0 前言

新鋼焦化廠現(xiàn)有 4. 3 m 焦?fàn)t 4 座( 爐號(hào)分別為1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)和 4 號(hào)) ，共計(jì) 192 孔，這 4 座焦?fàn)t的投產(chǎn)時(shí)間( 含大修后投產(chǎn)) 依次為 1996 年、2004 年、

1988 年和 2001 年。受投產(chǎn)時(shí)期煉焦技術(shù)水平的限制，這 4 座焦?fàn)t均未配置除塵設(shè)施，因此在裝煤過(guò)程中，經(jīng)常有大量的高溫?zé)焿m從裝煤孔逸出。煙塵中

含有粉塵、苯可溶物、苯并吡等污染物，不僅污染環(huán)境，還危害著工人的身心健康。2004 年，中華人民共和國(guó) 國(guó) 家 發(fā) 展 和 改 革 委 員 會(huì) 發(fā) 布 第 76 號(hào) 公告———《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》，其中規(guī)定: 煉焦企業(yè)應(yīng)同步配套密閉儲(chǔ)煤設(shè)施以及煤轉(zhuǎn)運(yùn)、煤粉碎、裝煤、推焦、熄焦、篩焦、硫銨干燥等抑塵、除塵設(shè)施。

為此，新鋼焦化廠決定安裝 4. 3 m 焦?fàn)t裝煤除塵設(shè)施。

1 裝煤除塵方案的選擇

裝煤除塵主要是要解決裝煤車在向炭化室裝煤過(guò)程中由裝煤孔冒出的荒煤氣對(duì)環(huán)境的污染。目前裝煤除塵方式主要有裝煤車載除塵和地面站除塵兩種。

1． 1 裝煤車載除塵

目前車載式除塵裝煤車在國(guó)內(nèi)多家焦化廠被使用。除塵裝煤車配有布袋除塵器及相應(yīng)的風(fēng)機(jī)、電機(jī)，采用 PLC 控制、變頻調(diào)速、液壓傳動(dòng)、螺旋給料、電磁啟蓋、自動(dòng)裝煤等技術(shù)，具有除塵和卸灰的功能。車載式除塵裝煤車采用煙氣不燃燒的干式除塵方法。

裝煤車上設(shè)有雙層伸縮裝煤套筒，內(nèi)套筒與焦?fàn)t裝煤口采用球面密封以減少煙塵外逸，外套筒與爐頂保持一定的高度，這樣可以在捕集煙氣的同時(shí)吸入大量的空氣，對(duì)進(jìn)入除塵系統(tǒng)的煙氣進(jìn)行充分稀釋，使混合氣體的比例不在爆炸范圍內(nèi)。煙氣首先進(jìn)入火花捕集器，將未熄滅的較大顆粒的煤粉從煙塵中分離出來(lái)，然后進(jìn)入袋式除塵器。為了防止煙塵中的焦油粘結(jié)在濾袋上，在裝煤車上設(shè)有濾袋預(yù)噴涂裝置，在除塵設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)之前將濾袋的外表面涂上一層焦粉，這樣煙塵中的焦油等物質(zhì)就會(huì)被濾袋上的焦粉吸住，減少布袋粘結(jié)。當(dāng)除塵器阻力上升到一定值后，對(duì)濾袋進(jìn)行噴吹清灰作業(yè)，噴吹下來(lái)的灰塵經(jīng)管式輸送機(jī)送至裝煤車的儲(chǔ)煤斗內(nèi)。

1． 2 煙氣轉(zhuǎn)換閥 + 地面站除塵

將從裝煤孔出來(lái)的荒煤氣摻入冷風(fēng)稀釋至其濃度不在爆鳴范圍內(nèi)，然后將其通過(guò)集塵干管送入地面站。采用這種除塵方式的裝煤車只有集塵管道，煙氣不需要燃燒、洗滌。目前國(guó)內(nèi)實(shí)施過(guò)除塵改造的4. 3 m焦?fàn)t和新建的 6 m 焦?fàn)t大部分都采用這種螺旋給料器裝煤的干式集塵方法。

1． 3 兩種除塵方式比較

1． 3． 1 車載除塵器式裝煤車

優(yōu)點(diǎn): 占 用 位 置 較 小，生 產(chǎn) 操 作 便 捷，投 資 相對(duì)少。

缺點(diǎn): 煙氣溫度難以控制，雖然采用了耐高溫金屬布袋，但是仍然容易燒壞布袋; 在混入空氣量較少時(shí)，很容易出現(xiàn)爆炸事故; 焦?fàn)t為單集氣管形式，不利于煙氣捕集; 焦?fàn)t爐臺(tái)承載較大。

1． 3． 2 煙氣轉(zhuǎn)換閥 + 地面站除塵

優(yōu)點(diǎn): 技術(shù)成熟、可靠，有比較成熟的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn);煙氣溫度和煤氣濃度都相對(duì)容易控制，煤氣爆炸的可能性小; 設(shè)備布置合理，不需要預(yù)噴涂裝置，布袋為常溫濾袋，更換費(fèi)用低; 操作、維護(hù)集中，故障少。

缺點(diǎn): 投資成本相對(duì)較高; 需在爐臺(tái)立柱上設(shè)煙氣轉(zhuǎn)換閥，生產(chǎn)操作時(shí)間長(zhǎng)。

新鋼焦化廠 4 座焦?fàn)t的現(xiàn)狀如下:

1) 1 號(hào) ～ 4 號(hào)焦?fàn)t均為單集氣管形式，不利于煙氣捕集;

2) 1 號(hào)、2 號(hào)焦?fàn)t始建于上世紀(jì) 70 年代，雖然在1995 年對(duì)其進(jìn)行了改造，但是只是對(duì)其基礎(chǔ)以上的爐體進(jìn)行了改造，其基礎(chǔ)未變，如果采用車載式除塵

則需要重新測(cè)算其基礎(chǔ)是否能承受除塵車的質(zhì)量;

3) 4 座焦?fàn)t共用 2 個(gè)煤塔，焦?fàn)t端臺(tái)及中間臺(tái)較短，而帶有車載除塵器的裝煤車一般長(zhǎng) 16 ～20 m，當(dāng)一臺(tái)裝煤車在端臺(tái)和中間臺(tái)之間停放檢修時(shí)，會(huì)導(dǎo)致另一臺(tái)裝煤車由于沒有足夠的空間而無(wú)法對(duì)端頭的孔進(jìn)行加煤。

結(jié)合兩種除塵方式的特點(diǎn)及新鋼 1 號(hào) ～ 4 號(hào)焦?fàn)t的具體情況，*終選擇煙氣轉(zhuǎn)換閥 + 地面站式除塵。

2 實(shí)施

為滿足煙氣轉(zhuǎn)換閥 + 地面站式除塵的需要，需采用新的裝煤車。新的裝煤車增加了吸塵導(dǎo)套、孔蓋開啟裝置、集塵裝置及與集塵干管上固定翻板閥對(duì)接的導(dǎo)套和指行機(jī)構(gòu)等。同時(shí)，在裝卸煤上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)位、自動(dòng)揭蓋等控制，使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減小。

為滿足新除塵系統(tǒng)的生產(chǎn)需求，對(duì)摩電道進(jìn)行了改造，采用了無(wú)線壓風(fēng)及取煤技術(shù)，同時(shí)還優(yōu)化了煤車性能。

2． 1 摩電道改造

老裝煤車的銅滑觸線( 單根銅滑觸線的理論直徑為 20 mm) 是由焦?fàn)t東西兩端樹立的水泥柱上的鋼絞線吊起來(lái)的，這種滑觸線相對(duì)落后并且要經(jīng)常維護(hù)其吊點(diǎn)?；|線位于老裝煤車的正上方，為防止操作人員觸電，在滑觸線的兩側(cè)安裝了防護(hù)鋼板網(wǎng)。更換新的裝煤車后，由于裝煤車的電機(jī)功率由原來(lái)的 45 kW 變?yōu)榱?200 kW，因此原來(lái)的滑觸線不能滿足新的用電需求; 另外新裝煤車更高，利用原有的滑觸線存在較大的安全隱患。為此拆除了原有的裝煤車滑觸線，在攔焦車摩電道上方重新安裝支架及摩電道，改造成新裝煤車使用的摩電道。受 4. 3m 焦?fàn)t煤塔面積的限制，對(duì)新裝煤車的 3 號(hào)煤斗上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，使之在避開摩電道的同時(shí)容積達(dá)到了 9 m3，單爐裝煤時(shí)間亦不影響。

根據(jù)摩電道改造的初步設(shè)計(jì)方案，在摩電道安裝完畢后需要拆掉原有的裝煤車滑觸線然后再試機(jī)，但是由于 4. 3 m 焦?fàn)t爐體膨脹導(dǎo)致焦?fàn)t頂部裝煤車軌道不直，因此裝煤過(guò)程中如果摩電道距離裝煤車太近就存在觸電危險(xiǎn)，太遠(yuǎn)又會(huì)導(dǎo)致摩電板搭不到摩電道而失電。為了解決這個(gè)問題，采取了以下措施:

1) 在利用原有滑觸線生產(chǎn)的情況下，當(dāng) 1 號(hào)焦?fàn)t推焦時(shí)，將 2 號(hào)焦?fàn)t的裝煤車和攔焦車進(jìn)行斷電并安裝 2 號(hào)焦?fàn)t的裝煤車新摩電道支架，同理當(dāng) 2號(hào)焦?fàn)t推焦時(shí)，將 1 號(hào)焦?fàn)t的裝煤車和攔焦車進(jìn)行斷電并安裝 1 號(hào)焦?fàn)t的裝煤車新摩電道支架，通過(guò)輪換停送電操作完成新改造的裝煤車支架安裝;

2) 在摩電道安裝調(diào)試期間，將老裝煤車滑觸線在新裝煤車上的那一部分進(jìn)行包裹并且使之可以隨車動(dòng)作，這樣即使新煤車的調(diào)試出現(xiàn)了問題，也不會(huì)影響老煤車的裝煤生產(chǎn);

3) 新裝煤車調(diào)試完后，再調(diào)試新裝煤車的摩電板長(zhǎng)度;

4) 對(duì)新裝煤車摩電板支架進(jìn)行改造，使其自由調(diào)節(jié)位置為 0 ～ 50 mm。

新裝煤車摩電道改造后，解決了以前工作人員在兩個(gè)煤斗之間作業(yè)時(shí)存在的可能觸電問題。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化安裝過(guò)程，在滑觸線改造及調(diào)試期間減少了焦?fàn)t丟爐約 300 爐。改造后的摩電道故障率接近零，并且消除了以往雨天作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的滑觸線短路、膠木板斷裂等故障。2016 年，由于裝煤車滑觸線故障，1 號(hào) ～ 4 號(hào)焦?fàn)t共停產(chǎn) 20 次，計(jì)100 h( 處理故障時(shí)必須 4 座焦?fàn)t同時(shí)停電方能有效消除感應(yīng)電) ，而改造后的新摩電道可以分段停電，解決了由于滑觸線故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)停電問題。

2． 2 無(wú)線壓風(fēng)及取煤技術(shù)

老裝煤車取煤時(shí)是由操作人員到裝煤車頂部打開手動(dòng)閘閥、打開煤嘴閘板而取煤，這種工作方式既耗時(shí)又增加了員工的勞動(dòng)量。為了改變這種生產(chǎn)狀況，對(duì)新裝煤車進(jìn)行了以下改造: 將原有的手動(dòng)閘閥改成電磁閥控制，這樣操作人員只要在裝煤車操作臺(tái)點(diǎn)擊“取煤”操作，就可以將相應(yīng)的電磁閥和取煤煤嘴閘板同時(shí)打開，進(jìn)行取煤作業(yè); 加裝一路管道用于安裝手動(dòng)取煤管道，當(dāng)取煤電磁閥發(fā)生故障而無(wú)法取煤時(shí)，則啟動(dòng)手動(dòng)取煤作業(yè)。

對(duì)煤塔壓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。改造前，煤塔壓風(fēng)( 每次取煤前手動(dòng)打開壓縮空氣，對(duì)煤塔進(jìn)行壓風(fēng)以利于老煤塔下煤，如果不壓風(fēng)下煤將無(wú)法進(jìn)行)是由人工完成的。改造后，采用了無(wú)線壓風(fēng)技術(shù)，工人只需在操作室的軟件操作系統(tǒng)中點(diǎn)擊“打開煤嘴”，然后點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的壓縮空氣電磁閥，便可實(shí)現(xiàn)煤塔壓風(fēng)、下煤作業(yè)。

采用無(wú)線壓風(fēng)及取煤技術(shù)后，單爐取煤時(shí)間由原來(lái)的 3 min 縮短至 1 min，有效節(jié)約了單爐操作時(shí)間。

2． 3 煤車其他性能優(yōu)化

參考新鋼6 m 焦?fàn)t裝煤車的使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)4. 3 m焦?fàn)t裝煤車還進(jìn)行了一系列優(yōu)化。

1) 考慮到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫環(huán)境和取煤時(shí)會(huì)有煤粉灑落，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的空調(diào)外機(jī)和油冷機(jī)等設(shè)備傷害較大，因此優(yōu)化了鋼結(jié)構(gòu)的整體布局，使煤斗平臺(tái)與三室形成半封閉空間，這樣改善了操作環(huán)境，有利于提高電氣元件及液壓元件的使用壽命。

2) 對(duì)取蓋機(jī)的架體 S 道結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使取蓋動(dòng)作走行更加流暢; S 道加工時(shí)采用一刀成型工藝，一刀成型的 S 道( 相對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)而言) 運(yùn)行更加順暢，不易卡阻，方便點(diǎn)檢和檢修。

2． 4 集塵管道裝置優(yōu)化

1) 優(yōu)化管道整體布置，使平臺(tái)下部空間更大，便于檢修及作業(yè)人員通過(guò)。

2) 采用切換閥結(jié)構(gòu)，相對(duì)于普通放散閥，切換閥更能確保集塵管道只能處于除塵或放散中的一種狀態(tài)。

3) 優(yōu)化集塵干管密封結(jié)構(gòu)，提高集塵管道與集塵干管的對(duì)位及密封，使補(bǔ)償能力更高。

4) 增加風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，有利于集塵系統(tǒng)的風(fēng)量匹配。

3 效果

對(duì)裝煤除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造后，雖然使用裝煤除塵及螺旋給料作業(yè)延長(zhǎng)了單爐作業(yè)時(shí)間約 2 min，但是通過(guò)對(duì)取煤、受煤操作及裝煤車系統(tǒng)的優(yōu)化，減少了取、受煤操作的時(shí)間，能夠滿足當(dāng)前單爐時(shí)間控制在 9 min 內(nèi)的生產(chǎn)要求。

新的裝煤車投運(yùn)后故障率極低，系統(tǒng)可開動(dòng)率達(dá)到 99. 6% 。日均單臺(tái)裝煤車的檢修時(shí)間約為 20 min。改造后，裝煤過(guò)程中出現(xiàn)爆鳴現(xiàn)象共 3 次( 均為高壓氨水壓力偏低造成) ，而新鋼工藝裝備相對(duì)先進(jìn)的 6 m 焦?fàn)t日均單臺(tái)裝煤車的檢修時(shí)間為 60 min，并且經(jīng)常有裝煤爆鳴現(xiàn)象發(fā)生。因此，改造后新型裝煤車的工作效率優(yōu)于 6 m 焦?fàn)t裝煤車。