焦?fàn)t上升管水封蓋防沖開優(yōu)化改造

張化強(qiáng) 張 俊 高慶華 白 璐 王海利 朱 虹

(安陽鋼鐵股份有限公司)

0 前言

安鋼焦化分公司7#、8#焦?fàn)t為焦耐院設(shè)計(jì)的2×55孔JN60-6型大容積焦?fàn)t，焦?fàn)t有效容積為38.5 m3,裝煤后煤氣發(fā)生量較大，產(chǎn)生的荒煤氣通過煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)輸送給后續(xù)凈化工序；在荒煤氣導(dǎo)出過程中，上升管壓力在生產(chǎn)過程中遇到管網(wǎng)壓力波動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)集氣管壓力突然增大，這時(shí)上升管蓋在壓力高的情況下被沖開，造成荒煤氣外溢，環(huán)境污染。

1 現(xiàn)狀

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來越高，原有設(shè)備的老化和傳統(tǒng)操作方式等已不能滿足現(xiàn)在的環(huán)保要求，主要表現(xiàn)在以下方面：一是在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)由于集氣管壓力波動(dòng)大致使集氣管壓力瞬間增大和上升管蓋被沖開冒大煙現(xiàn)象；二是上升管蓋材質(zhì)不規(guī)范，或者對(duì)有問題的上升管蓋不及時(shí)更換，容易導(dǎo)致上升管不能夠完全蓋不下去，操作工因來不及及時(shí)關(guān)閉上升管造成環(huán)保污染事故，惡化爐頂操作環(huán)境。

2 原因分析

針對(duì)上升管蓋易被沖開進(jìn)行了原因分析統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。

從表1可以看出，上升管蓋被沖開主要原因?yàn)榧瘹夤軌毫Υ蟆⑸仙苌w配重不合適、風(fēng)機(jī)停、集氣管執(zhí)行器故障等。

表1 上升管蓋沖開原因統(tǒng)計(jì)

2.1 集氣管壓力波動(dòng)大

集氣管壓力通過觀察其曲線變化，主要表現(xiàn)在交接班時(shí)間7：40～8：30、15：40～16：30、23：40～2：00，這些時(shí)間段后續(xù)焦?fàn)t煤氣用戶由于交接班操作較多，加上焦?fàn)t煤氣不讓放散點(diǎn)火，造成上升管壓力高，致使上升管蓋被沖開。2016年2月15日夜班交接班時(shí)的集氣管壓力情況如圖1所示。

圖1 2015年10月15日夜班集氣管壓力統(tǒng)計(jì)

2.2 上升管蓋配重過重

上升管蓋配重過重也是造成一個(gè)主要原因，根據(jù)杠桿原理，配重過重，上升管蓋用手拉，輕松拉開，壓力偏高點(diǎn)就自動(dòng)打開。

2.3 配套回收鼓風(fēng)機(jī)停

2015年10月底，突然停風(fēng)機(jī)，上升管放散沒有第一時(shí)間打開時(shí)，集氣管壓力急劇升高，導(dǎo)致15個(gè)上升管蓋被沖開，把集氣管壓力給卸掉部分，只能等放散點(diǎn)開后，才能把沖開的上升管蓋上。通過事故分析，本次故障為高壓電越級(jí)跳閘，為上升管蓋沖開的直接原因。

2.4 集氣管執(zhí)行器故障

集氣管執(zhí)行器故障較為頻繁，7#爐西執(zhí)行器、8#爐西執(zhí)行器多次出現(xiàn)實(shí)際壓力高，自動(dòng)調(diào)節(jié)比對(duì)壓力偏低，自動(dòng)調(diào)節(jié)不調(diào)節(jié)，或調(diào)節(jié)器忽高忽低，集氣管壓力在負(fù)壓與+400 Pa之間(集氣管壓力顯示最高+400 Pa)，如果不能第一時(shí)間人工干預(yù)手動(dòng)調(diào)節(jié)打開，易造成上升管蓋被沖開。

2.5 上升管工清理操作不到位

上升管水封槽或橋管清理不到位，水封槽里面的煤粉或焦渣較多時(shí)，導(dǎo)致上升管蓋蓋不嚴(yán)實(shí)，有一定的傾斜角度，力矩相對(duì)較小，這時(shí)壓力稍微一高就把上升管蓋沖開。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)上升管蓋易沖開原因分析，采取以下措施進(jìn)行優(yōu)化改造。

3.1 風(fēng)機(jī)房工藝放散控制，保焦?fàn)t集氣管壓力穩(wěn)定

針對(duì)集氣管壓力交接班時(shí)間波動(dòng)較大，后續(xù)用戶由于交接班開關(guān)閥門動(dòng)作頻繁，凈化后煤氣系統(tǒng)通過煤調(diào)(煤氣調(diào)度系統(tǒng))協(xié)調(diào)發(fā)電調(diào)整，吸收部分煤氣，保證焦?fàn)t焦?fàn)t煤氣穩(wěn)定，當(dāng)調(diào)整不過來或不及時(shí)，回收車間及時(shí)進(jìn)行工藝放散，保證焦?fàn)t集氣管壓力穩(wěn)定，確保焦?fàn)t集氣管執(zhí)行器自動(dòng)調(diào)整可控。

3.2 上升管配重進(jìn)行及時(shí)調(diào)整

在線水封裝配進(jìn)行逐個(gè)檢查，對(duì)配重進(jìn)行拉蓋調(diào)試，對(duì)配重較重，拉蓋很輕的水封裝配，進(jìn)行配重重新調(diào)整，去掉部分，拉蓋和蓋蓋用力適度為宜。對(duì)新?lián)Q的水封裝配進(jìn)行及時(shí)調(diào)整配重，確保上升管由于壓力波動(dòng)，不易被沖開。

3.3 循環(huán)風(fēng)機(jī)電路進(jìn)行規(guī)范整改

針對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)故障，對(duì)設(shè)計(jì)到風(fēng)機(jī)高壓配電室的各級(jí)其他工序開關(guān)進(jìn)行用電開關(guān)改造，杜絕其他情況導(dǎo)致的越級(jí)跳閘，保證各級(jí)用電安全，確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全和備用風(fēng)機(jī)的正常備用，從而確保焦?fàn)t的荒煤氣被正常導(dǎo)出安全。

3.4 執(zhí)行器行器故障快速應(yīng)對(duì)和儀表快速處理

對(duì)于執(zhí)行器故障，焦?fàn)t表現(xiàn)出冒煙情況較多或較大，這時(shí)信息通過機(jī)方、焦方司機(jī)或工長(zhǎng)，用對(duì)講機(jī)及時(shí)聯(lián)系上升管工進(jìn)行快速人工干預(yù)，把執(zhí)行器打到手動(dòng)，并處在打開位置，有負(fù)壓或低壓慢慢手動(dòng)調(diào)整至140 Pa左右，并聯(lián)系儀表工進(jìn)行處理。當(dāng)執(zhí)行器出現(xiàn)實(shí)際壓力高，自動(dòng)調(diào)節(jié)比對(duì)壓力偏低，自動(dòng)調(diào)節(jié)不調(diào)節(jié)時(shí)，主要是執(zhí)行器動(dòng)作關(guān)聯(lián)管道數(shù)據(jù)失真，一般為管道堵塞或有破損，測(cè)量的壓力與集氣管實(shí)際壓力不符造成的，需對(duì)管道進(jìn)行吹掃或焊補(bǔ)，保證管道嚴(yán)密性和與集氣管的透氣性。對(duì)此要求儀表每半月對(duì)各執(zhí)行器管道及進(jìn)行檢查和吹掃。對(duì)有問題或動(dòng)作邂逅情況缺乏必要靈敏度的執(zhí)行器或控制器進(jìn)行及時(shí)更換或檢修。

3.5 規(guī)范上升管工操作，確保水封蓋蓋嚴(yán)實(shí)和荒煤氣導(dǎo)出順暢

加強(qiáng)對(duì)上升管水封蓋和橋管清理情況檢查和考核，督促上升管工及時(shí)清理。同時(shí)保證保證上升管操作的“三通一活”，確保裝煤時(shí)荒煤氣導(dǎo)出順暢，避免由于荒煤氣導(dǎo)出不暢引起的炭化室壓力急劇升高造成上升管蓋被沖開。

3.6 上升管水封蓋改造

原來的上升管蓋上連接底座與連接桿的位置都是固定不可調(diào)整，如果挪動(dòng)爐蓋位置，只能通過割掉連接小底座，再焊接在合適的位置上，比較麻煩，另外這樣尋找合適的位置也比較困難。

為此，對(duì)上升管蓋與連接桿處進(jìn)行改造，把原固定銷子改為一圓鋼，在圓鋼一端焊接120 mm長(zhǎng)的絲杠，并通過雙螺絲夾住上升管蓋底座。把原小底座的固定小圓孔改為可長(zhǎng)度為100 mm長(zhǎng)的空洞，開始時(shí)將其調(diào)整到合適的位置，如果側(cè)部有小變形影響打開，可以通過調(diào)節(jié)絲桿并用螺絲固定住，已實(shí)現(xiàn)上升管固定在合適位置，便于打開和蓋上方便操作的目的。改造后水封蓋如圖2所示。

圖2 改造后的上升管蓋示意圖

3.7 上升管蓋拉桿追加鎖閉裝置改造

針對(duì)上升管蓋被沖開，導(dǎo)致爐頂冒大黃煙，污染面積較大的特性，對(duì)上升管蓋拉桿上追加拉桿鎖閉裝置，操作工蓋完蓋后，將拉桿自左頂上蓋住水封蓋后，往中間位置放正，鎖住拉桿上下移動(dòng)，只有左右人工移動(dòng)后再能進(jìn)行上下移動(dòng)再拉開上升管蓋。這樣遇到集氣管壓力高或很高的時(shí)候，上升管蓋不會(huì)被沖開，只會(huì)上升管水封槽的水封被擊穿從蓋的周邊冒出少量的荒煤氣，這時(shí)人工能很快干預(yù)，不會(huì)造成大的污染事故，這時(shí)通過爐頂除塵霧炮機(jī)對(duì)擊穿水封溢出的荒煤氣進(jìn)行捕捉并降落，杜絕荒煤氣無組織排放。上升管水封蓋防沖開鎖閉改造示意圖如圖3所示。

圖3 上升管水封蓋防沖開鎖閉示意圖

4 優(yōu)化改進(jìn)后的效果

通過優(yōu)化改造，集氣管壓力情況得到明顯改善，原經(jīng)常被沖開冒大量荒煤氣造成大面積污染的現(xiàn)象得到控制，主要便現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)上升管工壓力控制自動(dòng)調(diào)節(jié)器超出20%～70%范圍時(shí)，通過風(fēng)機(jī)房及時(shí)吸力調(diào)節(jié)或工藝放散，使集氣管壓力基本上控制在50 Pa～220 Pa左右的范圍內(nèi)；

2)通過對(duì)執(zhí)行器故障快速判斷、鼓風(fēng)機(jī)關(guān)聯(lián)用電開關(guān)不越級(jí)跳閘改造，使特殊情況超過300 Pa以上的次數(shù)情況減少和持續(xù)時(shí)間明顯減少，均不超過5 min就進(jìn)行人工干預(yù)處理；

3)上升管水封蓋改造及加強(qiáng)上升管操作管理，由于導(dǎo)出系統(tǒng)和水封蓋水封系統(tǒng)問題導(dǎo)致冒煙情況得到杜絕；

4)上升管拉桿鎖閉改造后，原突發(fā)集氣管壓力急劇升高400 Pa以上時(shí)，上升管蓋被沖開冒大黃煙造成大面積污染情況得到杜絕，現(xiàn)在只能通過上升管水封裝配水封被擊穿冒部分荒煤氣，人工能快速采取措施得以控制。通過本次優(yōu)化和改造，極大改善爐頂操作環(huán)境，環(huán)保效益明顯。

5 結(jié)語

通過對(duì)上升管水封蓋優(yōu)化改造，可有效控制并減少焦?fàn)t上升管冒煙現(xiàn)象，改善爐頂操作環(huán)境，在同類焦?fàn)t具有推廣價(jià)值。如果同時(shí)采用單個(gè)炭化室壓力控制，集氣管負(fù)壓或低壓控制，集氣管及爐頂處冒煙現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步減少。

[1] 向宇，張俊，劉思沛，等.焦?fàn)t上升管水封蓋改造及效果[J].甘肅冶金.2016, 38(2):141—146.