干熄焦工艺配套设备的改进

郝 军

(张家口宣钢机电工程有限公司，河北 张家口 075100)

干熄焦工艺的配套设备，主要任务是将焦炉推出的红焦降温，从而达到可排焦温度[1]。宣钢焦化厂现有两座干熄焦，均处于满负荷生产状态。干熄焦的主要优点就是环保，减少了湿熄焦生产工艺产生的水汽、酚、氰等有害成分。为了达到设计的环保指标，干熄焦设备经常在高温状态下工作，极易导致部分设备发生故障，影响使用效果。例如，装入装置防尘系统不能有效抑制焦烟，致使落入水封槽内，严重腐蚀水封槽和水封大盖；由于密封焦罐烟尘的焦罐抑尘大盖在高温状态下工作，容易被烧坏变形，造成烟尘泄露到大气当中[2]；等等。这些问题直接影响干熄焦生产的正常运行和各项生产任务、指标的完成同时还污染了环境。因此，经过多次可行性论证后，对现有干熄焦的设备进行优化升级。

1 改造内容

1.1 水封槽自动清扫装置优化

在生产装焦过程中，干熄焦产生的焦粉掉落到水封槽内，易沉淀，但满流的水带不走沉淀的焦粉。日积月累，进入水封槽的焦粉日益增多。焦粉沉淀不易清理，从而加剧了水封槽和水封盖的腐蚀，同时也影响了水封的密封效果。针对干熄焦水封槽现状(水封槽的满流口较高、水封和大盖间隙狭窄，沉淀的焦粉很难清理出去)，为了把焦粉自动清理出水封槽，就必须使水封槽中的水旋转，带动焦粉旋转。这样，在打开排水闸门时，短时间内就将水封槽的水和漂流的焦粉排放掉。改造方法是：1)在装入装置平台上安装一台高压泵，接入水封槽。在水泵压力和水流方向的作用下充分将水封槽的水形成旋流，使水封槽内焦粉漂流，从满流槽流出一部分。2)水封槽底部安装风管，方向与水的流向一样。通入搅拌风后能把水封槽底部焦粉充分吹起，同时对水的旋转起到增压作用。在水封槽底部设计安装排水闸门，当闸门打开后，水封槽的水和焦粉在瞬间大量排出，起到了清扫水封槽的作用。

1.2 滑动水封罩防尘改造

干熄焦滑动水封罩安装在装入装置下椎体外侧，主要是对装入装置进行密封，防止装焦时焦尘外溢，但是下椎体与滑动水封罩之间有一定的间隙。原设计是将下椎体的外侧与滑动水封用防火布连接，起到防尘作用。由于防火布直接接触火焰，很快就会被烧坏，防尘效果较差[3]。为了减少焦尘外溢，对干熄焦滑动水封罩防尘装置进行改造。在装入装置下椎体上焊接宽 200 mm 的连接法兰，如图1所示。

图1 圆形法兰

在连接法兰和滑动水封罩上均焊接连接挡板，然后将防火布安装在连接法兰和滑动水封罩上，避免了火焰直接烧防火布。这样，既延长了防火布的使用寿命，同时也消除了焦尘落在防火布上影响滑动水封罩入水深度的现象，最大程度地减少了焦尘外溢，保护了环境。

1.3 滑动水封罩入水翻转机构优化

干熄焦滑动水封罩入水翻转机构是水封罩正常工作的主要机构。装入装置在工作时，小车通过电动缸进行行走，在走到炉口位置时，滑动水封罩入水翻转机构就会产生一个爬坡的力去平衡配重的力，从而将滑动水封罩落入水封槽内，起到装焦密封作用。在使用过程中，行走小车有时会因为卡阻而走不到位，造成水封罩入水深度太浅，装焦时就会发生焦尘外溢，并且会有大量的焦粉落入水封槽内，影响使用寿命。优化后的机构如图2所示。在翻转机构的旋转轴上安装了一个翻转杠和支撑轮。翻转杠的前端是一个斜面，行走小车走到一定位置时，翻转杠和支撑轮就会接触，并产生一个翻转力，促使配重全部翻起来，令滑动水封罩的入水深度达到要求[4]。

图2 优化后的机构

1.4 一、二次除尘卸灰系统优化

干熄焦一、二次除尘卸灰系统主要是通过链式刮板机和斗式提升机来完成。原设计将一次除尘和二次除尘的灰全部下放到链式刮板机，再通过刮板机将灰带入斗式提升机。但是，在工作过程中，由于一次除尘和二次除尘的灰量较大，导致链式刮板机经常出现卡链和断链的现象。断链后，刮板机中的灰就需要开盖清灰，不仅造成检修频繁，而且还会污染环境。为了解决该问题，通过分析一次除尘和二次除尘的灰量及排灰温度，最终将二次除尘的卸灰管道直接改到斗式提升机上，并且在输灰管上安装了控制流量阀门，从而控制了斗式提升机的卸灰量。通过此次优化，减小了链式刮板机的工作负荷，延长了链式刮板机的使用寿命。

1.5 焦罐罐口优化

在生产过程中，装满焦碳的焦罐是通过提升机运送到干熄炉中的，所以吊装过程是干熄焦生产的重要环节。提升过程中，焦罐盖要盖在装满红焦的焦罐上。由于焦罐盖长期处于高温灼烧的状态，盖下的耐火材料容易脱落，使焦罐在提升过程中容易跑偏，出现无法提升的状态。解决该问题方法是对焦罐罐口进行优化，即：在焦罐的罐口均匀焊接长 200 mm,宽 100 mm 的延长板，均匀焊接6块并且加焊立筋板保证延长板的强度，如图3所示。焦罐罐盖在高温下发生变形后出现偏盖，但在延长板的支撑作用下不会掉落，有效地避免了事故的发生。该部件的优化大大降低了焦罐盖盖偏的事故发生，确保了生产的正常运行。

图3 干熄焦焦罐罐口

1.6 提升机电缆拖链小车改造

干熄焦提升机电缆小车是干熄焦动力系统的关键设备，主要作用是随着提升机拖缆左右平移，为提升机提供移动式的稳定电源。原设计的电缆小车是将电缆铺设在提前安装好的行走小车上，小车通过链轮在轨道上移动。由于小车经常在室外工作，传动链条腐蚀、生锈严重，导致小车的传动链条极易卡阻、脱落。小车故障后，不能随提升机一起移动，从而造成小车撞坏事故。改造后的电缆拖链小车，用厚为 20 mm 的钢板制作固定架，将固定架与提升机焊接成整体。将电缆拖链小车的两个浮动头固定在固定架上。所有电缆利用卡板固定在一起，行成一个柔性的电缆链，两端用浮动头固定，与提升机行成一个整体。将电缆槽铺设在电缆下面，行成一个电缆的移动轨迹，为电缆的移动做好导向作用。因而电缆在提升机的驱动下进行左右平移，为提升机提供稳定的电源。改造后的电缆拖链小车行走轻便，不会出现卡组，降低了检修劳动强度。

1.7 装入装置优化改进

干熄焦装入装置是干熄焦生产的重要设备，起到装焦和布焦的作用。由于其在高温状态下工作，导致整体钢结构发生变形，前后梁出现下弓现象，从而使装入装置整体下沉，且装入装置中间的料钟与干熄焦炉体上的水封槽发生碰撞，严重影响生产。在保证干熄焦装入装置的整体结构刚性不变的情况下对装入装置进行整体垫板，使装入装置整体上升,然后再对前后梁进行焊筋板加固，达到使用效果。在实施过程中，先在装入装置左右两侧各选取受力分布均匀的3个支撑点，并焊接顶板，然后再用千斤顶顶在选取的支撑点位上，并且左右两边同时吃力，致使装入装置整体与支撑架分离。此时，将检修前下料制作好的整体垫板插入装入装置与支撑架的6个连接部位，放下千斤顶，并用中碳钢螺栓将6个连接部位进行刚性连接，形成刚性整体，然后再将垫板与装入装置焊接为一个整体，然后又将下弓的前后梁进行调整，并加筋焊接，从而保证了梁的挠性[5]。优化后干熄焦装入装置在保证刚性不变的情况下整体垫高，装入装置中间的料钟与干熄焦炉体上的水封槽不再发生碰撞，恢复了正常使用的效果。

1.8 焦罐盖在线优化改造

在干熄焦的生产中，焦罐是用来将焦炉推出的红焦运送到干熄炉的设备。在焦罐装满红焦提升到干熄炉顶部的过程中，为了保护提升装置不被红焦的高温烧坏，以及防止烟尘外溢，在焦罐的顶部使用焦罐盖将红焦盖住。原设计焦罐盖的结构是焦罐盖中间为钢骨架，在钢骨架的上面和底面分别焊接钢板。焦罐盖底面钢板与红焦高温直接接触，为了保护底面钢板不被烧坏，在底面钢板的下表面安装了耐高温材料。在焦罐盖使用一段时间后，焦罐盖底面钢板的耐热材料出现脱落现象，致使底面钢板暴露在高温之下，开始灼烧钢板。在长时间经受高温烘烤的情况下，底面钢板产生变形、焊口崩开、钢板出现翘角等状况。如不及时处理，有可能造成钢板脱落。钢板脱落到焦罐中会随红焦一起被装入干熄炉，在干熄炉排焦过程中造成旋转密封阀排焦设备事故，同时焦罐的提升装置也会因火焰窜出烧坏并且会有大量的焦烟外溢。原来一般处理焦罐盖损坏的方法是将在线的焦罐盖更换为备用焦罐盖，换下的焦罐盖不能进行在线修复，大大缩短了焦罐盖的使用寿命，增加了生产成本，同时也增加了停机时间。在对损坏的焦罐盖进行线下维修时，维修人员对焦罐盖变形的底面钢板用大锤敲击，将变形矫正后进行焊接。但是，焊接后还会发生因焊口裂开造成钢板坠落导致堵塞旋转密封阀的设备事故，因此目前的维修方法不能彻底解决焦罐盖受损修复的问题。

通过现场研究与分析，创新优化了检修方法，对焦罐大盖进行了在线优化修复，测量焦罐盖底部变形钢板到顶部之间的距离；按照焦罐盖底部变形钢板到顶部之间的距离，加工制作4根丝杠及多个螺母，丝杠与螺母相匹配，再用钢板加工8个带孔的垫板，垫板孔的直径与丝杠的直径相匹配；将在线焦罐盖放到待机位置冷却至可以靠近加工的温度，将焦罐盖烧坏变形部位全部切割掉，并用钢板将焦罐盖切割掉的部位整体焊接且留下两个 100 mm×100 mm 的方形口，焦罐盖的下部用木板制作相应大小的盖板，然后在焦罐盖顶面钢板和下面的木板部位相应位置开孔，开孔直径与丝杠直径相匹配；将加工好的丝杠一头套上垫板，拧上双螺母，然后将丝杠的另一头从焦罐盖底面木板的开孔穿到焦罐盖顶面钢板的开孔中，在焦罐盖顶面钢板露出的丝杠上端套上垫板，拧上螺母；在丝杠两端的螺母上使用扳手进行紧固，然后在木板和钢板的夹层部位加注耐火浇注料，待耐火材料凝固后再将焦罐底部缺失的耐材脱落部位修复，从而将烧坏的焦罐大盖进行了在线修复。对焦罐大盖进行了在线优化修复，能够彻底解决了因焊口裂开造成钢板坠落导致堵塞旋转密封阀的设备事故的问题。

2 改造后效果

干熄焦水封槽吹扫优化改造后的风管，通过有序排列，可有效地将水封槽中的焦粉沉淀物进行清扫，并随着满流水排出。干熄焦滑动水封罩通过在连接法兰和滑动水封罩上均焊接连接挡板，然后将防火布安装在连接法兰和滑动水封罩上，避免了火焰直接烧防火布，延长了防火布的使用寿命，有效抑制了焦烟外溢，保护了环境。优化干熄焦滑动水封罩入水翻转机构使滑动水封罩的入水深度达到要求，防止了焦尘外溢，不仅保护了环境，而且延长了水封槽和水封大盖的使用寿命。干熄焦一、二次除尘卸灰系统优化，减小了链式刮板机的工作负荷，延长了链式刮板机的使用寿命，降低了故障率，节约了大量的检修费用和备件费用。焦罐罐口延长板对焦罐盖起到了支撑作用，焦罐罐盖在高温下发生变形后出现偏盖，但在延长板的支撑作用下不会掉落，有效地避免了事故的发生，该部件的优化大大降低了焦罐盖盖偏的事故发生，确保了生产的正常运行。干熄焦提升机电缆拖链小车改造后,小车行走轻便，不会出现卡阻，降低了检修劳动强度为生产稳定顺行提供了有力保证。焦罐大盖的在线修复，大大延长了焦罐盖的使用寿命，降低了生产成本，减少了生产事故的发生，从而使生产稳定顺行。

3 结语

利用上述的优化方案对干熄焦的关键设备技术改进与优化，解决了干熄焦设备系统在工作过程中存在的缺陷问题。此次干熄焦设备的优化升级，是以多年干熄焦运行状态的总结为基础，各处的优化升级都达到了良好的效果。因此干熄焦设备的创新优化方案的实施有效地减少了生产事故，提高了生产效率，确保了生产的稳定顺行。