焦化厂JN43型焦炉和化产车间停工实践

王 军

（河钢集团邯钢公司）

关键字 焦炉 停炉 化产 干熄焦 脱硫脱硝

0 前言

邯钢焦化厂1#焦炉为JN43-80型焦炉，1#焦炉于2002年4月投产，年设计产能为28万吨。为了响应河北省焦化产业结构领导小组《关于促进焦化行业结构调整高质量发展的若干政策措施》，2020年底前全省所有炭化室高度4.3 m的焦炉全部关停，按计划对焦化厂1#焦炉（JN43-80型）进行整体停炉，并将与之配套的其他系统彻底停工。

1 焦炉停炉

1.1 停焦炉方案的选择

目前，焦炉停炉方法主要有两种：一是加压冷却，二是正常压力下的自然冷却[1]。加压冷却法是指除了正常的弹簧负荷以外，另在作业台上部给炉体以250 kN左右的压力。在焦炭全部推空后，经过较长时间的保温，将火道温度降到930 ℃左右，然后再采用自然冷却降温的办法。焦炉冷却后，炉砖基本无新裂缝，砖缝严密。但由于邯钢焦化厂面临搬迁的问题，不需要对焦炉采取保护性停炉，因此采用自然冷却法[2]。由于降温采用自然冷却的办法，其降温速度不易主观控制，这种方法操作较为简单，费用较低。

1.2 停焦炉前准备工作

（1）现场确认1#焦炉、2#焦炉吸气管回收尾气管道需堵盲板处已准备好盲板。

（2）2#焦炉停止加热，2#焦炉高炉煤气阀门、机焦侧掺烧阀门、高炉煤气排液阀门堵盲板。

（3）1#炉焦侧高炉煤气管道、2#炉焦侧脱硫脱硝用高炉煤气、1#烟囱回炉煤气、脱硫脱硝外送蒸汽、脱硫脱硝用焦炉煤气、1号焦炉π型管需堵盲板处准备好盲板。

（4）回收车间堵2#初冷器（备用）煤气进口盲板，备用塔器煤气进出口的阀门全部关闭并用蒸汽清扫完毕，并用氮气保压。

1.3 停焦炉施工方案及安排[3]

停炉的前一天，安排备煤车间煤塔不再上煤，根据料位情况只安排补料。夜班、白班、中班正常出炉装煤。完成1#、2#焦炉煤气堵盲板工作；完成2#炉高炉煤气主管堵盲板工作（2#已保温的炉可提前停煤气、堵盲板）。第三天零点烟囱在线操作离线，地面除尘站在线可适当延后。夜班正常出炉装煤，8点开始对熟炉号推焦不装煤，推完焦号和熟炉号，阀体翻板关闭，用铁丝固定。

8点把脱硫脱硝系统全部停，提起1#烟囱下部的南、北闸板，焦炉烟气通过烟道由烟囱排出；关闭脱硫脱硝高炉煤气眼睛阀门、管道阀门、焦炉煤气阀门、余热锅炉蒸汽外送阀门，关注除氧器液位不得低于500 mm，让锅炉自然冷却。

8点开始回收车间根据煤气量的变化逐步减小风机吸力至1 000 Pa，（停出炉约6 h后）荒煤气发生量少，无法保证风机正常运行的电流（45 A），关闭循环管阀门，停风机，关闭风机所有进出口阀门和风机循环管阀门。集气管点火放散，集气管压力应维持正压100～150 Pa，待荒煤气自压进入1#初冷器和其后的煤气主管，风机前吸力成正压后，关闭1#初冷器进口阀门。

关注焦炉煤气量，炉顶点火放散较小时，打开1#初冷器进口阀门前的蒸汽阀门，维持正压40～150 Pa。16点焦炉停止加热，机焦侧烟道吸力保持在80 Pa左右。关闭1#炉高炉煤气总阀门。

开始停炉后的第三天8点开始高炉煤气主管堵盲板。关闭脱硫脱硝高炉煤气阀门，并用氮气清扫煤气管道，清扫完成后堵盲板：1#炉高炉煤气阀门和脱硫脱硝高炉煤气总阀门。调整放散阀门，保持集气管压力在40 Pa左右，完成1号焦炉π型管堵盲板。在外送蒸汽阀门处堵盲板，并在脱硫脱硝焦炉煤气主阀门处堵盲板。

2 脱硫脱硝停工

关闭脱硝系统喷氨，停止热风炉加热，将煤气切断阀打开，切断煤气，关闭高炉煤气阀门、焦炉煤气阀门，打开热风炉鼓风机阀门。降低风机转数到30 Hz，迅速到现场提升打开2个烟道闸板。闸板到位后停止风机（包括小风机）。关闭外送蒸汽阀门，关注除氧器液位（不低于500 mm），使预热锅炉自然冷却。然后停止脱硫系统所有设备。

3 回收车间停运方案及安排

3.1 风机系统停工堵盲板

提前两天停运一冷凝、一粗苯的VOCs装置。根据煤气量，提前停一初冷3#初冷器，只运行1#初冷器，关闭3#初冷器进出口的煤气阀门，堵3#初冷器进口阀门盲板，立即用蒸汽清扫初冷器本体，吹扫完毕后用氮气保压。

焦炉停止装煤，三分之一炉推出后，根据风机运行电流，逐步减小风机吸力至1 000 Pa，关闭循环管阀门，按调度指令停风机，关闭风机所有进出口阀门和风机循环管阀门。

停风机后，焦炉荒煤气自压进入1#初冷器和器后煤气主管，待机前吸力成正压后，关闭1#初冷器进口阀门，打开1#初冷器氮气阀门，打开顶部放散管和初冷器出口阀门，氮气清扫至机前放散管。

在1#初冷器顶部放散管和机前放散管处取样，进行爆破试验。取样合格后，停氮气，堵1#初冷器煤气进口盲板。堵两个循环管盲板，停初冷混合液泵，氨水泵继续运行至焦炉焦炭全部出完。

3.2 机前初冷器、煤气管道和机后系统的保压及清扫

1#～3#初冷器、风机循环管完成堵盲板工作后，打开1#～3#初冷器氮气阀门，稍开顶部放散管和机前放散管，对1#～3#初冷器和机前煤气管道进行氮气保压。

回收车间一系统停产后，在初冷器前的煤气管道上堵盲板,使之与焦炉输送过来的煤气断开，同时在洗苯塔后的煤气管道上堵盲板, 使之与后序的脱硫系统隔绝，风机本体用蒸汽保压，从机后1#、2#横管本体通入氮气，按煤气流程对煤气管道，电捕、洗氨、洗苯各塔器进行氮气置换，氮气集中从2#洗苯塔顶放散，取样合格后，各单元和煤气管道具备完全拆除条件。

4 1#干熄焦降温停炉

干熄焦降温以预存段温度（T5）为主要管理温度，T5从1 000 ℃降至约50 ℃过程中，分为三个阶段并采取不同的方法进行操作。

4.1 降温阶段（T5温度从1 000 ℃降至450 ℃）

降温速度为46 ℃/h，约需12 h。降温至T6（锅炉入口处的温度）低于650 ℃后，应将干熄炉系统的空气导入阀及所有斜道观察孔中栓全部关闭，打开炉顶放散阀，将循环风机进出口和干熄炉底部冲氮打开，干熄炉系统内充入大量氮气，调整预存室压力调节阀，控制预存段压力为50 Pa左右。停止装焦，通过调整循环风量和排焦量以及氮气冲入量来控制T5降温速度。

4.2 排焦和置换阶段（T5温度从450 ℃降至300 ℃）

降温速度为37.5 ℃/h，约需4 h。T5温度降至450 ℃时，通过打开炉盖检查确认焦炭熄灭后，停止向干熄炉内充氮气，采用打开紧急放散阀导入空气进一步冷却焦炭，导入的空气量以保持预存室压力为微正压为准（约0～50 Pa）。确认导入空气冷却焦炭无复燃现象后，继续排焦，直至焦炭完全排空；装入炉盖全开；预存段压力调节阀全关；炉顶放散阀全开；紧急放散阀全开；继续采用大风量进行冷却；锅炉继续套水作业，增加定期排污次数；视降温速度情况决定是否打开1DC（一次除尘）两侧人孔；关闭氮气管道总阀门并堵盲板。

温度降至300 ℃时，检测取自一次除尘器顶部取样孔的循环气体，取样气体达到表1的指标为合格。

表1 一次除尘器顶部气体成分

4.3 自然降温阶段（T5温度从200 ℃降至50 ℃）

干熄焦系统自然冷却降温，装入炉盖全开，一次除尘器上部的紧急放散阀全开，锅炉底部的人孔门打开，二次除尘器人孔门、检查孔、防爆口关闭，炉顶放散阀全开，预存段压力调节阀关闭。

温度T5及各部人孔附近的温度达到50 ℃，停止锅炉套水作业，并逐步排空锅炉炉水，排空除氧器水，排空除盐水箱水。

5 停炉和回收停工期间的环保措施

焦炉停炉过程中，煤气发生量越来越少，可能会超出焦炉的调节能力，会对焦炉人员造成危险，特别是对π型管处堵盲板时，同时会造成相应的环保影响。采取措施主要是：1#炉集气管两端放散管集中放散点燃，尽量缩短放散时间。所有电气焊作业必须使用焊烟收集器并保持收集效果良好。

6 结语

我厂的焦炉停炉、干熄炉停炉，采用自然冷却降温的方法，在停炉过程中未采取保护性措施，与其他保护性停炉[4]有较大区别，在停炉过程中主要以安全第一，环保第二为基本方针。

只要焦炉停炉、脱硫脱硝停工、回收停运、1#干熄焦降温停炉方案科学合理、人员与材料组织得当、各项措施实施有力，可以实现安全停炉与炭化室全部推空的目标，并且达到回收车间彻底安全停运的目的，干熄焦锅炉安全平稳停炉，脱硫脱硝彻底停工。