青特钢200 t/h干熄焦设备运行实践

郭 飞，于进江

（青岛特殊钢铁有限公司 焦化厂，山东 青岛266400）

青特钢200 t/h干熄焦设备运行实践

郭 飞，于进江

（青岛特殊钢铁有限公司 焦化厂，山东 青岛266400）

青特钢200 t/h干熄焦装置配置有干熄炉、高温高压自然循环锅炉、分体式干熄炉装入装置、列管式焦粉冷却装置等，针对存在的焦炭落料不均匀、系统缓冲能力不足、装入装置稳定性差等问题，采取了相应的改进措施，保证了系统的运行稳定，投产运行1 a多来，干熄焦各项工艺值均基本达到设计指标。

干熄焦；配置；双斜道；运行参数

青岛特殊钢铁有限公司焦化厂2×65孔7 m顶装复热式焦炉，年产干全焦160万t，与之配套200 t/h干熄焦装置。该套干熄焦装置额定处理焦炭能力200 t/h，采用高温高压自然循环锅炉，于2016年4月投产。投产以来，青特钢焦化厂在干熄焦技术大型化应用过程中，不断探索与创新，通过对设备进行技术改造，对运行与操作进行总结与完善，使大型干熄焦装置在吨焦投资、运行、维修成本和劳动生产率等方面的优势逐渐体现出来。

1 干熄焦设备配置

1）干熄炉，干熄炉砌体为竖窑式结构，自上而下分为预存区、环形风道区、斜道区和冷却区。青特钢干熄焦加大了干熄炉预存段高度，以增加其预存缓冲能力；斜道区采用双斜道结构，并采用专利技术（ZL2011 2 0541061.0）设置有24组双砖结构的斜道柱；环形风道采用内外墙的结构形式，各块砖之间不再是“井”字型沟舌、沟槽固定在一起，而是采用“双径向舌槽”结构，使环形风道既成为一个整体，又能在一定程度上增加其膨胀活动量，避免因圆周方向上的挤压力而发生变形。表1为干熄炉主要参数。

表1 青特钢干熄炉主要参数 mm

2）锅炉。配套锅炉为高温高压自然循环锅炉，采用膜式水冷壁及整体悬吊式结构；二次过热器受热管采用不锈钢材质（321H），管组上部超音速喷涂有镍合金，以提高其耐磨性能；省煤器管组外表面镀镍-磷；锅炉吊挂管设有保护套管；膜式水冷壁加防磨板等防腐耐磨措施。解决锅炉炉管腐蚀、磨损、膨胀、密封等问题，延长干熄焦锅炉使用寿命。

与中温中压锅炉相比，高温高压锅炉虽然产汽量有所下降，但其实际发电量反而有所提升。提高蒸汽参数也可有效提高循环效率，特别是汽轮机的效率。传统联合循环式锅炉对强制循环泵的运行可靠性要求较高，而自然循环锅炉可避免这一问题，但其自补偿能力相对较弱，运行过程中也易发生循环停滞、倒流、汽水分层和下降管带汽等故障，需要在操作过程中引起重视。干熄锅炉采用自然循环方式，主要参数：额定蒸发量114 t/h，额定蒸汽压力10.3 MPa，汽包工作压力11.2 MPa，额定蒸汽温度540℃。

3）其他设备配置。干熄炉装入装置，采用分体式结构，区别于整体式，料斗及除尘管道固定于干熄炉炉口上方。这种结构能够减轻移动部分的重量，从而降低驱动装置出力。

一次除尘焦粉冷却采用列管式焦粉冷却装置，其结构见图1。内设46根独立冷却套管，每个小水冷管中心为焦粉，外部两层分别为冷却水的进水和回水，水冷管下部可向下自由膨胀。外部壳腔进行充氮保护，防止发生粉尘爆炸。焦粉冷却装置上部设置焦粉缓冲仓，用以缓存高温焦粉。

图1 列管式焦粉冷却套管

除尘风机采用变频调速，较传统液力耦合器形式，机械结构简单，且避免了冷却水和油路系统发生堵塞或泄露的风险，维护工作量小，可靠性高。同时，变频调速具有长期运行节电优势明显、调速响应快、调节精度高等优点。干熄焦的提升机、循环风机、锅炉给水泵等的参数也都进行了相应的提高。

2 干熄焦系统存在的问题及改进

2.1 焦炭落料不均匀

青特钢大型干熄焦干熄炉预存段增高、炉径增大、水平截面积增大，炉内焦炭的料流形式发生了改变，同一水平面上的焦炭下落速度差别较大，焦炭靠近炉壁料流较慢，中心较快，进而造成排焦温度不均匀，气料比增加。造成这种状况的原因：1）新砌干熄炉炉墙较粗糙，阻力大。2）干熄炉直径增加，漏斗效应明显，靠近干熄炉炉壁的地方成为流动“死区”，由于“鼠洞”和粘性拱的形成与崩塌，导致焦炭料流也不稳定。3）由于干熄炉高度及直径的增加与料钟尺寸的设计不匹配，导致炉内布料不合理。

对装入装置料钟尺寸多次进行改变并试验，通过对料面变化和布料情况进行对比分析，优化炉内焦炭布料情况；通过对干熄炉底导料棒进行调整，优化干熄炉圆周方向下焦的均匀性；另外，通过调整中央/周边风量配比，使其与中央和周边的焦炭下落速度相匹配。通过以上手段使风料比趋于合理，同时对锅炉入口负压、焦炭浮起有较大改善作用。另外，建议在设计时，增加中央焦炭温度测点，以及时与周边温度对比并进行调整，保证焦炭冷却均匀性。

2.2 系统缓冲能力不足

大型干熄炉预存段加高增加了干熄炉的预存能力，但与其处理量的增加相比，其缓冲能力并未有实质增加。当上部炼焦工序进行检修或故障停止装焦时，干熄焦预存区仅具备1 h左右的缓冲能力，进而需要进行降负荷调整。另一方面，大型干熄焦较中小型干熄焦循环风量增大，当排焦或运焦系统故障，需停止排焦时，系统热量降低速度会很快，此时需要进行大幅降风操作，进行保温保压。在控制系统降负荷速度时，还要兼顾干熄炉砌体耐材，防止其损坏，还要保证锅炉自然循环系统的安全性。

针对上述情况，干熄焦在提高装/排焦系统稳定性的同时，还通过加强对上部炼焦工序及下部运焦工序的管理，严格控制停机时间。一方面，严格控制焦炉K2系数，提高装焦的均匀性和计划性；另一方面，加强对焦仓的合理分配和运焦线的点检维护力度，减少停排焦时间。干熄焦系统内充分发挥干熄炉预存室的缓冲功能，根据出焦计划计算出排焦曲线，以达到均匀排焦的目的，增强干熄焦系统的稳定性。另外，在设计时，尽量采用双皮带的输焦方式，确保干熄焦排焦的稳定通畅。

2.3 装入装置稳定性差

大型干熄焦装入装置多采用分体式结构，在一定程度上减轻了装入装置的重量。但干熄炉炉口尺寸增大，炉盖及其配重质量相应增加，原设计忽略了对驱动装置作用力及行程的统筹考虑，导致在运行过程中问题较多。主要体现在装入装置运行结构稳定性差，开关过程中晃动较大；电动缸驱动电机电流波动大，影响电机及变频器使用寿命；驱动装置连杆及电动缸底座受力较大，出现变形甚至断裂。

针对以上问题对装入装置驱动结构进行了技术改造，将连杆受力点适当上移，同时适当增加电动缸行程，使其受力与行程匹配更加合理；并对炉盖及配重进行优化改造；同时，对变频器参数进行调整，增强其运行稳定性。

另外，大型干熄焦焦粉冷却装置处理能力应大幅提高。除由于焦炭处理量增大外，焦炭落差增大，在炉内挤压摩擦的时间增长，焦粉量相应增加。同时，风量加大也会导致焦粉量进一步增加，较中小型干熄焦焦粉量一般会增加4倍左右。因此，其冷却处理能力也要相应的增加。若处理能力达不到，将导致排灰温度过高，损坏后序输灰系统设备，进而影响干熄焦系统的安全稳定运行。除此以外，由于处理量的增加，装入/排出装置的衬板、料钟等耐磨设备的使用寿命也会缩减，应适时进行检修更换。

3 干熄焦运行分析

青特钢干熄焦系统自投产运行以来，通过前期的工艺调整和设备改造磨合，目前运行稳定。干熄焦系统部分运行参数见表2。

表2 青特钢干熄焦系统运行参数

通过1 a多的运行分析，干熄焦各项工艺值均基本达到设计指标。其中排焦温度、锅炉入口压力较开工初期也得到了极大的改善。

4 结语

从青岛特殊钢铁有限公司焦化厂200 t/h干熄焦的实际运行情况看，大型干熄焦系统虽然在设计计算、设备配套、管理控制上仍需改进和提高，但通过工艺技术优化，新设备、新材料的使用融合，解决了焦炭落料不均匀、系统缓冲能力不足、装入装置稳定性差等问题，大型干熄焦技术将逐步走向成熟，并实现长周期稳定运行，使大型化设备的优势得到充分展现。

Operation Practice of 200 t/h CDQ Equipment in Qingdao Special Steel

GUO Fei，YU Jinjiang
（The Coke Plant of Qingdao Special Steel Co.，Ltd.，Qingdao 266400，China）

TQ520.5

B

1004-4620（2017）05-0032-02

2017-05-27

郭飞，男，1984年生，2008年毕业于内蒙古科技大学热能与动力工程专业。现为青岛特殊钢铁有限公司焦化厂干熄焦主任，工程师，从事干熄焦生产运行工作。