降低塌煤塌焦率的可行性研究分析

降低塌煤塌焦率的可行性研究分析
马爱民孙广彬刘印东(唐山市汇丰炼焦制气有限公司)
【摘要】捣固焦炉焦侧塌焦与塌煤有很大关系，也可以说塌焦在一定程度上是由塌煤造成的，要解决塌焦，首先应解决焦侧煤饼在抽托煤板时倒靠炉门的现象。

【关键词】塌煤塌焦煤饼距离
1.塌焦与塌煤的关系（阐述）
焦侧塌焦，主要是由抽托煤板时煤饼靠在焦侧炉门上造成的。

塌煤可分成四种：第一种是机侧掉角（即装煤到位，在收捣固装煤车后挡板的同时，机侧上部的煤层掉下来。

第二种是焦侧掉角，也就是在打开捣固装煤车前挡门时或煤饼进入炭化室的过程中，在机侧操作台上焦侧上部煤饼塌下来。

第三种是煤饼不到位，在装煤的过程中焦侧上部煤饼倒塌，占居焦侧炭化室一定的空间，致使机侧煤饼送不进去。

第四种就是，装完煤后收捣固装煤车后挡板时，焦侧上部的煤饼倾斜靠在炉门上，待下一轮摘门推焦时，上部的焦炭掉下来（即塌焦）我们都知道焦侧煤饼距焦侧炉门有10—20cm的距离，装完煤在收托煤板时上部煤饼趴在了炉门上，待焦侧摘门出焦时，焦饼没有炉门的支撑，瞬时塌下来。

故：塌煤是塌焦的前因，要想治理塌焦首先要有效解决塌煤。

图1 塌焦与塌煤的关系
如图1，在塌煤1区煤饼塌下来，我们叫做焦侧掉角。

在塌煤2区煤饼塌下来，叫做不到位。

在塌煤4区煤饼塌下来，叫做机侧掉角。

在塌煤3区煤饼倾斜靠在焦侧炉门上，我们习惯定义为塌焦。

2.塌煤塌焦的危害性
图2 在焦化企业，焦炉上每一个岗位的操作环境都较差，特别是炉顶操作工和炉前出炉工，这几个岗位人员流失率最高，塌煤塌焦不仅增加了员工的劳动强度，还导致导烟车故障率升高，导烟车的操作时间可近似认为是装煤时间+塌煤处理时间。

塌煤越多或塌煤处理时间越长，导烟车被烧的时间就越长，也就是说导烟车单炉工作时间就越长，导烟车各工作部位的温度就越高，即设备的损坏率就越高。

塌煤、塌焦处理时间长会引起出炉时间错后，K2系数丢失，出焦不正常，影响焦炭质量，故治理塌煤、塌焦已势在必行。

3.塌煤的现状及原因分析
图3
如图3此状况是塌煤原因是煤饼上部（尤其是煤饼两头）抗剪强度最小，在送煤过程中造成焦侧煤饼上部煤饼滑落。

此现象在生产上最为常见。

措施：在煤饼捣固过程中应注意煤饼两头的捣固（移动捣固机要适当增加煤饼两头的捣打次数），捣固过程中要采用“薄层连续捣固”，增加煤饼的抗剪强度。

图4
如图4此状况是由于托煤板与炭化室底有一定距离，在托煤板伸入炭化室装煤的过程中，煤饼随托煤板向下弯曲，煤饼产生裂缝，且煤饼上部裂缝大于下部裂缝，最终端部的煤饼掉下来。

措施：保持煤饼质量（堆密度），采用“薄层连续捣固”，增加煤饼的抗剪强度。

图5
如图5此状况是煤的粒度较大发后“偏析”现象，或部分煤的水分小造成的。

此现象往往是突发性，不易控制。

图6
如图6此状况是煤的粒度大或部分煤的水分小或埋锤造成的，此情况较少。

措施：加强对煤的粒度、配合煤水分的提前掌控意识，提高员工的操作技能，减少埋锤事故。

图7
如图7此状况是在生产中也是最为常见的。

由于上部煤饼的密度比较小，当活动壁开启的时候煤饼从两侧小面积的滑落
措施：保证煤饼上部的堆密度，减少浮煤量。

图8 煤饼在炭化室内抽托煤板时的现状
为防止托煤板撞坏焦侧炉门，托煤板距焦侧炉门衬砖有一定的距离，在装煤的过程中由于机车微震对煤饼的影响，煤饼经过14米—16米的输送会产生裂逢，焦侧端部最为严重。

图9
如图9此状况是在装煤过程中托煤板与炭化室对位不正，当煤饼进炭化室时，上部的煤
饼擦蹭炉墙，会降低擦蹭部位的煤饼密度，并且会向反方向倾斜。

此现象一般会造成不到位，严重者会造成装煤车晃动，据了解，对位偏1-3cm 会损害煤饼的质量，对位偏度超过3cm在大车晃动的同时煤饼一定会塌。

4.硬件设施的改造
图10
为防止塌煤（塌焦）首先我们要尽量缩短煤饼与焦侧炉门衬砖间的距离，来减小收托煤板时煤饼向焦侧炉门倾靠的倾斜度。

但推完焦后，剩下的尾焦成为我们缩短他们之间距离的阻力，机、焦侧两端较严重，以上图所示，推焦时沿炭化室中心推焦，尾焦挤向两侧，但在装煤时就不一定完全沿推焦的路线进行装煤，可能偏向右侧，也可能偏向左侧，尾焦顺炭化室某侧推向焦侧之炉门处。

图11
我们试想过，在焦侧炉门下方的衬砖上掏一个洞，方便装煤时尾焦随托煤板进入洞中，但这是破坏性试验不便采纳，还得靠操作工在出焦后把机焦两侧的尾焦清理掉，这样才能减少尾焦量，减轻装煤过程中尾焦对焦侧炉门的挤压力，缩短托煤板与焦侧炉门间的距离。

图12
为防止塌煤（塌焦），首先我们要对煤饼两头上下锥度进行测量，在装煤时此锥度能否抵消收托煤板时，煤饼向炉门靠近的倾斜度是关键。

经测量锥度<70mm，也就是说在装煤和抽托煤板过程中可有效防止煤饼倒塌。

图13
煤箱锥度：要想使塌煤塌焦率减少，首先要在煤饼堆密度合理的情况下加大煤饼上下部的锥度，（一般锥度要大于托煤板的厚度）
图14
随着捣固装煤车前挡门锥度的加大，势必会影响焦侧死角煤的堆密度。

我们可以考虑在焦侧捣固锤头上加上10-15斜度把煤料推向死角区，（但从力传递的角度上讲此举没有必要）。

图15
可以在焦侧煤箱端部加上2米高，2.5米宽的锥度板，使煤饼上部形成梯形锥度，减小焦侧塌煤塌焦部位的煤饼体积。

增加下部煤饼的支撑力。

图16
如图16所示，改造后装完煤，煤饼在炭化室内的效果，焦侧煤饼离焦侧炉门衬砖距离越近越好。

最终焦侧煤饼的梯形倾斜度应该在0.019—0.029（100mm—150mm）为宜。

因为，锥度小效果不明显，锥度太大会影响焦侧空间温度升高和单炉产量。

图17
图17是改造后最终的效果，在保证煤饼堆密度的同时，增加机、焦侧煤饼上下部的梯形倾斜度，来增加装煤过程中煤饼的稳定性以及弥补在抽托煤板时煤饼向炉门方向的倾斜度。

4.结论
4.1 降低塌煤、塌焦可明显降低员工的劳动强度，降低因塌煤、塌焦引起的设备故障，从而
稳定加热制度，提高焦炭产量和质量。

塌焦是装煤后收托煤板时，煤饼趴在炉门上引起的，要想治理塌焦首先要调整煤饼和炉门衬砖的距离。

4.1.1 塌煤的不确定因素太多，现在我们能够控制的都有：
4.1.2 对配煤水分、细度、煤质粘结性的提前掌控能力
4.1.3 要保证煤饼的堆密度
4.1.4 要保证人员操作的规范性（标准化）
4.2托煤板离焦侧炉门衬砖的距离应在100mm—120mm为宜。

4.3前、后挡门的锥度应与托煤板厚度一致。

通过减少托煤板与焦侧炉门的距离，合理调整煤饼的锥度，通过改进捣固方法，采用“薄层连续捣固”，现塌煤率、塌焦率均明显降低，取得了明显效果。