干熄焦重力除尘器料位监控的有效措施

巩 磊，孟庆民，杨德成，张 坤，刘 东

（山东泰山钢铁集团焦化公司，山东 济南 271100）

1 前 言

干熄焦的一次除尘器就是1DC 安装在干熄炉及锅炉之间，干熄焦装置其原料为焦炉炭化室推出的红焦，由于存在较多的小颗粒焦炭及粉尘，装入干熄炉后会进入气体循环系统，导致循环气体内存在大量细小颗粒物和粉尘。如果这些粉尘未加以分离，将会严重磨损循环风机及循环系统设备，并且在循环系统内越积越多，导致循环气体流通不畅。因此，根据粉尘粒度的大小及气体循环系统各部位对粉尘浓度的不同要求，在干熄焦不同位置分别设置了一次除尘器和二次除尘器装置，用来分离焦炭粉尘，分离后的粉尘统称工艺除尘灰。干熄焦一次除尘器即1DC为重力除尘器，1DC水冷套管的安全运行对干熄焦非常重要，一旦水冷套管运行异常，造成的后果是非常严重。介绍了1DC水冷套管的安全运行措施与因异常运行造成的事故危害。

2 重力除尘器运行原理

从干熄炉内经换热后的高温循环气体，经一次除尘器进入锅炉。由于循环气体在干熄炉内与高温焦炭进行了换热，在流经一次除尘器时，需要将部分大颗粒焦粉通过重力除尘的原理去除，避免进入锅炉的循环气体有大颗粒焦粉，对锅炉炉管造成严重的磨损。因此为了保障锅炉安全运行，1DC也必须安全运行。

一次除尘器又称重力除尘器，重力除尘器的基本工作原理是，在沉降室内，利用粉尘所受重力，将大颗粒粉尘进行分离。直径为d、密度为ρs的球形颗粒物在密度为ρ的流体中重力沉降时，受到三个力的共同影响，即重力、阻力和流体对颗粒物的浮力。粉尘在一次除尘器内的沉降速度越快，所受的流动阻力越大，当达到一个临界沉降速度时，粉尘所受三力平衡，通过对粉尘受力情况的分析以及流体的性质，就可以得到一定尺寸的重力除尘器最大的沉降速度、能够分离的最小颗粒直径和出口粉尘质量浓度。干熄焦一次除尘器要求出口粉尘质量浓度≤10 g/m3，从而降低循环气体中粉尘对锅炉过热器造成的磨损，延长锅炉使用寿命。

经过重力除尘进入水冷套管的高温红灰，被水冷套管中的循环水冷却后，最终经旋转阀进入中间仓，然后经工艺除尘输灰系统输送至大灰仓。如果水冷套管的料位监控不及时，可能会出现满灰或排空的现象。无论是满灰或排空，都可能造成严重的后果，因此对1DC料位的监控在干熄焦生产过程中很重要。

3 1DC满灰或排空的危害

一次除尘器的主要作用就是去除循环气体中较大颗粒的灰尘，以减少对锅炉炉管的冲刷。一次除尘器采用重力沉降方式，其优点是气流阻力损耗少，缺点是槽体体积庞大。槽顶部采用耐火砖拱顶结构，结构简单强度大。1DC 主要由壳体、金属支架及砌体构成，工作在负压状态。外壳用钢板焊制，内衬耐磨耐火砖。为提高一次除尘器的除尘效率，在除尘器中设有挡墙。一次除尘器的底锥部出口分隔成漏斗状，下面连接两叉溜槽以将焦粉导入冷却套管。一次除尘器上设有人孔，还设有温度测量装置、压力测量装置等，顶部设有紧急放散口。

流经一次除尘器的循环气体温度为800～980 ℃，循环风量约214 000 m3/h，尺寸约5.3 m×3.7 m，采用桁架或框架钢结构。当长时间满灰时，红灰堆积在挡墙附近，对挡墙形成一定的压力，容易造成挡墙坍塌现象。1DC挡墙一旦坍塌，轻则耐火砖进入水冷套管，堵塞水冷套管和旋转阀，使之不能正常排灰，重则耐火砖进入锅炉，堵塞锅炉换热空间，降低锅炉换热效率，甚至砸坏和磨损炉管造成锅炉爆管的严重事故。

如果长时间排空，红灰将会不经过冷却直接排到中间仓，致使中间仓温度急剧上升，不仅有可能会因排出红灰引燃焦粉烧坏输灰设备，而且有可能烧坏水冷套管，造成水冷套管内部漏水，水漏出来后与除尘灰混合难以输运。当水与高温红灰接触后还会汽化为水蒸气，使循环系统中水蒸气含量上升，最终与高温焦炭反应产生易燃易爆的一氧化碳和氢气，产生重大隐患。

因一次除尘处于循环气体系统中，在正常的生产过程中，无法对其内部进行点检，但通过检测外表面的温度可初步判定炉墙损坏的部位和程度。通过调节运行参数来加强维护。利用年修进行全面的检查和维修。

如果出现满灰导致的挡墙坍塌，需在年修时处理，如果因排空导致设备故障或水冷套管烧穿，需维护设备并更换水冷套管。这些都需要消耗大量的人力物力，因此为避免出现此类事故，需要预防，而预防的关键就是及时掌握1DC 中除尘灰的料位信息。

估计料位的方法主要有巡检现场查看和主控监视中间仓温度两种方式进行。巡检可以通过现场观察料位的小孔，在定期巡检过程中检查料位，从而确定水冷套管是否处在安全合理的料位区间。主控可以通过中间仓温度来监视，由于红灰在水冷套管内被循环水冷却需要一个过程和一定的时间，因此从上到下有一个温度分布，越往上温度越高，越往下温度越低。当中间仓温度长时间很低时，可以断定水冷套管处在高料位状态，可以通过旋转阀多排几次灰或者将排灰时间适当增加，直到中间仓温度略有升高为止；当中间仓温度急剧上升时，可以确认水冷套管内的红灰基本排空，此时需将排灰旋转阀设置手动，停止排灰，待中间仓温度下降时，再决定是否排灰，根据操作经验，一般中间仓温度不宜超过100 ℃。

“什么问题？对不起，我已经忘了。”曾真冷言答道，转身要走，张仲平急忙拦住：“别啊，你可千万不能把你的问题忘了，你一定得想起来，不然我会内疚的，我会遗憾终身的。”

4 重力除尘器料位监控措施

4.1 运行原则

1DC 安全运行的关键是控制好水冷套管的料位，指通过采取有效的管理和技术措施，确保生产、运营、服务等活动正常进行，可以防止意外事故发生，确保人员、财产和环境的安全。

1DC安全运行的原则：预防为主。在安全运行过程中，应始终坚持预防为主的原则。通过事先识别和评估潜在的安全风险，采取有效的预防措施，降低事故发生的概率。

安全第一。在生产、运营、服务等活动过程中，应将安全放在首要位置。当安全与生产、成本、进度等发生冲突时，应优先考虑安全。

持续改进。安全运行是一个持续的过程，需要不断优化和完善。应通过对事故的总结、对潜在风险的监测、对先进技术的应用，不断改进安全运行的策略和方法。

1DC安全运行的实践方法。设备管理：建立完善的设备管理制度，对重要设备进行定期检查和维护，确保设备的正常运转。同时，应采用先进的设备故障诊断和预警技术，及时发现和处理设备潜在的问题。

安全监控。通过在关键部位设置监控装置，实时监测生产环境、工艺过程等环节，确保各项安全指标控制在规定范围内。同时，应对监控数据进行深入分析，及时发现和解决潜在的安全隐患。

人员培训。强化员工安全意识培训，提高员工的安全操作技能和应急处理能力。通过定期组织演练，使员工熟悉各种突发事件的处理流程，做到遇事不慌、正确应对。

风险评估。定期进行全面的安全风险评估，识别和评估潜在的安全风险源。针对评估结果，制定相应的预防措施，降低事故发生的可能性。

应急管理。建立健全应急管理体系，明确应急响应流程。通过事先制定应急预案，确保在突发事件发生时能够迅速做出响应，减轻事故造成的损失。

4.2 运行措施

1DC料位的监控确保了水冷套管的安全运行，工艺安全运行措施旨在确保生产过程中设备、人员和系统的安全，降低事故风险，提高生产效率，以及保障企业的稳定可持续发展。其基本原则是：对工艺安全运行进行全面、系统地规划和设计，将事故发生的可能性降至最低。在生产过程中，始终将安全放在首位，严格遵守国家和地方的相关法规、标准，保证工艺安全运行符合相关要求。通过监测、检查和评估，不断发现和改进工艺安全运行的薄弱环节，提高工艺安全运行水平。

通过建立完善的工艺设备管理制度，包括设备的定期检查、维护和保养，确保设备的正常运转。特别对于关键设备，应增加检查频次，确保其稳定可靠。

通过制定详细、明确的工艺操作规程，使每个员工都能理解并按照规定的步骤和程序操作。规程中应包括异常情况的应急处理方法，以备不时之需。

通过定期对员工进行工艺安全运行的培训，提高员工的技能水平和安全意识。培训内容应包括工艺原理、操作规程、应急处理等，使员工能够熟练、准确地操作设备。

通过定期进行工艺安全风险评估，识别和评估潜在的安全风险源。针对评估结果，制定相应的预防措施，降低事故发生的可能性。

通过制定完善的应急预案，明确应对突发事件的流程和责任人。预案应包括应急组织、通讯联络、现场处置等内容，确保在突发事件发生时能够迅速、有效地响应。

通过定期进行工艺安全检查，发现和纠正现场存在的问题。对于检查中发现的隐患，应立即采取整改措施，消除事故隐患。

通过建立完备的工艺参数监控系统，实时监控生产过程中的各项工艺参数，如温度、料位等。确保各项参数在规定范围内，防止异常情况的发生。

通过建立事故报告和调查制度，及时报告工艺安全事故，对事故进行深入调查和分析。通过事故的总结和教训的吸取，改进工艺安全运行措施，提高企业的安全管理水平。

4.3 巩固措施

为了引起岗位相关操作人员对1DC 料位的高度重视，车间依据实际情况，分别对巡检工和主控工进行了相关规定。要求巡检人员在每次巡检过程中观察1DC料位状况，主控操作人员密切关注中间仓温度，确保中间仓温度在合理的范围内。通过制度的有效执行，形成操作习惯和个人经验，从而对1DC料位的监控效果进行巩固，达到长期安全运行的目的。

5 结 语

由于1DC满灰或排空可能造成的严重后果，要求做好预防工作，对1DC 料位进行强化监控和监督，确保水冷套管安全稳定运行，避免因挡墙坍塌、排出红灰或水冷套管烧穿造成的损失。通过各项措施的有效实施，1DC 料位控制得到了有效的改善，避免了排红灰现象的发生。通过探讨安全运行的重要性、基本原则及实践方法，为企业实现安全运行提供了有益的参考。