頂裝焦爐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 技術中心，山西 太原 030024)

頂裝焦爐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 技術中心，山西 太原 030024)

針對頂裝焦爐推焦車煙塵捕集裝置存在的問題，提出了相應的解決措施，以提高環保效果為目標，使太重公司的產品成為具有市場競爭力的高可靠性、實用性的設備。

頂裝焦爐推焦車；煙塵捕集裝置；探討

0 引言

隨著國家產業政策的調整，各行業對環保的要求越來越高，對焦爐設備的環保要求更高。干式地面除塵站煙塵控制技術是目前煉焦生產企業焦爐除塵技術最成熟、效率最高、應用最廣泛的技術，這項技術通常應用在焦爐爐頂和焦爐焦側；由于成本高、前期投資大，焦爐機側一般不配備地面除塵站。

頂裝焦爐推焦車運行在焦爐機側的軌道上，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，車載除塵風機的功率、煙囪的高度、除塵器的大小均受到限制。現場存在的問題是：煙塵不能完全收集進來，推焦和平煤風量及負壓分散，煙氣溫度高、顆粒大引起布袋燒壞。本文針對某焦化廠頂裝焦爐推焦車在運行過程中出現的問題進行了研究和探討。1 頂裝焦爐推焦車操作環境及功能組成

頂裝焦爐推焦車在露天放置，用來推出炭化室內成熟的焦炭，完成推焦前與推焦后機側爐門的啟閉，對焦爐的爐門和爐門框進行機械化清掃，對爐門溢出的焦炭進行收集處理，推焦時吹掃炭化室頂部的石墨和上升管根部的石墨，對推焦、清門、平煤時產生的煙塵進行收集和凈化；裝煤時對炭化室內部的煤粉進行平煤，平煤桿進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，爐前操作臺氣流溫度最高達200 ℃。推焦車最大運行速度為90 m/min，啟動、停止加速度為0.1 m/s2，運行時有振動和沖擊現象，處在高溫、多塵并且具有腐蝕性的環境中。

頂裝焦爐推焦車由一層鋼結構、走行機構、推焦機構、啟閉爐門裝置、平煤機構、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、二層鋼結構、司機室、電氣室、液壓室、高壓水室、氣路系統、液壓系統、潤滑系統和電氣系統等組成。走行機構、止推鎖緊裝置布置在走行梁的下方；推焦機構、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構上；平煤機構、司機室、電氣室等布置在二層鋼結構上。

2 煙塵捕集裝置的組成

煙塵捕集裝置布置在頂裝焦爐推焦車一層鋼結構平臺的右側邊緣(人面向焦爐進行觀察)，用來抽吸啟閉爐門、推焦、清門、平煤過程中產生的煙塵，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式結構，該結構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，在分支管道處均設有調節風量的可開閉翻板閥，該翻板閥靠油缸驅動。

車載除塵器主要由預分離室、布袋過濾室、風機、消聲器及煙氣排放煙囪組成。預分離室設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，其內部設有阻燃板，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，凈化后的煙氣經煙囪直接排放到大氣中，過濾后的灰塵經下部的刮板機排放到集灰斗中。

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 現場測試

為了驗證設計方案的實際運行效果，并取得運行過程的第一手技術資料，我們委托專業測試機構對整套設備各關鍵參數進行了測試，將推焦車的煙塵捕集、流量分布等的測試列為首要工作。由于成套設備用戶受煤炭來源和后續化工產品要求等諸多方面的影響，入爐煤的揮發份達到了32%～35%，造成整個煉焦過程污染物排放量的增加，因此需要在設備操作的每個環節進行綜合考慮，以減少無組織排放量。推焦車主要面對的污染源有以下兩個：①在開啟小爐門進行平煤操作時，時長約1 min～1.5 min，此時，爐內裝煤已結束，入爐煤已經與高溫爐墻接觸約2 min，產生的荒煤氣等煙塵量大；②在開啟大爐門進行推焦操作時，時長約3.5 min，此時，焦炭成熟，以粉塵溢散為主。針對實際工況，我們設計了3種不同的操作方式進行測試，分別對推焦、平煤入口處和煙囪出口處的風速、流量進行了測量(清門處煙塵較小，現場使用效果良好，故沒有對其進行測試)。測點位置見圖3，測試數據見表1。表1中，罩子區域的數據在一個范圍內，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 測試點位置圖

工況1：打開平煤集塵罩、關閉推焦集塵罩；

工況2：打開平煤集塵罩、打開推焦集塵罩；

工況3：關閉平煤集塵罩、打開推焦集塵罩。

表1 現場測試數據

推焦車工藝要求是一點定位、5-2串序，工作時是按照工況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入口風量分散。

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)的數據比較接近，說明平煤集塵管道入口處的數據較穩定。

5 改進措施

5.1 增加擋風機構

大型頂裝焦爐爐體高，集塵罩位于焦爐爐口上方，受外部橫風影響，煙塵向兩側擴散；受焦爐爐體本身爐柱、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增加活動集塵板；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擋板，配合爐體原有的擋煙板，以有效地防止煙塵的擴散。

5.2 負壓向前延伸

通過現場測試和人為觀察，能看出推焦集塵罩處風量小，導致推焦時爐口的煙塵向側面和下面擴散。因此將推焦集塵罩的底部2/3處封閉，在集塵罩里面加導煙板使負壓向前延伸，吸力增大。

5.3 電氣程序的改進

推焦車整體工藝要求是一點定位、5-2串序，在取門、推焦的同時進行上一爐號的平煤操作，推焦裝置與平煤裝置的中心線相差5個爐距。頂裝焦爐推焦車的工作順序框圖見圖4。

圖4 頂裝焦爐推焦車工作順序框圖

現有電氣程序為：推焦、平煤集塵罩旋轉伸出時，除塵風機啟動，推焦、平煤集塵啟動。由此引起的問題是：平煤集塵罩處的風量大，推焦集塵罩處的風量小。

理論上推焦和平煤同時動作，但在實際運行中，推焦和平煤動作有時間差。因此建議根據現場實際情況進行電氣程序的調整：推焦集塵罩旋轉伸出—除塵風機啟動—推焦集塵啟動—關閉平煤集塵閘板待推焦完畢—關閉推焦集塵取門側閘板(保留推焦集塵清框側閘板)—平煤集塵罩旋轉伸出—小爐門開啟—平煤集塵啟動。這樣推焦和平煤風量及負壓分散的問題得到有效改善。

5.4 車載除塵器的改進

頂裝焦爐推焦車屬于移動設備，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。焦爐推焦過程產生的煙塵屬于陣發性，每個過程時間短，煙氣量大，煙塵溫度高，且次數頻繁。針對以上特點，借鑒焦爐地面除塵站中布袋除塵器的一些成熟技術，做了以下改進：①為防止高溫煙氣和帶有明火的煙氣吸入布袋，發生燒毀布袋現象，在前部除塵管道上增加阻隔板、設置冷卻滅火器，以有效地將高溫煙氣降溫并把火花撲滅； ②在吸煙管道上安裝溫度傳感器，當煙氣溫度大于220 ℃時發出報警信號，此時將停止風機運轉，防止布袋被燒毀；③除塵器采用預噴涂裝置，添加焦粉，防止煙氣中焦油粘結濾袋；④風機采用變頻調速，能穩定運行，使煙氣順利流入煙道中。同時減少除塵器負荷，以延長設備的使用壽命和節省能量消耗。

6 結束語

采用上述改進方法，通過在后續生產的焦化設備中的應用，取得了一定的效果。焦化行業的除塵技術是一個系統工程，焦爐整體工藝的總體設計、焦爐爐體結構的配置、焦爐機械設備的結構均影響整個焦化廠的環保效果，這一問題還有待于我們繼續深入研究。

[1] 蘇宜春.煉焦工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2003.

[2] 張殿印，王純，俞非漉.袋式除塵技術[M].北京：冶金工業出版社，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，高級工程師，本科，主要從事大型焦爐設備的研發工作。

TQ520.5

B

2014年度山西省煤基重點科技攻關項目(MJH2014-08)