罐式煅烧炉加料系统对比

杨 胜

（贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081）

目前石油焦煅烧设备主要有回转窑、罐式炉及回转床。回转床因其控制系统复杂且投资及运行成本高，在国内应用少。回转窑产能大，自动化程度高，但烧损高，煅后焦灰分含量增加[1]，且降低了石油焦的粒级。罐式煅烧炉产能小，自动化程度低，但烧损低，煅后焦质量好。近年来，随着生石油焦原料品质变差和粉料增多，以及罐式煅烧炉技术的进步和产能的提高，罐式炉逐渐受到各大煅烧企业的青睐，其在国内使用量逐渐增大。由于罐式煅烧炉单台罐体多，每罐加料时间及加料量不连续，因此其加料系统已逐渐成为新上项目的关键点之一。目前国内各生产企业常用的罐顶加料方式主要有三种，分别是天车加料、带式输送机加料、埋刮板输送机加料方式。

1 天车加料系统

天车加料系统包含单轨吊车与天车加料方式。

（1）单轨吊车加料。单轨吊车加料系统由煅前仓、仓下插板阀、电动葫芦及加料斗组成，其中每台罐式炉上方需设置两条轨道，每条轨道下配置一个电动葫芦和加料斗。其运行流程为：当罐式炉底部排料一段时间后，罐顶接料罐料位下移，操作人员判断需要加料时便控制电动葫芦行走至罐顶加料口处，打开加料斗下方的插板阀进行加料，加料斗放空后，操作人员控制电动葫芦行走至煅前仓处，打开煅前仓下方给料阀门往加料斗中加料。

（2）天车加料。天车加料系统由煅前仓、仓下阀门、天车、加料斗组成。其运行流程为：天车运行至煅前料仓处，打开仓下阀门对加料斗加料，当罐式炉顶的接料斗需要加料时，天车运行至上料点，操作工打开料斗底部阀门进行上料。

天车加料系统所用设备简单、数量少，节省投资，操作直观简单，并且当罐体顶部结焦堵料时清理方便。但该系统也有明显的缺点：①由于下料快，其在下料过程中会产生大量扬尘，微细碳素粉尘跑到空气中，使操作环境变差且对操作人员身体健康造成危害；②市场上罐式炉逐渐倾向于大型化，小时加料量超过8吨/台，这也促使加料的频率增加，加大了操作人员的劳动强度。

2 带式输送机上料系统

（1）带式输送机上料系统分类。带式输送机上料系统有三种形式：①输送设备基础做在炉顶上；②输送设备吊装在屋顶上；③输送设备不在炉子上方，配套独立支撑结构。前两种上料系统除了输送设备安装方式不同外，其它配置及流程均相同，其设备组成为煅前仓、仓下给料设备、附移动卸料小车的带式输送机。单台输送设备可以满足顺向布置的多台罐式炉加料。其加料流程为：当罐式炉需要加料时，带式输送机启动，然后煅前料仓下的给料设备启动，带式输送机带料后通过其配套的移动卸料小车连续的给罐式炉加料。第三种加料系统由煅前仓、仓下给料设备、附移动卸料小车的带式输送主机组成，其中移动卸料小车上分别安装有两台可逆式带式输送机。其配置方式为，加料输送设备配置在两列顺向布置的罐式炉中间，通过移动卸料小车上的可逆皮带分别对两边的炉子进行加料。其工作流程为：当罐式炉需要加料时，三条带式输送机启动，然后煅前料仓下的给料设备启动，带式输送主机带料后将物料卸至可逆皮带，通过移动卸料小车及可逆皮带连续的给罐式炉加料。

（2）带式输送机上料系统比较。第一种上料系统需要考虑烘炉时炉体变形对设备的影响，所以若输送设备在烘炉前安装完成，烘炉料可以通过安装完成的输送设备上料，但是烘炉过程中炉体的变形，可能导致输送设备的变形，影响设备寿命及正常使用。若是烘炉后安装输送设备，可避免炉体变形对设备的影响，但是需要设临时上料装置，而且烘炉完成后炉面温度达到80℃～100℃，安装难度大。目前已建项目多采用烘炉前安装输送设备并在烘炉完成后对设备进行修缮及再调试的方式。第二种上料系统可以避免烘炉对输送设备的影响，但是会增加屋面载荷及高度，提高土建成本。由于前两种安装方式的输送设备均布置在罐式炉两排加料罐的中间，所以炉体中间的观察清理孔操作难度大，甚至已经失去作用。第三种安装方式完全规避了前两种方式的缺点，并且可以实现对两列顺向布置的罐式炉加料，节省设备数量。但是，设备需要单独做约15米高的支撑结构，增加了投资；同时，对车间罐式炉设备的配置也有一定的要求。总体来讲，带式输送机加料系统自动化程度高、并且自带收尘系统所以车间环境较好、能适应多台炉子的连续加料。但是设备的给料仍需要操作人员随行并控制卸料小车的启停；另外，由于其是连续运行给料，所以在一台罐式炉设备加料完成到卸料小车运行至下一台罐式炉设备期间需要煅前仓下给料设备停止给料，待带式输送机上剩余的料卸完后，移动卸料小车才能运行至下一台炉子，然后重新启动仓下给料设备进行下料。这导致设备启停频率增加，增加了控制复杂程度。目前也有生产企业在两台炉子之间增加受料槽，实现不停止给料的连续运行，但是需要定期去清理受料槽上的料。

3 埋刮板输送机加料系统

随着罐式炉的大量推广和生产企业对操作环境及操作人员健康的越加重视，埋刮板输送机加料系统应运而生。埋刮板输送机加料系统由煅前料仓、仓下给料设备、埋刮板输送机、缓冲料罐、溢流罐组成。其运行流程为：煅前仓的生石油焦通过给料设备及埋刮板输送机输送至缓冲料罐，缓冲料罐随着罐式炉的排料而自动加料。从其运行流程可以看出，此加料系统自动化程度高，不需要单独设置加料操作工，节省人力成本，且密封式运输及加料改善了车间环境。但是此加料系统增加了缓冲料罐，且需要配置缓冲罐吊装平台，增加厂房高度，建设投资大；其次，由于埋刮板输送机的设备故障率相对高，增加了检修强度；另外，由于是全密闭型系统，所以罐顶堵料时清理困难。

表1 三种加料系统的比较

4 几种加料系统对比及选择

三种加料系统都存在一定的优劣势。表1为三种加料系统的直观对比。从表1可以看出，天车加料系统配置简单投资少，但车间环境差、自动化水平低、操作强度大，适用于小产能煅烧企业，但鉴于其差的车间环境及高的劳动强度，新上项目建议不选择此种上料方式。带式输送机加料系统配置简单、车间环境好，自动化程度、建设投资及操作强度处于中间水平，适于目前产能规模大的煅烧企业。埋刮板输送机加料系统操作环境好，自动化程度高，不需单独设置加料工，但配置复杂、投资大、检修频率高。适用对车间环境及自动化程度要求严格的煅烧企业。

5 结语

三种加料系统均有各自的优势，目前三种加料方式在国内均有运用，但是鉴于目前国家对环保的严要求、高标准，天车加料方式竞争优势弱；从目前新上项目情况看，带式输送机加料方式备受青睐，但是其在车间环境及自动化程度方面仍有改进空间，若通过增加皮带罩及合理的配置收尘点能改善车间环境，以及通过提高控制水平改善自动化程度，其竞争优势更大；根据市场发展需要，高的自动化控制水平及好的车间环境已成为各企业追逐的目标，所以埋刮板输送机上料方式颇具优势，但是其复杂的系统配置及高的投资使其竞争优势缺乏，若通过计算，减少缓冲罐的容量甚至通过合理设计取消缓冲罐，简化系统降低投资，以及通过设计优化及设备优化降低埋刮板输送机的故障率能增加其竞争优势。