7.63 m焦?fàn)t裝煤冒煙原因分析與控制措施

馬衛(wèi)華， 郝一風(fēng)

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠，山西 太原 030003)

引 言

隨著“綠色發(fā)展”理念的不斷深入推進(jìn)，焦?fàn)t環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。太鋼在焦?fàn)t生產(chǎn)過程“看不見、聽不見、聞不見，排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)”的環(huán)保攻關(guān)中，針對(duì)影響較為明顯的裝煤過程冒煙問題進(jìn)行了研究，從爐型結(jié)構(gòu)、荒煤氣系統(tǒng)、裝煤車車輛等方面深入分析，制定了有效的控制措施。

1 爐型結(jié)構(gòu)原因分析和控制措施

太鋼7#、8#焦?fàn)t，是國內(nèi)最早投產(chǎn)的7.63 m焦?fàn)t，相比國內(nèi)后期建設(shè)的7.63 m焦?fàn)t，其加熱水平偏低，僅為660 mm～1 110 mm，爐頂空間溫度偏高，約為到930 ℃左右，炭化室頂部、裝煤孔、上升管底、橋管內(nèi)的石墨生長速度快，易導(dǎo)致荒煤氣導(dǎo)出不暢，引起裝煤過程冒煙。因此，關(guān)鍵措施應(yīng)采取長效石墨清理制度和遏制石墨生長的工藝管理制度。

1) 按周期(每周)更換推焦機(jī)頭清石墨刮板，根據(jù)爐頂部石墨情況調(diào)整石墨刮板的位置，控制爐頂空間的石墨生長。

2) 采取二次裝煤操作方式，多裝煤，保持足夠高的煤線，遏制石墨生長。

3) 增加爐頂空間溫度測量頻次，掌握爐頂空間溫度的趨勢，通過合理調(diào)節(jié)爐墻高向溫差、標(biāo)準(zhǔn)溫度等措施防止?fàn)t頂空間溫度過高。

4) 建立裝煤孔石墨清理、上升管石墨清理、橋管石墨清理以及PROven機(jī)構(gòu)清理的長效機(jī)制，及時(shí)清除這些部位產(chǎn)生的石墨。

2 荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)原因分析和控制措施

太鋼7#、8#焦?fàn)t兩座焦?fàn)t為一個(gè)爐組，采用2-1串序組織生產(chǎn)，每座焦?fàn)t設(shè)三段吸氣管和一根吸氣總管，兩根吸氣總管經(jīng)氣液分離器后在初冷器前連通。當(dāng)一座焦?fàn)t進(jìn)行裝煤操作時(shí)，不僅影響同座焦?fàn)t吸氣總管的壓力，對(duì)另一座焦?fàn)t的吸氣總管壓力影響也較大。因此，針對(duì)任何影響到荒煤氣系統(tǒng)壓力波動(dòng)的因素，均應(yīng)分別制定對(duì)應(yīng)的措施。

1) 7.63 m焦?fàn)t為三段集氣管結(jié)構(gòu)，裝煤過程采用集氣管負(fù)壓消煙除塵，為保證裝煤過程的除塵效果，將裝煤段的集氣管壓力由-330 Pa調(diào)整到-350 Pa，在裝煤瞬間壓力波動(dòng)過程，最大壓力降低20 Pa。

2) 嚴(yán)格控制集氣管溫度在90 ℃以下，建立集氣管、橋管氨水噴頭檢查清理制度，防止噴頭堵塞造成局部荒煤氣高溫，使荒煤氣體積增大，產(chǎn)生壓力波動(dòng)。

3) 建立合適的加熱制度、生產(chǎn)制度，保持結(jié)焦時(shí)間穩(wěn)定，控制焦?fàn)t爐組的總煤氣外供量穩(wěn)定，從而保證鼓風(fēng)吸力穩(wěn)定，減少荒煤氣系統(tǒng)壓力波動(dòng)。

4) 亂序爐號(hào)會(huì)破損該爐段荒煤氣壓力的穩(wěn)定，應(yīng)盡可能減少亂序爐號(hào)，或避開該爐段裝煤操作6 h以上安排亂序號(hào)出焦和裝煤。

5) 調(diào)整每座焦?fàn)t三段吸氣管末端手動(dòng)閥，保持三段吸氣管控制閥開度在30%～80%范圍內(nèi)動(dòng)作，避免某一段吸氣管控制閥開度過低或過高。

6) 當(dāng)結(jié)焦時(shí)間變化時(shí)，根據(jù)外供煤氣量變化及時(shí)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)吸力，保證荒煤氣系統(tǒng)穩(wěn)定性。

7) 優(yōu)化裝煤車煤半裝煤順序，通過實(shí)驗(yàn)，將四個(gè)煤斗的下煤間隔控制在3 s以上，可將裝煤瞬間橋管處的荒煤氣壓力波動(dòng)峰值控制在0 Pa以下。

3 裝煤車車輛設(shè)備系統(tǒng)原因分析和控制措施

7.63 m焦?fàn)t裝煤車動(dòng)作與焦?fàn)tPROven系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，通過集氣管負(fù)壓實(shí)現(xiàn)裝煤消煙。在實(shí)際的裝煤過程中有煤斗冒煙、導(dǎo)套冒煙、上升管蓋冒煙、爐門冒煙等問題。

3.1 煤斗冒煙

煤斗冒煙一般發(fā)生在一次裝煤結(jié)束后，平煤過程中炭化室內(nèi)壓力增大，從煤斗內(nèi)泄壓，產(chǎn)生冒煙。主要原因及控制措施羅列如下。

裝煤車稱重系統(tǒng)故障，實(shí)際裝煤量過多，導(dǎo)致煤斗內(nèi)余煤不足，產(chǎn)生冒煙問題。因此，應(yīng)采取定期校準(zhǔn)稱重系統(tǒng)的措施。

入爐煤中的雜物多，在煤斗內(nèi)形成煤料偏析，使煤料不能整體覆蓋裝煤螺旋，產(chǎn)生冒煙。針對(duì)這一情況，應(yīng)在備煤帶料系統(tǒng)增設(shè)除雜物功能設(shè)備，杜絕煤料中雜物進(jìn)行煉焦工序。

在一次裝煤后，炭化室內(nèi)的荒煤氣量大，此時(shí)平煤易導(dǎo)致爐內(nèi)壓力劇增，產(chǎn)生冒煙。因此，應(yīng)在一次裝煤后，等待20 s左右的靜置時(shí)間，等爐內(nèi)荒煤氣壓力略為減弱后再進(jìn)行平煤操作。

由于石墨較多，影響了荒煤氣的導(dǎo)出。因此，要保持炭化室頂、裝煤孔兩側(cè)、上升管、橋管及PROven機(jī)構(gòu)的石墨有效清理，保持荒煤氣導(dǎo)出暢通。

3.2 導(dǎo)套冒煙

導(dǎo)套冒煙的主要原因是導(dǎo)套與裝煤孔座密封不良所至。導(dǎo)套冒煙在整個(gè)裝煤過程均有發(fā)生，但主要是發(fā)生在平煤過程中，由于平煤時(shí)炭化室內(nèi)壓力增大，極易在導(dǎo)套不嚴(yán)的位置產(chǎn)生冒煙。主要措施羅列如下。

通過整體更換裝煤孔座，可消除因裝煤孔座變形導(dǎo)致的導(dǎo)套與裝煤孔座的密封不良問題。

調(diào)整裝煤車對(duì)位碼牌，保證導(dǎo)套與裝煤孔座位于同一直線，防止導(dǎo)套與裝煤孔座對(duì)不正的問題。

在一次裝煤結(jié)束后，增加一個(gè)等待時(shí)間，減弱炭化室內(nèi)的壓力后再進(jìn)行平煤操作，緩解平煤時(shí)的爐內(nèi)壓力劇增問題。

保持炭化室頂、裝煤孔兩側(cè)、上升管、橋管及PROven機(jī)構(gòu)的石墨有效清理，保持荒煤氣導(dǎo)出暢通。

3.3 上升管蓋冒煙

上升管蓋冒煙往往出現(xiàn)在裝煤初期，炭化室壓力瞬間增大到400 Pa以上，將上升管蓋內(nèi)的水封吹空，產(chǎn)生冒煙。主要原因是上升管蓋與上升管蓋水封座的裝配不良問題，采取的措施羅列如下。

調(diào)整上升管蓋，保證上升管蓋的內(nèi)蓋完全與上升管蓋底座內(nèi)沿密封，上管蓋水封高度四周等高。

及時(shí)清理橋管內(nèi)的石墨，保證及時(shí)導(dǎo)出炭化室內(nèi)的荒煤氣，防止裝煤瞬間壓力增高過大。

在裝煤初期采用較低的下煤速度，緩解開始裝煤時(shí)的炭化室壓力增高過快，待炭化室內(nèi)壓力穩(wěn)定后再提高下煤速度。

加強(qiáng)上升管水封液位檢查和水封水流量的變化，及時(shí)進(jìn)行人工調(diào)整，防止水封液位降低，造成冒煙。

3.4 爐門冒煙

爐門冒煙產(chǎn)生原因是裝煤過程中集氣管內(nèi)壓力波動(dòng)較大，爐門密封不良的區(qū)域易產(chǎn)生煤氣泄漏所至。主要采取以下措施：及時(shí)倒換密封不良的爐門；建立清門、清框的使用制度和調(diào)整、修理制度；減少黃泥堵煙操作，保持爐門本體的干凈，以調(diào)節(jié)措施進(jìn)行爐門堵煙，減少對(duì)爐門的損壞；及時(shí)更換有爐門磚破損的爐門，及時(shí)調(diào)整裝煤量參數(shù)，防止煤料堵塞爐門導(dǎo)煙通道，阻礙煤氣的順利導(dǎo)出。

4 結(jié)語

目前，太鋼通過以上措施和生產(chǎn)操作的嚴(yán)格管理，裝煤冒煙現(xiàn)象的治理工作得到了很大改觀，焦?fàn)t現(xiàn)場的環(huán)保狀況取得到了較大進(jìn)步。在進(jìn)一步優(yōu)化操作、改進(jìn)工藝、設(shè)備改造后，可完全杜絕裝煤過程中的冒煙問題，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t的清潔生產(chǎn)。