減少裝煤時煙塵外逸的方法

梁 穎

(南京鋼鐵聯合有限公司， 江蘇 南京 210035 )

引 言

南京鋼鐵聯合有限公司(以下簡稱“南鋼”)現有55孔JN60-6型焦爐2座；60孔JN60-6型焦爐1座，年生產能力170萬噸。在焦爐的裝煤過程中會產生大量的煙塵，南鋼裝煤消煙采取的手段主要有：高壓氨水噴射消煙、布袋式地面站除塵、順序裝煤及小爐門密封等。但焦爐投運初期，除塵效果并不理想，主要是裝煤時煙塵外逸以及小爐門開啟時大量煙塵的外逸；需要采取一系列的改進措施，進一步減少焦爐裝煤時煙塵外逸。

1 現狀分析

1.1 裝煤時，爐面上煙塵的外逸

裝煤車通過裝煤孔向炭化室中裝入煉焦煤時，產生的煙塵主要有以下幾方面：

(1)由于炭化室內部灼熱高溫，入爐細粒煤與空氣接觸不完全燃燒形成黑煙；

(2)裝爐煤和高溫墻面接觸、升溫，產生大量水蒸氣和粗煤氣；

(3)因平煤不暢、裝煤孔堵塞、上升管清掃孔堵塞等爐頂空間瞬間堵塞而噴出的煤氣；

(4)裝煤過程中高壓氨水噴灑效果不好，導致裝煤煙塵大量逸出。

在南鋼，裝煤產生的煙塵一部分通過高壓氨水噴射消煙，其余的煙塵通過裝煤車上套筒收集匯總到總管，在風機吸力的作用下，煙塵經管道達到地面除塵站，經風機前脈沖袋式除塵器。實際生產中由于風機吸力不夠、除塵管道不密封、高壓氨水噴灑效果不好，導致除塵效果并不理想。

1.2 平煤時，打開小爐門時煙塵或焰火的外逸

裝煤時，平煤操作目的是由平煤桿將各裝煤孔下產生的裝煤圓錐推平，并增加煤的堆比度，提高成焦率。同時，為提高環保效果，減少煙塵排放，就必須使裝煤煙塵完全抽入集氣管，減少在焦爐小爐門開啟時放散煙塵，依靠的就是橋管處噴射的高壓氨水形成幾百帕的吸力。當小爐門處于關閉狀態，此吸力是足以將裝煤煙塵完全抽走。正常情況下，只要通氣線路沒有完全被裝煤圓錐所阻擋，此吸力就足夠了。

但是，實際上要完成平煤作業，就必須打開小爐門，使炭化室內部吸力遭到破壞，爐內氣壓徒然增加，裝煤煙塵或焰火就會從打開的小爐門、裝煤孔和套筒、閘板等處外逸。另外，在平煤過程中，爐頂自由空間的橫斷面不同程度地被平煤桿阻擋，也使裝煤煙塵的自由流動受阻。

2 采取措施

煉鐵新廠3，4，5號焦爐裝煤過程中煙塵外逸，在現場調查和分析的基礎上，主要采取了以下幾種控制措施：

2.1 高壓氨水的合理使用

裝煤前打開高壓氨水，在高壓氨水噴射力下產生160～200 Pa負壓吸引，部分煙塵通過荒煤氣管道進入集氣管。但單純增加高壓氨水壓力并不能完全做到這一點，反而帶來許多負面影響，爐墻密封的石墨被抽空，煤塵帶入量增加，造成下段工序堵塞嚴重，給煤氣凈化增加很多的問題，焦油中游離碳含量增多。經過多次的實驗，最終將高壓氨水使用壓力由2.6 MPa降到2.4 MPa。

2.2 減少小爐門開啟時裝煤煙塵的外逸

確立最適合的開啟小爐門時間，減少小爐門無用的敞開時間。推焦車和裝煤車最優化配合，實際裝煤過程中，當煤車螺旋轉數到32轉時，煤車通知推焦車準備平煤，螺旋轉數到48轉時，通知推焦車平煤，此時正好平煤接槽伸到小爐門頸，前進信號燈亮，滿足平煤條件，開始進行平煤，采取“長—短—短—短—長”的平煤方法，減少焦側煤料堵塞大蓋口異常情況出現。同時，加強司機對小爐門頸部位焦油石墨的清鏟，保證其密封性。

在小爐門開啟時，爐內的平衡被打破，而爐內的壓力比大氣壓高，因此會有大量的煙塵竄出。先在1#推焦車小爐門機構附近安裝兩塊平行的擋板(如圖1所示)，可有效阻止空氣流動，使小爐門前面形成靜壓區，一定程度達到與關閉小爐門相同的效果。投用后證明，有效地減少了平煤時煙塵的外逸，有風的天氣效果更加明顯。

圖1 平煤桿及小爐門安裝擋板示意圖

2.3 保證除塵風機吸力的最大化利用

目前，裝煤除塵風機是變頻式風機，其轉速已達到1290 r/min，已經達到風機的額定運行速度，進一步通過提高風機轉速來增加吸力，已不可能實現，只有在現有的風機吸力條件下采取措施， 保證除塵風機吸力的最大化利用。

2.3.1 操作方法的改進

(1)優化裝煤方法。南鋼三輛煤車全部采用螺旋給料機裝煤，在生產中不斷摸索總結，調整1，4號螺旋機變頻參數，使同等時間內1，4號螺旋機下煤量多，4個螺旋同步裝煤，由分段裝煤方法實現一次性裝煤，各裝煤孔的裝煤順序、裝煤量、裝煤速度達到最優化，整個裝煤時間控制在160 s之內。

(2)裝煤除塵高速信號的連鎖。南鋼采用的布袋式地面除塵，裝煤除塵高速信號通過煤車除塵連接桿到前限，送信號地面除塵站，風機開始由低速到高速運轉，這個過程需要30 s的時間。因此在裝煤前，將除塵連接桿和除塵連接管操作擺在其它操作步驟之前，并在程序中設定只有連接桿前限信號燈亮后20 s，方能進行“外套下”等其后操作步驟。同樣在裝煤結束后，將除塵連接桿和除塵連接管操作擺在其它操作步驟之后，并有20 s的延時。

2.3.2 除塵設備的密封

(1)裝煤除塵使用一段時間后，除塵管道接口閥變形較多、密封性差。需要定期檢查校正除塵接口閥，安裝密封墊，并涂抹黃油提高密封性。

(2)煤車外套的升降腳采用螺桿連接，并使之上下活動自如，同時保持爐面的平整，尤其是大蓋口周圍的平整，當外套下時，使之與爐面盡可能地貼緊，減少縫隙。

(3)煤車閘板的合理使用。在實際操作中，滑道內經常堵塞煤粉，造成閘板開啟困難，需要將閘板動作延時3 s，保證閘板順利開啟，杜絕火或煙從閘板處的外逸。由于閘板直接受裝煤時竄出的火焰的烘烤，很容易變形，維修工需要加大維修力度，同時采用耐高溫的鋼板制作閘板，延長閘板使用壽命。

(4)對煤車4個煤斗除塵套筒閥位開度進行調節，合理分配每個煤斗的吸力，并定期清理除塵管道的積灰，保證風機吸力的最大化使用。

3 結束語

通過實施一系列的改進措施，經實際運行表明，南鋼焦爐的地面裝煤除塵效果達到了最佳，杜絕了裝煤時煙塵的外逸，改善了操作環境。但煉焦行業煙塵治理是一個綜合性的問題，并隨著焦爐壽命的增加越來越困難，今后一定要加強操作管理和技術改造。