焦炉焦侧除尘系统优化设计

第２期（总第２１３期）

２０１９年４月机械工程与自动化

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２

Ａｐ

ｒ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１９）０２－０１２５－０

２焦炉焦侧除尘系统优化设计

仵晓强

（太原重工技术中心，山西　太原　０３００２４

）摘要：为解决焦炉焦侧烟尘污染问题，详细分析了烟尘产生源及焦侧烟尘排放点。具体分析了现有除尘系统的缺陷，优化设计了焦侧除尘系统。优化设计后的除尘系统经现场应用证明：除尘效果非常好，大大降低了环境污染。

关键词：焦炉；除尘系统；优化设计

中图分类号：ＴＦ７∶Ｘ７５６ 文献标识码：Ａ

收稿日期：２０１８－０９－２６；修订日期：２０１９－０１－１

０作者简介：仵晓强（１９８５－）

，男，山西平遥人，工程师，硕士，主要从事大型焦炉设备设计。０　引言

焦炉是钢铁企业的必要生产设施，是造成大气污染的主要来源，其本身是一个开放型的污染源，具有温度高、排放间歇性、排放点多且沿焦炉纵向频繁移动等特点。这种种类复杂、危害性大、无组织、阵发性及偶发性排放的污染对周围环境造成了巨大的污染，严重威胁着设备操作工和附近居民的身心健康。由于目前炼铁工艺仍然以高炉冶炼为主，因此炼焦工业也将继续发展。现有焦炉除尘系统除尘效果非常不理想，达不到日益提高的环保要求，因此本文针对焦炉除尘系统进行了深入研究，对焦侧除尘系统进行了优化设计。１　焦炉烟尘产生源及焦炉焦侧排放点１．１　烟尘产生源

炼焦生产过程中，在装煤、结焦、出焦及熄焦时，都会向大气中排放大量煤尘、焦尘及有毒有害气体，通常统称为烟尘。焦炉烟尘产生的主要源头有两个：①结焦期间从焦炉机侧、焦侧及炉顶的炉门和炉盖逸散出来的烟尘；②装煤、出焦及熄焦工作过程中产生的烟尘。据统计，吨焦烟尘量达１ｋｇ之多，

就是说日产７　

０００ｔ焦炭的焦炉，一天排放到大气中的烟尘达到７ｔ多，可见对环境造成了极大的危害。焦炉烟尘产生源如图１所示。１．２　焦炉焦侧烟尘排放点

本文只针对出焦时的焦炉焦侧烟尘排放点进行分析。

焦炉完成结焦过程后，需通过辅助机械设备将成熟的红焦从炭化室中推出到熄焦设备里，此过程称为推焦过程。推焦过程在焦侧的烟尘排放点主要有３个（如图２所示）：①打开焦侧炉门后逸散出来的残余煤气，以及由于空气进入导致焦炭和部分可燃气体燃烧

产生的废气和推焦时导焦槽与炉框之间的缝隙逸散的

粉尘；②排放点１处逸散出的烟尘由于热浮力上升到挡烟板处再次散发到环境中；③红焦落入熄焦装置中散发出的烟尘。

图１　焦炉烟尘产生源

图２　焦侧烟尘排放点

２　焦炉焦侧除尘系统

焦炉焦侧除尘系统是针对上述分析的烟尘源进行的设计，主要由导焦栅两侧挡板、炉前烟罩、熄焦车上部集尘罩三部分组成，如图３所示。

导焦栅两侧挡板（如图４所示）主要由与炉柱贴合的弹簧密封结构挡板和与炉框镜面贴合的弯板两部分组成，完成导焦栅与炭化室的密封任务。目前现场使用反馈除尘效果不好，主要是与炉柱贴合的弹簧密封挡板上部没有密封，烟尘从上部逸散；另外与炉框镜面贴合的弯板弯曲、撕裂比较严重，再加上其上部不密封，导致烟尘逸散严重。

炉前烟罩（如图５所示）是一个蜗壳状的烟罩，在烟罩后部通过风机与地面除尘站连接，前部与焦炉上的挡烟板配合，实现炭化室逸散出来的烟尘收集。目前现场使用反馈除尘效果不好，主要是由于烟罩下部区域横风严重，烟尘几乎都逸散到烟罩外部，没有达到收集的作用。

图３　焦侧除尘系统

图４　导焦栅两侧挡烟板（单侧挡板）

图５　炉前烟罩

熄焦车上部的集尘罩（如图６所示）主要是由长方形开口箱体将导焦栅整体包围在内，其顶部罩通过翻板接口装置与地面除尘站相连，完成熄焦车烟尘的收集。目前现场使用反馈除尘效果很好，几乎没有烟尘逸散。

图６　熄焦车上部集尘罩

通过以上对焦侧除尘系统的分析可知：焦侧烟尘排放点１处和２处的除尘效果不理想，排放点３处除尘效果较好。

３　焦侧除尘系统优化设计

根据以上分析主要对排放点１和点２处的除尘装置进行优化设计。

３．１　导焦栅两侧挡板优化设计

３．１．１　与炉框镜面贴合的弯板优化

针对与炉框镜面贴合的弯板弯曲、撕裂的情况，在弯板后部增加加强筋，如图７所示。此方案经现场使用，除尘效果理想，但是由于设备上部的结构约束，挡板上部没有密封，烟尘从上部逸散。

３．１．２　导焦栅与炭化室之间的密封方式优化

重新优化设计导焦栅与炭化室之间的密封方式。新密封装置主要由弹簧座、密封弯板和刀边组成，如图８所示。导焦装置在导流红焦时，刀边通过弹簧座里的弹簧紧紧地弹压在焦炉炉框镜面上，刀边与炉框镜面完全贴合密封，同时密封弯板与刀边内侧面也是完全贴合密封的，此时导焦装置与焦炉炉框完全密封贴合在了一起，可将导流红焦产生的大量污染性气体通过导焦装置本体排放到地面除尘站的集尘罩内将其清除。该新密封装置已经申请专利。

图７　弯板带加强筋结构

图８　导焦栅与炭化室之间的新密封装置

３．２　炉前烟罩优化设计

目前，炉前烟罩的核心问题是烟罩下部的横风影响，解决方案就是在炉前烟罩下部和后部增加挡板，将横风阻挡，如图９所示。在炉前烟罩下方的后部增加了两块挡板，在炉前烟罩的顶部增加两块挡板，在炉前烟罩的左右两边各增加一块挡板，通过增加挡板将炉前基本形成了一个密封的箱体结构，大大消除了横风影响。该方案经实际应用，除尘效果特别好，几乎没有烟尘逸散。

图９　炉前烟罩优化设计

４　结语

对焦炉烟尘产生源，尤其是对焦炉焦侧烟尘排放点等进行了深入分析，提出了焦侧除尘系统的优化设计方案，并对导焦栅两侧挡板和炉前烟罩进行了优化设计。经过焦化厂的实际使用检验，优化设计方案合理有效，为今后整个焦炉除尘系统的优化设计提供了有效依据。参考文献：

［１］　魏松波．炼焦设备检修与维护［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００８．

［２］　立慧，魏松波．炼焦新技术［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００６．［３］　张殿印，王纯．除尘工程设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００３．

（英文摘要转第１２８页）