7.63 m焦爐裝煤冒煙原因分析與控制措施

馬衛華， 郝一風

(山西太鋼不銹鋼股份有限公司焦化廠，山西 太原 030003)

引 言

隨著“綠色發展”理念的不斷深入推進，焦爐環境治理標準也在不斷提高。太鋼在焦爐生產過程“看不見、聽不見、聞不見，排放指標達標”的環保攻關中，針對影響較為明顯的裝煤過程冒煙問題進行了研究，從爐型結構、荒煤氣系統、裝煤車車輛等方面深入分析，制定了有效的控制措施。

1 爐型結構原因分析和控制措施

太鋼7#、8#焦爐，是國內最早投產的7.63 m焦爐，相比國內后期建設的7.63 m焦爐，其加熱水平偏低，僅為660 mm～1 110 mm，爐頂空間溫度偏高，約為到930 ℃左右，炭化室頂部、裝煤孔、上升管底、橋管內的石墨生長速度快，易導致荒煤氣導出不暢，引起裝煤過程冒煙。因此，關鍵措施應采取長效石墨清理制度和遏制石墨生長的工藝管理制度。

1) 按周期(每周)更換推焦機頭清石墨刮板，根據爐頂部石墨情況調整石墨刮板的位置，控制爐頂空間的石墨生長。

2) 采取二次裝煤操作方式，多裝煤，保持足夠高的煤線，遏制石墨生長。

3) 增加爐頂空間溫度測量頻次，掌握爐頂空間溫度的趨勢，通過合理調節爐墻高向溫差、標準溫度等措施防止爐頂空間溫度過高。

4) 建立裝煤孔石墨清理、上升管石墨清理、橋管石墨清理以及PROven機構清理的長效機制，及時清除這些部位產生的石墨。

2 荒煤氣導出系統原因分析和控制措施

太鋼7#、8#焦爐兩座焦爐為一個爐組，采用2-1串序組織生產，每座焦爐設三段吸氣管和一根吸氣總管，兩根吸氣總管經氣液分離器后在初冷器前連通。當一座焦爐進行裝煤操作時，不僅影響同座焦爐吸氣總管的壓力，對另一座焦爐的吸氣總管壓力影響也較大。因此，針對任何影響到荒煤氣系統壓力波動的因素，均應分別制定對應的措施。

1) 7.63 m焦爐為三段集氣管結構，裝煤過程采用集氣管負壓消煙除塵，為保證裝煤過程的除塵效果，將裝煤段的集氣管壓力由-330 Pa調整到-350 Pa，在裝煤瞬間壓力波動過程，最大壓力降低20 Pa。

2) 嚴格控制集氣管溫度在90 ℃以下，建立集氣管、橋管氨水噴頭檢查清理制度，防止噴頭堵塞造成局部荒煤氣高溫，使荒煤氣體積增大，產生壓力波動。

3) 建立合適的加熱制度、生產制度，保持結焦時間穩定，控制焦爐爐組的總煤氣外供量穩定，從而保證鼓風吸力穩定，減少荒煤氣系統壓力波動。

4) 亂序爐號會破損該爐段荒煤氣壓力的穩定，應盡可能減少亂序爐號，或避開該爐段裝煤操作6 h以上安排亂序號出焦和裝煤。

5) 調整每座焦爐三段吸氣管末端手動閥，保持三段吸氣管控制閥開度在30%～80%范圍內動作，避免某一段吸氣管控制閥開度過低或過高。

6) 當結焦時間變化時，根據外供煤氣量變化及時調整鼓風機吸力，保證荒煤氣系統穩定性。

7) 優化裝煤車煤半裝煤順序，通過實驗，將四個煤斗的下煤間隔控制在3 s以上，可將裝煤瞬間橋管處的荒煤氣壓力波動峰值控制在0 Pa以下。

3 裝煤車車輛設備系統原因分析和控制措施

7.63 m焦爐裝煤車動作與焦爐PROven系統聯動，通過集氣管負壓實現裝煤消煙。在實際的裝煤過程中有煤斗冒煙、導套冒煙、上升管蓋冒煙、爐門冒煙等問題。

3.1 煤斗冒煙

煤斗冒煙一般發生在一次裝煤結束后，平煤過程中炭化室內壓力增大，從煤斗內泄壓，產生冒煙。主要原因及控制措施羅列如下。

裝煤車稱重系統故障，實際裝煤量過多，導致煤斗內余煤不足，產生冒煙問題。因此，應采取定期校準稱重系統的措施。

入爐煤中的雜物多，在煤斗內形成煤料偏析，使煤料不能整體覆蓋裝煤螺旋，產生冒煙。針對這一情況，應在備煤帶料系統增設除雜物功能設備，杜絕煤料中雜物進行煉焦工序。

在一次裝煤后，炭化室內的荒煤氣量大，此時平煤易導致爐內壓力劇增，產生冒煙。因此，應在一次裝煤后，等待20 s左右的靜置時間，等爐內荒煤氣壓力略為減弱后再進行平煤操作。

由于石墨較多，影響了荒煤氣的導出。因此，要保持炭化室頂、裝煤孔兩側、上升管、橋管及PROven機構的石墨有效清理，保持荒煤氣導出暢通。

3.2 導套冒煙

導套冒煙的主要原因是導套與裝煤孔座密封不良所至。導套冒煙在整個裝煤過程均有發生，但主要是發生在平煤過程中，由于平煤時炭化室內壓力增大，極易在導套不嚴的位置產生冒煙。主要措施羅列如下。

通過整體更換裝煤孔座，可消除因裝煤孔座變形導致的導套與裝煤孔座的密封不良問題。

調整裝煤車對位碼牌，保證導套與裝煤孔座位于同一直線，防止導套與裝煤孔座對不正的問題。

在一次裝煤結束后，增加一個等待時間，減弱炭化室內的壓力后再進行平煤操作，緩解平煤時的爐內壓力劇增問題。

保持炭化室頂、裝煤孔兩側、上升管、橋管及PROven機構的石墨有效清理，保持荒煤氣導出暢通。

3.3 上升管蓋冒煙

上升管蓋冒煙往往出現在裝煤初期，炭化室壓力瞬間增大到400 Pa以上，將上升管蓋內的水封吹空，產生冒煙。主要原因是上升管蓋與上升管蓋水封座的裝配不良問題，采取的措施羅列如下。

調整上升管蓋，保證上升管蓋的內蓋完全與上升管蓋底座內沿密封，上管蓋水封高度四周等高。

及時清理橋管內的石墨，保證及時導出炭化室內的荒煤氣，防止裝煤瞬間壓力增高過大。

在裝煤初期采用較低的下煤速度，緩解開始裝煤時的炭化室壓力增高過快，待炭化室內壓力穩定后再提高下煤速度。

加強上升管水封液位檢查和水封水流量的變化，及時進行人工調整，防止水封液位降低，造成冒煙。

3.4 爐門冒煙

爐門冒煙產生原因是裝煤過程中集氣管內壓力波動較大，爐門密封不良的區域易產生煤氣泄漏所至。主要采取以下措施：及時倒換密封不良的爐門；建立清門、清框的使用制度和調整、修理制度；減少黃泥堵煙操作，保持爐門本體的干凈，以調節措施進行爐門堵煙，減少對爐門的損壞；及時更換有爐門磚破損的爐門，及時調整裝煤量參數，防止煤料堵塞爐門導煙通道，阻礙煤氣的順利導出。

4 結語

目前，太鋼通過以上措施和生產操作的嚴格管理，裝煤冒煙現象的治理工作得到了很大改觀，焦爐現場的環保狀況取得到了較大進步。在進一步優化操作、改進工藝、設備改造后，可完全杜絕裝煤過程中的冒煙問題，實現焦爐的清潔生產。