焦炉生产对干熄焦的影响

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2. 2 焦炉生产的稳定性
由于焦炉生产逐孔推焦的间隔性,红焦装入干 熄炉的过程是脉动性的。依靠干熄炉预存室的存留 焦炭的能力,可以抵消焦炉生产的脉动性,从而实现 稳定连续的排焦,使热量的回收、蒸汽的外供能够保 持稳定。但是预存室这种对焦炉生产的缓冲作用是 有一定限度的,当焦炉长时间停止推焦( 如焦炉机 械故障,难推焦等) 时,为保证干熄炉料位不低于下 限料位,必须减小排焦量甚至停止排焦,当焦炉生产 处于撵炉状态时,单位平均时间内装入干熄炉的焦 炭量增加,而排焦量由于受到排焦温度的制约是不 能无限加大的,因而可能在短时间内使干熄炉料位 达到上限。为防止红焦溢出干熄炉必须被迫中断干 熄焦的生产。因此,焦炉能否稳定生产,不仅会作用 于焦炉生产本身,也会直接影响干熄焦的稳定生产。
2. 1. 2 对循Biblioteka Baidu气体中可燃成分控制的影响
干熄焦生产中,当红焦装入高温的干熄炉预存 室并逐步下降至冷却室的过程中,焦炭将经历一个 类似“焖炉”的过程,其特征之一是焦炭中残余的挥 发分进一步析出。这一过程固然能使焦炭质量指标 得到改善,却也使循环气体中的 H2 、CO 等可燃成分 含量增加,要将可燃成分控制在安全范围内,合理的 方法是采用空气导入法。
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总第 259 期 2017 年第 7 期
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技术交流
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焦炉生产对干熄焦的影响
T otal N o. 259 2017,N umber7
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李智谦
( 河钢集团宣钢公司 设备能源部,河北 宣化 075100)
摘要: 干熄焦是焦化行业普遍采用的熄焦方式,具有提高焦炭质量、回收红焦显热、减少环境污染的优
焦炭成熟度低时,焦炭中残余的挥发分高,循环 气体中的 H2 、CO 含量急剧增加。必须加大空气导 入量才能将其控制在安全范围内。由此产生的不利 后果是锅炉入口循环气体温度会急剧升高,甚至超 过控制上限,威胁锅炉炉管的安全,由此给干熄焦的 运行调节带来困难。在能够采用导入空气法控制可 燃气体成分时,焦炭成熟度低给干熄焦运行控制带 来的困难是容易克服的。但是当开工时或长检修后 恢复时,如锅炉入口温度恰好低于 600 ℃ ,这时只能
2. 4 焦炉铁器
焦炉铁器主要是指焦炉生产中操作人员使用的 可能会进入炭化室的铁制工具,如清扫直桥管用的 风管、铁铲、打炉盖用的撬棍等,以及焦炉机械中可 能会进入炭化室或焦罐的部件,如平煤杆的杆头,拦 焦车导焦栅的底板、栅条等。上述这些铁器在装煤、 平煤、推焦的过程中均有可能进入炭化室后再进入 焦罐或直接进入焦罐。铁器之所以会对干熄焦生产 带来不利影响主要是由于排焦装置中的旋转密封 阀。该设备内部特有的格式结构及转子叶与机壳之 间较小的间隙,使其极易被焦炭中的异物卡堵。当 铁器进入炭化室或在推焦的过程中直接进入焦罐, 都会随焦炭一起被装入干熄炉,在冷却排出过程中 进入旋转密封阀后将其卡堵,导致电机过热停机,干 熄焦生产被迫中断。故障长时间得不到处理则会使 汽轮发电机组停机。一些大型铁器甚至会将电磁振 动给料器 堵 塞,如 某 厂 电 磁 振 动 给 料 器 原 先 只 要 30% 的振幅排焦量就能满足焦炉正常生产,然而当 拦焦车导焦栅的栅条进入电磁振动给料器堵住排焦 通道后,振幅达到 90% 仍无法满足正常生产,以至 干熄炉长期处于高料位,红焦无法连续装入。铁器 对旋转密封阀及电磁振动给料器的卡堵的危害不仅 表现在使生产中断上,更为严重的是处理旋转密封 阀卡堵的过程由于含有有毒成分的循环气体的逸出 而极其危险。根据相关的报道,迄今国内已有 6 人 工亡于处理旋转密封阀卡堵的过程。虽然随着处理 经验的积累和人们对干熄焦工艺的深入了解,上述 事故是完全可以通过优化处理方案来规避的,但本 着事故预防的原则,更应从源头上避免铁器进入干 熄炉。焦炉铁器作为干熄炉铁器的主要来源之一,
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是用于检测信号的接近开关失灵,因现场电磁干扰 出现假信号等。但不能忽视的一个重要原因则是操 作人员的不规范操作或误操作,如为了缩短单炉操 作时间,将电机车的操作控制由 PLC 改为非 PLC 操 作; 操作中疏忽大意,本应接空罐却误以为送满罐, 进而对位错误,并发出了送满罐的指令,致使空焦罐 落至红焦罐上; 在提升机手动操作的过程中,没有认 真观察提升机吊钩打开是否到位,便移动电机车,直 接撞弯吊钩。防范类似的不规范操作或误操作,固 然可以通过追加连锁条件来实现,但这必然使控制 系统更为复杂,也难免带来其他不利影响。作为操 作人员,应该严格按规定操作,严禁解除系统的各类 连锁条件,操作过程中集中精力,仔细观察,防止误 操作,避免事故的发生。
路、沉淀池等区别而已。而干熄焦装置则相对复杂 许多,为了回收红焦显热,干熄焦装置中包括了红焦 接收、运送、装入装置,进行热交换的工业窑炉 ( 干 熄炉) 和余热锅炉,工艺气体输送机械,工艺气体除 尘装置,排焦装置等。
( 2) 干熄焦是一个相对完整、独立的工艺单元, 包括了流体输送、传热、非均相物系分离、解吸等单 元操作,其生产工艺有自身特殊的规律,运行控制的 复杂性和难度要远高于湿熄焦。
应引起足够的重视。 3 应对措施
3. 1 加强焦炉炉温管理,提高焦炭成熟度
在配煤的煤化度一定的情况下,焦炭的成熟度 完全取决于炼焦的最终温度[1],因而优化焦炉的温 度管理不仅是提高焦炭质量的要求,也是保证干熄 焦稳定生产的要求。在保证炉温均匀的前提下,应 特别注意炉头温度特别是焦侧炉头温度的管理,防 止出现生焦,造成焦罐放焦不净。挥发分是焦炭成 熟度的量化指标,在兼顾炼焦能耗的基础上,焦炭挥 发分的控制应使干熄焦循环气体中的 H2 、CO 含量 保持在较低水平,H2 S、焦油、萘的含量尽可能小。
点。介绍了干熄焦的工艺特点,分析了焦炉生产对干熄焦的影响因素,并针对性地提出了应对措施。鉴
于焦炉生产与干熄焦工艺的紧密关联性,焦炉生产应加强相应的生产、工艺、设备管理,保证干熄焦系统
稳定生产,实现焦炉—干熄焦整体效益最大化。
关键词: 焦炉生产; 干熄焦; 影响
中图分类号: TQ522. 1
文献标识码: B
( 1) 无论是传统的湿熄焦,还是改进后的低水 分熄焦和稳定熄焦,都是熄焦水与红焦直接接触、冷 却红焦的过程[2],其装置中不过是熄焦塔、熄焦水管
收稿日期: 2017 - 03 - 24 作者简介: 李智谦( 1966 - ) ,男,研究生,高级工程师,2007 年毕业于 北京科技大学冶金工程专业,现在河钢集团宣钢公司设备能源部工 作,E - mail: wang1016688@ 163. com
( 3) 干熄焦工艺与前后工序有着紧密的联系, 既直接影响焦炉生产和焦炭筛分、输送工序,也受到 这两个工序的直接影响。
( 4) 干熄焦工艺主线设备的单系列化。除去锅 炉给水系统设备外,干熄焦的红焦装入设备、换热设 备、循环气体输送设备、工艺除尘设备、排焦设备等 均为单系列设备,一旦这些设备出现故障,将直接导
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致干熄焦生产中断。 ( 5) 生产工艺高度自动化及为达到系统本身安
全的工艺联锁复杂化。 ( 6) 循环气体系统的易爆性和有毒性。 ( 7) 焦炭处理量( 排焦量) 的稳定性对整个干熄
焦生产的制约性[2]。 2 焦炉生产对干熄焦的影响因素分析
正是由于上述干熄焦工艺的特点,焦炉生产对 干熄焦工艺有着多方面的影响,主要表现在以下几 个方面。
0 引言 随着国产化的快速推进及其在提高焦炭质量、
减轻环境污染等方面的显著优点[1],干熄焦装置正 逐步成为国内焦化企业的主流配置。与湿法熄焦不 同,干熄焦与上游工序的紧密联系及其工艺的复杂 性,焦炉生产( 装煤、高温干馏、推焦) 对干熄焦的影 响是多方面的,在一定程度上甚至影响着干熄焦生 产的稳定性和安全性。 1 干熄焦的工艺特点
2. 1 焦炭成熟度
焦炭的成熟度对干熄焦生产的影响体现在两个 方面,首先是对焦罐的损害,其次是对循环气体中可 燃成分控制的影响。
2. 1. 1 对焦罐的损害
焦炭成熟度对焦罐的损害主要是指炭化室焦侧 炉头焦炭的成熟度。推焦时,焦侧炉头焦炭将落在 焦罐底部或下部。当焦侧炉头焦炭成熟度低时,配 煤或半焦中未充分分解的胶质体( 焦油、沥青类) 会 使部分焦炭粘结在焦罐底部、下部的衬板上,造成焦 罐放焦不净。可能造成的后果包括装焦结束后焦罐 底闸板无法回位以及焦罐再次装焦时超重的故障。 此外焦罐中残存的焦炭在空气中燃烧形成的高温会 使焦罐下部的衬板开裂、烧熔、翘曲,反过来又使焦 罐放焦不净的现象更为严重,形成恶性循环,长期下 去,将导致衬板脱落后进入干熄炉,卡堵排焦设备, 进而使干熄焦生产中断。
2. 3 电机车( 运载车) 的操作
对于国内焦化企业来讲,焦炉生产与干熄焦生 产的分界面通常是以电机车( 含运载车) ———焦罐 作为分界线的,即电机车属于焦炉工序,焦罐及提升 机属于干熄焦工序。由于干熄焦生产中的红焦装入 过程是由运载车、焦罐、提升机配合完成的,焦炉生 产与干熄焦生产是连贯一体的。当代的干熄焦装置 从设计理念上来说是追求本质安全的。为防止焦罐 在由运载车提升至干熄炉并装焦的过程中发生事 故,设置了许多联锁条件,如焦罐旋转不到位电机车 发不出提升指令,运载车上有焦罐时电机车发不出 接空罐的指令,提升机吊钩没有完全打开运载车不 能移动等,以保证红焦装入过程的安全。但即便如 此,干熄焦行业内仍然出现过因焦罐旋转不到位导 致的红焦洒落,接送罐过程中出现的空焦罐落至红 焦罐上,提升机吊钩被撞弯等事故。究其原因,可能
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采用充氮法。充氮法的缺点是对可燃气体成分的控 制远不及导入空气法快捷、灵敏,这在氮气压力低时 更为明显。即便采用导入空气法或充氮法可以将可 燃气体成分控制在安全范围内,仍存在一定的安全 风险。这是因为可燃气体成分测量的取样点位于干 熄炉入口的循环气体通道上。而装入红焦的预存室 上部空间是一个相对于循环气体通道的静区,预存 室上部空间的气体成分完全有别于循环气体的成 分[3]。当循环气体中可燃成分在允许范围内时,预 存室上部的可燃气体含量仍可能是超标的。当装红 焦时,干熄炉盖首先打开,借助预存室的负压,大量空 气进入预存室上部,可能会形成爆炸性混合气体并发 生爆鸣,威胁预存室特别是环形风道内墙的安全。
文章编号: 1006 - 5008( 2017) 07 - 0041 - 03
doi: 10. 13630 / j. cnki. 13 - 1172. 2017. 0710
THE INFLUENCE OF THE COKE OVEN PRODUCTION ON CDQ
Li Zhiqian
( Equipment and Energy Department,HBIS Group Xuansteel Company,Xuanhua,Hebei,075100) Abstract: CDQ is a w idely used coke quenching method in the coking industry,w hich has the advantages of improving coke quality, recovering the heat of red coke and reducing environmental pollution. The characteristics of CDQ process are introduced. The influence factors of coke oven production on CDQ are analyzed,and the countermeasures are put forw ard in purpose. In view of the close relationship betw een coke production and CDQ process,the production,technology and equipment management of coke production should be strengthened to ensure the stable production of CDQ system and achieve the maximum entire benefit of coke oven and CDQ. Key Words: coke oven production; CDQ; influence
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