干熄焦生產(chǎn)中存在的主要問題及解決的措施

陳興林

摘 要：干熄焦生產(chǎn)過程是一項(xiàng)非常專業(yè)的技術(shù)內(nèi)容，作為焦炭生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，干熄焦生產(chǎn)運(yùn)行小存在嚴(yán)重的污染和能耗問題。對(duì)此文章結(jié)合干熄焦生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的改善措施。

關(guān)鍵詞：干熄焦;生產(chǎn)問題;焦炭生產(chǎn);生產(chǎn)工藝

引言

干熄焦工藝是焦炭生產(chǎn)過程中的新技術(shù)，干熄焦工藝中，利用惰性氣體對(duì)紅熾狀態(tài)的焦炭進(jìn)行冷卻，這種方式冷卻的焦炭質(zhì)量較好，且可以顯著的節(jié)約能源，減少焦炭生產(chǎn)過程中污染物的排放，因此受到了很多焦炭生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。對(duì)干熄焦工藝進(jìn)行研究，對(duì)于提升我國(guó)焦炭生產(chǎn)的水平以及響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能減排政策具有重大意義。

1干熄焦生產(chǎn)分析

干熄焦相對(duì)濕法熄焦而言，是指采用惰性氣體（我公司采用N2）將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)入干熄爐冷卻段紅焦層，吸收紅焦熱量，冷卻后的焦炭從干熄爐底部經(jīng)旋轉(zhuǎn)密封閥排出，吸收了紅焦熱量的惰性氣體進(jìn)入干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換，熱量用于發(fā)電，惰性氣體除塵后可循環(huán)使用。干熄焦排焦裝置主要由平板閘門、電磁震動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥以及皮帶組成。排焦系統(tǒng)是干熄焦系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，排焦是繼裝焦、干熄焦等步驟后的又一個(gè)重要工序。熾熱的焦炭在干熄爐內(nèi)經(jīng)氮?dú)庋h(huán)冷卻后，由干熄爐下部排焦系統(tǒng)裝置排出。能否將冷卻后的焦炭自動(dòng)、連續(xù)、均勻地排到運(yùn)輸皮帶上關(guān)系到整個(gè)干熄焦系統(tǒng)的協(xié)作效率，故而實(shí)現(xiàn)排焦系統(tǒng)的合理連鎖控制以及獲取信號(hào)取點(diǎn)位置顯得尤為重要[1]。

2干熄焦生產(chǎn)中存在的主要問題

干熄焦余熱發(fā)電并網(wǎng)發(fā)電后，最初焦化廠因?yàn)橐m應(yīng)從濕法熄焦到干法熄焦的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)換，只有部分紅焦采用干熄，再加上焦化廠化產(chǎn)抽取一部分蒸汽使用，發(fā)電負(fù)荷基本維持在7～8MW運(yùn)行，總降10kV母線電壓在10.3kV左右運(yùn)行，與未并網(wǎng)發(fā)電前總降母線電壓10.2kV左右相比，電壓水平略有提高。隨著焦化廠對(duì)干熄焦運(yùn)行操作水平的提高以及并網(wǎng)發(fā)電后帶來(lái)的可觀經(jīng)濟(jì)效益，干熄焦的產(chǎn)量開始不斷提高，余熱發(fā)電負(fù)荷也不斷提高，焦化廠電氣運(yùn)行人員也開始注意到：總降10kV母線的運(yùn)行電壓越來(lái)越高，對(duì)應(yīng)380V低壓母線電壓也越來(lái)越高，當(dāng)發(fā)電負(fù)荷達(dá)到17MW左右時(shí)，總降10kV母線電壓達(dá)到了10.6kV，380V低壓母線電壓達(dá)到410V以上，電壓偏差超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7%，已經(jīng)對(duì)用電設(shè)備安全構(gòu)成威脅。電氣運(yùn)行人員為了用電設(shè)備安全，要求發(fā)電站降低發(fā)電負(fù)荷，以降低焦化廠電壓水平，而此時(shí)干熄焦產(chǎn)生的富裕蒸汽無(wú)法消化，化產(chǎn)用蒸汽量有限，只能壓縮干熄焦產(chǎn)量。干熄焦產(chǎn)能還沒有達(dá)到額定產(chǎn)能，只有分析出電壓偏高的原因，找到切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施，將運(yùn)行電壓降低到安全范圍，才能繼續(xù)提高干熄焦產(chǎn)量，進(jìn)而提高發(fā)電負(fù)荷，將這一節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目充分發(fā)揮其效益。

3干熄焦生產(chǎn)問題的解決措施

3.1采用高效、長(zhǎng)壽的徑向換熱管式給水預(yù)熱裝置

徑向換熱管式給水預(yù)熱裝置換熱元件由多根徑向換熱管組成。由于徑向換熱管的換熱和傳熱是通過換熱管內(nèi)的工質(zhì)完成的，其熱介質(zhì)和冷介質(zhì)不在換熱元件的同一部位進(jìn)行換熱，熱介質(zhì)在徑向換熱管的蒸發(fā)段放熱，冷介質(zhì)在徑向換熱管的冷凝段吸熱，其特點(diǎn)如下。第一，安全使用性：干熄焦循環(huán)氣體中含有硫分，露點(diǎn)溫度在80～120℃。徑向換熱管具有等溫性，熱介質(zhì)和冷介質(zhì)不在換熱元件的同一部位進(jìn)行換熱，設(shè)計(jì)預(yù)熱器出口溫度大于循環(huán)氣體腐蝕溫度即可避免低溫腐蝕。第二，運(yùn)行穩(wěn)定性：徑向換熱管采用光管，運(yùn)行中不易積塵。對(duì)循環(huán)氣體參數(shù)波動(dòng)適應(yīng)強(qiáng)，可使余熱回收達(dá)到最佳效果。第三，操作便捷性：徑向換熱管式給水預(yù)熱裝置設(shè)計(jì)只考慮除鹽水進(jìn)出口2個(gè)閥門，無(wú)需考慮設(shè)備與設(shè)備之間除鹽水轉(zhuǎn)換所需的較多閥門，大大簡(jiǎn)便了操作[2]。

3.2開展技術(shù)改造工作

旋轉(zhuǎn)密封閥是現(xiàn)代干熄焦工藝流程中的一個(gè)重要工藝設(shè)備，其作用是保證干熄爐內(nèi)循環(huán)氣體不向外泄漏的情況下，將經(jīng)干熄爐冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，作為干熄爐內(nèi)焦炭的唯一出口，其穩(wěn)定運(yùn)行是干熄焦連續(xù)穩(wěn)定排焦的關(guān)鍵。在干熄焦系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間以來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)旋轉(zhuǎn)密封閥突然斷電停止時(shí)，本應(yīng)該自動(dòng)停止的電磁震動(dòng)給料器卻沒有停止，這會(huì)造成電磁震動(dòng)給料器一直運(yùn)行，焦炭一直會(huì)下落在停止的旋轉(zhuǎn)密封閥中，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥被焦炭堵死。另一個(gè)問題是當(dāng)聯(lián)軸器發(fā)生故障，旋轉(zhuǎn)密封閥停止，而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)密封閥的電機(jī)減速機(jī)仍運(yùn)行時(shí)，中控顯示旋轉(zhuǎn)密封閥依然運(yùn)行，這種現(xiàn)象不容易被崗位人員發(fā)現(xiàn)，同樣導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥堵死。唯一的解決辦法是打開旋轉(zhuǎn)密封閥上部人孔，人工取出焦炭，造成排焦系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)。我們發(fā)現(xiàn)其原因在于中控系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)的取點(diǎn)有問題，其在旋轉(zhuǎn)密封閥電機(jī)的主接觸器上，不能直觀反映出旋轉(zhuǎn)密封閥的運(yùn)行狀態(tài)。為解決該問題我們決定在旋轉(zhuǎn)密封閥軸端加一個(gè)運(yùn)行檢測(cè)限位開關(guān)，并把該檢測(cè)信號(hào)替換成原來(lái)主接觸器上的檢測(cè)信號(hào)。

3.3裝入裝置檢測(cè)裝置的優(yōu)越性

首先，裝入裝置檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)了內(nèi)置限位和外置限位相結(jié)合的方式，一旦出現(xiàn)限位故障，可第一時(shí)間進(jìn)行內(nèi)外置限位切換，極大地減少了故障時(shí)間。其次，外置限位設(shè)計(jì)安裝在臺(tái)車軌道外側(cè)邊沿，定位精準(zhǔn)，簡(jiǎn)單明了，而且易于更換，減少檢修維護(hù)時(shí)間和難度。另外，外置限位采用U形接近開關(guān)，適應(yīng)性較強(qiáng)，故障率較低，不會(huì)出現(xiàn)磨損的情況，而且易于調(diào)整，不會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。采用這種檢測(cè)裝置時(shí)，合上外置限位開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇外置限位，當(dāng)裝入裝置處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，關(guān)限位及預(yù)關(guān)限位均到位。接受到打開信號(hào)后，裝入裝置離開關(guān)限位低速運(yùn)行，當(dāng)完全通過預(yù)關(guān)限位后，裝入裝置高速運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)開限位后，裝入裝置低速運(yùn)行，到達(dá)開限位后，裝入裝置停止運(yùn)行，此時(shí)預(yù)開限位和開限位均到位。返回時(shí)同理，接受到關(guān)閉信號(hào)后，低速運(yùn)行，完全通過預(yù)開限位后，裝入裝置高速運(yùn)行，到達(dá)預(yù)關(guān)限位后，低速運(yùn)行，到達(dá)關(guān)限位后停止。一旦限位發(fā)生故障，可立即斷開外置限位電源開關(guān)，切換轉(zhuǎn)換開關(guān)，合上內(nèi)置限位開關(guān)，即可恢復(fù)裝入裝置正常運(yùn)行。在比較重要的關(guān)限位處加裝兩個(gè)U形限位開關(guān)，具有雙重保障作用，發(fā)送位置信號(hào)的擋鐵與擋板由爐蓋臺(tái)車和料斗臺(tái)車控制，動(dòng)作清晰，沒有干擾。整個(gè)裝入裝置外部檢測(cè)裝置與內(nèi)置限位機(jī)構(gòu)并列控制，互為備用，不會(huì)給控制系統(tǒng)帶來(lái)任何異常信號(hào)，因而有效地保障了設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行[3]。

3.4將發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行

電力系統(tǒng)中，由于無(wú)功過剩而電壓偏高，通過發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行可吸收電力系統(tǒng)過剩的無(wú)功功率，從而降低電力系統(tǒng)電壓。該措施雖然焦化廠發(fā)電機(jī)有進(jìn)相運(yùn)行能力，但發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行下，勵(lì)磁電流太小，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)容易動(dòng)作，同時(shí)發(fā)電機(jī)從電力系統(tǒng)吸收過多的無(wú)功功率會(huì)將焦化廠的整體功率因數(shù)拉低，可能會(huì)受到電業(yè)局的罰款，況且發(fā)電機(jī)組也不可能長(zhǎng)期一直進(jìn)相運(yùn)行，該措施雖然可以降低焦化廠電壓，但不可行。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過設(shè)計(jì)安裝，實(shí)現(xiàn)性能、功能和維護(hù)條件上的優(yōu)化提升，最終消除影響設(shè)備維護(hù)檢修的不足，提高干熄焦生產(chǎn)運(yùn)行水平，為企業(yè)的設(shè)備安全穩(wěn)定奠定有力基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)焦炭生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]晁偉，馬超，孫健，徐榮廣，劉洋.干熄焦與濕熄焦性能差別研究[J].煤化工，2015，43（02）：20-23.