劉洲平

（河鋼股份有限公司邯鄲分公司焦化廠，河北 邯鄲 056000）

在當前嚴峻的環(huán)保形勢下，干熄焦作為一種余熱回收設備已在很多焦化企業(yè)中得到推廣應用，在有效改善焦炭質量的同時，減少了熄焦環(huán)節(jié)的污染排放，同時吸收了紅焦顯熱，促進了能源的高效利用，是一項節(jié)能環(huán)保的先進工藝，具有顯著的經濟效益和環(huán)保效益。但由于干熄焦工作環(huán)境較為惡劣，裝焦和熄焦過程中會受到高溫氣流的沖刷作用，長期生產運行下會造成爐體耐火材料的燒損，以及出現(xiàn)冷卻段磨損，環(huán)形氣道變形，除塵耐材損壞等問題，制約了干熄焦的高效運行，也容易對除塵排放指標帶來一定的影響。因此，干熄焦設備在運行一定時間后不得不進行周期性的檢修，干熄焦設備的壽命也因此而受到影響。

為了減少設備損壞，延長設備使用壽命，我們結合生產實踐，對干熄焦運行中的常見損壞現(xiàn)象進行了分析，并提出了在確保環(huán)保數(shù)據(jù)正常前提下，延長干熄焦使用壽命的相關技術措施。

1 影響干熄焦壽命的幾種情況及原因分析

1.1 干熄爐斜道區(qū)損壞

斜道區(qū)俗稱為牛腿，是干熄爐較為容易損壞的部位，該區(qū)域在裝焦生產中不僅會受到紅焦向下流動的沖擊力，還要受到夾帶著焦粉的高溫循環(huán)氣體的沖刷。此外，在干熄焦熱循環(huán)的過程中，斜道區(qū)還會經受300℃～700℃的溫差變化，在較大的熱應力作用下很容易造成斜道區(qū)耐火材料出現(xiàn)損壞。

主要表現(xiàn)為牛腿磚折斷和崩潰性損壞；拱頂部位高溫段磚體燒熔。究其原因，一是耐火磚高溫性能問題，難以適應頻繁的、大幅度的溫差變化，特別是當斜道出口密封性較差，因局部負壓吸入空氣時，會使該部位發(fā)生劇烈燃燒，甚至達到1350℃～1550℃的高溫，繼而導致砌體燒熔。

1.2 預存室環(huán)形氣道變形

環(huán)形氣道是干熄爐高溫煙氣的通道，具有砌體結構復雜，運行環(huán)境惡劣的特點，生產運行時會頻繁地受到高溫煙氣的沖刷，對爐體結構的耐磨性、熱穩(wěn)定性等都有著非常高的要求。因此，環(huán)形氣道在經過兩年的運行周期后大多會出現(xiàn)不同程度的變形甚至是倒塌，不得不停產檢修。

通過與其它焦化廠干熄焦設備運行情況的調查，認為環(huán)形氣道變形，檢修周期較短的原因：一是裝焦量較大，導致裝焦時爐體承受的熱應力瞬間成倍提高；二是預存室容積提高，較大的裝焦量必然導致氣道所承受的徑向應力的增加；三是氣道嚴密性不良，導致局部砌體燒熔。

1.3 高溫膨脹節(jié)內襯澆筑材料壽命短

干熄爐至一次除塵器之間的高溫煙氣通道采用高溫澆筑料分層澆筑，雖然具有施工簡單、成本低廉等優(yōu)點，但是在惡劣的工況環(huán)境下，運行一段周期后較容易出現(xiàn)粉化、開裂等結構性破壞，致使其嚴密性受到破壞。繼而導致夾帶大量粉塵的煙氣外逸，污染環(huán)境。

1.4 裝焦爐口水封槽壽命短

爐口水封槽主要起到防止裝焦時煙氣、粉塵外逸的作用，在生產時由于需要時常開閉，因此會頻繁經受1000℃左右高溫煙氣的沖刷和灼燒。長期運行下，容易導致不銹鋼水封槽的損壞，并導致工業(yè)用水漏入干熄槽內。在工業(yè)水的急劇降溫作用下，非常容易導致爐內襯的開裂損壞；同時水與紅焦接觸后，會引發(fā)劇烈的水煤氣反應，并導致氫氣、一氧化碳等可燃性氣體組分的急劇上升，造成嚴重的安全隱患。干熄爐不得不被迫停產檢修。

2 延長干熄焦使用壽命的技術措施探討

2.1 改進斜道區(qū)耐火材料性能

目前干熄爐斜道區(qū)普遍采用莫來石碳化硅作為耐火材料，可考慮檢修時采用具有更高強度，更高耐磨性指標和抗折指標的莫來石碳化硅，同時提高耐火泥指標。

隨著近幾年材料工藝的發(fā)展，幾種氮化物結合的新型高強耐火材料已逐漸得到應用，主要包括塞隆結合碳化硅、氮化硅結合碳化硅等。從目前已有的應用案例來看，改進碳化硅關鍵指標是延長干熄爐斜道檢修周期的最有效辦法。雖然氮化硅材質可持續(xù)使用較長時間，但后期不能進行年修，維護成本較大。

2.2 環(huán)形氣道的設計改進

在當時焦爐大型化發(fā)展趨勢下，針對環(huán)形氣道易損壞的問題，可采取大勾舌磚型設計，增加磚體之間垂直方向上的咬合力，從而提高氣道徑向應力的承受力。如此，既可以增強氣道抵御裝焦熱沖擊和預存室儲焦張力的能力，同時也強化了風道的密閉性，改善了系統(tǒng)溫度、壓力等運行參數(shù)。此外，通過采用具有更高強度和耐熱性能的新型磚體材料，將大大延長爐體使用壽命，降低維修成本。

2.3 高溫膨脹節(jié)內襯澆筑材料改為耐火磚設計

對于采用分層澆筑法的高溫膨脹節(jié)內襯，可將其改進為砌筑體耐火磚設計，增強該部位在惡劣工況下的適應能力，解決澆筑料運行一段時間后粉化、脫落的問題。將爐口改為定形組合磚設計，可延長使用壽命達4年以上。

2.4 延長水封槽使用壽命的措施

不銹鋼水封槽的損壞是影響干熄爐使用壽命，威脅干熄焦安全生產的關鍵性因素。對此，可采用不誘鋼水封槽的內置設計。首先設計耐磨性能好，熱震穩(wěn)定性好的高材質L型異形磚，在原爐口耐火磚砌體上，按照爐口尺寸砌成水封座槽口，并將不誘鋼水封槽安置在磚體內，避免其與紅焦和高溫煙氣直接接觸，從而延長其壽命。通過對多座干熄爐檢修實踐發(fā)現(xiàn)，該種設計方法可有效延長水封槽壽命和維護周期，確保其穩(wěn)定運行2年以上。

3 結語

干熄焦使用壽命的延長對企業(yè)來說具有可觀的經濟效益和環(huán)保效益，我們在日常的工作中還要繼續(xù)密切關注干熄焦的運行狀況，從而提出進一步的改進措施。