第七章干熄焦操作

第七章干熄焦的操作及其能源与耐材
第一节干熄焦一般操作
干熄焦一般操作是指干熄焦在正常生产情况下的操作。

包括干熄炉的装焦及排焦、锅炉的给水、蒸汽的产生以及系统内各点温度、压力和流量的调节控制等方面的内容。

干熄焦系统除计划的年修及定期检修外，应尽可能连续稳定生产。

保证产生压力和温度稳定的蒸汽用于发电，或经减温减压后并网使用。

但由于受焦炉生产及干熄焦系统设备故障的影响，干熄焦工况不可避免会发生波动。

需要及时对系统工艺参数进行调节，并力求最稳定的工况。

一、干熄焦运行计划及操作要求
（一）干熄焦运行计划的制定原则
干熄焦作为炼焦工艺的一部分，其设备应处于良好状态。

除干熄焦单个设备的定修及系统年修外，干熄焦的运行计划应按焦炉的操作情况来决定。

但当干熄焦系统有计划的检修以及故障状态时，其运行计划应按干熄焦设备的状况以及干熄焦工艺的要求来决定。

根据焦炉的周转时间及焦炉机械的状况编制焦炉的生产计划，按此计划可算出焦炉生产的红焦量。

并根据干熄焦系统设备状况及工艺要求决定干熄的焦炭量，由提升机及装入装置按计划将红焦装入干熄炉预存段。

与此同时，焦炉炉温要控制适当以保证红焦温度在1000~1050℃，即焦炭成熟度适当。

红焦温度偏高，冷却红焦所需的循环风量与理论值偏差较大；红焦温度偏低，则焦炭偏生，其残存挥发分偏高，不利于循环气体可燃成分的控制。

根据准备装入干熄炉的红焦量设定干熄炉的排焦量，即焦炭处理量。

干熄炉红焦装入可以不强求均匀，但排焦量应尽量保持连续稳定，这一点可由干熄炉预存段的容积来进行调节。

同时根据排焦量的大小，计算出将排出焦炭冷却到规定温度所需要的循环冷却风量。

各干熄炉因工艺的不同，设计吨焦循环冷却风量也不同。

武钢7、8号焦炉140t/h干熄焦设计排焦温度≤200℃，其吨焦循环冷却风量设计为1129m3/h。

理想的惰性循环气体为N2但由于种种原因，会造成循环气体的成分发生变化，产生H2、CO和CH4等可燃成分，必须采取措施进行控制。

工业用N2含有少量的O2，而且气体循环系统负压段会漏入少量的空气，这样O2通过红焦层会与焦炭发生如下反应：
C＋O2 CO2
2C＋O2 2CO
产生的CO2还会继续与红焦发生反应：
CO2 ＋C 2CO
空气中的水份与红焦发生反应：
C＋H2O CO＋H2
焦炭残存的挥发分始终在析出，新产生的H2与红焦发生反应：
C＋2H2 CH4
循环气体中可燃成分的浓度应控制在规定的范围，要求以H2<3%和CO<6%为目标进行控制。

如果H2和CO浓度超标，一般采用在干熄炉环形烟道处导入一定量空气的方法将其燃烧掉。

干熄焦实际生产中空气的导入量要控制在合理的值：过低，则不能将超标的H2和CO有效燃烧，不利于干熄焦的安全运行；过高，将导致锅炉入口温度上升过高，对锅炉炉管造成危害，同时烧损过多的焦炭。

锅炉入口温度应控制在设计允许值以下，而且应尽量控制稳定。

降低锅炉入口温度的方法之一是：通过循环风机出口旁通流量管，向干熄炉出口侧
环形烟道通入一定量的低温循环气体。

环形烟道处空气的导入会造成循环气体增多。

如果循环气体流量富余，会造成干熄炉预存段压力升高。

而预存段压力应控制在0～—100Pa（表压，下同），因此循环气体在进干熄炉之前应适当放散，该放散量应根据预存段压力来调节。

上述的因素综合决定了实际的循环风量。

经过循环风机加压的循环风量包括进干熄炉的冷却气体量，旁通风量以及放散量。

一定流量及温度的循环气体进入干熄焦锅炉进行热交换，锅炉会吸热后一定量的高压或中压蒸汽，该蒸汽可用于发电或经减温减压后并网使用。

（二）干熄焦操作中的基本要求
干熄焦工艺自动化程度较高，对中控室操作及现场巡检都有严格的要求，需要操作人员具有高度的责任心和良好的技术素质。

干熄焦正常生产中，应根据干熄炉的装焦计划，选择合适的排焦量。

并以一定的排焦量连续操作。

干熄炉预存段较大的容量为连续稳定排焦创造了条件。

稳定的排焦量是整个干熄焦系统温度、压力等工艺参数稳定的最主要的条件之一。

对干熄焦锅炉的供水、产汽以及干熄焦发电系统的稳定运行起着至关重要的作用。

一定的排焦量，原则上应匹配一定的循环冷却风量。

以便将锅炉入口温度控制在最小的波动范围内，防止该温度骤升骤降使锅炉入口耐火材料受损以及对锅炉炉管造成不良影响。

但由于干熄焦系统比较复杂，其受内部及外部的影响因素较多，生产状况不可避免会出现波动。

比如焦炭来源不畅，运焦系统故障，都会造成排焦量的改变；还有焦炭的成熟情况发生变化时会造成循环气体中可燃成分浓度发生较大的变化，出于安全方面的考虑必须调节空气导入量等等。

这些生产状况的变化都会造成锅炉入口温度的波动。

在锅炉入口温度超出控制范围或有可能导致锅炉入口温度超出控制范围的情况发生时，应及时采取必要的措施，对部分操作条件进行更改。

正常生产中，任何一次对干熄焦系统操作条件的改变，都要尽可能在现有操作条件稳定的情况下进行。

在改变了操作条件后，中控室操作人员不能离开操作台。

要密切注意操作条件改变前后各部位的温度、压力、流量、锅筒液位以及循环气体成分等状态的变化情况。

观察有无问题发生，是否还需要调节，一直到整个系统稳定运行。

在改变操作条件时，要逐步进行，而且要留有余地。

也不能只注意所要改变的参数，要一边监视干熄焦的整体状态，一边谨慎地调节。

还有一点需要注意的是，在装红焦时以及装红焦前后装入装置打开的状态下，干熄焦气体循环系统部分工艺参数会有所波动，此时尽量不要改变操作条件。

干熄焦中控室的计算机操作画面，应随时有一个画面保持为锅炉的操作画面。

当进行装焦作业时，应有一个画面保持为提升机及装入装置的操作画面。

干熄焦其他操作画面应交替切换，观察有无异常现象并进行相应调节。

即使在干熄焦最正常的情况下，干熄焦中控室都应有一名熟练的操作人员对干熄焦系统的运行情况进行全面监控。

当干熄焦的设备发生故障时，一定要到现场检查确认，全力找出故障原因并进行处理。

故障消除后进行该设备的单机调试，确认没问题后再投入干熄焦的自动运行。

干熄焦现场的任何一个动作都必须事先与中控室的操作人员取得联系，确认没有问题时再进行操作。

干熄焦工艺及设备本身有各自的设计参数，没有特殊原因不准超过工艺及设备规定的参数界限值运行设备。

现场操作设备以及巡检维护应严格遵守干熄焦的各项安全规定。

（三）干熄焦系统现场巡检要求
干熄焦工艺要求整个系统能连续稳定运行，以保证系统内各温度、压力等参数控制在规定范围内。

除了焦炉及运焦系统等外部因素对干熄焦造成的影响外，干熄焦系统本身的设备状况对整个系统能否连续稳定运行起着非常关键的作用。

由于干熄焦系统设备繁多，又基本
处于连续运转的状态，不可避免会出现一些故障或者故障先兆，如果能及时发现并采取正确的处理措施，有些故障是能避免的。

即使不能完全避免，也能减少故障的影响程度及造成的损失。

并为及时排除故障创造有利条件，还可以对下一班和近期的操作起到积极的指导作用。

在干熄焦的运行过程中，每一班的操作和检修人员都应该对当班的设备状况认真检查。

及时发现设备存在的缺陷和故障，采取积极的处理措施并记录在案。

干熄焦系统任何一个设备出现故障，任何一个参数出现波动，都有可能对整个干熄焦系统的正常运行带来不利影响。

因此，每班对所有设备都应该检查到位，对一些关键设备，甚至应多次检查。

1.干熄炉及装焦、排焦系统
检查一次除尘器、二次除尘器各格式排灰阀、链式刮板机和斗式提升机是否正常运转。

检查空气导入部位、旁通流量导入部位中栓是否正常和观察孔盖是否正常。

检查提升机和装入装置的运行是否正常，包括各电机、电动缸、油泵和走行轮等的声音是否正常，各机械传动部位有无松动、开裂等现象。

确认移动设备各停止点是否处于最佳位置，观察该位置与设计点是否吻合，并按规定对设备各加油点进行加油。

检查排焦系统吹扫风机运转情况，检查振动给料器进出口风压是否在规定值，以及旋转密封阀、振动给料器的运转是否正常。

但有一点必须注意，在排焦部位进行巡检时，必须携带CO及O2检测仪，确认没有危险后再进入。

检查炉顶放散阀水封、干熄炉炉顶水封、紧急放散阀水封是否处于正常状态。

对磨板严重破损的焦罐应停止使用，并及时对破损的磨板进行更换。

对提升机钢丝绳的检查尤其要认真，对所发现的问题要认真记录，及时反映，以决定是否对钢丝绳进行更换。

当提升机钢丝绳出现以下情况之一时，应停止干熄焦的生产，并组织对钢丝绳进行更换。

（1）钢丝绳的钢丝断裂数达到10%以上。

（2）钢丝绳因磨损、拉伸，直径比原始直径减少7%以上。

（3）钢丝绳有明显变形或明显腐蚀现象。

2、气体循环系统
检查循环风机润滑油泵、冷却水流量、循环风机轴封N2的压力和风机运转的声音等是否正常，循环风机入口挡板开度与中控室显示是否一致，循环风机进、出口充N2阀门开关状态是否正常。

检查气体分析仪是否正常运行。

检查炉顶放散阀、紧急放散阀、预存段压力调节阀和旁通流量调节阀等的调节状态及开度是否正常，并与中控室显示对照。

观察预存段压力调节放散管出口有无明显蒸汽排出。

按规定对锅炉底部和风机底部等排水口打开排放。

3、锅炉系统
检查强制循环泵的冷却水量是否正常，运转的强制循环泵声音是否正常，电机温度、电流是否正常，并与中控室对照。

对备用的强制循环泵，要检查其是否处于正常的热备用状态。

检查三冲量调节阀、主蒸汽压力调节阀、主蒸汽切断阀和主蒸汽放散阀等的调节状态及开度是否正常，并与中控室显示对照。

检查锅炉锅筒液位、压力是否正常并与中控室显示对照。

确认所有部位疏水阀、连排和定排的状态，并按规定排放。

检查各部位安全阀是否处于良好状态。

检查锅炉系统外围水管和蒸汽管是否有泄漏的现象等等。

4、除盐水站
对采用离子交换法的除盐水站，除按工艺要求生产除盐水外，还要检查酸、碱和氨等原料的储量。

检查各过滤器、除铁器、阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器进出口压力及流量是否正常。

检查各离子交换器在线监测水质指标是否合格。

检查各水泵运转声音和电机电流是否正常。

检查各部位进出口水管和开闭器有无漏水的现象。

检查除CO2器工作是否正常。

观察过滤后水箱、中间水箱和除盐水箱液位是否正常并与中控室显示对照。

采用离子交换法的除盐水站，一旦发现水质指标超标，应立即倒换合格的离子交换器。

并对失效的离子交换器进行再生操作，直到其水质合格为止。

5、除氧泵房
对运转的锅炉给水泵、除氧器给水泵、除氧器循环泵、加药泵的油位、电流、运转声音。

进出口压力要进行仔细的检查，判断它们是否处于正常状态。

对一些停止的备用泵，一定要检查确认其是否处于良好状态，能否起到备用的作用。

对除氧器及低压蒸汽管道系统，要检查有无泄漏点。

检查除氧器温度和现场液位计与中控室显示是否一致。

检查低压蒸汽压力调节阀的开度与中控室显示是否一致。

除氧泵房内取样装置以及管道系统等设施也要检查。

6、除尘地面站
检查除尘风机、脉冲控制仪、离线阀、格式排灰阀、仓壁振动器、链式刮板机和斗式提升机等设备是否正常运转，观察除尘风机出口放散管有无黑烟，以便判断除尘布袋有无破损现象。

当除尘风机因故停机时，原则上应停止干熄焦的生产，并迅速检查原因，进行处理。

对破损的除尘布袋应及时组织更换。

7、发电系统
检查汽轮发电机运转是否正常，检查蒸汽管路有无泄漏，检查汽轮机振动是否正常，有无异响。

检查油路是否泄漏、冷油器铜管有无泄漏以及操作表盘上各项参数有无异常等。

当班操作和巡检中发现的问题，除在本班的操作中采取相应措施避免事故扩大外，还要认真向下一班操作人员交待清楚。

下一班操作人员上岗操作之前，除向上一班操作人员了解生产设备的运行情况外，还要认真查阅上一班的各种检查记录及操作记录。

并到现场再次确认上一班巡检过程中发现的问题，做到心中有数，采取相应的对策后再上岗操作。

二、焦炭物流系统操作方法
在干熄焦生产过程中，红焦由提升机和装入装置从干熄炉炉口装入，在干熄炉冷却段与循环气体进行热交换。

冷却的焦炭从干熄炉底部由排焦装置排出，经运焦皮带系统运走。

干熄焦的装焦及排焦操作在中控室计算机上都有独立的操作界面，可方便地进行中央自动监视及操作。

另外，为方便检修、调试以及某些特殊情况下的操作，几乎所有的移动、运转设备都设计有现场手动操作，部分关键设备还设计有手摇装置或紧急操作方法。

干熄焦焦炭物流
（一）红焦装入系统操作方法 1．手动操作
在干熄焦开工初期、干熄焦提升机及装入装置检修等情况下，一般应采用手动操作。

特别是在计算机自动程序出现故障或某些定位极限有问题的情况下，必须采用手动操作方法组织生产。

手动操作提升机及装入装置时，首先应将提升机及装入装置选择开关选择为手动状态，确认提升机手动操作的所有条件满足。

当接满红焦的焦罐在提升机井架下对准位置后，手动将APS 夹紧，在提升机现场操作室手动操作将焦罐提升到规定高度。

提升机手动提升速度有低速和中速两档，一般不设置高速，手动提升的位置检测也有极限控制。

然后手动操作提升机的走行旋钮，使提升机向干熄炉顶走行，走行的停止位有极限信号显示，但靠人工对位停止。

提升机手动走行有低速和高速之分。

在提升机走行的过程中，现场手动操作装入装置，将其打开，装入装置的停止位由极限控制。

确认装入装置打开后，手动操作提升机，将焦罐落在装入装置上。

焦罐底闸门靠重力作用自行打开，开始往干熄炉内装入红焦。

装焦完毕按相反方向操作提升机及装入装置，将空焦罐落在焦罐台车上。

手动操作提升机及装入装置时，一定要确认好提升机及装入装置的每一步动作是否到位，否则会造成焦罐与装入装置相撞和焦罐与提升机吊钩相撞，甚至将红焦装漏的事故。

2．自动操作
提升机及装入装置的整个运行过程在中控室的计算机画面上都有显示，而且提升机和装入装置自动操作的初次启动是在中控室计算机画面上完成的。

完成自动操作的初次启动后，从提升机及装入装置的第二次自动操作开始，每次自动操作的指令都由电机车发出。

自动操作时，提升机、装入装置及APS 的选择开关都应选择为自动状态。

当电机车开到提升井架下时，首先将空焦罐台车对准停车位，在电机车上发出空焦罐落下的指令；APS 自动夹紧，停在待机位的空焦罐自动落在空焦罐台车上，APS 自动打开；再次走行电机车，将装有红焦的焦罐台车对准停车位，电机车发出满罐提升的指令，APS 自动夹紧，提升机自动将装有红焦的焦罐提起；当红焦罐上升到待机位时，APS 自动打开，此时电机车可以牵引焦罐台车去接下一罐红焦。

当提升机上升到规定高度后自动往干熄炉顶走行，在走行的过程中装入装置自动打开；当提升机自动走行到规定位置停止后自动落下，完成装焦动作。

装完焦后提升机及装入装置自动按相反方向运行，直到空焦罐下落到待机位自动停止，等待电机车下一次发出操作指令。

APS 的作用有三点。

一是防止焦罐台车滑动。

当焦罐从焦罐台车上提起或落在焦罐台车上时，APS 处于夹紧状态，可保证焦罐台车静止于停车位。

二是缩短焦罐台车的精确定位时间。

焦罐台车走行停车定位要求不高，可允许±100mm 的误差，然后由APS 强行夹紧至±10mm 的停车精度，因此可缩短焦罐台车每次定位的时间。

三是保证焦罐台车的定位精度。

由于APS 夹具与焦罐台车之间为刚性接触，因此焦罐台车的最终定位精度取决于APS 的安装精度，可达±10mm 。

提升机、装入装置自动操作时，所有的动作全部由计算机程序控制，所有的位置检测全部由极限信号控制。

因此，计算机程序的严密性和极限装置的可靠性必须得到充分的保证。

当焦罐旋转不到位和焦罐台车对位不准时绝对不允许提升。

提升机自动走行到规定位置后，如装入装置没有打开，红焦罐绝对不允许落下。

提升机自动提升的速度设有低速、中速和高速，但自动走行只有低速和高速。

循环风机 图7－1 干熄焦焦炭物流系统工艺流程图
皮带
在干熄焦生产过程中，与装焦有关的料位有两个，即预存段上限料位及上上限料位。

当干熄炉预存段焦炭料位达到上限高度时，提醒操作人员提升机还能往干熄炉内装一炉焦炭。

当干熄炉预存段焦炭料位达到上上限时，受装焦联锁条件控制，提升机将不能往干熄炉内装入焦炭。

此时若提升机处于自动状态，提升机将停留在提升井架上限位置，不再往干熄炉顶方向移动，直到预存段焦炭上上限料位信号消除。

这些联锁程序都是事先在计算机控制程序里设计好的，必须得到充分的保证，否则就有可能造成事故。

在正常的生产过程中，干熄炉内焦炭的料位应控制在校正料位与上限料位之间，这就要求装焦与排焦配合恰当。

但为安全起见，每隔一段时间要对干熄炉内焦炭料位进行强制校正。

焦炭料位强制校正一般两小时一次，特殊情况下每班最少校正一次。

（二）冷焦排出系统操作方法
干熄焦运焦系统包括运焦皮带及皮带电子秤等设施，根据干熄焦连续排焦的特点，一般应设计两系皮带，正常生产时一开一备。

排焦系统包括双岔溜槽、旋转密封阀、自动润滑装置、振动给料器、吹扫风机和检修用平板闸门等。

干熄焦运焦及排焦系统设计有手动和自动两种操作方式，正常情况下应采用自动操作方式，在检修或其它特殊情况下可采用手动操作方式。

1、手动操作
运焦系统各皮带都设计有手动、自动转换开关，排焦系统大部分机构也设计有手动、自动转换开关。

但干熄炉底部的平板闸门一般只设计手动操作。

正常生产状态下，平板闸门总处于开的状态，只是在检修或停炉时才根据实际情况将平板闸门关闭。

在手动操作前，应将运焦及排焦各机构的选择开关选择为手动状态。

先启动运焦皮带，启动原则是先启动远方的皮带，然后依次启动靠近干熄炉排焦部位的皮带。

运焦系统皮带启动后，再依次启动排焦系统各机构。

先将双岔溜槽切换到已运行的皮带一侧，再启动旋转密封阀，最后启动振动给料器。

根据所需要的排焦量设定振动给料器的振幅进行排焦。

运焦系统皮带上设计有皮带电子秤，对皮带电子秤有两点要求。

一是皮带电子秤安装部位应靠近排焦部位。

因为振动给料器振幅的大小是根据皮带电子秤称量的焦炭重量来进行调节的，安装在离排焦部位较近的电子秤可以缩短所秤排焦重量与振动给料器振幅的反馈时间，提高排焦量的控制精度。

二是皮带电子秤要准确。

干熄炉焦炭料位变化，除按装焦炉数进行累加，以及干熄炉校正料位计强制进行校正外，主要根据皮带电子秤反映出的焦炭重量来进行递减。

若皮带电子秤不准，那么干熄炉焦炭就会显示虚假料位，特别是当焦炭料位低于校正料位时，是很危险的。

排焦系统附属设备还包括旋转密封阀的自动润滑装置，其运行的正常与否直接关系到旋转密封阀能否正常运行，以及旋转密封阀的使用寿命。

单独设计的吹扫风机专门用作振动给料器线圈的降温，以及对旋转密封阀侧面进行吹扫密封。

在干熄焦生产和检修时要注意，吹扫风机启动后，循环风机才能启动；循环风机停止后，吹扫风机还要继续运行6小时以上，以保护振动给料器。

当吹扫风机因故障停机时立即自动切换为N2或管道压缩空气，因此负责吹扫风机风源与N2或动力风的三通切换电磁阀必须确保能正常工作。

2、自动操作
干熄焦运焦及排焦系统的所有设备以及所处的状态，在中控室计算机画面上都有模拟显示。

而且运焦及排焦系统所有的自动操作，可直接在计算机画面上进行。

采用自动操作前，运焦及排焦系统各机构应选择到自动状态。

先启动运焦系统，在计算机上发出运焦系统自动启动指令后，运焦皮带按设计好的先远端后近端的顺序依次启动。

运焦系统两系皮带可以同时运转，以便切换溜槽时可以快速进行。

启动排焦系统时，先将切换溜槽自动切换到运转的皮带一侧，再发出排焦系统自动启动指令。

排焦系统将按照先启动旋转密封阀再启动振动给。