罐式煅燒爐加料系統(tǒng)對比

楊 勝

（貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

目前石油焦煅燒設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)窯、罐式爐及回轉(zhuǎn)床。回轉(zhuǎn)床因其控制系統(tǒng)復(fù)雜且投資及運行成本高，在國內(nèi)應(yīng)用少。回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能大，自動化程度高，但燒損高，煅后焦灰分含量增加[1]，且降低了石油焦的粒級。罐式煅燒爐產(chǎn)能小，自動化程度低，但燒損低，煅后焦質(zhì)量好。近年來，隨著生石油焦原料品質(zhì)變差和粉料增多，以及罐式煅燒爐技術(shù)的進步和產(chǎn)能的提高，罐式爐逐漸受到各大煅燒企業(yè)的青睞，其在國內(nèi)使用量逐漸增大。由于罐式煅燒爐單臺罐體多，每罐加料時間及加料量不連續(xù)，因此其加料系統(tǒng)已逐漸成為新上項目的關(guān)鍵點之一。目前國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)常用的罐頂加料方式主要有三種，分別是天車加料、帶式輸送機加料、埋刮板輸送機加料方式。

1 天車加料系統(tǒng)

天車加料系統(tǒng)包含單軌吊車與天車加料方式。

（1）單軌吊車加料。單軌吊車加料系統(tǒng)由煅前倉、倉下插板閥、電動葫蘆及加料斗組成，其中每臺罐式爐上方需設(shè)置兩條軌道，每條軌道下配置一個電動葫蘆和加料斗。其運行流程為：當(dāng)罐式爐底部排料一段時間后，罐頂接料罐料位下移，操作人員判斷需要加料時便控制電動葫蘆行走至罐頂加料口處，打開加料斗下方的插板閥進行加料，加料斗放空后，操作人員控制電動葫蘆行走至煅前倉處，打開煅前倉下方給料閥門往加料斗中加料。

（2）天車加料。天車加料系統(tǒng)由煅前倉、倉下閥門、天車、加料斗組成。其運行流程為：天車運行至煅前料倉處，打開倉下閥門對加料斗加料，當(dāng)罐式爐頂?shù)慕恿隙沸枰恿蠒r，天車運行至上料點，操作工打開料斗底部閥門進行上料。

天車加料系統(tǒng)所用設(shè)備簡單、數(shù)量少，節(jié)省投資，操作直觀簡單，并且當(dāng)罐體頂部結(jié)焦堵料時清理方便。但該系統(tǒng)也有明顯的缺點：①由于下料快，其在下料過程中會產(chǎn)生大量揚塵，微細(xì)碳素粉塵跑到空氣中，使操作環(huán)境變差且對操作人員身體健康造成危害；②市場上罐式爐逐漸傾向于大型化，小時加料量超過8噸/臺，這也促使加料的頻率增加，加大了操作人員的勞動強度。

2 帶式輸送機上料系統(tǒng)

（1）帶式輸送機上料系統(tǒng)分類。帶式輸送機上料系統(tǒng)有三種形式：①輸送設(shè)備基礎(chǔ)做在爐頂上；②輸送設(shè)備吊裝在屋頂上；③輸送設(shè)備不在爐子上方，配套獨立支撐結(jié)構(gòu)。前兩種上料系統(tǒng)除了輸送設(shè)備安裝方式不同外，其它配置及流程均相同，其設(shè)備組成為煅前倉、倉下給料設(shè)備、附移動卸料小車的帶式輸送機。單臺輸送設(shè)備可以滿足順向布置的多臺罐式爐加料。其加料流程為：當(dāng)罐式爐需要加料時，帶式輸送機啟動，然后煅前料倉下的給料設(shè)備啟動，帶式輸送機帶料后通過其配套的移動卸料小車連續(xù)的給罐式爐加料。第三種加料系統(tǒng)由煅前倉、倉下給料設(shè)備、附移動卸料小車的帶式輸送主機組成，其中移動卸料小車上分別安裝有兩臺可逆式帶式輸送機。其配置方式為，加料輸送設(shè)備配置在兩列順向布置的罐式爐中間，通過移動卸料小車上的可逆皮帶分別對兩邊的爐子進行加料。其工作流程為：當(dāng)罐式爐需要加料時，三條帶式輸送機啟動，然后煅前料倉下的給料設(shè)備啟動，帶式輸送主機帶料后將物料卸至可逆皮帶，通過移動卸料小車及可逆皮帶連續(xù)的給罐式爐加料。

（2）帶式輸送機上料系統(tǒng)比較。第一種上料系統(tǒng)需要考慮烘爐時爐體變形對設(shè)備的影響，所以若輸送設(shè)備在烘爐前安裝完成，烘爐料可以通過安裝完成的輸送設(shè)備上料，但是烘爐過程中爐體的變形，可能導(dǎo)致輸送設(shè)備的變形，影響設(shè)備壽命及正常使用。若是烘爐后安裝輸送設(shè)備，可避免爐體變形對設(shè)備的影響，但是需要設(shè)臨時上料裝置，而且烘爐完成后爐面溫度達到80℃～100℃，安裝難度大。目前已建項目多采用烘爐前安裝輸送設(shè)備并在烘爐完成后對設(shè)備進行修繕及再調(diào)試的方式。第二種上料系統(tǒng)可以避免烘爐對輸送設(shè)備的影響，但是會增加屋面載荷及高度，提高土建成本。由于前兩種安裝方式的輸送設(shè)備均布置在罐式爐兩排加料罐的中間，所以爐體中間的觀察清理孔操作難度大，甚至已經(jīng)失去作用。第三種安裝方式完全規(guī)避了前兩種方式的缺點，并且可以實現(xiàn)對兩列順向布置的罐式爐加料，節(jié)省設(shè)備數(shù)量。但是，設(shè)備需要單獨做約15米高的支撐結(jié)構(gòu)，增加了投資；同時，對車間罐式爐設(shè)備的配置也有一定的要求。總體來講，帶式輸送機加料系統(tǒng)自動化程度高、并且自帶收塵系統(tǒng)所以車間環(huán)境較好、能適應(yīng)多臺爐子的連續(xù)加料。但是設(shè)備的給料仍需要操作人員隨行并控制卸料小車的啟停；另外，由于其是連續(xù)運行給料，所以在一臺罐式爐設(shè)備加料完成到卸料小車運行至下一臺罐式爐設(shè)備期間需要煅前倉下給料設(shè)備停止給料，待帶式輸送機上剩余的料卸完后，移動卸料小車才能運行至下一臺爐子，然后重新啟動倉下給料設(shè)備進行下料。這導(dǎo)致設(shè)備啟停頻率增加，增加了控制復(fù)雜程度。目前也有生產(chǎn)企業(yè)在兩臺爐子之間增加受料槽，實現(xiàn)不停止給料的連續(xù)運行，但是需要定期去清理受料槽上的料。

3 埋刮板輸送機加料系統(tǒng)

隨著罐式爐的大量推廣和生產(chǎn)企業(yè)對操作環(huán)境及操作人員健康的越加重視，埋刮板輸送機加料系統(tǒng)應(yīng)運而生。埋刮板輸送機加料系統(tǒng)由煅前料倉、倉下給料設(shè)備、埋刮板輸送機、緩沖料罐、溢流罐組成。其運行流程為：煅前倉的生石油焦通過給料設(shè)備及埋刮板輸送機輸送至緩沖料罐，緩沖料罐隨著罐式爐的排料而自動加料。從其運行流程可以看出，此加料系統(tǒng)自動化程度高，不需要單獨設(shè)置加料操作工，節(jié)省人力成本，且密封式運輸及加料改善了車間環(huán)境。但是此加料系統(tǒng)增加了緩沖料罐，且需要配置緩沖罐吊裝平臺，增加廠房高度，建設(shè)投資大；其次，由于埋刮板輸送機的設(shè)備故障率相對高，增加了檢修強度；另外，由于是全密閉型系統(tǒng)，所以罐頂堵料時清理困難。

表1 三種加料系統(tǒng)的比較

4 幾種加料系統(tǒng)對比及選擇

三種加料系統(tǒng)都存在一定的優(yōu)劣勢。表1為三種加料系統(tǒng)的直觀對比。從表1可以看出，天車加料系統(tǒng)配置簡單投資少，但車間環(huán)境差、自動化水平低、操作強度大，適用于小產(chǎn)能煅燒企業(yè)，但鑒于其差的車間環(huán)境及高的勞動強度，新上項目建議不選擇此種上料方式。帶式輸送機加料系統(tǒng)配置簡單、車間環(huán)境好，自動化程度、建設(shè)投資及操作強度處于中間水平，適于目前產(chǎn)能規(guī)模大的煅燒企業(yè)。埋刮板輸送機加料系統(tǒng)操作環(huán)境好，自動化程度高，不需單獨設(shè)置加料工，但配置復(fù)雜、投資大、檢修頻率高。適用對車間環(huán)境及自動化程度要求嚴(yán)格的煅燒企業(yè)。

5 結(jié)語

三種加料系統(tǒng)均有各自的優(yōu)勢，目前三種加料方式在國內(nèi)均有運用，但是鑒于目前國家對環(huán)保的嚴(yán)要求、高標(biāo)準(zhǔn)，天車加料方式競爭優(yōu)勢弱；從目前新上項目情況看，帶式輸送機加料方式備受青睞，但是其在車間環(huán)境及自動化程度方面仍有改進空間，若通過增加皮帶罩及合理的配置收塵點能改善車間環(huán)境，以及通過提高控制水平改善自動化程度，其競爭優(yōu)勢更大；根據(jù)市場發(fā)展需要，高的自動化控制水平及好的車間環(huán)境已成為各企業(yè)追逐的目標(biāo)，所以埋刮板輸送機上料方式頗具優(yōu)勢，但是其復(fù)雜的系統(tǒng)配置及高的投資使其競爭優(yōu)勢缺乏，若通過計算，減少緩沖罐的容量甚至通過合理設(shè)計取消緩沖罐，簡化系統(tǒng)降低投資，以及通過設(shè)計優(yōu)化及設(shè)備優(yōu)化降低埋刮板輸送機的故障率能增加其競爭優(yōu)勢。