山東兗礦7.63米焦?fàn)t膨脹管理

胡曉勇 張林林(山東兗礦國際焦化有限公司 272100)

前言：山東兗礦焦化有限公司焦?fàn)t為7.63 m大容積焦?fàn)t，全長18800mm，全高7630mm，60孔碳化室，平均寬603mm，周轉(zhuǎn)時間25.7h。其加熱方式為三段加熱、廢氣循環(huán)、焦?fàn)t煤氣下噴。焦?fàn)t爐體膨脹管理可分為烘爐期和生產(chǎn)運行期兩個階段。

一、烘爐爐體膨脹管理：烘爐過程中首先要對縱向膨脹、橫向膨脹、垂直膨脹（高向膨脹）三個方向的膨脹進(jìn)行測量。要實現(xiàn)對焦?fàn)t三個方向的膨脹測量，則需要事先選擇測量點，在烘爐過程中測量其位移來確定爐體膨脹量，而對爐體縱向、橫向的膨脹控制，是通過對焦?fàn)t鐵件的管理來實現(xiàn)的。

1.縱向膨脹

焦?fàn)t爐組長度方向的膨脹稱之為縱向膨脹，焦?fàn)t縱向膨脹量很難直接看出，因為焦?fàn)t組兩端的抵抗墻與混凝土基礎(chǔ)相連、在爐頂部通過縱向拉條拉緊，因此要盡可能地使抵抗墻保持垂直狀態(tài)，但實際上是不可能的。焦?fàn)t爐組長度微小的偏差是允許的，但要不斷檢查焦?fàn)t抵抗墻是否有裂紋和裂縫的狀況。

整個膨脹測量的準(zhǔn)確性取決于焦?fàn)t組延伸到的參考點的正確設(shè)置。 所以參考點選擇的標(biāo)準(zhǔn)是：它們在整個烘爐期內(nèi)要保持不動和不因建筑工作或還要安裝的部件而發(fā)生移動。即參考點的選擇決不能受砌體膨脹的影響。

為測定焦?fàn)t砌體在縱向的膨脹，山東兗礦國際焦化公司鐵件熱修班是在爐頂端臺和爐頂間臺的抵抗墻上用水泥澆注四組中心卡釘，分別對應(yīng)四個裝煤孔，并在卡釘上做出水平的切口，涂以紅漆作為標(biāo)記。同時，在砌爐工作完成后，在1#、2#、5#、10#、15#、20#、25#、30#、35#、40#、45#、50、55#、59#、60#對應(yīng)的裝煤孔底座表面做了如同卡釘?shù)臉?biāo)記，用于兩兩之間順序測量，通過與原始數(shù)據(jù)的對比來測定縱向膨脹。

為檢查抵抗墻的位移，必須在抵抗墻平面上設(shè)置固定點和測量點。比較合理的辦法是在焦?fàn)t爐頂間臺和端臺的縱拉條套筒旁焊接2組相向且合適的角鋼，橫切面做切割標(biāo)記后，斷面的相對位移可體現(xiàn)抵抗墻的位移，在間臺和端臺各設(shè)三處測量點，分別為機焦兩側(cè)和中間位置。根據(jù)在烘爐過程中測定的抵抗墻位移數(shù)量來調(diào)節(jié)縱向拉條的負(fù)荷。

2.橫向膨脹

為防止砌體在焦?fàn)t縱向的松散，要通過焦?fàn)t護(hù)爐鐵件使砌體結(jié)為一體。為了保證砌體一體性結(jié)合，通過彈簧和頂絲把力量從爐柱傳遞到下列重要的部位：爐頂?shù)陌牍璐u部分、上部焦?fàn)t的硅磚部分、斜道區(qū)的硅磚部分、蓄熱室的硅磚部分。炭化室長度方向的砌體膨脹和不同結(jié)構(gòu)部分的位移要在機、焦側(cè)不同高度位置進(jìn)行測量。

設(shè)置七個測量平面，在兩端抵抗墻側(cè)面各焊接7個測線架。7對支架兩兩對應(yīng)，每組支架自由端的長度在烘爐過程中爐柱膨脹后不能超出這一范圍。同時，整個測量線的布置要完全平行于焦?fàn)t的縱向中心線，位于焦側(cè)還是位于機側(cè)各測量平面的測量線必須與水平面保持完全垂直。

用于測量寬向膨脹的測量線必須能夠保證在測量過程中不降低其應(yīng)力。測量線要用Φ1.5mm的鋼線，測量線要在兩個支架上通過刻槽固定。每次膨脹測量之前需要進(jìn)行下列工作：必須檢查，測量線是否在支架的刻槽里；檢查支架范圍里固定點的尺寸是否仍然還與初始尺寸保持一致。在實際操作過程中，會出現(xiàn)鋼線因距離過遠(yuǎn)受重力影響而下垂，即使通過緊線器也無法讓其縱向拉直，這樣一來，即便是在搭建平臺上來回走動，鋼線也會受影響出現(xiàn)晃動，影響測量。處理的辦法是在中間爐柱與測線架相同平面上做支架，起到支持的作用，但中間爐柱會因膨脹而變化，所以每次測量前，先將鋼線脫離爐柱支點自然下垂，測量線與爐柱的距離，再將鋼線返至支架與爐柱相同距離，固定后，測量數(shù)據(jù)。

第一次測量的值通常要作為常溫尺寸進(jìn)行記錄，同時可能要作為原始記錄參考，因此需要做的事情非常多，并且十分重要。首先要確定合理的測量部位，對測量的位置要用紅漆或白漆油筆做好標(biāo)記，同時將確定的測量點告知所有測量人員，保證測量數(shù)據(jù)查有所依。爐長的測量工具采用鋼板尺，測量時，讀數(shù)統(tǒng)一規(guī)定在鋼線的外側(cè)。

3.焦?fàn)t高向膨脹

焦?fàn)t基礎(chǔ)頂板到爐頂?shù)姆较虻呐蛎洝樽杂勺饔?，它無須通過任何固定來保持，為了監(jiān)測膨脹過程和檢查最重要構(gòu)件/結(jié)構(gòu)部分位移情況，要在三個主膨脹方向上進(jìn)行各種膨脹測量。

高向膨脹測量的項目有：焦?fàn)t頂部標(biāo)高、爐門框標(biāo)高、炭化室底部標(biāo)高、爐柱底部間隙等，由測量隊用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測定。

焦?fàn)t頂部標(biāo)高測量爐號與縱向膨脹測量爐號相同，即對1#、2#、5#、10#、15#、20#、25#、30#、35#、40#、45#、50、55#、59#、60#對應(yīng)的下列加熱火道系列進(jìn)行測定：

在1#、2#、35#、36#看火孔上；在8#和29#看火孔對應(yīng)的座磚上。 烘爐前進(jìn)行冷態(tài)測定作為原始值。

二、膨脹項目中的各處滑動標(biāo)記

為配合烘爐膨脹檢查，便于直觀地發(fā)現(xiàn)膨脹的狀況，需要使用油漆在焦?fàn)t的相關(guān)部位做一些滑動的標(biāo)記，主要包括：抵抗墻滾輪、鋼柱地腳、廢氣開閉器、S12.1彈簧頂絲所在位置等。

三、膨脹數(shù)據(jù)原始值的測量

只有知道膨脹數(shù)據(jù)原始值，才能根據(jù)烘爐期間測定的數(shù)據(jù)計算出該溫度點的膨脹值。因此，膨脹數(shù)據(jù)原始值的測量非常重要。在測量原始值時，必須首先檢查測線架有無傾斜，測線架上鋼線的位置是否正確，鋼線是否和其他物品打架，測量位置是否已標(biāo)識，同時盡可能安排同一個人對同一組數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，以減小測量誤差。

膨脹數(shù)據(jù)原始值的測量至少應(yīng)該進(jìn)行2次，之后對2次的結(jié)果進(jìn)行分析、比較，如果誤差太大，則進(jìn)行第3次的測量，看第3次的數(shù)據(jù)和前2次的哪一次數(shù)據(jù)接近，之后取2次數(shù)據(jù)的平均值或取任意一次的數(shù)據(jù)作為原始值。

四、測量結(jié)果的處理

為了進(jìn)行測量值的處理，要先印制需要記錄數(shù)據(jù)的表格。表格最好能反映爐體膨脹和溫度的對應(yīng)關(guān)系，在圖標(biāo)中同時進(jìn)行實際膨脹與理論膨脹的比較。

五、生產(chǎn)運行期間膨脹管理

當(dāng)烘爐完成正常生產(chǎn)以后，為保護(hù)焦?fàn)t爐體，延長焦?fàn)t壽命，仍需編制合理的爐體膨脹測量計劃，在投產(chǎn)后的第一年內(nèi)，山東兗礦國際焦化公司鐵件測量班組執(zhí)行每季度一次的焦?fàn)t膨脹測量計劃，測量過程中對于發(fā)現(xiàn)的問題及時匯總，討論，通過對焦?fàn)t鐵件的管理來實現(xiàn)焦?fàn)t合理的膨脹；投產(chǎn)一年后至今，我公司鐵件測量班組執(zhí)行每半年一次的焦?fàn)t膨脹測量計劃，同時對比以前數(shù)據(jù)，做好爐體膨脹管理臺賬。

現(xiàn)階段山東兗礦國際焦化公司焦?fàn)t鐵件管理及爐體膨脹管理比較到位，爐體保護(hù)不錯，工藝生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn)，焦炭及其它化工產(chǎn)品無論是產(chǎn)量還是質(zhì)量都已完全達(dá)到設(shè)計要求。