王志永

摘 要：在深入剖析我公司干熄焦一次除塵器系統(tǒng)存在問(wèn)題的前提下，針對(duì)高溫膨脹節(jié)、排灰系統(tǒng)以及一次除塵器擋墻進(jìn)行了技術(shù)改造。

關(guān)鍵詞：干熄焦 一次除塵器 改造

中圖分類號(hào)：TQ52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（c）-0058-03

近年來(lái)，隨著干熄焦技術(shù)在國(guó)內(nèi)的大力推廣，干熄焦裝置的數(shù)量也越來(lái)越多，截止2010年底，全國(guó)已有干熄焦裝置100余套，處理能力9000多萬(wàn)噸，干熄焦焦炭已成為冶金焦炭中的主流。

干熄焦穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到干熄焦系統(tǒng)的綜合效益。位于干熄爐和鍋爐中間的一次除塵器系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到干熄焦系統(tǒng)的整體運(yùn)行，本文通過(guò)研究目前我公司一次除塵器系統(tǒng)存在的問(wèn)題，針對(duì)高溫膨脹節(jié)、排灰系統(tǒng)以及一次除塵擋墻進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 一次除塵系統(tǒng)存在的問(wèn)題

如圖1所示，一次除塵器系統(tǒng)位于干熄爐和鍋爐中間，其主要作用是清除循環(huán)氣體中的固體粉塵，其工作方式是利用重力除塵原理將循環(huán)氣體中的大顆粒焦粉（6 mm以上）進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)循環(huán)氣體的自凈化功能，減少大顆粒焦粉對(duì)鍋爐爐管的磨損沖刷，保證干熄焦系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

1.1 高溫膨脹節(jié)存在問(wèn)題及剖析

一次除塵器系統(tǒng)有干熄爐出口與鍋爐入口兩個(gè)高溫膨脹節(jié)，是干熄焦系統(tǒng)中重要的補(bǔ)償元件。原設(shè)計(jì)利用主體波紋管的有效伸縮變形吸收循環(huán)氣體從干熄爐進(jìn)入一次除塵器系統(tǒng)以及從一次除塵器系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)過(guò)程中的溫度場(chǎng)變化引起的尺寸變化或軸向、橫向和角向位移。我公司兩套干熄焦系統(tǒng)自2009年6月投入運(yùn)行以來(lái)，每次年修時(shí)高溫膨脹節(jié)都是必修或者更換的設(shè)備之一，主要問(wèn)題是高溫膨脹節(jié)壽命短，多次出現(xiàn)波紋變形，側(cè)墻和弧形頂部燒穿及澆注料脫落，影響了干熄焦的穩(wěn)定順行生產(chǎn)，如圖2所示。原設(shè)計(jì)高溫膨脹節(jié)損壞的主要原因有以下幾種。

（1）伸縮節(jié)耐火材料的工作層厚度不夠。原設(shè)計(jì)高溫膨脹節(jié)工作層澆注料結(jié)構(gòu)可分為工作層和隔熱層，工作層為厚100 mm重質(zhì)澆注料，隔熱層為150 mm輕質(zhì)澆注料，2010年修時(shí)，發(fā)現(xiàn)大量澆注料脫落，致使高溫膨脹節(jié)高溫變形?，F(xiàn)場(chǎng)分析表明，一次除塵器同一區(qū)域的工作層莫來(lái)石磚的厚度是406 mm，2010年修后高溫膨脹節(jié)澆注料總厚度也僅為300 mm。

（2）干熄焦生產(chǎn)系統(tǒng)的頻繁開(kāi)停對(duì)一次除塵器區(qū)域的溫度場(chǎng)影響很大，造成澆注料內(nèi)部結(jié)構(gòu)頻繁收縮變化，尤其是鍋爐爆管產(chǎn)生的水蒸汽對(duì)澆注料破壞很大。

（3）由于高溫膨脹節(jié)內(nèi)耐火填充物填塞不密實(shí)致使正常生產(chǎn)時(shí)膨脹節(jié)內(nèi)部有一定的負(fù)壓，這樣伸縮節(jié)的金屬易燒穿燒壞，甚至損壞整個(gè)伸縮節(jié)。

1.2 排灰系統(tǒng)存在的問(wèn)題剖析

我公司干熄焦投產(chǎn)以來(lái)，一次除塵排灰系統(tǒng)使用效果始終不好，出現(xiàn)有溜槽堵料、三重水冷套管排灰不暢、叉型溜槽澆注料脫落燒，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表明我公司干熄焦一次除塵排灰系統(tǒng)每季度都有故障記錄。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，總結(jié)分析得出。

（1）由于排灰系統(tǒng)料位的波動(dòng)，加之密封效果不好，會(huì)造成階段性吸入空氣，空氣與設(shè)施內(nèi)的高溫焦粉燃燒結(jié)渣，形成塊狀物。造成空氣吸入的原因是由于一次除塵器料位計(jì)出現(xiàn)故障，出現(xiàn)階段性的水冷套管排空所致。

（2）由于叉型溜槽內(nèi)外層澆注料施工質(zhì)量問(wèn)題，不能有效粘結(jié)，導(dǎo)致叉型溜槽澆注料脫落，不能排除，堵塞冷卻套管。

（3）冷卻套管是工作原理是水與熱灰的間接換熱，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和熱應(yīng)力變化，造成水管泄漏，導(dǎo)致焦粉變濕成塊，度掃冷卻套管。

（4）由于冷卻套管使用冷卻水內(nèi)含雜物較多，水質(zhì)較差，導(dǎo)致水流不暢，焦粉冷卻效果不好。

1.3 一次除塵器系統(tǒng)擋墻倒塌

一次除塵器系統(tǒng)擋墻位于一次除塵器系統(tǒng)中部，主要作用是降低通過(guò)循環(huán)氣體的流速，分離較大焦粉顆粒，所處溫度場(chǎng)溫度900 ℃左右，壓力為負(fù)1050 Pa，其總重約24 t，材質(zhì)為A級(jí)莫來(lái)石，擋墻整體受力支撐由三個(gè)拱形梁完成，上部擋墻由一個(gè)拱形支撐，直至除塵器頂部，下部擋墻由兩拱環(huán)支撐，下部空間為循環(huán)氣體通道和灰倉(cāng)雙叉溜槽位置，擋墻的相對(duì)設(shè)計(jì)尺寸為：有效高度6.81 m，寬度6.1 m，墻體厚度為0.23 m。我公司一、二號(hào)干熄焦裝置分別于2009年6月和2009年10月投產(chǎn)，先后于2011年6月、10月發(fā)生擋墻倒塌，造成一次除塵器排灰不暢，嚴(yán)重時(shí)堵塞不能排灰，只能在線處理，嚴(yán)重影響了煉焦的正常生產(chǎn)，另外大顆粒的焦炭顆粒隨著高速的循環(huán)氣體進(jìn)入干熄焦鍋爐系統(tǒng)，致使鍋爐爐管的迎風(fēng)面磨損嚴(yán)重，造成鍋爐爐管的爆管事故給生產(chǎn)安全帶來(lái)了一定的隱患。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，總結(jié)分析得出擋墻倒塌的原因?yàn)橐韵聨追N。

（1）存在設(shè)計(jì)上的缺陷。如圖3所示，一次除塵器擋墻砌磚為單磚設(shè)計(jì)，磚體接觸面設(shè)有兩處膨脹縫，通過(guò)耐火火泥粘結(jié)密封。在干熄爐升溫投產(chǎn)后，除塵器擋墻上會(huì)出現(xiàn)一些接觸面縫隙，這些縫隙不會(huì)沿著膨脹縫的大小變化而漲閉，縫隙在循環(huán)氣體的吹掃作用下，導(dǎo)致火泥逐步脫落，首先造成擋墻局部竄氣，縫隙尺寸會(huì)逐漸變大，縫隙周圍的耐材在受到循環(huán)風(fēng)推力作用產(chǎn)生松動(dòng)，出現(xiàn)孔洞，久而久之最終致使擋墻坍塌。

（2）干熄焦系統(tǒng)頻繁波動(dòng)。干熄焦系統(tǒng)頻繁波動(dòng)一是來(lái)自干熄焦正常生產(chǎn)時(shí)，爐蓋開(kāi)關(guān)會(huì)導(dǎo)致預(yù)存室產(chǎn)生±100 Pa左右的壓力波動(dòng)，參照鍋爐入口壓力為分析點(diǎn)，裝入爐蓋打開(kāi)前為-900 Pa，以最大壓力波動(dòng)假設(shè)，即干熄爐爐蓋打開(kāi)后壓力值為-1100 Pa，周期為每11分鐘一次，擋墻的面積約為41.5 m2計(jì)算，擋墻受壓力為3.8 t，開(kāi)蓋后受壓力為4.7 t，這樣形成的交變應(yīng)力致使擋墻發(fā)生疲勞破壞。二是干熄焦由于外界因素的多次開(kāi)停工也是造成擋墻受力變化的因素。

2 一次除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

2.1 高溫膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

高溫膨脹節(jié)下部結(jié)構(gòu)、兩側(cè)面金屬外殼不變，上部拱梁磚及原設(shè)計(jì)澆筑料改為耐火磚材料，如圖4所示。endprint

在嚴(yán)格保證耐火磚工作層和保溫層砌筑尺寸的前提下，將膨脹節(jié)弧形拱頂外殼及附近的鋼板割掉后，側(cè)墻按伸縮節(jié)側(cè)墻斷面的變化用粘土磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚砌筑，拱頂用莫來(lái)石耐火磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚按一次除塵器拱頂耐火材料圖砌筑。

另外，進(jìn)一步優(yōu)化膨脹縫結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)高溫膨脹節(jié)安裝余量總寬度為100 mm，膨脹節(jié)伸縮位移80 mm，膨脹縫兩邊各10 mm。在實(shí)際使用過(guò)程中，干熄穩(wěn)定運(yùn)行后，膨脹節(jié)處膨脹系數(shù)變小，100 mm寬的膨脹縫多出現(xiàn)了填料脫落，影響了鍋爐入口空氣擾動(dòng)，影響了生產(chǎn)。

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件需求，將膨脹節(jié)安裝余量總寬度降低為90 mm，兩端各留45 mm。膨脹縫內(nèi)填充物為工作溫度為1260 ℃、體積密度為220 kg/m3的陶瓷纖維毯，施工時(shí)確保膨脹縫內(nèi)填充物密實(shí)。

我公司2010年修時(shí)，將原設(shè)計(jì)高溫膨脹縫改為上述結(jié)構(gòu)式耐火磚式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)兩年生產(chǎn)運(yùn)行未出現(xiàn)損壞，大大提高了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，2010年年修時(shí)實(shí)際工況圖如圖5所示。

2.2 排灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過(guò)以上對(duì)排灰系統(tǒng)存在問(wèn)題的剖析，從以下三方面進(jìn)行了調(diào)整。

（1）焦粉水冷套管的技術(shù)改造。

①材料的改變。

改善材料的耐磨性能，盡量減少冷卻套管管體焊接部位。在保持排灰腔容積不變的條件下，使用9 mm無(wú)縫鋼管將冷卻套管整體套筒原有的6 mm焊管替換。

②焊接工藝改進(jìn)。

將內(nèi)層套筒焊接方式調(diào)整，取消原來(lái)的內(nèi)環(huán)角焊接工藝，采用上外側(cè)環(huán)焊接方式，使水冷套筒壁上下一體，大大減少了焊接帶來(lái)缺陷、加強(qiáng)了筒壁的耐磨性能，一定程度上解決高溫焦粉對(duì)水冷套管焊縫處的強(qiáng)烈沖刷的問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。另外，取消內(nèi)套筒隔板結(jié)構(gòu)，采用DN50的無(wú)縫鋼管插入內(nèi)套的結(jié)構(gòu)，有效地保證了內(nèi)套中冷卻水由低至高的流向，提高冷卻效率。

（2）溜槽的技術(shù)改造。

①鉚固件的改進(jìn)。

采用分層方式固定，將鉚固件間距130 mm縮短至60 mm，由“Y”型鉚固件改成層疊“”型，尺寸由60 mm變?yōu)?20 mm。

②優(yōu)化焦粉溜槽結(jié)構(gòu)。

取消上“”下“”結(jié)構(gòu)，采用上下形狀一致的“”垂直筒體結(jié)構(gòu)，消除死角，減少焦粉排放阻力，使高溫焦粉比較順利地進(jìn)入水冷套管進(jìn)行冷卻。

③嚴(yán)格執(zhí)行焦粉排放操作標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)管理。

制定適當(dāng)?shù)慕狗叟欧艠?biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制一次除塵器（1DC）下部料位，穩(wěn)定排放頻率，減少高溫焦粉在溜槽內(nèi)的平均停留時(shí)間。此外，要保證法蘭連接處的嚴(yán)密性，杜絕空氣進(jìn)入系統(tǒng)，令焦粉燒結(jié)，導(dǎo)致溜槽上部棚料。

（3）改善冷卻水質(zhì)。

將冷卻水由原來(lái)使用的工藝循環(huán)水改為除鹽廢水，并且定期對(duì)焦粉冷卻套管內(nèi)外套進(jìn)行沖洗、除垢排污等作業(yè)。

經(jīng)過(guò)排灰改造，使用兩年后，一次除塵器系統(tǒng)未出現(xiàn)高溫變形，增強(qiáng)了一次除塵系統(tǒng)穩(wěn)定性。解決了長(zhǎng)期困擾干熄焦穩(wěn)定運(yùn)行的難題。

2.3 一次除塵器擋墻改造

一次除塵器系統(tǒng)擋墻位于一次除塵器系統(tǒng)中部，主要作用是降低通過(guò)循環(huán)氣體的流速，分離較大焦粉顆粒，干熄焦一次除塵器系統(tǒng)擋墻需要進(jìn)行改造，滿足以下兩點(diǎn)要求，一是確保一次除塵器將大顆粒的焦粉除去；二是合理有效改變一次除塵器系統(tǒng)區(qū)域溫度場(chǎng)。

2.3.1 改造方案的確定

（1）增加干熄爐出口頂部位置斜面擋墻。這樣可以改變循環(huán)氣體氣流方向，使焦粉通過(guò)一次除塵器的有效高度變小，焦粉因撞擊下沉，有利于焦粉收集。

（2）改變中心擋墻位置。在鍋爐側(cè)補(bǔ)償器位置重新設(shè)置中心擋墻，方法是以一次除塵器與鍋爐方的膨脹節(jié)基礎(chǔ)為底面，在其上部砌筑擋墻，來(lái)改變?cè)械恼趽醭两捣绞?，利用焦粉自重，將循環(huán)氣體中的大粒度粉塵沉降收集于雙叉溜槽，并通過(guò)水冷套管排除系統(tǒng)。另一方面，不對(duì)一次除塵器系統(tǒng)溫度場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)。改造前后示意圖如圖6所示。

2.3.2 擋墻尺寸的確定

在充分考慮到系統(tǒng)阻力的影響下，通過(guò)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：針對(duì)干熄爐與一次除塵器中間頂部位置的擋墻，以改變循環(huán)氣體的通過(guò)方向?yàn)槟康模鶕?jù)一次除塵器內(nèi)部尺寸，如圖7所示。

基本確定其擋墻尺寸為高為350 mm，傾斜角度40°。確定干熄爐出口擋墻尺寸后，鍋爐入口的擋墻高度在綜合考慮除塵效果和循環(huán)氣體通過(guò)面積兩方面因素的情況下，在年修過(guò)程中進(jìn)行了擋墻的預(yù)設(shè)和調(diào)整，并將鍋爐底部除塵灰的粒級(jí)進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

以上數(shù)據(jù)可以看出在擋墻尺寸調(diào)整的三個(gè)條件下，鍋爐入口壓力變化不大，當(dāng)擋墻高度達(dá)到750 mm時(shí)，焦粉的粒級(jí)分布中，大于6 mm的比例已經(jīng)為零，所以，最終確定鍋爐入口擋墻尺寸為：高750 mm，如表1所示。

擋墻改造后，一次除塵器系統(tǒng)整體工況運(yùn)行穩(wěn)定，除塵效果良好，同時(shí)也未對(duì)鍋爐管道造成負(fù)面的影響。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)將高溫膨脹節(jié)金屬外框結(jié)構(gòu)改為耐火磚結(jié)構(gòu)，大大增加了高溫膨脹節(jié)的使用壽命。

（2）通過(guò)材料改進(jìn)，焊接工藝優(yōu)化，水冷套管結(jié)構(gòu)改造以及水質(zhì)優(yōu)化，大大增加了一次除塵器水冷套管的使用壽命。

（3）通過(guò)一次除塵器擋墻改造，增加了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了一次除塵器系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春燕，盧培山，趙磊.干熄焦循環(huán)冷卻水過(guò)濾器故障分析及解決措施[J].包鋼科技，2009（3）.

[2] 盧培山，李春燕.干熄焦斜道焦炭漂浮的原因[J].包鋼科技，2009（3）.

[3] 王曉峻，任軍，王成剛.干熄焦裝置延長(zhǎng)年修周期探討[J].包鋼科技，2009（3）.endprint

在嚴(yán)格保證耐火磚工作層和保溫層砌筑尺寸的前提下，將膨脹節(jié)弧形拱頂外殼及附近的鋼板割掉后，側(cè)墻按伸縮節(jié)側(cè)墻斷面的變化用粘土磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚砌筑，拱頂用莫來(lái)石耐火磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚按一次除塵器拱頂耐火材料圖砌筑。

另外，進(jìn)一步優(yōu)化膨脹縫結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)高溫膨脹節(jié)安裝余量總寬度為100 mm，膨脹節(jié)伸縮位移80 mm，膨脹縫兩邊各10 mm。在實(shí)際使用過(guò)程中，干熄穩(wěn)定運(yùn)行后，膨脹節(jié)處膨脹系數(shù)變小，100 mm寬的膨脹縫多出現(xiàn)了填料脫落，影響了鍋爐入口空氣擾動(dòng)，影響了生產(chǎn)。

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件需求，將膨脹節(jié)安裝余量總寬度降低為90 mm，兩端各留45 mm。膨脹縫內(nèi)填充物為工作溫度為1260 ℃、體積密度為220 kg/m3的陶瓷纖維毯，施工時(shí)確保膨脹縫內(nèi)填充物密實(shí)。

我公司2010年修時(shí)，將原設(shè)計(jì)高溫膨脹縫改為上述結(jié)構(gòu)式耐火磚式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)兩年生產(chǎn)運(yùn)行未出現(xiàn)損壞，大大提高了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，2010年年修時(shí)實(shí)際工況圖如圖5所示。

2.2 排灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過(guò)以上對(duì)排灰系統(tǒng)存在問(wèn)題的剖析，從以下三方面進(jìn)行了調(diào)整。

（1）焦粉水冷套管的技術(shù)改造。

①材料的改變。

改善材料的耐磨性能，盡量減少冷卻套管管體焊接部位。在保持排灰腔容積不變的條件下，使用9 mm無(wú)縫鋼管將冷卻套管整體套筒原有的6 mm焊管替換。

②焊接工藝改進(jìn)。

將內(nèi)層套筒焊接方式調(diào)整，取消原來(lái)的內(nèi)環(huán)角焊接工藝，采用上外側(cè)環(huán)焊接方式，使水冷套筒壁上下一體，大大減少了焊接帶來(lái)缺陷、加強(qiáng)了筒壁的耐磨性能，一定程度上解決高溫焦粉對(duì)水冷套管焊縫處的強(qiáng)烈沖刷的問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。另外，取消內(nèi)套筒隔板結(jié)構(gòu)，采用DN50的無(wú)縫鋼管插入內(nèi)套的結(jié)構(gòu)，有效地保證了內(nèi)套中冷卻水由低至高的流向，提高冷卻效率。

（2）溜槽的技術(shù)改造。

①鉚固件的改進(jìn)。

采用分層方式固定，將鉚固件間距130 mm縮短至60 mm，由“Y”型鉚固件改成層疊“”型，尺寸由60 mm變?yōu)?20 mm。

②優(yōu)化焦粉溜槽結(jié)構(gòu)。

取消上“”下“”結(jié)構(gòu)，采用上下形狀一致的“”垂直筒體結(jié)構(gòu)，消除死角，減少焦粉排放阻力，使高溫焦粉比較順利地進(jìn)入水冷套管進(jìn)行冷卻。

③嚴(yán)格執(zhí)行焦粉排放操作標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)管理。

制定適當(dāng)?shù)慕狗叟欧艠?biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制一次除塵器（1DC）下部料位，穩(wěn)定排放頻率，減少高溫焦粉在溜槽內(nèi)的平均停留時(shí)間。此外，要保證法蘭連接處的嚴(yán)密性，杜絕空氣進(jìn)入系統(tǒng)，令焦粉燒結(jié)，導(dǎo)致溜槽上部棚料。

（3）改善冷卻水質(zhì)。

將冷卻水由原來(lái)使用的工藝循環(huán)水改為除鹽廢水，并且定期對(duì)焦粉冷卻套管內(nèi)外套進(jìn)行沖洗、除垢排污等作業(yè)。

經(jīng)過(guò)排灰改造，使用兩年后，一次除塵器系統(tǒng)未出現(xiàn)高溫變形，增強(qiáng)了一次除塵系統(tǒng)穩(wěn)定性。解決了長(zhǎng)期困擾干熄焦穩(wěn)定運(yùn)行的難題。

2.3 一次除塵器擋墻改造

一次除塵器系統(tǒng)擋墻位于一次除塵器系統(tǒng)中部，主要作用是降低通過(guò)循環(huán)氣體的流速，分離較大焦粉顆粒，干熄焦一次除塵器系統(tǒng)擋墻需要進(jìn)行改造，滿足以下兩點(diǎn)要求，一是確保一次除塵器將大顆粒的焦粉除去；二是合理有效改變一次除塵器系統(tǒng)區(qū)域溫度場(chǎng)。

2.3.1 改造方案的確定

（1）增加干熄爐出口頂部位置斜面擋墻。這樣可以改變循環(huán)氣體氣流方向，使焦粉通過(guò)一次除塵器的有效高度變小，焦粉因撞擊下沉，有利于焦粉收集。

（2）改變中心擋墻位置。在鍋爐側(cè)補(bǔ)償器位置重新設(shè)置中心擋墻，方法是以一次除塵器與鍋爐方的膨脹節(jié)基礎(chǔ)為底面，在其上部砌筑擋墻，來(lái)改變?cè)械恼趽醭两捣绞?，利用焦粉自重，將循環(huán)氣體中的大粒度粉塵沉降收集于雙叉溜槽，并通過(guò)水冷套管排除系統(tǒng)。另一方面，不對(duì)一次除塵器系統(tǒng)溫度場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)。改造前后示意圖如圖6所示。

2.3.2 擋墻尺寸的確定

在充分考慮到系統(tǒng)阻力的影響下，通過(guò)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：針對(duì)干熄爐與一次除塵器中間頂部位置的擋墻，以改變循環(huán)氣體的通過(guò)方向?yàn)槟康?，根?jù)一次除塵器內(nèi)部尺寸，如圖7所示。

基本確定其擋墻尺寸為高為350 mm，傾斜角度40°。確定干熄爐出口擋墻尺寸后，鍋爐入口的擋墻高度在綜合考慮除塵效果和循環(huán)氣體通過(guò)面積兩方面因素的情況下，在年修過(guò)程中進(jìn)行了擋墻的預(yù)設(shè)和調(diào)整，并將鍋爐底部除塵灰的粒級(jí)進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

以上數(shù)據(jù)可以看出在擋墻尺寸調(diào)整的三個(gè)條件下，鍋爐入口壓力變化不大，當(dāng)擋墻高度達(dá)到750 mm時(shí)，焦粉的粒級(jí)分布中，大于6 mm的比例已經(jīng)為零，所以，最終確定鍋爐入口擋墻尺寸為：高750 mm，如表1所示。

擋墻改造后，一次除塵器系統(tǒng)整體工況運(yùn)行穩(wěn)定，除塵效果良好，同時(shí)也未對(duì)鍋爐管道造成負(fù)面的影響。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)將高溫膨脹節(jié)金屬外框結(jié)構(gòu)改為耐火磚結(jié)構(gòu)，大大增加了高溫膨脹節(jié)的使用壽命。

（2）通過(guò)材料改進(jìn)，焊接工藝優(yōu)化，水冷套管結(jié)構(gòu)改造以及水質(zhì)優(yōu)化，大大增加了一次除塵器水冷套管的使用壽命。

（3）通過(guò)一次除塵器擋墻改造，增加了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了一次除塵器系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春燕，盧培山，趙磊.干熄焦循環(huán)冷卻水過(guò)濾器故障分析及解決措施[J].包鋼科技，2009（3）.

[2] 盧培山，李春燕.干熄焦斜道焦炭漂浮的原因[J].包鋼科技，2009（3）.

[3] 王曉峻，任軍，王成剛.干熄焦裝置延長(zhǎng)年修周期探討[J].包鋼科技，2009（3）.endprint

在嚴(yán)格保證耐火磚工作層和保溫層砌筑尺寸的前提下，將膨脹節(jié)弧形拱頂外殼及附近的鋼板割掉后，側(cè)墻按伸縮節(jié)側(cè)墻斷面的變化用粘土磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚砌筑，拱頂用莫來(lái)石耐火磚和高鋁質(zhì)輕質(zhì)磚按一次除塵器拱頂耐火材料圖砌筑。

另外，進(jìn)一步優(yōu)化膨脹縫結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)高溫膨脹節(jié)安裝余量總寬度為100 mm，膨脹節(jié)伸縮位移80 mm，膨脹縫兩邊各10 mm。在實(shí)際使用過(guò)程中，干熄穩(wěn)定運(yùn)行后，膨脹節(jié)處膨脹系數(shù)變小，100 mm寬的膨脹縫多出現(xiàn)了填料脫落，影響了鍋爐入口空氣擾動(dòng)，影響了生產(chǎn)。

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件需求，將膨脹節(jié)安裝余量總寬度降低為90 mm，兩端各留45 mm。膨脹縫內(nèi)填充物為工作溫度為1260 ℃、體積密度為220 kg/m3的陶瓷纖維毯，施工時(shí)確保膨脹縫內(nèi)填充物密實(shí)。

我公司2010年修時(shí)，將原設(shè)計(jì)高溫膨脹縫改為上述結(jié)構(gòu)式耐火磚式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)兩年生產(chǎn)運(yùn)行未出現(xiàn)損壞，大大提高了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，2010年年修時(shí)實(shí)際工況圖如圖5所示。

2.2 排灰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過(guò)以上對(duì)排灰系統(tǒng)存在問(wèn)題的剖析，從以下三方面進(jìn)行了調(diào)整。

（1）焦粉水冷套管的技術(shù)改造。

①材料的改變。

改善材料的耐磨性能，盡量減少冷卻套管管體焊接部位。在保持排灰腔容積不變的條件下，使用9 mm無(wú)縫鋼管將冷卻套管整體套筒原有的6 mm焊管替換。

②焊接工藝改進(jìn)。

將內(nèi)層套筒焊接方式調(diào)整，取消原來(lái)的內(nèi)環(huán)角焊接工藝，采用上外側(cè)環(huán)焊接方式，使水冷套筒壁上下一體，大大減少了焊接帶來(lái)缺陷、加強(qiáng)了筒壁的耐磨性能，一定程度上解決高溫焦粉對(duì)水冷套管焊縫處的強(qiáng)烈沖刷的問(wèn)題，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。另外，取消內(nèi)套筒隔板結(jié)構(gòu)，采用DN50的無(wú)縫鋼管插入內(nèi)套的結(jié)構(gòu)，有效地保證了內(nèi)套中冷卻水由低至高的流向，提高冷卻效率。

（2）溜槽的技術(shù)改造。

①鉚固件的改進(jìn)。

采用分層方式固定，將鉚固件間距130 mm縮短至60 mm，由“Y”型鉚固件改成層疊“”型，尺寸由60 mm變?yōu)?20 mm。

②優(yōu)化焦粉溜槽結(jié)構(gòu)。

取消上“”下“”結(jié)構(gòu)，采用上下形狀一致的“”垂直筒體結(jié)構(gòu)，消除死角，減少焦粉排放阻力，使高溫焦粉比較順利地進(jìn)入水冷套管進(jìn)行冷卻。

③嚴(yán)格執(zhí)行焦粉排放操作標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)管理。

制定適當(dāng)?shù)慕狗叟欧艠?biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制一次除塵器（1DC）下部料位，穩(wěn)定排放頻率，減少高溫焦粉在溜槽內(nèi)的平均停留時(shí)間。此外，要保證法蘭連接處的嚴(yán)密性，杜絕空氣進(jìn)入系統(tǒng)，令焦粉燒結(jié)，導(dǎo)致溜槽上部棚料。

（3）改善冷卻水質(zhì)。

將冷卻水由原來(lái)使用的工藝循環(huán)水改為除鹽廢水，并且定期對(duì)焦粉冷卻套管內(nèi)外套進(jìn)行沖洗、除垢排污等作業(yè)。

經(jīng)過(guò)排灰改造，使用兩年后，一次除塵器系統(tǒng)未出現(xiàn)高溫變形，增強(qiáng)了一次除塵系統(tǒng)穩(wěn)定性。解決了長(zhǎng)期困擾干熄焦穩(wěn)定運(yùn)行的難題。

2.3 一次除塵器擋墻改造

一次除塵器系統(tǒng)擋墻位于一次除塵器系統(tǒng)中部，主要作用是降低通過(guò)循環(huán)氣體的流速，分離較大焦粉顆粒，干熄焦一次除塵器系統(tǒng)擋墻需要進(jìn)行改造，滿足以下兩點(diǎn)要求，一是確保一次除塵器將大顆粒的焦粉除去；二是合理有效改變一次除塵器系統(tǒng)區(qū)域溫度場(chǎng)。

2.3.1 改造方案的確定

（1）增加干熄爐出口頂部位置斜面擋墻。這樣可以改變循環(huán)氣體氣流方向，使焦粉通過(guò)一次除塵器的有效高度變小，焦粉因撞擊下沉，有利于焦粉收集。

（2）改變中心擋墻位置。在鍋爐側(cè)補(bǔ)償器位置重新設(shè)置中心擋墻，方法是以一次除塵器與鍋爐方的膨脹節(jié)基礎(chǔ)為底面，在其上部砌筑擋墻，來(lái)改變?cè)械恼趽醭两捣绞?，利用焦粉自重，將循環(huán)氣體中的大粒度粉塵沉降收集于雙叉溜槽，并通過(guò)水冷套管排除系統(tǒng)。另一方面，不對(duì)一次除塵器系統(tǒng)溫度場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)。改造前后示意圖如圖6所示。

2.3.2 擋墻尺寸的確定

在充分考慮到系統(tǒng)阻力的影響下，通過(guò)對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：針對(duì)干熄爐與一次除塵器中間頂部位置的擋墻，以改變循環(huán)氣體的通過(guò)方向?yàn)槟康?，根?jù)一次除塵器內(nèi)部尺寸，如圖7所示。

基本確定其擋墻尺寸為高為350 mm，傾斜角度40°。確定干熄爐出口擋墻尺寸后，鍋爐入口的擋墻高度在綜合考慮除塵效果和循環(huán)氣體通過(guò)面積兩方面因素的情況下，在年修過(guò)程中進(jìn)行了擋墻的預(yù)設(shè)和調(diào)整，并將鍋爐底部除塵灰的粒級(jí)進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

以上數(shù)據(jù)可以看出在擋墻尺寸調(diào)整的三個(gè)條件下，鍋爐入口壓力變化不大，當(dāng)擋墻高度達(dá)到750 mm時(shí)，焦粉的粒級(jí)分布中，大于6 mm的比例已經(jīng)為零，所以，最終確定鍋爐入口擋墻尺寸為：高750 mm，如表1所示。

擋墻改造后，一次除塵器系統(tǒng)整體工況運(yùn)行穩(wěn)定，除塵效果良好，同時(shí)也未對(duì)鍋爐管道造成負(fù)面的影響。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)將高溫膨脹節(jié)金屬外框結(jié)構(gòu)改為耐火磚結(jié)構(gòu)，大大增加了高溫膨脹節(jié)的使用壽命。

（2）通過(guò)材料改進(jìn)，焊接工藝優(yōu)化，水冷套管結(jié)構(gòu)改造以及水質(zhì)優(yōu)化，大大增加了一次除塵器水冷套管的使用壽命。

（3）通過(guò)一次除塵器擋墻改造，增加了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了一次除塵器系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春燕，盧培山，趙磊.干熄焦循環(huán)冷卻水過(guò)濾器故障分析及解決措施[J].包鋼科技，2009（3）.

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[3] 王曉峻，任軍，王成剛.干熄焦裝置延長(zhǎng)年修周期探討[J].包鋼科技，2009（3）.endprint