7.63 m焦炉装煤冒烟原因分析与控制措施

马卫华， 郝一风

(山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂，山西 太原 030003)

引 言

随着“绿色发展”理念的不断深入推进，焦炉环境治理标准也在不断提高。太钢在焦炉生产过程“看不见、听不见、闻不见，排放指标达标”的环保攻关中，针对影响较为明显的装煤过程冒烟问题进行了研究，从炉型结构、荒煤气系统、装煤车车辆等方面深入分析，制定了有效的控制措施。

1 炉型结构原因分析和控制措施

太钢7#、8#焦炉，是国内最早投产的7.63 m焦炉，相比国内后期建设的7.63 m焦炉，其加热水平偏低，仅为660 mm～1 110 mm，炉顶空间温度偏高，约为到930 ℃左右，炭化室顶部、装煤孔、上升管底、桥管内的石墨生长速度快，易导致荒煤气导出不畅，引起装煤过程冒烟。因此，关键措施应采取长效石墨清理制度和遏制石墨生长的工艺管理制度。

1) 按周期(每周)更换推焦机头清石墨刮板，根据炉顶部石墨情况调整石墨刮板的位置，控制炉顶空间的石墨生长。

2) 采取二次装煤操作方式，多装煤，保持足够高的煤线，遏制石墨生长。

3) 增加炉顶空间温度测量频次，掌握炉顶空间温度的趋势，通过合理调节炉墙高向温差、标准温度等措施防止炉顶空间温度过高。

4) 建立装煤孔石墨清理、上升管石墨清理、桥管石墨清理以及PROven机构清理的长效机制，及时清除这些部位产生的石墨。

2 荒煤气导出系统原因分析和控制措施

太钢7#、8#焦炉两座焦炉为一个炉组，采用2-1串序组织生产，每座焦炉设三段吸气管和一根吸气总管，两根吸气总管经气液分离器后在初冷器前连通。当一座焦炉进行装煤操作时，不仅影响同座焦炉吸气总管的压力，对另一座焦炉的吸气总管压力影响也较大。因此，针对任何影响到荒煤气系统压力波动的因素，均应分别制定对应的措施。

1) 7.63 m焦炉为三段集气管结构，装煤过程采用集气管负压消烟除尘，为保证装煤过程的除尘效果，将装煤段的集气管压力由-330 Pa调整到-350 Pa，在装煤瞬间压力波动过程，最大压力降低20 Pa。

2) 严格控制集气管温度在90 ℃以下，建立集气管、桥管氨水喷头检查清理制度，防止喷头堵塞造成局部荒煤气高温，使荒煤气体积增大，产生压力波动。

3) 建立合适的加热制度、生产制度，保持结焦时间稳定，控制焦炉炉组的总煤气外供量稳定，从而保证鼓风吸力稳定，减少荒煤气系统压力波动。

4) 乱序炉号会破损该炉段荒煤气压力的稳定，应尽可能减少乱序炉号，或避开该炉段装煤操作6 h以上安排乱序号出焦和装煤。

5) 调整每座焦炉三段吸气管末端手动阀，保持三段吸气管控制阀开度在30%～80%范围内动作，避免某一段吸气管控制阀开度过低或过高。

6) 当结焦时间变化时，根据外供煤气量变化及时调整鼓风机吸力，保证荒煤气系统稳定性。

7) 优化装煤车煤半装煤顺序，通过实验，将四个煤斗的下煤间隔控制在3 s以上，可将装煤瞬间桥管处的荒煤气压力波动峰值控制在0 Pa以下。

3 装煤车车辆设备系统原因分析和控制措施

7.63 m焦炉装煤车动作与焦炉PROven系统联动，通过集气管负压实现装煤消烟。在实际的装煤过程中有煤斗冒烟、导套冒烟、上升管盖冒烟、炉门冒烟等问题。

3.1 煤斗冒烟

煤斗冒烟一般发生在一次装煤结束后，平煤过程中炭化室内压力增大，从煤斗内泄压，产生冒烟。主要原因及控制措施罗列如下。

装煤车称重系统故障，实际装煤量过多，导致煤斗内余煤不足，产生冒烟问题。因此，应采取定期校准称重系统的措施。

入炉煤中的杂物多，在煤斗内形成煤料偏析，使煤料不能整体覆盖装煤螺旋，产生冒烟。针对这一情况，应在备煤带料系统增设除杂物功能设备，杜绝煤料中杂物进行炼焦工序。

在一次装煤后，炭化室内的荒煤气量大，此时平煤易导致炉内压力剧增，产生冒烟。因此，应在一次装煤后，等待20 s左右的静置时间，等炉内荒煤气压力略为减弱后再进行平煤操作。

由于石墨较多，影响了荒煤气的导出。因此，要保持炭化室顶、装煤孔两侧、上升管、桥管及PROven机构的石墨有效清理，保持荒煤气导出畅通。

3.2 导套冒烟

导套冒烟的主要原因是导套与装煤孔座密封不良所至。导套冒烟在整个装煤过程均有发生，但主要是发生在平煤过程中，由于平煤时炭化室内压力增大，极易在导套不严的位置产生冒烟。主要措施罗列如下。

通过整体更换装煤孔座，可消除因装煤孔座变形导致的导套与装煤孔座的密封不良问题。

调整装煤车对位码牌，保证导套与装煤孔座位于同一直线，防止导套与装煤孔座对不正的问题。

在一次装煤结束后，增加一个等待时间，减弱炭化室内的压力后再进行平煤操作，缓解平煤时的炉内压力剧增问题。

保持炭化室顶、装煤孔两侧、上升管、桥管及PROven机构的石墨有效清理，保持荒煤气导出畅通。

3.3 上升管盖冒烟

上升管盖冒烟往往出现在装煤初期，炭化室压力瞬间增大到400 Pa以上，将上升管盖内的水封吹空，产生冒烟。主要原因是上升管盖与上升管盖水封座的装配不良问题，采取的措施罗列如下。

调整上升管盖，保证上升管盖的内盖完全与上升管盖底座内沿密封，上管盖水封高度四周等高。

及时清理桥管内的石墨，保证及时导出炭化室内的荒煤气，防止装煤瞬间压力增高过大。

在装煤初期采用较低的下煤速度，缓解开始装煤时的炭化室压力增高过快，待炭化室内压力稳定后再提高下煤速度。

加强上升管水封液位检查和水封水流量的变化，及时进行人工调整，防止水封液位降低，造成冒烟。

3.4 炉门冒烟

炉门冒烟产生原因是装煤过程中集气管内压力波动较大，炉门密封不良的区域易产生煤气泄漏所至。主要采取以下措施：及时倒换密封不良的炉门；建立清门、清框的使用制度和调整、修理制度；减少黄泥堵烟操作，保持炉门本体的干净，以调节措施进行炉门堵烟，减少对炉门的损坏；及时更换有炉门砖破损的炉门，及时调整装煤量参数，防止煤料堵塞炉门导烟通道，阻碍煤气的顺利导出。

4 结语

目前，太钢通过以上措施和生产操作的严格管理，装煤冒烟现象的治理工作得到了很大改观，焦炉现场的环保状况取得到了较大进步。在进一步优化操作、改进工艺、设备改造后，可完全杜绝装煤过程中的冒烟问题，实现焦炉的清洁生产。