焦化厂干熄焦装入装置的设计与改造

李 亮

石横特钢集团有限公司 山东 泰安 271600

引言

自改革开放以来,我国的工业化产业发展速度不断加快,钢铁产能逐渐提升,这也带动了我国的焦化产业发展、进步。然而近几年以来,我国出台并实施了一系列的去产能政策,这也为焦化企业带来了巨大的生存压力,众多焦化企业为了降低成本,提高产品的生产质量,逐渐采用各种高科技环保技术,以此来增强现代焦化企业的市场核心竞争力,确保焦炭质量得到提升。干熄焦技术主要指的是干法熄焦技术,这种技术和湿法熄焦工艺存在明显的区别,其主要利用惰性气体来熄灭高温红炭,不需要利用水源熄灭红炭,避免废气产生,能够充分回收利用红焦显热,有效处理熄焦废水,确保焦炭质量,具有良好的环保效益。因此,在现代焦化厂生产过程中,加强开发利用干熄焦技术至关重要。

1 干熄焦系统

(1)干熄焦的内涵。干熄焦,顾名思义,与它相对应的就是湿熄焦。干熄焦的实质就是通过利用惰性气体对红焦进行降温以及冷却的一种方法。干熄焦系统主要是由排焦运焦系统、干熄炉、装入装置、提升机、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉系统、循环风机、除尘地面站、水处理系统、自动控制系统、发电系统等部分组成的。(2)干熄焦工艺流程。干熄焦工艺的本质是通过利用比较冷的惰性气体,主要是氮气,通过在干熄炉冷却室内与红焦进行换热,来达到降温以及冷却焦炭的目的。焦炭降温与冷却的主要原理是,通过吸收了红焦热量的惰性气体,然后经过一次除尘后将热量传递给锅炉产生高温高压蒸汽,蒸汽再被送至汽轮机进行发电,冷却后的循环气体经一次除尘和二次除尘后再由循环风机加压,吹入干熄炉内循环使用。(3)硬件系统配置。干熄焦自动化配置系统采用的事德国西门子PCS7冗余S7400PLC,在冗余控制系统中,两套PLC系统互为备用分为主从PLC,即：在冗余PLC系统,主从PLC控制系统每时每刻都在进行通讯,保持一致,随时准备进行切换,一旦主PLC发生故障后会立即切换到从PLC,保证生产能过连续正常运行。(4)软件系统配置。通过西门子PCS7系统实现自动控制,根据工艺的具体需要,采用CFC块构成的逻辑控制,PCS7上位监控系统由三台操作员站用于对干熄焦系统的操作以及数据采集、处理、记录及报警,并且将监控画面的指令通过工业以太网传送给下位PLC。

2 新型干熄焦装入装置设计实施

2.1 新型干熄焦装入装置设计方案 针对传统装入装置技术存在的不足,设计了分体式装入装置和固定除尘管道技术,以有效减轻驱动负荷、简化设备结构,减少粉尘外溢。本装置所采取的技术方案是：其包括驱动系统、炉盖台车、布料斗台车和除尘装置；布料斗台车与炉盖台车连接并由驱动系统驱动,布料斗台车上设有布料斗；在干熄炉装料口的正上方架设有受料斗,除尘装置固定在受料斗上；在布料斗的上部设有半圈的布料斗除尘挡板,受料斗的下方设有半圈的受料斗除尘挡板；布料斗移动到干熄炉装料口的正上方时,布料斗除尘挡板和受料斗除尘挡板契合成圆周形的除尘挡板。除尘装置是在受料斗内设有除尘翻板；除尘翻板和除尘挡板之间的受料斗上连通有除尘总管,或通过若各干除尘支管与除尘总管相连。炉盖台车和布料斗台车均通过水封配合与干熄炉进行密封。布料斗内设置有料钟。

2.2 新型干熄焦装入装置实施过程 干熄焦装入装置包括驱动系统、炉盖台车、布料斗台车和除尘装置；在干熄炉的炉顶平台上设置有轨道架,炉盖台车和布料斗台车架设在轨道架上；所述炉盖台车上设置有炉盖,布料斗台车上设置有布料斗；炉盖台车和布料斗台车均架设在干熄炉的上方,在干熄炉的装料口上设有水封槽,炉盖的下部设有与水封槽相配合的炉盖水封,布料斗的下部设有与水封槽相配合的布料斗水封。所述驱动系统有驱动电机,驱动电机连接在连杆的中部,连杆的下部转动连接固定台上,连杆的上部吊接炉盖；所述驱动电机的输出连杆为螺杆,靠螺纹进行伸缩驱动,从而带动连杆；所述炉盖台车相对于驱动电机的另一侧与布料斗台车连接；这样,驱动电机拉动连杆的中部,连杆以其下部转动连接为中心进行转动,从而将炉盖提起并向驱动电机方向拉动,炉盖水封从水封槽中升起,同时炉盖台车与布料台车一起向驱动电机一侧运动。干熄焦装入装置在干熄炉装料口的正上方固定架设有受料斗,受料斗的下开口与布料斗的上开口相配合,除尘装置固定在受料斗上；所述除尘装置是在受料斗内设有除尘翻板,除尘翻板和受料斗除尘挡板之间的受料斗上连通有除尘总管,或通过若各干除尘支管与除尘总管相连；在受料斗的下方设有半圈的受料斗除尘挡板,在布料斗的上部设有半圈的布料斗除尘挡板,当布料斗移动到干熄炉装料口的正上方时,布料斗和受料斗对齐连通,布料斗除尘挡板和受料斗除尘挡板契合成圆周形的除尘挡板。在受料斗上设有焦罐支座,用以支撑装载有红焦的焦罐。干熄焦装入装置的焦罐是焦罐提升机通过钢丝绳进行吊装作业,钢丝绳通过焦罐提升架进行焦罐提升作业,焦罐提升架与底闸门连接,焦罐底闸门在提升过程中为关闭状态。当焦罐落在受料斗上,钢丝绳与焦罐提升架继续下降,焦罐底闸门靠自重开启。

结语

经优化改造设计,装入装置由传统的 “一体式”改为 “分体式”主要是解决了两个关键问题：一是降低了电动缸的运行负荷,因目前单孔焦炭产量提高,装焦料斗体积增大因此造成装置的吨位升高；改为分体式后,装焦料斗不再随炉盖的开关移动,所以驱动电动缸的负载下降约60%；二是装焦除尘干管布置由单侧改为双侧布置,彻底解决了装焦过程中的粉尘溢散现象,实现了“无烟”装煤。

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