顶装焦炉推焦车烟尘捕集装置的探讨

樊海莲

(太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024)

顶装焦炉推焦车烟尘捕集装置的探讨

樊海莲

(太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024)

针对顶装焦炉推焦车烟尘捕集装置存在的问题，提出了相应的解决措施，以提高环保效果为目标，使太重公司的产品成为具有市场竞争力的高可靠性、实用性的设备。

顶装焦炉推焦车；烟尘捕集装置；探讨

0 引言

随着国家产业政策的调整，各行业对环保的要求越来越高，对焦炉设备的环保要求更高。干式地面除尘站烟尘控制技术是目前炼焦生产企业焦炉除尘技术最成熟、效率最高、应用最广泛的技术，这项技术通常应用在焦炉炉顶和焦炉焦侧；由于成本高、前期投资大，焦炉机侧一般不配备地面除尘站。

顶装焦炉推焦车运行在焦炉机侧的轨道上，烟尘捕集装置通常选用车载除尘，受空间及土建尺寸的影响，车载除尘风机的功率、烟囱的高度、除尘器的大小均受到限制。现场存在的问题是：烟尘不能完全收集进来，推焦和平煤风量及负压分散，烟气温度高、颗粒大引起布袋烧坏。本文针对某焦化厂顶装焦炉推焦车在运行过程中出现的问题进行了研究和探讨。1 顶装焦炉推焦车操作环境及功能组成

顶装焦炉推焦车在露天放置，用来推出炭化室内成熟的焦炭，完成推焦前与推焦后机侧炉门的启闭，对焦炉的炉门和炉门框进行机械化清扫，对炉门溢出的焦炭进行收集处理，推焦时吹扫炭化室顶部的石墨和上升管根部的石墨，对推焦、清门、平煤时产生的烟尘进行收集和净化；装煤时对炭化室内部的煤粉进行平煤，平煤杆进出炭化室前后启闭小炉门等。推焦杆、平煤杆需穿过1 000 ℃左右的炭化室，炉前操作台气流温度最高达200 ℃。推焦车最大运行速度为90 m/min，启动、停止加速度为0.1 m/s2，运行时有振动和冲击现象，处在高温、多尘并且具有腐蚀性的环境中。

顶装焦炉推焦车由一层钢结构、走行机构、推焦机构、启闭炉门装置、平煤机构、炉门清扫装置、炉框清扫装置、头尾焦回收装置、烟尘捕集装置、止推锁紧装置、二层钢结构、司机室、电气室、液压室、高压水室、气路系统、液压系统、润滑系统和电气系统等组成。走行机构、止推锁紧装置布置在走行梁的下方；推焦机构、启闭炉门装置、烟尘捕集装置、炉门清扫装置、炉框清扫装置、头尾焦回收装置、液压室、高压水室布置在一层钢结构上；平煤机构、司机室、电气室等布置在二层钢结构上。

2 烟尘捕集装置的组成

烟尘捕集装置布置在顶装焦炉推焦车一层钢结构平台的右侧边缘(人面向焦炉进行观察)，用来抽吸启闭炉门、推焦、清门、平煤过程中产生的烟尘，它主要由烟尘吸收罩、集尘管道、车载除尘器等组成。

在推焦、平煤、清门上方均有收集烟气的集尘罩，其中推焦、平煤上方的集尘罩为旋风式结构，该结构是利用烟气的热浮力吸收外溢的烟气。

集尘管道分为主管道和分支管道，在推焦、平煤、清门处均有分支管道，在分支管道处均设有调节风量的可开闭翻板阀，该翻板阀靠油缸驱动。

车载除尘器主要由预分离室、布袋过滤室、风机、消声器及烟气排放烟囱组成。预分离室设置在除尘器的最前端，其主要功能是将烟尘中的大颗粒杂物分离出来，其内部设有阻燃板，可降低烟尘的温度，增加其安全性。布袋过滤室的功能是将烟气与灰尘分开，净化后的烟气经烟囱直接排放到大气中，过滤后的灰尘经下部的刮板机排放到集灰斗中。

3 烟尘捕集装置的布置方式

烟尘捕集装置的主视图和俯视图分别见图1、图2。 4 现场测试

为了验证设计方案的实际运行效果，并取得运行过程的第一手技术资料，我们委托专业测试机构对整套设备各关键参数进行了测试，将推焦车的烟尘捕集、流量分布等的测试列为首要工作。由于成套设备用户受煤炭来源和后续化工产品要求等诸多方面的影响，入炉煤的挥发份达到了32%～35%，造成整个炼焦过程污染物排放量的增加，因此需要在设备操作的每个环节进行综合考虑，以减少无组织排放量。推焦车主要面对的污染源有以下两个：①在开启小炉门进行平煤操作时，时长约1 min～1.5 min，此时，炉内装煤已结束，入炉煤已经与高温炉墙接触约2 min，产生的荒煤气等烟尘量大；②在开启大炉门进行推焦操作时，时长约3.5 min，此时，焦炭成熟，以粉尘溢散为主。针对实际工况，我们设计了3种不同的操作方式进行测试，分别对推焦、平煤入口处和烟囱出口处的风速、流量进行了测量(清门处烟尘较小，现场使用效果良好，故没有对其进行测试)。测点位置见图3，测试数据见表1。表1中，罩子区域的数据在一个范围内，取中间值。

图1 烟尘捕集装置布置主视图

图2 烟尘捕集装置布置俯视图

图3 测试点位置图

工况1：打开平煤集尘罩、关闭推焦集尘罩；

工况2：打开平煤集尘罩、打开推焦集尘罩；

工况3：关闭平煤集尘罩、打开推焦集尘罩。

表1 现场测试数据

推焦车工艺要求是一点定位、5-2串序，工作时是按照工况2操作的，从表1中可以看出，推焦集尘罩处两个入口的速度相差2.18倍、流量相差2倍，说明推焦集尘罩处两个入口风量分散。

工况2中平煤集尘管道入口处的速度比集尘罩两个入口处的速度大5倍～9倍、流量大4倍～8倍；与工况1(只打开平煤集尘罩)的数据比较接近，说明平煤集尘管道入口处的数据较稳定。

5 改进措施

5.1 增加挡风机构

大型顶装焦炉炉体高，集尘罩位于焦炉炉口上方，受外部横风影响，烟尘向两侧扩散；受焦炉炉体本身炉柱、横拉条、挡烟板等的影响，推焦集尘罩不能完全靠近炉体，造成烟尘沿空隙处向上冒出，烟尘不能完全收集。因此建议：①在推焦集尘支架两侧增加活动集尘板；②将推焦集尘罩抬高到炉体挡烟板的上方，集尘罩前部增加由弹簧钢制作的旋转挡板，配合炉体原有的挡烟板，以有效地防止烟尘的扩散。

5.2 负压向前延伸

通过现场测试和人为观察，能看出推焦集尘罩处风量小，导致推焦时炉口的烟尘向侧面和下面扩散。因此将推焦集尘罩的底部2/3处封闭，在集尘罩里面加导烟板使负压向前延伸，吸力增大。

5.3 电气程序的改进

推焦车整体工艺要求是一点定位、5-2串序，在取门、推焦的同时进行上一炉号的平煤操作，推焦装置与平煤装置的中心线相差5个炉距。顶装焦炉推焦车的工作顺序框图见图4。

图4 顶装焦炉推焦车工作顺序框图

现有电气程序为：推焦、平煤集尘罩旋转伸出时，除尘风机启动，推焦、平煤集尘启动。由此引起的问题是：平煤集尘罩处的风量大，推焦集尘罩处的风量小。

理论上推焦和平煤同时动作，但在实际运行中，推焦和平煤动作有时间差。因此建议根据现场实际情况进行电气程序的调整：推焦集尘罩旋转伸出—除尘风机启动—推焦集尘启动—关闭平煤集尘闸板待推焦完毕—关闭推焦集尘取门侧闸板(保留推焦集尘清框侧闸板)—平煤集尘罩旋转伸出—小炉门开启—平煤集尘启动。这样推焦和平煤风量及负压分散的问题得到有效改善。

5.4 车载除尘器的改进

顶装焦炉推焦车属于移动设备，车上的布袋除尘器为露天放置，没有防雨防尘措施，且要求该除尘器具备防爆和耐高温阻燃性能。焦炉推焦过程产生的烟尘属于阵发性，每个过程时间短，烟气量大，烟尘温度高，且次数频繁。针对以上特点，借鉴焦炉地面除尘站中布袋除尘器的一些成熟技术，做了以下改进：①为防止高温烟气和带有明火的烟气吸入布袋，发生烧毁布袋现象，在前部除尘管道上增加阻隔板、设置冷却灭火器，以有效地将高温烟气降温并把火花扑灭； ②在吸烟管道上安装温度传感器，当烟气温度大于220 ℃时发出报警信号，此时将停止风机运转，防止布袋被烧毁；③除尘器采用预喷涂装置，添加焦粉，防止烟气中焦油粘结滤袋；④风机采用变频调速，能稳定运行，使烟气顺利流入烟道中。同时减少除尘器负荷，以延长设备的使用寿命和节省能量消耗。

6 结束语

采用上述改进方法，通过在后续生产的焦化设备中的应用，取得了一定的效果。焦化行业的除尘技术是一个系统工程，焦炉整体工艺的总体设计、焦炉炉体结构的配置、焦炉机械设备的结构均影响整个焦化厂的环保效果，这一问题还有待于我们继续深入研究。

[1] 苏宜春.炼焦工艺学[M].北京：冶金工业出版社，2003.

[2] 张殿印，王纯，俞非漉.袋式除尘技术[M].北京：冶金工业出版社，2008.

Discussion about Dust Collector for Coke Pushing Car of Top Charging Coke Oven

FAN Hai-lian

(Technology Center, Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd., Taiyuan 030024, China)

In this article, to the problems in dust collector for coke pushing car of top charging coke oven, a relevant solution is given, which aims at high environmental protection, to makes our products have high reliability and practicality in market competitiveness.

coke pushing car of top charging coke oven; dust collector; discussion

1672- 6413(2015)06- 0179- 03

2015- 03- 31；

2015- 09- 25

樊海莲(1966-)，女，山西临县人，高级工程师，本科，主要从事大型焦炉设备的研发工作。

TQ520.5

B

2014年度山西省煤基重点科技攻关项目(MJH2014-08)