銘明顯增加，并減輕了環(huán)境污染，保護(hù)職工的身心健康。

3.加熱煤氣提高使用率得到提升，且一定程度上降低了煤氣消耗量，并消除了因高爐煤氣煤氣泄露而隱藏的安全隱患

4.實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t高效，低耗，清潔生產(chǎn)，降低了原材料的使用成本，并增增效的良好作用。加和改善了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，延長(zhǎng)了焦?fàn)t壽命，并起到了降本