干熄焦一、二除塵效果差對系統影響探索分析

曹 文,劉文斌,王銳鋒,王玉偉,張為斌,賀志國

(1.安陽鋼鐵股份有限公司 焦化廠,河南 安陽 455004；2.安陽鋼鐵股份有限公司 煉鐵廠,河南 安陽 455004)

在干熄焦正常操作中，一、二次除塵對干熄焦生產穩定至關重要，一次除塵器的工作原理利用焦粉顆粒自身的重力作用使焦粉與循環氣體進行分離，當循環氣體進入一次除塵器的沉降室時，由于循環氣體流動通道斷截面突然增大，氣體流動速度迅速下降，焦粉在自身重力作用下逐漸沉落下來，或者設置一面垂直擋墻，在改變氣流方向的同時，焦粉顆粒在慣性作用下，撞到擋墻后失去動能沉降到下部灰斗排出。二次除塵是進循環風機前重要設備，含塵氣體由旋風除塵器切線方向急速進入吸氣管，在除塵器內氣體呈螺旋線向下旋轉運動，懸浮的塵粒在離心力作用下拋向旋風除塵器壁，由于摩擦作用塵粒速度消失而下落到排塵口排出；干熄爐出口的循環氣體中夾帶的大顆粒焦粉對鍋爐爐管磨損，同時顆粒物的大小對鍋爐的安全運行有著重要影響。如果一次除塵器不能正常工作，將會造成含大量大顆粒焦粉的循環氣體沖刷爐管，極易造成鍋爐爆管事故發生，威脅鍋爐的安全生產和干熄焦穩定運行，直接造成干熄焦停產，二次除塵除塵效果差焦粉對循環風機葉片長期過量沖刷摩擦，葉片間動平衡會發生改變，前期對上氣室周邊風環合下氣室中央十字風道變窄、堵塞，影響冷卻氣流分布、調節。

1 存在問題

1.1 排焦溫度高

在干熄焦生產過程中，紅焦從干熄爐的頂部裝入，低溫惰性氣體由循環風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出，排焦溫度是焦炭從干熄爐排出時由紅外測溫計現場測量的指示值，排焦溫度過高，會燒損運輸皮帶，并且焦炭與空氣長時間接觸后，會造成焦炭燃燒焦倉著火的事故，12月份周轉時間為20h的排焦溫度數據如下(表1)所示。

表1 周轉時間為20h干熄焦生產記錄表

排查排焦溫度上升的同時，發現在生產過程中冷卻段上部、下部圓周方向一直存在比較嚴重的溫度極差不均勻現象，隨著系統負荷增加，冷卻段環周方向溫度極差隨之增大，導致排焦溫度上升，使系統內部各部位參數變化幅度顯著增加，最終導致系統紊亂，調節難度加大。

表2 冷卻段環周溫度生產記錄

通過統計分析，鍋爐蒸發量在生產負荷均衡的條件下，與干熄焦排焦量、鍋爐入口溫度、循環風量的大小等有一定關系。針對以上原因我們對排焦溫度升高的原因進行了工藝分析。

1.2 一次除塵排灰粒度大

在日常排灰過程中，發現顆粒物明顯增大，灰倉檢查大顆粒增加明顯，對比以前灰量細度，大顆粒增加明顯，總灰量增加不多，對罐裝車造成吸裝堵塞，排灰不暢。

2 原因分析

根據以上問題隨即開展工藝分析和排查，在問題查找過程中發現氣料比同比增大，現場查驗斜道口有焦炭浮起現象。

2.1 氣料比同比增大

表3 周轉時間為20h干熄焦生產記錄表

對比規程，75t/h干熄焦規程規定氣料比不大于1100 m3/t焦，故循環風量偏大與排焦量不匹配造成。

2.2 斜道口有焦炭浮起現象

從斜道口觀察時，斜道口中的一部分焦炭炭堆積過高，出現干熄爐焦炭懸浮現象，造成循環風量加大，排焦溫度降不下來。

在對以上問題處理后，1.1排焦溫度高和1.2一次除塵排灰粒度大問題認為排除，需進一步排查原因初步判斷有可能系統出現問題。

3 進一步原因分析

3.1 二次除塵排灰料位器存在問題

在實際操作和過程中發現二次除塵料位計存在諸多問題，如料位測量不準確，測料孔容易堵塞造成儀表測量有誤差，人員判別易產生錯覺，單一料位計容易出現失真現象，排灰不及時造成灰量進入后續系統。

3.2 二次除塵排灰下閥存在縫隙

二次除塵排灰下閥存在縫隙，對排灰影響較大，造成二次除塵排灰不能及時排出，灰量積存太多，隨循環風量進入干熄爐系統。

3.3 循環氣體通道有堵塞現象。

初步判斷上下氣室內應該有焦粉積存，造成風量調節困難，排焦溫度高，焦炭浮起等系列問題。

4 采取措施

(1)二次除塵器料位閥改雙料位計，信號與系統單元同步，避免單一料位計失真情況再發生，同時在料位測量口加裝氮氣吹掃裝置，在保證管道通暢的同時，對測量裝置進行降溫處理。

(2)一次除塵和二次除塵排灰信號都有時，確定先后排灰順序，一次除塵和二次除塵排灰信號都有時二次除塵打手動操，等一次除塵排灰完畢后再進行二次除塵排灰操作，排灰先后順序確定后保證灰量不在系統內積存。

(3)待動力鍋爐停產檢修時，冷卻系統內紅焦、降溫處理、和外界大氣對流置換檢測合格后，打開上下氣室人孔清理積存焦粉，清理完畢上下氣室通道暢通，風量調節均衡，排焦溫度迅速降低，各點參數指標回歸正常，存在問題全部解決。

5 效果

通過以上措施的實施，達到了預期目的，排焦溫度達到規定要求，一次除塵排灰顆粒明顯減小，氣料比基本控制在1100 m3/噸焦以內，循環風量調節更加穩定均衡，系統各項參數在規定范圍內，斜道口焦炭浮起現象消失。

表4 周轉時間為20h干熄焦生產記錄表

6 結語

通過對除塵工藝的分析與改進，對除塵效果差在運行中存在的不穩定因素進行改進，解決了困擾干熄焦系統穩定的幾個方面問題，滿足了干熄焦生產工藝的需要，取得了較好效果。確保了干熄焦安全生產和高效運行穩定，避免了生產中斷和停產降溫對干熄焦耐材使用壽命的影響。