侯建鋒 赫占坤 王 濤

(濟(jì)鋼集團(tuán)重工機(jī)械有限公司，山東 250101)

隨著干熄焦技術(shù)的進(jìn)一步推廣，對(duì)原建老焦?fàn)t實(shí)現(xiàn)干熄焦的改造項(xiàng)目也日益增加。這種項(xiàng)目因?yàn)楦鞣N不確定因素的存在和各種客觀條件的限制，使得改造技術(shù)難度比較大，項(xiàng)目投入成本比較高。為降低投入，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了兩座甚至多座同規(guī)格、同型式焦?fàn)t共用一套干熄焦設(shè)備的模式。但是對(duì)于不同規(guī)格、不同型式的焦?fàn)t如何共用同一套干熄焦設(shè)備一直是一個(gè)技術(shù)難題。

1 設(shè)備工作原理

裝入裝置部分是該項(xiàng)技術(shù)的核心部分，它可以適應(yīng)兩種不同種類(lèi)的焦罐裝置，完成對(duì)從兩種焦?fàn)t出來(lái)的紅焦進(jìn)入干熄塔的集中裝入。裝入裝置總圖見(jiàn)圖1。

圖1 裝入裝置總圖Figure 1 General drawing of feeder

1.1 裝入裝置功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝入裝置位于干熄爐的頂部，與提升機(jī)、焦罐、除塵系統(tǒng)及中央控制室等連鎖、共同配合完成紅焦的裝爐工作。

裝入裝置主要是由裝入料斗、爐蓋、移動(dòng)式密封罩、移動(dòng)臺(tái)車(chē)、導(dǎo)軌及導(dǎo)軌基礎(chǔ)、頂蓋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、除塵系統(tǒng)、潤(rùn)滑及電器控制等組成。

1.2 傳統(tǒng)裝入裝置的工作原理

在不裝焦時(shí)，爐蓋覆蓋在干熄爐爐口上，爐蓋上的水封罩插入水封槽中，保持干熄爐內(nèi)部的壓力。接到裝焦指令后，電動(dòng)缸開(kāi)始動(dòng)作，通過(guò)搖桿與拉桿驅(qū)動(dòng)裝入裝置，在導(dǎo)向模板的限制下先是提起爐蓋，然后在爐蓋提起的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)整個(gè)臺(tái)車(chē)走行，直到走行臺(tái)車(chē)上的裝入料斗對(duì)準(zhǔn)干熄爐爐口為止。走行臺(tái)車(chē)移動(dòng)的最后階段，安裝在裝入料斗下料口處的水封罩落入水封槽內(nèi)，防止裝料時(shí)干熄爐口的粉塵向外部泄漏。在裝入裝置開(kāi)始動(dòng)作打開(kāi)爐蓋時(shí)，裝入料斗集塵管道上的閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。

裝入料斗對(duì)位結(jié)束后，向提升機(jī)發(fā)出可裝入信號(hào)，提升機(jī)開(kāi)始卷下焦罐，焦罐下降落在料斗的活動(dòng)支座上，并與活動(dòng)支座一起下降一段距離，落在固定支座上。此時(shí)，防塵門(mén)在焦罐重力下打開(kāi)，焦罐底部的密封裙邊與裝入料斗上口接觸，防止灰塵從裝入料斗上口泄漏。

提升機(jī)繼續(xù)卷下，焦罐底門(mén)開(kāi)始打開(kāi)排放焦炭，完成裝料的動(dòng)作。裝料的時(shí)間和除塵的時(shí)間由PLC 決定。

PLC 發(fā)出裝料、除塵結(jié)束指令，提升機(jī)開(kāi)始卷上空焦罐。提升機(jī)卷上到位后，裝入裝置就開(kāi)始與上述相反的動(dòng)作，移開(kāi)裝入料斗，將爐蓋覆蓋在干熄爐口上，完成一次裝入動(dòng)作。裝入裝置關(guān)閉爐蓋后，裝入料斗集塵管道上的閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。

裝入裝置的主要功能是打開(kāi)干熄爐爐蓋，將料斗對(duì)準(zhǔn)爐口使焦炭落入干熄爐。要簡(jiǎn)單完成上述功能很容易實(shí)現(xiàn)，但如何使裝入裝置既滿足圓形和方形兩種焦罐裝焦時(shí)的除塵要求，又滿足裝焦識(shí)別要求就很困難。這也是本套設(shè)備研發(fā)的難點(diǎn)。

2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)或解決的主要難題

2.1 連接裝置的設(shè)計(jì)

該新型不同焦?fàn)t爐型、不同型式焦罐共用一套干熄焦的裝焦連接裝置，可以在焦罐開(kāi)門(mén)放焦過(guò)程中將不同形式的焦罐與同一套裝入裝置和同一套干熄焦連為一體。

這種裝焦連接裝置包括固定在干熄焦鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上位于裝入裝置軌道外側(cè)且對(duì)稱(chēng)分布的平臺(tái)支座。在平臺(tái)支座上方設(shè)置焦罐開(kāi)門(mén)支撐機(jī)構(gòu)，焦罐開(kāi)門(mén)支撐機(jī)構(gòu)包括通過(guò)拉伸彈簧設(shè)置于料斗內(nèi)部的一組滑動(dòng)支座，滑動(dòng)支座頂面低于料斗頂部密封板且與方焦罐支座和圓焦罐支座相適配，滑動(dòng)支座底面與平臺(tái)支座相對(duì)應(yīng)。

本方案在料斗內(nèi)兩滑動(dòng)支座的外側(cè)設(shè)置焦罐裝焦識(shí)別機(jī)構(gòu)，它包括圓焦罐開(kāi)門(mén)到位檢測(cè)裝置和方焦罐開(kāi)門(mén)到位檢測(cè)裝置。焦罐識(shí)別機(jī)構(gòu)包括安裝于焦罐開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)上的撞鐵、安裝在料斗內(nèi)部的兩端滑動(dòng)支座外側(cè)的檢測(cè)導(dǎo)向裝置和其下方的檢測(cè)開(kāi)關(guān)，三者在俯視示意圖中的中心重合。兩種焦罐的檢測(cè)裝置因?yàn)榘惭b于不同的位置，并且其信號(hào)接入的端子箱也不同，所以當(dāng)不同焦罐落下時(shí)，不同的觸點(diǎn)位置只能使相應(yīng)的檢測(cè)裝置作用，從而達(dá)到相互區(qū)分的目的。

裝焦連接裝置將不同形式的焦罐都能與同一裝焦料斗和同一套干熄焦在裝焦時(shí)形成一個(gè)有機(jī)的整體。焦罐在提升機(jī)的作用下向干熄爐下降，當(dāng)下降到一定高度時(shí)，焦罐支座和裝入裝置料斗內(nèi)的滑動(dòng)支座一起落在爐口平臺(tái)支座上，不再繼續(xù)下降。此時(shí)，方焦罐密封罩或圓焦罐密封罩與裝入裝置頂部密封板貼合，防止裝焦時(shí)煙塵向外排放;而方焦罐底門(mén)或圓焦罐底門(mén)在其自重、焦碳重以及相對(duì)獨(dú)立的方焦罐開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)或圓焦罐開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)的作用下繼續(xù)下降，直至方焦罐底門(mén)或圓焦罐底門(mén)完全打開(kāi)，并向控制系統(tǒng)發(fā)出底門(mén)打開(kāi)信號(hào);控制系統(tǒng)接到此信號(hào)后向提升機(jī)發(fā)出停止下降信號(hào)，此時(shí)提升機(jī)停止卷下，控制系統(tǒng)從底門(mén)完全打開(kāi)開(kāi)始記時(shí)，延續(xù)一個(gè)裝焦過(guò)程后，提升機(jī)將卸完焦碳的焦罐送回焦罐臺(tái)車(chē)，從提升機(jī)落下焦罐到焦罐離開(kāi)裝入裝置期間，除塵風(fēng)機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。因此，通過(guò)該裝焦連接裝置，實(shí)現(xiàn)了不同焦?fàn)t爐型、不同形式的焦罐經(jīng)過(guò)同一套單斗裝入裝置向同一套干熄爐裝焦的目的。

2.2 裝焦密封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

干熄爐爐蓋開(kāi)閉時(shí)和裝焦過(guò)程中大量粉塵和有害氣體的放散，會(huì)嚴(yán)重污染周?chē)沫h(huán)境，危害職工和周?chē)巳旱慕】?。為了改善環(huán)境，設(shè)計(jì)了裝焦密封機(jī)構(gòu)。

在圓焦罐密封罩的處理上采用圓焦罐密封罩的圓與方焦罐密封罩的長(zhǎng)方形兩種圖形相疊加的方式，在矩形密封罩內(nèi)部的弧線取消，在長(zhǎng)方形長(zhǎng)度方向向兩側(cè)延伸到方焦罐底門(mén)的排焦位，從而得到頂部密封板的形狀;同時(shí)，圓焦罐密封罩再以圓弧線向料斗長(zhǎng)度方向中心線靠攏，以增強(qiáng)密封效果。

根據(jù)上述兩種焦罐密封罩尺寸形狀結(jié)合兩種焦罐底門(mén)的最大外形尺寸，把料斗頂部密封板內(nèi)部做成多條線段組成的不規(guī)則多邊形，外部為中部帶圓弧兩端為矩形的形狀，原則是:首先，頂部密封板的內(nèi)部多條線段組成的不規(guī)則多邊形空腔要確保兩種形式焦罐的底門(mén)裝焦過(guò)程中自由開(kāi)閉;其次，確保兩種形式焦罐密封罩的橫斷面形狀都能包容在頂部密封板的實(shí)體范圍內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)裝焦時(shí)焦罐密封罩與頂部密封板的對(duì)合，達(dá)到密封效果。

該結(jié)構(gòu)的具體工作過(guò)程如下:當(dāng)裝焦時(shí)，圓焦罐密封罩和方焦罐密封罩的下口與裝入料斗頂部密封板貼合，使焦罐和裝入裝置結(jié)合的內(nèi)部形成密閉空間，再加上除塵風(fēng)機(jī)的作用使內(nèi)部形成負(fù)壓，煙塵則在風(fēng)機(jī)的作用下沿除塵管道到達(dá)地面除塵站，起到很好的防塵和除塵效果。

3 結(jié)論

適應(yīng)不同型式焦?fàn)t共用式干熄焦裝入裝置的成功研制，為我國(guó)干熄焦工程建設(shè)提供了一個(gè)很好的解決方案。使得各種復(fù)雜布局的老焦?fàn)t可以利用該技術(shù)，用最少的投資用上干法熄焦。該技術(shù)具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。

適應(yīng)不同型式焦?fàn)t共用式干熄焦裝入裝置的成功研制和使用，不但使焦化廠實(shí)現(xiàn)了對(duì)原有焦?fàn)t的干熄焦技術(shù)改造，達(dá)到了焦炭干熄和余熱發(fā)電的多重經(jīng)濟(jì)效益，提高了裝備水平和自動(dòng)化水平，提高了焦炭質(zhì)量、改善了大氣環(huán)境，并且因?yàn)樵撓到y(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為滿足不同型式焦?fàn)t共同使用同一套干熄焦設(shè)備而研發(fā)的，相對(duì)于傳統(tǒng)的不同型式焦?fàn)t只能一對(duì)一的使用干熄焦系統(tǒng)而言，減少了一套干熄爐、裝入裝置、鼓風(fēng)裝置等核心設(shè)備的投資，大大減少了用戶的工程建設(shè)成本和設(shè)備的運(yùn)行成本。該系統(tǒng)的應(yīng)用為濰焦集團(tuán)的節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

［1］成大先，主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［2］潘立慧，魏松波，等.干熄焦技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社，2005.

［3］邱宣懷，主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社，1997.