干熄焦实施关键问题的实践与总结



干熄焦实施关键问题的实践与总结

李冬庆

（北京泰豪智能科技有限公司，北京102206）

【摘要】通过某焦化企业干熄焦项目的实施，从设计及设备的角度对过程中遇到的问题进行了分析和总结，并对部分问题提出了解决方案。

【关键词】干熄焦；技术；设备；总结

1　引言

干熄焦是采用惰性气体熄灭冷却炽热焦炭的一种熄焦方法，它回收利用红焦的显热，改善焦炭质量，减轻环境污染[1]。经过近几十年的发展，干熄焦技术基本成熟，获得了广泛应用。随着设备大型化及系统集成水平不断提高，干熄焦项目的投资增大，降低运行维保费用，提高运转率成为提高投资回报追求的目标。因此，提高项目实施的质量水平，多方面借鉴已有成熟经验，从一开始进行持续的设计、建设及运营维护质量管理成为可能。

某焦化企业现有2×72孔4.3 m捣固焦炉，配套建设了一座125 t/h干熄焦项目。该项目属于后期技术改造项目，与常规的干熄焦项目相比，其主要区别在于该项目不发电只对外供汽，采用的是方型焦罐、有横移牵引系统和焦炉大烟道余热系统。笔者通过该项目的实施，结合现有的文献资料，从设计工作及设备角度对所遇到的关键问题进行了分析和总结。

2　设计方面

设计工作对一个项目至关重要，是一个项目质量保证的前提，也能给后续运营维护带来便利。通过该项目的实施，对有关设计方面的经验进行了分析和总结，具体如下：

（1）优先采用运焦系统共轨技术方案，即干熄焦和湿熄焦的电机车和焦罐在一条轨道上运行，红焦在电机车牵引下可以直接到达干熄炉或者熄焦塔，无需横移牵引系统装置。根据现场实际监测每罐红焦装焦横移牵引时间为1~2 min，平均耗时为1.5 min；同时，横移牵引系统运行中故障点较多，给生产带来不利影响。因此，此类项目应优先采用共轨技术方案，其显著优点是焦罐在电机车的牵引下直接运行到干熄炉下部，并进入提升工序，系统简单，每天节约时间可观，大大便利了焦炉及干熄焦的生产安排和管理，减少了故障点，生产更为顺畅。

（2）统筹焦炉大烟道余热利用。本项目实施时建设了焦炉烟道气余热回收锅炉系统，产生0.7 MPa的饱和蒸汽，用于干熄焦系统的热力除氧。其优点是充分利用了焦炉大烟道的烟气余热，解决了干熄焦除氧气源的问题，减少了干熄焦系统对主蒸汽的自耗，经统筹考虑，系统流畅，充分实现了能源梯级利用的目的。另外，热管余热锅炉的使用实现了低温高效传热，基本无需维护，稳定性好。

（3）做好牵车台的设计与改造。本项目在实施时未能考虑充分，导致目前不能在牵车台上进行焦罐台车底板闸门的开关、检修与维护，每次都要动用大型吊车吊至临时检修支架上，给维护工作带来不便，增加了成本；其次，电机车和焦罐台车上下线不便利，费时费力。因此，牵车台的设计、改造要充分考虑到设备的检修作业位置、空间和工装，尤其是要便于焦罐底闸门的检修；同时牵车台的设计也要便于机车、焦罐的上下线，尽量采用辅助机械设备，减少人力投入。

（4）干湿焦系统要分开，即输送及焦炭成品仓要实现干熄焦和湿熄焦的分开功能，避免干湿混合，影响产品质量。这样的配置便于焦炉能连续运行，干熄焦系统发生故障或检修时，不影响焦炉的生产。

3　设备方面

设备的选型、档次、技术水平等也是一个项目质量的重要依据，选用质量好、故障率低、寿命长的产品关系到干熄焦系统能否长期连续稳定的运行，直接影响到运营维护工作量、成本，以及项目的生产效益。通过项目的实施，对有关设备方面的经验进行了详细分析，具体如下：

（1）选用干湿两用型牵引电机车。干熄焦系统电机车所需要的牵引力远大于湿熄焦系统的电机车，设备选型时一定要采用干湿两用型牵引电机车。据此，该项目正常生产时将一台湿熄焦车常驻湿熄焦塔中，不影响干熄焦系统运行，电机车牵引干熄焦罐进行生产；干熄焦故障时，电机车可迅速牵引湿熄焦车进行工作，不影响焦炉的正常出焦。从确保生产连续性、简化系统设备等方面来评价，选用干湿两用型牵引电机车十分必要，使用效果显著。

（2）焦罐台车信号线隔热保护。设备厂商所供设备在接焦过程中，经常发生红焦跌落在信号线穿线管上将信号线烧毁的故障。主要由于设备供应商忽略了信号线路的隔热防护措施，引起设备故障，不但影响生产、维修不便，而且存在安全隐患。针对此问题可以采取两种方法加以解决，第一，将穿线管全部安装在焦罐台车下部，保证红焦从任何角度跌落都不能与之产生接触；第二，将穿线管安装在槽盒中间，穿线管和槽盒之间用耐高温石棉布填充后再盖好槽盒盖。由于受现场条件限制，项目采用第二种方案加以改造，运行效果良好。

（3）焦罐衬板需要提前进行优化设计[2]。该项目由于轨道和焦炉之间的距离小，难以采用圆形焦罐，进而选择了方形焦罐，实际运行时发现焦罐衬板使用寿命很短，一般3个月左右，导致维护工作量和成本大为增高。经过分析，焦罐衬板的使用寿命和衬板的大小、厚度、材质、结构密切相关，由于焦罐已经定型，无法调整衬板的大小及厚度，仅可在材质和局部结构方面进行优化，以改善目前的状况。因此，在焦罐设备设计时一定要从以下几点进行优化，提高衬板的使用寿命，降低维护工作量，具体如：①减小单块衬板的大小，降低热胀冷缩的变形量，降低单块更换成本；②适当增加衬板厚度，提高强度，降低空鼓变形；③选用耐热材质；④优化衬板加强筋的布置，通过数值模拟研究最佳的筋板布置方式，提高结构强度。另外，衬板的设计还需要将一个上部吊耳和下部两个挂钩的安装方式，改变为在上部再加装两个挂钩，安装时将挂钩用钢筋与焦罐骨架焊接，下部调节挂钩螺栓也用钢筋与焦罐体骨架焊接[2，5]，以此来避免衬板掉入干熄炉内卡坏旋转密封阀。

（4）设置炉顶备用冷却水箱。根据现有项目运行情况来看，干熄炉水封槽容易发生开裂[3]，其原因主要由于水封槽处于高温环境，采用水冷措施，保持其正常工作状态，一旦缺水或者供水中断都会导致水封槽发生开裂的情况。为了避免此种情况发生本项目在炉顶增加了监控录像和一个备用冷却水箱，一旦发生缺水事故，可以打开备用水箱阀门给水封槽供水，维持设备正常运行，实际效果良好。

（5）焦罐盖的优化设计。本项目试生产过程中，发现矩形焦罐盖在长度方向中间发生向下弯曲变形，导致两端上翘盖不严，而且有逐渐发展的趋势。经过分析发现，焦罐盖是沿长度方向在中间断开，现场再用螺栓拼接连接的，其连接方式和连接侧材料的强度不足以承担焦罐盖本身的重量，因此发生变形。采取在焦罐盖上部增加型钢与焦罐盖框架在拼接处两侧进行焊接加强，使焦罐盖的变形问题得到解决。由此可以知道，在焦罐盖的设计中，要充分考虑拼接缝两侧的连接强度，最好将拼接缝设置在焦罐短边一侧，这样拼接后也不会发生变形问题。

（6）循环风机磨损预防。循环风机是干熄焦的系统的核心设备，现在绝大多数项目采用一工，无备用的配置，这就要求风机的故障率低，质量要求高，特别要求拥有较高的抗粉尘磨损性能。实际使用中最容易发生风机机壳、叶轮及风管的磨损。鉴于风机的重要性，本项目在实施时采取了几项预防措施：①循环风机入口增设气体含尘量检测仪，使得运行人员能第一时间掌握循环气体中的粉尘含量及其变化，以指导生产；②降低了干熄炉及斜道口处气体流速，减小气体携带的焦粉量；③提高一二次除尘器的除尘效率；④提高风机机壳及叶轮的耐磨性[5]。

（7）提升和走行双电机配置。在干熄焦项目实施过程中为了确保运行安全，关键设备的选择要以安全运行为首要条件。为了确保焦罐提升和走行的安全，本项目实施选择采用提升和走行电机双配置的方案，在任意一台出现故障时，也不会影响生产，较常规系统更加安全可靠。

（8）采用风机变频。针对除尘风机、循环风机选择采用变频技术，淘汰了原先液耦或油压调速器的设计方案，新方案降低了机械故障发生点，增大了设备可调节范围，增强了变工况下的系统稳定运行能力，节约电能。实践证明这样的选择是正确的。

4　结语

通过一座125 t/h干熄焦项目的实施，对过程中涉及的问题从技术和设备两个方面进行了分析和总结。所实施项目经过一年多的运行实践表明，上述选择具有积极意义，既提高了系统运行的连续性和安全性，又降低了检修维护要求和成本。因受项目条件限制而未能实现的部分，也将给其他项目提供借鉴。

[参考文献]

[1]罗时政，乔继军，张丙林.干熄焦生产操作与设备维护[M].北京：冶金工业出版社，2009.

[2]全喜红.干熄焦旋转焦罐衬板的改造[J].燃料与化工，2011，42 （2）：24.

[3]马希博，甘秀石.鞍钢干熄焦工艺存在的问题及改进措施[J].鞍钢技术，2011，367（1）：42-47.

[4]甘宪程.干熄焦红焦装入系统设备优化与技术改造[J].酒钢科技. 2011，4：12-14.

[5]王亚东，赵云峰.大型捣固焦炉配套干熄焦的设计与开发[J].燃料与化工. 2013，44（2）：20-23.

Practice and Conclusion of the Key Issues in CDQ Implementation

LI Dongqing

(Beijing Taihao Intelligence Science and Technology Co., Ltd., Beijing 102206, China)

【Abstract】A coking plant implemented a coke dry quenching (CDQ) project. Problems during the implementation process of the project were analyzed and concluded from the angles of designing and equipment and solutions to some of the problems were also provided.

【Keywords】CDQ; technology; equipment; conclude

作者简介：李冬庆（1979－），男，毕业于南京工业大学热能与动力工程专业，硕士研究生学历，现从事工业余热余压利用技术，高效传热传质设备技术研究工作。

收稿日期：2015－09－18

【文章编号】1006-6764(2015)12-0024-03

【文献标识码】B

【中图分类号】TQ520.6