焦炉推焦车清焦装置改造实践

丁 敏

（山钢股份莱芜分公司 焦化厂，山东 莱芜271104）

莱钢焦化厂6 m焦炉JT-6-33型推焦车均配备水冲式清焦装置，其主要用于熄灭和收集摘取炉门时掉落的红焦炭及推焦杆后退时带出的部分尾焦炭。清焦机清焦效果的好坏对作业人员的安全操作和出炉节奏均会造成一定的影响。针对清焦机在实际运行中的常见问题，进行了部分适应性改造，效果良好。

1 水冲式清焦机工作原理

水冲式清焦机基本工艺结构如图1所示。该清焦装置是利用高压水作为输送动力，在开炉门之后延时，水路通过气动隔膜阀控制自动打开，焦炭在水流冲击的作用下从受料口送至输送槽的末端，红焦炭在输送过程中熄灭，通过分离装置成功实现水和焦炭的分离。在分离过程中焦炭和颗粒较大的焦粉落入尾焦储斗，分离后的水经过回水管路通过气动隔膜泵回送至水箱被循环利用。清焦机结构如图1所示。

图1 清焦机结构工艺

2 常见问题

2.1 高压水箱安全系数低

给水装置分为两个水箱，高压水箱和低压水箱，中间由隔断装置隔开，靠近输水泵的一端为低压水箱。高压水箱的压力设定为0.40～0.70 MPa。当压力低于0.40 MPa时水泵开始工作；高于0.70 MPa时水泵停止工作。由于高压水箱内部始终处于有压力状态，当高压水箱因锈蚀、磨损等出现破损或裂纹时，且给水装置内水温约有65℃，在生产和设备维护中，极易对操作人员造成人身伤害。

2.2 隔膜泵、隔膜阀故障率高

因水路循环系统中存在大量的焦炭颗粒，在通过隔膜泵、隔膜阀过程中，导致气动隔膜泵卡塞严重，故障率较高，易造成回水不畅，影响环境。气动隔膜阀动作频次较高，每次出炉基本需要动作3次以上，同样易受大颗粒焦粉卡阻，膜片损坏较为频繁，且隔膜阀价格相对较为昂贵，增加了设备运行成本。

2.3 分离装置过滤网易堵塞

原理上尾焦在水力输送过程中被水熄灭，通过分离装置进行焦炭和水的分离，焦炭和颗粒较大的焦粉落入尾焦储斗内，集水装置将尾焦储斗内焦炭和剩余的水进行再分离，然后通过隔膜泵将水输送到回水管。集水装置过滤网易被焦粉堵塞，熄焦水无法及时回送，超出隔膜泵设计能力，导致大量熄焦水外溢。焦粉进入隔膜泵会加剧隔膜泵的损坏。

3 适应性改造

通过对水冲式清焦系统在使用过程中的综合评价，在原有设计基础上进行了一些适应性改造。

3.1 控制系统与水箱及管路改造

将给水装置中的高压水箱去除，全部改为低压水箱。为了更好地达到熄灭红焦和输送焦炭的效果，在受料口处增加压力输水装置，装置如图2所示。将输气管套入输水管中，给水的同时直接通过空压机储气罐给风，内部高压空气为外部的水提供动力，将从输水管中输出的水在短时间内加速到1 m/s以上，进而将红焦熄灭，输送至分离装置。

根据工艺流程，重新按设定清焦机的自动运行程序，将推焦车提门信号、移门信号、推焦后限及走行信号引入清焦机PLC系统中。

图2 压力输水装置

将4个信号与清焦机运行程序结合，保证清焦机在取门后开始喷水1次（10 s），在推焦后退至后限时再次喷水1次（10 s），整个推焦过程中自动喷水2次，将尾焦送至分离装置尾焦斗中。

3.2 重新设计动作程序

针对清焦机隔膜泵故障率高的问题，重新设计了隔膜泵动作程序，将原浮球控制隔膜泵系统拆除。设计当喷水气动电磁阀动作时，隔膜泵连续动作60 s，将积水装置中的水抽回常压水箱内，避免隔膜泵长时间连续动作，延长其使用寿命。受料口的隔膜阀用普通电磁阀代替，在保证正常运行的同时，降低了设备成本。

3.3 集水装置改造

针对集水装置过滤网易被焦粉堵塞现象，引进吹扫装置和振动装置，并将吹扫装置和收料口电磁阀连锁控制。每次清焦机水冲动作时，PLC控制吹扫装置启动，持续对分离装置滤网进行10 s吹扫，并振动30 s，基本杜绝了滤网堵塞的状况，减少焦粉等大颗粒物堵塞滤网对整个系统的影响。

清焦机改造后的工艺结构如图3所示。

图3 清焦机新工艺结构

4 应用效果及效益分析

经过适应性改造后，清焦机清焦效果明显改善，有助于推焦计划顺利进行；同时系统故障率明显降低，基本实现免维护，在满足生产的同时，有效降低了生产成本和维修费用，效果良好。单台推焦车清焦系统年效益统计：节省2台空压机年保养费、隔膜阀节省备件费、电费等费用共计24.6万元。由于管道泵改造，高低压仓清理频次由原来的1次/月调整到1次/3月，降低了新水消耗和职工的劳动强度。