目前,我國大型搗固煉焦技術開發(fā)應用雖只有10年時間,但所開發(fā)的焦爐配套機械設備基本滿足了搗固煉焦生產(chǎn)的需要,而在主體設備、關鍵部件和檢修規(guī)范方面存在一些問題,亟須改進優(yōu)化。
大型搗固焦技術發(fā)展的“黃金期”
“十一五”期間是我國大型搗固煉焦技術發(fā)展的“黃金期”,我國煉焦工作者大膽摸索總結(jié)搗固煉焦技術的實踐經(jīng)驗,研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的大型、高效搗固焦爐及配套機械裝備,先后開發(fā)了炭化室高5.5米、6米乃至6.25米系列搗固煉焦爐,世界最高的7.63米搗固焦爐也在河南成功出焦,推動了我國大型搗固煉焦技術的發(fā)展。
大型搗固焦爐機械設備的開發(fā)。大型搗固焦爐配套的關鍵設備是裝煤車及搗固機,其技術難點是煤車重心高、負載大、啟動制動力矩大,開發(fā)的多向自適應、自糾偏技術,解決了精確定位困難的問題:以側(cè)板搓動力分離式脫模技術來消除煤餅黏連和塌煤現(xiàn)象,以特殊設計的防脹箱技術來應對煤餅側(cè)向膨脹及消煙除塵。
國內(nèi)有關高校發(fā)揮幾十年焦化專業(yè)的特長,研究了大位移細長搗桿的非線性振動問題,提出了臨界質(zhì)量控制技術及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術,開發(fā)出密集布錘固定錘位搗固技術,解決了搗固機的大位移細長搗桿臨界質(zhì)量控制及密集布錘固定錘位搗固兩大技術難題,成功應用在河南某6米搗固焦爐上。
有關企業(yè)總結(jié)大型頂裝焦爐的經(jīng)驗,開發(fā)的6.25米搗固裝煤推焦一體機(SCP機),增設了爐框密封裝置、機側(cè)爐頭煙氣除塵裝置、吹掃石墨裝置和手動切煤餅裝置,運行采用二點定位方式,使大型搗固焦爐機車得以實現(xiàn)多孔化作業(yè)。
煙塵控制技術的研發(fā)。搗固焦爐裝煤煙塵具有發(fā)生量大、煙塵數(shù)量成分呈動態(tài)變化的特點,U型管配高壓氨水裝煤噴射,裝煤推焦機上安裝有活動的爐門密封框,減少煙塵外泄;在機側(cè)和焦側(cè)爐門設置爐頭煙吸塵裝置;焦側(cè)爐門煙塵吸至集塵管,進入推焦除塵地面站,大大提高了搗固焦爐的環(huán)保水平。
某焦化企業(yè)以U型管導煙技術為核心,開發(fā)帶布袋除塵器的爐頂導煙車,配合熱浮力罩和大爐門密封裝置上的軟結(jié)構(gòu)吸收荒煤氣,輔助上升管高壓氨水噴射和集氣管壓力自動控制系統(tǒng),使裝煤塵得到了有效抑制。
大型搗固煉焦裝備如何“壯骨”
2012年我國5.5米以上搗固焦爐總數(shù)已達370座,焦炭產(chǎn)能接近2億噸,相當于每年少用強黏結(jié)性煉焦煤4900萬噸,但目前相當一部分搗固焦爐機械裝備運行的穩(wěn)定性存在著諸多難題,需要設計單位、設備制造企業(yè)和焦化企業(yè)共同攻關破解。
強化大型搗固機械的開發(fā)和維護。大型搗固焦爐所使用的搗固機和裝煤推焦機,或搗固、裝煤推焦一體機,均屬于大型焦爐機械,重量大、結(jié)構(gòu)復雜、磨損和故障率相對較高,維修費用亦高,任何一臺機械一旦出現(xiàn)問題,就會直接影響生產(chǎn)操作和焦炭質(zhì)量。
隨著搗固焦爐炭化室的加高和加寬,煤餅的穩(wěn)定性顯得越發(fā)重要,這就需要可靠的搗固機械。目前大型搗固焦爐的煤餅坍塌率一般在0.3%~0.5%,一遇雨季配合煤水分增高,坍塌率會更高。這就須要加強實用搗固、裝煤推焦一體機的研究開發(fā),掌握大型搗固焦爐機械關鍵設備的生產(chǎn)制造技術,確保不同爐型煤餅堆積密度的不同性,降低煤餅坍塌率;6.25米搗固焦爐配置的煤餅切割和余煤回收裝置,須進一步改進推廣到其他類型搗固焦爐上,以保證煉焦生產(chǎn)的順行,解決煤餅垮塌后的煙塵污染問題。
搗固焦爐設備復雜、自動化控制程度高,這就需要煉焦企業(yè)提高檢修和操作水平,加強對焦爐機械設備的定檢、定修維護,降低設備事故率,提高作業(yè)率。
搗固煉焦技術特別是大型搗固焦爐在我國的應用,其設備的檢修與維護、焦爐各項熱工指標也發(fā)生深刻變化,須要對搗固焦爐設備管理、設備使用維護規(guī)程進一步探討改進,建立適應我國大型搗固焦爐裝備技術管理的新思路和相關規(guī)定等,以發(fā)揮搗固焦爐四大機車的運行管理、自動化控制技術功能。
優(yōu)化生產(chǎn)操作的自動控制系統(tǒng)。大型搗固焦爐的搗煤餅、裝煤、消煙等各項作業(yè),與自動聯(lián)鎖控制息息相關。搗固煉焦四大機車一次對位、煤餅搗固、裝煤及推焦的動作聯(lián)鎖,比起頂裝焦爐更應齊全且復雜,以5.5米搗固焦爐控制程序為例,21錘移動搗固機與10臺搖動給料機根據(jù)工藝要求進行程序控制,實現(xiàn)煤餅搗固過程全自動化;裝煤車采用PLC控制,整個裝煤過程必須具備自動和手動相互切換的功能。
據(jù)某搗固煉焦企業(yè)統(tǒng)計,焦爐設備事故的60%是由軟件程序引發(fā)的。焦餅倒塌、裝煤煙塵等問題困擾著搗固煉焦企業(yè),目前大多焦爐機車只具備聯(lián)鎖操作的功能,尚未做到自動控制,亟須開發(fā)完善根據(jù)工藝要求的生產(chǎn)過程控制程序,進而實現(xiàn)全部生產(chǎn)作業(yè)動作的全自動化。
改進裝煤推焦煙塵捕集技術。搗固焦爐由敞開的機側(cè)推入煤餅,帶來機側(cè)爐門大量冒煙,消煙除塵遠比頂裝焦爐困難,至今國內(nèi)外搗固焦爐的裝煤除塵效果大都不十分理想,或集塵干管接口閥變形而失去密封性能,或集塵布袋易燒損,都影響滅煙效果。
目前尚有40%的搗固焦爐機側(cè)裝煤過程中產(chǎn)生的煙塵污染未能達標,只有50%的搗固焦爐裝煤除塵配備爐門密封框,且容易出現(xiàn)長期經(jīng)受高溫烘烤而變形的問題,又因為缺乏及時的維護與檢修,無法發(fā)揮正常的消煙功能,這就需要科研院所與設備制造廠家聯(lián)合,優(yōu)化消煙方案設計,改進除塵設施,以適應高溫環(huán)境的現(xiàn)場條件。
在搗固裝煤作業(yè)時,采用安裝于爐頂導煙車上的U型導煙管,將裝爐煙氣導入鄰近的處于結(jié)焦后半期的炭化室并配合高壓氨水噴射技術,再采用在裝煤推焦機上安裝的活動式爐門密封框和爐頂吸塵罩,進一步減少煙塵外泄,是解決這一問題的較好方法。但這也帶來無法克服的弊端,由于炭化室過大負壓,爐墻串漏,煙囪經(jīng)常冒煙。
某設計單位的裝煤除塵和出焦除塵設在焦爐爐頂?shù)囊惑w化方案,距離塵源排放點較近,省去上百米長的吸塵干管和眾多的接口閥,并采用干式煙塵凈化和預噴涂技術,以及低阻文丘里脈沖袋式除塵器,其煙塵捕集率大于95%,凈化后煙氣粉塵排放量小于50毫克/立方米。
唐山某企業(yè)把開啟高壓氨水的時間與托煤板進入炭化室時間相聯(lián)鎖,來控制裝煤煙塵,不失為一種較好的方法。
尋求高材質(zhì)的備品備件。大型搗固焦爐的推焦裝煤作業(yè)頻繁,設備部件極易磨損,例如托煤底板使用不到1年就須更換,摩擦板使用壽命也只有3個~6個月,搖動給料機曲軸磨損快,搗固箱膨脹及搗固錘摩擦板常出現(xiàn)斷裂,搗固桿彎曲變形等。這些須要共同攻關,針對缺陷原因,進行調(diào)質(zhì)處理,尋求耐磨、耐沖擊的高性能、低成本材質(zhì),延長備件使用壽命,減輕維護工作量,以適應高頻率作業(yè)的需求。
我國大型搗固焦爐的總座數(shù)及總產(chǎn)能目前均居世界第一。自主開發(fā)的系列焦爐配套機械設備,使我國搗固煉焦技術躍入世界先進行列,但機械裝備技術存在的諸多難題須要破解,如關鍵設備的國產(chǎn)化和設計的優(yōu)化、特種備件材質(zhì)的質(zhì)量提升,以適應搗固焦爐裝備長期、安全、高效運行,這也是業(yè)內(nèi)人士的共同關注與期盼。
- [責任編輯:Puyunyun]


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