焦化廠干熄焦裝入裝置的設計與改造

李 亮

石橫特鋼集團有限公司 山東 泰安 271600

引言

自改革開放以來,我國的工業化產業發展速度不斷加快,鋼鐵產能逐漸提升,這也帶動了我國的焦化產業發展、進步。然而近幾年以來,我國出臺并實施了一系列的去產能政策,這也為焦化企業帶來了巨大的生存壓力,眾多焦化企業為了降低成本,提高產品的生產質量,逐漸采用各種高科技環保技術,以此來增強現代焦化企業的市場核心競爭力,確保焦炭質量得到提升。干熄焦技術主要指的是干法熄焦技術,這種技術和濕法熄焦工藝存在明顯的區別,其主要利用惰性氣體來熄滅高溫紅炭,不需要利用水源熄滅紅炭,避免廢氣產生,能夠充分回收利用紅焦顯熱,有效處理熄焦廢水,確保焦炭質量,具有良好的環保效益。因此,在現代焦化廠生產過程中,加強開發利用干熄焦技術至關重要。

1 干熄焦系統

(1)干熄焦的內涵。干熄焦,顧名思義,與它相對應的就是濕熄焦。干熄焦的實質就是通過利用惰性氣體對紅焦進行降溫以及冷卻的一種方法。干熄焦系統主要是由排焦運焦系統、干熄爐、裝入裝置、提升機、一次除塵器、二次除塵器、干熄焦鍋爐系統、循環風機、除塵地面站、水處理系統、自動控制系統、發電系統等部分組成的。(2)干熄焦工藝流程。干熄焦工藝的本質是通過利用比較冷的惰性氣體,主要是氮氣,通過在干熄爐冷卻室內與紅焦進行換熱,來達到降溫以及冷卻焦炭的目的。焦炭降溫與冷卻的主要原理是,通過吸收了紅焦熱量的惰性氣體,然后經過一次除塵后將熱量傳遞給鍋爐產生高溫高壓蒸汽,蒸汽再被送至汽輪機進行發電,冷卻后的循環氣體經一次除塵和二次除塵后再由循環風機加壓,吹入干熄爐內循環使用。(3)硬件系統配置。干熄焦自動化配置系統采用的事德國西門子PCS7冗余S7400PLC,在冗余控制系統中,兩套PLC系統互為備用分為主從PLC,即：在冗余PLC系統,主從PLC控制系統每時每刻都在進行通訊,保持一致,隨時準備進行切換,一旦主PLC發生故障后會立即切換到從PLC,保證生產能過連續正常運行。(4)軟件系統配置。通過西門子PCS7系統實現自動控制,根據工藝的具體需要,采用CFC塊構成的邏輯控制,PCS7上位監控系統由三臺操作員站用于對干熄焦系統的操作以及數據采集、處理、記錄及報警,并且將監控畫面的指令通過工業以太網傳送給下位PLC。

2 新型干熄焦裝入裝置設計實施

2.1 新型干熄焦裝入裝置設計方案 針對傳統裝入裝置技術存在的不足,設計了分體式裝入裝置和固定除塵管道技術,以有效減輕驅動負荷、簡化設備結構,減少粉塵外溢。本裝置所采取的技術方案是：其包括驅動系統、爐蓋臺車、布料斗臺車和除塵裝置；布料斗臺車與爐蓋臺車連接并由驅動系統驅動,布料斗臺車上設有布料斗；在干熄爐裝料口的正上方架設有受料斗,除塵裝置固定在受料斗上；在布料斗的上部設有半圈的布料斗除塵擋板,受料斗的下方設有半圈的受料斗除塵擋板；布料斗移動到干熄爐裝料口的正上方時,布料斗除塵擋板和受料斗除塵擋板契合成圓周形的除塵擋板。除塵裝置是在受料斗內設有除塵翻板；除塵翻板和除塵擋板之間的受料斗上連通有除塵總管,或通過若各干除塵支管與除塵總管相連。爐蓋臺車和布料斗臺車均通過水封配合與干熄爐進行密封。布料斗內設置有料鐘。

2.2 新型干熄焦裝入裝置實施過程 干熄焦裝入裝置包括驅動系統、爐蓋臺車、布料斗臺車和除塵裝置；在干熄爐的爐頂平臺上設置有軌道架,爐蓋臺車和布料斗臺車架設在軌道架上；所述爐蓋臺車上設置有爐蓋,布料斗臺車上設置有布料斗；爐蓋臺車和布料斗臺車均架設在干熄爐的上方,在干熄爐的裝料口上設有水封槽,爐蓋的下部設有與水封槽相配合的爐蓋水封,布料斗的下部設有與水封槽相配合的布料斗水封。所述驅動系統有驅動電機,驅動電機連接在連桿的中部,連桿的下部轉動連接固定臺上,連桿的上部吊接爐蓋；所述驅動電機的輸出連桿為螺桿,靠螺紋進行伸縮驅動,從而帶動連桿；所述爐蓋臺車相對于驅動電機的另一側與布料斗臺車連接；這樣,驅動電機拉動連桿的中部,連桿以其下部轉動連接為中心進行轉動,從而將爐蓋提起并向驅動電機方向拉動,爐蓋水封從水封槽中升起,同時爐蓋臺車與布料臺車一起向驅動電機一側運動。干熄焦裝入裝置在干熄爐裝料口的正上方固定架設有受料斗,受料斗的下開口與布料斗的上開口相配合,除塵裝置固定在受料斗上；所述除塵裝置是在受料斗內設有除塵翻板,除塵翻板和受料斗除塵擋板之間的受料斗上連通有除塵總管,或通過若各干除塵支管與除塵總管相連；在受料斗的下方設有半圈的受料斗除塵擋板,在布料斗的上部設有半圈的布料斗除塵擋板,當布料斗移動到干熄爐裝料口的正上方時,布料斗和受料斗對齊連通,布料斗除塵擋板和受料斗除塵擋板契合成圓周形的除塵擋板。在受料斗上設有焦罐支座,用以支撐裝載有紅焦的焦罐。干熄焦裝入裝置的焦罐是焦罐提升機通過鋼絲繩進行吊裝作業,鋼絲繩通過焦罐提升架進行焦罐提升作業,焦罐提升架與底閘門連接,焦罐底閘門在提升過程中為關閉狀態。當焦罐落在受料斗上,鋼絲繩與焦罐提升架繼續下降,焦罐底閘門靠自重開啟。

結語

經優化改造設計,裝入裝置由傳統的 “一體式”改為 “分體式”主要是解決了兩個關鍵問題：一是降低了電動缸的運行負荷,因目前單孔焦炭產量提高,裝焦料斗體積增大因此造成裝置的噸位升高；改為分體式后,裝焦料斗不再隨爐蓋的開關移動,所以驅動電動缸的負載下降約60%；二是裝焦除塵干管布置由單側改為雙側布置,徹底解決了裝焦過程中的粉塵溢散現象,實現了“無煙”裝煤。

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