U形管导烟车存在的问题及其解决方案

赵思春

（太原重工股份有限公司技术中心焦化所，山西太原030024）

U形管导烟车存在的问题及其解决方案

赵思春

（太原重工股份有限公司技术中心焦化所，山西太原030024）

主要介绍U形管导烟车在调试和使用的过程中存在的几个主要问题及其解决方案。

焦炉；导烟车；问题改进

引言

焦炉在装煤过程中将有大量的荒煤气及烟尘向外逸散，一般采用炉顶导烟车收集此烟尘。捣固焦炉装煤时产生的烟气量主要由以下几部分组成：

1）炭化室原有的气体，装煤时因空间被填充，该气体被排出；

2）煤料入炉后与高温的炉墙接触，煤中的挥发物裂解而产生的煤气；

3）煤中的水分在炉内高温下蒸发生成的水汽；装煤时产生的烟气量可根据以下公式计算：

其中：

V0——每吨煤炼焦过程中的煤气发生量，m3/t；

T——结焦时间；

G——每孔炭化室装煤量；

K——装煤产生煤气量调整系数，常取值1～1.3。

例如，炭化室高度为4.3 m的顶装焦炉与捣固焦炉，其装煤时产生的烟气量如表1所示。

表14　.3 m的顶装焦炉与捣固焦炉装煤烟气量

U形管式导烟车，如附图1所示，用两个吸口抽吸装煤时的烟尘，借助高压氨水的吸力，把装煤时产生的烟气导入处于结焦末期的相邻炭化室里，以此防止烟尘逸散，可达到良好的治理效果，改善工人的操作环境，减轻对环境的污染［1］。

然而，U形管导烟车尽管结构简单，可是在设备调试期间和投产使用的过程中存在不少问题，笔者结合U形管导烟车目前存在的主要问题及其解决措施进行的了汇总整理，希望能够对实际生产有一定的指导意义。

图1　U形管式导烟车

1　走行装置打滑

1）问题现象。U形管导烟车行走在轨道上，有时候会在启动瞬间或者行走途中出现打滑现象，尽管不影响车辆使用，但是存在安全隐患，必须及时查出故障原因进行排除。

2）解决方案。如果是启动过程中打滑且无明显档位变化，故障原因是启动瞬间加速度太大。产生这种故障的原因有两点，一是调速电阻工作不正常，电机在启动时全速运转，导烟车由于惯性无法同步导致打滑；二是电机端子接线不正确，导致调速电阻短路，无法起到调速作用。此时，应及时排查故障，使导烟车行走档位回归正常，平稳起到运行，消除打滑现象。如果在行走途中出现打滑，此时应该检查轨道是否有积水、积雪、油污等现象，及时清除。

2导烟管受热过烧

1）问题现象。有些工地导烟管存在严重受热问题，如图2所示。

正常情况下，从装煤车前挡板打开到炉门关闭，平均用时为5 min，在此过程中，炉顶除尘孔里导出的烟气基本上是荒煤气，温度不超过600℃，导烟车完全满足使用。如果出现塌煤情况，导致炉门无法正常关闭，则操作时间延长，有时甚至超过了20 min，此时含氧空气会从炉门口进入炭化室，随着温度的升高，荒煤气开始燃烧，炉顶除尘孔里导出的基本上是火焰，温度高于1 000℃，导套呈现出炽热状态，容易受热变形，且热变形控制困难，这是导烟车工况要求所不允许的。

图2　U形管严重受热

2）解决方案。由于该工地塌煤情况较多，导烟车不得不在上述极端情况下使用，我们给出一下临时改造措施，尽量控制导套热变形：在导烟管的竖管间增加槽钢，加强导套的刚性，减轻热变形；在导烟管竖管上增加一组导向辊轮，增加导套的稳定性；改进完成后，希望贵方在后续导烟车使用过程中，连续导烟不得超过15 min，否则会对导烟管造成严重的损坏；如果塌煤情况较为严重，停止使用导烟车，关闭水封盖，可以采用上升管放散的措施，以减轻炉子内部压力。

3　导烟管掉落

1）问题现象。导烟车主要的工作装置U形导套通过油缸提升和落下，当导烟车走行时，U形导套提起一定高度，通过液压系统的液压锁来实现闭锁。但是当液压系统出现故障时，液压锁泄压，U形导套就掉落了下来，导致车辆无法走行至炉顶的检修端台，给维修带来困难。

2）解决方案。一种带有安全钩的U型导套，如图3所示，除了包含传统U型导套中的所有机构1外，还增加了一套安全钩装置2，所述安全钩由钩子本体、连杆、油缸组成；当导烟车停车定位开始导烟时，钩子打开，让U型导套正常落下；当车辆走行时，钩子关闭，防止钩子因液压系统故障而掉落，增强了设备的可靠性。

图3　带有安全钩的U型导套

4　导烟效果不理想

1）问题现象。导烟车使用一段时间后，机侧炉口上方冒烟现象严重，无法达到环保要求。

2）解决方案。导致导烟效果不好的原因有很多。首先，检查炉顶导烟孔及其根部座砖，是否在长期使用后留下很多沉积物，表面是否粘结很多石墨和焦油，如果是，那么就会严重影响导烟效果，严重情况还会堵塞导烟孔，干扰焦炉正常生产。一旦发现存在这种现象，要及时进行清理。其次，焦炉煤气发生量是随着焦炉的出焦操作成周期性变化的，而且在装煤操作的过程中，由于上升管阀板的开、闭操作以及高压氨水的喷洒，会对集气管造成很大的冲击，容易引起集气管压力的波动，甚至在各集气管间造成震荡。集气管压力不稳，会给生产带来了困难，如果压力过高，会导致炉口上方冒烟冒火；如果压力过低，会导致煤气含氧量增高，对电捕焦油器运行部利。可以通过调节集气管碟阀开度、机前吸力、机后压力、鼓风机转速，实现集气管压力稳定自调。

5　上升管对位困难

1）问题现象。上升管清扫装置安装在导烟车的上部平台上，用来清扫上升管内的石墨；传统的上升管清扫装置它有两个不同的位置，即静止位置和工作运行位置，如图4所示。通过连接链条可以吊装清扫器，同时链条卷筒还可以利用安装在共用底座支架上的机械驱动装置使其运动。该机构工作时，先将清扫器由静态位置旋转到运行位置。此后，清扫头（球形部件）即可在上升管内部上下移动，进行清扫。

图4　上升管清扫装置——旧结构

由于筑炉偏差和焦炉长期受热膨胀变形，炉顶上升管的排列在水平位置和垂直位置会与理论值产生误差，误差值常常达到Ф100mm以上；而传统的上升管清扫装置对位方式为车辆开到工作位置，清扫装置的活动支架旋转到终点位置后，通过传动装置驱动卷筒带动链条带动清扫头上下动作，进行清扫上升管。其缺点在于清扫头终点位置固定，很难适应炉顶上升管位置误差，常常出现对位不准的现象；清扫头单一的上下动作，没有辅助清扫功能，很难彻底清扫上升管管壁的石墨和焦油；

2）解决方案。改进上升管清扫装置的结构，如图5所示，由带有位移传感器的油缸驱动移动台车前后动作，该油缸可以准确记录炉顶每个上升管的位置，由PLC控制，清扫时可以实现自动定位，能够在最大程度上消化上升管位置误差，解决了清扫头对位问题；清扫头还带有喷嘴，能喷射强大气流，可以可靠而稳定地进行上升管管壁的石墨和焦油清扫。

图5　上升管清扫装置——新结构

6　结语

随着环保要求越来越严格，作为焦炉机械设备中的环保设备，导烟车扮演着越来越重要的角色。目前导烟工艺基本趋于成熟，导烟车基本功能也很完善可靠，但是导烟效果的好与差是一个系统的工程，不仅要求导烟车工作状态良好，也需要焦炉运行过程中管理和维修工作做到位，只有多管齐下，齐抓共管，才能尽可能减少荒煤气排放，为节能减排作出应有的贡献［2］。

［1］胡学毅.焦炉炼焦除尘［M］.北京：化工工业出版社，2010.

［2］梁英华.炼焦机械及设备［M］.北京：化工工业出版社，2005.

（编辑：刘楠）

Deficiency in U Type Pipe Smoke Guiding Car and Resolution Method

Zhao Sichun
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030024）

This paper introduces some deficiencies n U type pipe smoke guiding Car，and also introduces the resolution method about it.

oven；smoke guiding car；improvement

TQ52

A

2095-0748（2015）21-0053-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.21.24

2015-10-12

赵思春（1987—），河南信阳人，工程师，主要从事炼焦设备以及炼焦除尘等方面的设计与研究工作。