6米焦?fàn)t大修管控及效能分析

王 建 徐 芹

(1.包鋼股份煤焦化工分公司，內(nèi)蒙古包頭，014010；2.包鋼鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭，014010)

1 六米焦?fàn)t大修保護(hù)性拆除及新工藝的使用

1.1 六米焦?fàn)t大修工程介紹

原6米焦?fàn)t于2015年停產(chǎn)， 2018年計劃復(fù)產(chǎn)，由于經(jīng)過三年的停爐期，爐體耐材、護(hù)爐鐵件、加熱設(shè)備和四大車設(shè)備已嚴(yán)重?fù)p毀。通過前期調(diào)研、科學(xué)研判，綜合焦?fàn)t耐材的性質(zhì)，決定對焦?fàn)t進(jìn)行保護(hù)性拆除，對拆除后的爐門、爐門框、廢氣開閉器和調(diào)節(jié)旋塞等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行專業(yè)修復(fù)潤滑后，全部重新利用，由于焦?fàn)t設(shè)備對焦?fàn)t的投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)、順產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)至關(guān)重要，因此，項目組對焦?fàn)t的保護(hù)性拆除及拆除后利舊設(shè)備進(jìn)行了保護(hù)措施的制定，重點監(jiān)控對舊設(shè)備的性能鑒定利舊，采取科學(xué)的檢測鑒定手段，通過專業(yè)化的檢測，確保利舊設(shè)備的性能要求，先后對焦?fàn)t用爐門、爐門框和廢氣開閉器等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行梳理鑒別，最終確定利舊設(shè)備的利用率達(dá)到90%以上，保護(hù)性拆除措施達(dá)到了預(yù)期的效果，節(jié)約投資成本非?？捎^，僅爐門、爐門框、廢氣開閉器和調(diào)節(jié)旋塞這幾項就節(jié)約建設(shè)成本約500多萬元。

1.2 焦?fàn)t烘爐新工藝的使用

烘爐是將焦?fàn)t由常溫升溫到轉(zhuǎn)入正常加熱溫度的操作過程，其過程非常重要且復(fù)雜，對焦?fàn)t的壽命有著至關(guān)重要的影響。

焦?fàn)t正壓烘爐方法是利用專門的空氣供給系統(tǒng)和燃?xì)夤┙o系統(tǒng)，通過向炭化室內(nèi)不斷鼓入熱氣，在整個烘爐過程中保持正壓，推動熱氣流經(jīng)炭化室、燃燒室、蓄熱室和煙道等部位后從煙囪排出，使焦?fàn)t升溫至正常加熱溫度。焦?fàn)t正壓烘爐方法首先使熱氣充滿炭化室，之后熱氣流均勻地從干燥孔進(jìn)入燃燒室等部位，使焦?fàn)t形成正壓，保證了冷空氣無法進(jìn)入爐體，全爐升溫均勻，延長焦?fàn)t使用壽命。

正壓烘爐對煙囪煙道的吸力要求不高，因此正壓烘爐較常規(guī)烘爐方法可減少烘爐周期，進(jìn)而達(dá)到提前裝煤的效果，平均可提前20天左右，效益可觀。

1.3 焦?fàn)t蓄熱室格子磚的升級改造

原焦?fàn)t爐體選用的蓄熱室格子磚為9孔，在原雙集氣管工藝條件下，能夠滿足當(dāng)時的工藝生產(chǎn)情況，隨著焦?fàn)t大型化和能源效率提升的需求，本次焦?fàn)t大修過程中，經(jīng)過深入論證，將新大修焦?fàn)t蓄熱室格子磚由9孔升級為12孔，經(jīng)過升級改造后的格子磚，蓄熱功能進(jìn)一步加強，焦?fàn)t煉焦熱功效率提升，煙道廢氣溫度進(jìn)一步提升，為脫硫脫硝工藝提供廢氣溫度保障。

1.4 脫硫脫硝新環(huán)保項目的投用

為適應(yīng)環(huán)保的需要，實現(xiàn)焦?fàn)t產(chǎn)能的釋放，新上焦?fàn)t脫硫脫硝系統(tǒng)是非常必要的，本次新大修焦?fàn)t充分考慮到環(huán)保的需要，配套新上脫硫脫硝系統(tǒng)。

1.4.1 脫硫脫硝系統(tǒng)運行過程中的難點

(1)技術(shù)人員、操作人員對新技術(shù)、新工藝不熟悉，一些操作參數(shù)還需要進(jìn)一步的摸索和總結(jié)。

(2)脫硫脫硝新工藝與焦?fàn)t系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖不健全，未能有效銜接。

1.4.2 針對問題采取的整改措施

(1)加強對脫硫脫硝技術(shù)人員、操作人員的培訓(xùn)，通過現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，相關(guān)人員積極參與、共同分析，以指標(biāo)達(dá)標(biāo)、指標(biāo)穩(wěn)定為目標(biāo)，迅速提升脫硫脫硝新工藝的管理、技術(shù)和操作水平。

(2)脫硫脫硝風(fēng)機因故障突發(fā)停機與焦?fàn)t系統(tǒng)的連鎖影響狀況：①狀況一：系統(tǒng)自動空氣落鎖，通過配重，打開旁路插板閥，不會對焦?fàn)t加熱造成大的影響。②狀況二：若旁路插板閥故障無法開啟，此時焦?fàn)t廢氣無輸出動力和出口，分煙道吸力會迅速下降，小煙道負(fù)壓區(qū)變?yōu)檎龎?，看火孔壓力急劇增高加熱煤氣溢散出焦?fàn)t加熱系統(tǒng)，當(dāng)機、焦側(cè)分煙道吸力同時降至90Pa維持20s后焦?fàn)t自動停止加熱。③狀況三：當(dāng)脫硫風(fēng)機因故障突發(fā)停機且旁路插板閥未能及時有效提起，機、焦側(cè)分煙道吸力同時降至90Pa維持20s后焦?fàn)t沒能自動停止加熱。焦?fàn)t分煙道吸力會迅速下降常壓，焦?fàn)t加熱煤氣會大量溢散，檢測探頭全面報警。

(3)應(yīng)急預(yù)案實施：①狀況一：系統(tǒng)自動空氣落鎖，通過配重，打開旁路插板閥，不會對焦?fàn)t加熱造成大的影響。②狀況二：當(dāng)脫硫脫硝故障，插板閥沒有效提起，機、焦側(cè)分煙道吸力同時降至90Pa維持20s后焦?fàn)t自動停止加熱。熱調(diào)人員攜帶好CO檢測儀，環(huán)境條件允許情況下倆人相隔八米進(jìn)入地下室，開窗通風(fēng)，對交換設(shè)備到位情況、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)有無卡阻進(jìn)行檢查確認(rèn)。脫硫脫硝人員手動開啟插板閥時，煤氣組觀察分煙道吸力和閥位，當(dāng)插板閥開啟至分煙道閥位由全開達(dá)到20%—30%%時，具備手動交換條件，組織焦?fàn)t手動交換加熱，焦?fàn)t組織生產(chǎn)。③狀況三：當(dāng)焦?fàn)t地下室各監(jiān)控探頭同時全面報警，機、焦側(cè)分煙道吸力迅速降至常壓，閥位全開，支管壓力急劇增高時煤氣組應(yīng)立即將交換機手動至停止加熱位置，并迅速撤離中控室至安全位置(由于此現(xiàn)象不是唯一性質(zhì)很難迅速做出判斷，且危險性極大建議風(fēng)機故障系統(tǒng)脫硫主控室及焦?fàn)t主控室增設(shè)同步故障報警裝置)。

1.5 上升管余熱回收的利用

大修焦?fàn)t共100孔(2×50孔)，年產(chǎn)焦炭92萬噸，為充分將荒煤氣熱量利用，降低能源損失，在焦?fàn)t上新建一套上升管余熱回收利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計在表壓0.6-0.8 MPa、溫度≥220℃下，每年產(chǎn)生的蒸汽為10.12萬噸，產(chǎn)生的蒸汽并入公司管網(wǎng)，效益可觀。

1.5.1 工藝流程

荒煤氣流程為：焦?fàn)t炭化室—上升管換熱器—橋管—集氣管—化產(chǎn)回收系統(tǒng)。

汽水工藝流程為：除鹽水—除鹽水箱—除氧給水泵—除氧器—汽包給水泵—汽包—強制循環(huán)泵—上升管換熱器—汽包—(過熱器)—蒸汽管道。

上升管換熱器采用新型特殊材料，控制上升管出口荒煤氣溫度不低于450℃，通過儀表、自動化控制，防止上升管漏水，減緩石墨的形成和焦油及其他成分的附積，對產(chǎn)品的收率無影響。

目前上升管余熱回收系統(tǒng)與焦?fàn)t同步投產(chǎn)，已連續(xù)運行，解決了焦?fàn)t荒煤氣余熱浪費的現(xiàn)狀，之后更要加快對上升管余熱回收技術(shù)的了解，掌握生產(chǎn)規(guī)律，發(fā)揮上升管余熱的清潔能源的特點，穩(wěn)定操作，多產(chǎn)蒸汽。

2 六米焦?fàn)t大修投產(chǎn)后的效益分析

2.1 正壓烘爐產(chǎn)生的效益

經(jīng)過對比測算：正壓烘爐縮短工期20天，即焦?fàn)t提前20天估算利潤為：焦炭量×20天×(扣除成本后價格)=2500噸/天×20天×416元/噸=2081萬元。

正壓烘爐一次投資費用560萬元，采用正壓烘爐，縮短工期20天，最終效益約為1601萬元。

2.2 余熱回收產(chǎn)生的效益

余熱回收系統(tǒng)在表壓0.6—0.8 MPa、溫度≥220℃下，每年產(chǎn)生的蒸汽約10萬噸，按照100元/噸計算，每年產(chǎn)生的效益約為1000萬元，效益可觀。

3 結(jié)束語

6米焦?fàn)t大修改造并投產(chǎn)后運行平穩(wěn)，提前兩個月達(dá)產(chǎn)，焦?fàn)t各項生產(chǎn)參數(shù)達(dá)標(biāo)，脫硫脫硝新技術(shù)的應(yīng)用提升了焦?fàn)t廢氣治理的水平，實現(xiàn)了污染物的超低排放，社會效益顯著。新技術(shù)、新工藝在應(yīng)用過程當(dāng)中還需要進(jìn)一步完善和歸納，并采取必要的措施，解決穩(wěn)定運行的問題；整個大修工程及生產(chǎn)系統(tǒng)運行后，在管理、操作過程中總結(jié)了一些經(jīng)驗，為同行業(yè)解決類似問題提供了參考，促進(jìn)了管理水平的進(jìn)一步提升。