樊海蓮

(太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024)

頂裝焦?fàn)t推焦車煙塵捕集裝置的探討

樊海蓮

(太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024)

針對(duì)頂裝焦?fàn)t推焦車煙塵捕集裝置存在的問題，提出了相應(yīng)的解決措施，以提高環(huán)保效果為目標(biāo)，使太重公司的產(chǎn)品成為具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的高可靠性、實(shí)用性的設(shè)備。

頂裝焦?fàn)t推焦車；煙塵捕集裝置；探討

0 引言

隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，各行業(yè)對(duì)環(huán)保的要求越來越高，對(duì)焦?fàn)t設(shè)備的環(huán)保要求更高。干式地面除塵站煙塵控制技術(shù)是目前煉焦生產(chǎn)企業(yè)焦?fàn)t除塵技術(shù)最成熟、效率最高、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)通常應(yīng)用在焦?fàn)t爐頂和焦?fàn)t焦側(cè)；由于成本高、前期投資大，焦?fàn)t機(jī)側(cè)一般不配備地面除塵站。

頂裝焦?fàn)t推焦車運(yùn)行在焦?fàn)t機(jī)側(cè)的軌道上，煙塵捕集裝置通常選用車載除塵，受空間及土建尺寸的影響，車載除塵風(fēng)機(jī)的功率、煙囪的高度、除塵器的大小均受到限制?，F(xiàn)場(chǎng)存在的問題是：煙塵不能完全收集進(jìn)來，推焦和平煤風(fēng)量及負(fù)壓分散，煙氣溫度高、顆粒大引起布袋燒壞。本文針對(duì)某焦化廠頂裝焦?fàn)t推焦車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究和探討。1 頂裝焦?fàn)t推焦車操作環(huán)境及功能組成

頂裝焦?fàn)t推焦車在露天放置，用來推出炭化室內(nèi)成熟的焦炭，完成推焦前與推焦后機(jī)側(cè)爐門的啟閉，對(duì)焦?fàn)t的爐門和爐門框進(jìn)行機(jī)械化清掃，對(duì)爐門溢出的焦炭進(jìn)行收集處理，推焦時(shí)吹掃炭化室頂部的石墨和上升管根部的石墨，對(duì)推焦、清門、平煤時(shí)產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行收集和凈化；裝煤時(shí)對(duì)炭化室內(nèi)部的煤粉進(jìn)行平煤，平煤桿進(jìn)出炭化室前后啟閉小爐門等。推焦桿、平煤桿需穿過1 000 ℃左右的炭化室，爐前操作臺(tái)氣流溫度最高達(dá)200 ℃。推焦車最大運(yùn)行速度為90 m/min，啟動(dòng)、停止加速度為0.1 m/s2，運(yùn)行時(shí)有振動(dòng)和沖擊現(xiàn)象，處在高溫、多塵并且具有腐蝕性的環(huán)境中。

頂裝焦?fàn)t推焦車由一層鋼結(jié)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)、推焦機(jī)構(gòu)、啟閉爐門裝置、平煤機(jī)構(gòu)、爐門清掃裝置、爐框清掃裝置、頭尾焦回收裝置、煙塵捕集裝置、止推鎖緊裝置、二層鋼結(jié)構(gòu)、司機(jī)室、電氣室、液壓室、高壓水室、氣路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等組成。走行機(jī)構(gòu)、止推鎖緊裝置布置在走行梁的下方；推焦機(jī)構(gòu)、啟閉爐門裝置、煙塵捕集裝置、爐門清掃裝置、爐框清掃裝置、頭尾焦回收裝置、液壓室、高壓水室布置在一層鋼結(jié)構(gòu)上；平煤機(jī)構(gòu)、司機(jī)室、電氣室等布置在二層鋼結(jié)構(gòu)上。

2 煙塵捕集裝置的組成

煙塵捕集裝置布置在頂裝焦?fàn)t推焦車一層鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)的右側(cè)邊緣(人面向焦?fàn)t進(jìn)行觀察)，用來抽吸啟閉爐門、推焦、清門、平煤過程中產(chǎn)生的煙塵，它主要由煙塵吸收罩、集塵管道、車載除塵器等組成。

在推焦、平煤、清門上方均有收集煙氣的集塵罩，其中推焦、平煤上方的集塵罩為旋風(fēng)式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是利用煙氣的熱浮力吸收外溢的煙氣。

集塵管道分為主管道和分支管道，在推焦、平煤、清門處均有分支管道，在分支管道處均設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)量的可開閉翻板閥，該翻板閥靠油缸驅(qū)動(dòng)。

車載除塵器主要由預(yù)分離室、布袋過濾室、風(fēng)機(jī)、消聲器及煙氣排放煙囪組成。預(yù)分離室設(shè)置在除塵器的最前端，其主要功能是將煙塵中的大顆粒雜物分離出來，其內(nèi)部設(shè)有阻燃板，可降低煙塵的溫度，增加其安全性。布袋過濾室的功能是將煙氣與灰塵分開，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪直接排放到大氣中，過濾后的灰塵經(jīng)下部的刮板機(jī)排放到集灰斗中。

3 煙塵捕集裝置的布置方式

煙塵捕集裝置的主視圖和俯視圖分別見圖1、圖2。 4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的實(shí)際運(yùn)行效果，并取得運(yùn)行過程的第一手技術(shù)資料，我們委托專業(yè)測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)整套設(shè)備各關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，將推焦車的煙塵捕集、流量分布等的測(cè)試列為首要工作。由于成套設(shè)備用戶受煤炭來源和后續(xù)化工產(chǎn)品要求等諸多方面的影響，入爐煤的揮發(fā)份達(dá)到了32%～35%，造成整個(gè)煉焦過程污染物排放量的增加，因此需要在設(shè)備操作的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合考慮，以減少無組織排放量。推焦車主要面對(duì)的污染源有以下兩個(gè)：①在開啟小爐門進(jìn)行平煤操作時(shí)，時(shí)長(zhǎng)約1 min～1.5 min，此時(shí)，爐內(nèi)裝煤已結(jié)束，入爐煤已經(jīng)與高溫爐墻接觸約2 min，產(chǎn)生的荒煤氣等煙塵量大；②在開啟大爐門進(jìn)行推焦操作時(shí)，時(shí)長(zhǎng)約3.5 min，此時(shí)，焦炭成熟，以粉塵溢散為主。針對(duì)實(shí)際工況，我們?cè)O(shè)計(jì)了3種不同的操作方式進(jìn)行測(cè)試，分別對(duì)推焦、平煤入口處和煙囪出口處的風(fēng)速、流量進(jìn)行了測(cè)量(清門處煙塵較小，現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好，故沒有對(duì)其進(jìn)行測(cè)試)。測(cè)點(diǎn)位置見圖3，測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。表1中，罩子區(qū)域的數(shù)據(jù)在一個(gè)范圍內(nèi)，取中間值。

圖1 煙塵捕集裝置布置主視圖

圖2 煙塵捕集裝置布置俯視圖

圖3 測(cè)試點(diǎn)位置圖

工況1：打開平煤集塵罩、關(guān)閉推焦集塵罩；

工況2：打開平煤集塵罩、打開推焦集塵罩；

工況3：關(guān)閉平煤集塵罩、打開推焦集塵罩。

表1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)

推焦車工藝要求是一點(diǎn)定位、5-2串序，工作時(shí)是按照工況2操作的，從表1中可以看出，推焦集塵罩處兩個(gè)入口的速度相差2.18倍、流量相差2倍，說明推焦集塵罩處兩個(gè)入口風(fēng)量分散。

工況2中平煤集塵管道入口處的速度比集塵罩兩個(gè)入口處的速度大5倍～9倍、流量大4倍～8倍；與工況1(只打開平煤集塵罩)的數(shù)據(jù)比較接近，說明平煤集塵管道入口處的數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。

5 改進(jìn)措施

5.1 增加擋風(fēng)機(jī)構(gòu)

大型頂裝焦?fàn)t爐體高，集塵罩位于焦?fàn)t爐口上方，受外部橫風(fēng)影響，煙塵向兩側(cè)擴(kuò)散；受焦?fàn)t爐體本身爐柱、橫拉條、擋煙板等的影響，推焦集塵罩不能完全靠近爐體，造成煙塵沿空隙處向上冒出，煙塵不能完全收集。因此建議：①在推焦集塵支架兩側(cè)增加活動(dòng)集塵板；②將推焦集塵罩抬高到爐體擋煙板的上方，集塵罩前部增加由彈簧鋼制作的旋轉(zhuǎn)擋板，配合爐體原有的擋煙板，以有效地防止煙塵的擴(kuò)散。

5.2 負(fù)壓向前延伸

通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和人為觀察，能看出推焦集塵罩處風(fēng)量小，導(dǎo)致推焦時(shí)爐口的煙塵向側(cè)面和下面擴(kuò)散。因此將推焦集塵罩的底部2/3處封閉，在集塵罩里面加導(dǎo)煙板使負(fù)壓向前延伸，吸力增大。

5.3 電氣程序的改進(jìn)

推焦車整體工藝要求是一點(diǎn)定位、5-2串序，在取門、推焦的同時(shí)進(jìn)行上一爐號(hào)的平煤操作，推焦裝置與平煤裝置的中心線相差5個(gè)爐距。頂裝焦?fàn)t推焦車的工作順序框圖見圖4。

圖4 頂裝焦?fàn)t推焦車工作順序框圖

現(xiàn)有電氣程序?yàn)椋和平埂⑵矫杭瘔m罩旋轉(zhuǎn)伸出時(shí)，除塵風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，推焦、平煤集塵啟動(dòng)。由此引起的問題是：平煤集塵罩處的風(fēng)量大，推焦集塵罩處的風(fēng)量小。

理論上推焦和平煤同時(shí)動(dòng)作，但在實(shí)際運(yùn)行中，推焦和平煤動(dòng)作有時(shí)間差。因此建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行電氣程序的調(diào)整：推焦集塵罩旋轉(zhuǎn)伸出—除塵風(fēng)機(jī)啟動(dòng)—推焦集塵啟動(dòng)—關(guān)閉平煤集塵閘板待推焦完畢—關(guān)閉推焦集塵取門側(cè)閘板(保留推焦集塵清框側(cè)閘板)—平煤集塵罩旋轉(zhuǎn)伸出—小爐門開啟—平煤集塵啟動(dòng)。這樣推焦和平煤風(fēng)量及負(fù)壓分散的問題得到有效改善。

5.4 車載除塵器的改進(jìn)

頂裝焦?fàn)t推焦車屬于移動(dòng)設(shè)備，車上的布袋除塵器為露天放置，沒有防雨防塵措施，且要求該除塵器具備防爆和耐高溫阻燃性能。焦?fàn)t推焦過程產(chǎn)生的煙塵屬于陣發(fā)性，每個(gè)過程時(shí)間短，煙氣量大，煙塵溫度高，且次數(shù)頻繁。針對(duì)以上特點(diǎn)，借鑒焦?fàn)t地面除塵站中布袋除塵器的一些成熟技術(shù)，做了以下改進(jìn)：①為防止高溫?zé)煔夂蛶в忻骰鸬臒煔馕氩即l(fā)生燒毀布袋現(xiàn)象，在前部除塵管道上增加阻隔板、設(shè)置冷卻滅火器，以有效地將高溫?zé)煔饨禍夭鸦鸹〒錅纾?②在吸煙管道上安裝溫度傳感器，當(dāng)煙氣溫度大于220 ℃時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)將停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，防止布袋被燒毀；③除塵器采用預(yù)噴涂裝置，添加焦粉，防止煙氣中焦油粘結(jié)濾袋；④風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，能穩(wěn)定運(yùn)行，使煙氣順利流入煙道中。同時(shí)減少除塵器負(fù)荷，以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和節(jié)省能量消耗。

6 結(jié)束語

采用上述改進(jìn)方法，通過在后續(xù)生產(chǎn)的焦化設(shè)備中的應(yīng)用，取得了一定的效果。焦化行業(yè)的除塵技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，焦?fàn)t整體工藝的總體設(shè)計(jì)、焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)的配置、焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)均影響整個(gè)焦化廠的環(huán)保效果，這一問題還有待于我們繼續(xù)深入研究。

[1] 蘇宜春.煉焦工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[2] 張殿印，王純，俞非漉.袋式除塵技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

Discussion about Dust Collector for Coke Pushing Car of Top Charging Coke Oven

FAN Hai-lian

(Technology Center, Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd., Taiyuan 030024, China)

In this article, to the problems in dust collector for coke pushing car of top charging coke oven, a relevant solution is given, which aims at high environmental protection, to makes our products have high reliability and practicality in market competitiveness.

coke pushing car of top charging coke oven; dust collector; discussion

1672- 6413(2015)06- 0179- 03

2015- 03- 31；

2015- 09- 25

樊海蓮(1966-)，女，山西臨縣人，高級(jí)工程師，本科，主要從事大型焦?fàn)t設(shè)備的研發(fā)工作。

TQ520.5

B

2014年度山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(MJH2014-08)