6.25m捣固焦炉的工艺分析和技术特点

    唐山佳华公司的6.25m捣固焦炉于2009年3月5日顺利投产出焦，标志着我国大型捣固焦炉技术又有了新的进展。投产后的焦炉经过生产调试已达到预期的设计目标，其合理的工艺布置、先进的设备配置及完善的辅助设施突破了国内原有捣固炼焦的模式，不仅提高了生产效率，而且克服了以往捣固焦炉生产不稳定、装煤除尘效果没有顶装焦炉好等缺点。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

 1   工艺布置

    唐山佳华公司建设46孔炭化室高6.25m捣固焦炉4座，组成2个炉组，与常规布置相比，2个炉组之间设有独立的中控楼。除电力控制室和液压交换机室外，中控室、休息室、办公室、变送器室、自动放散点火装置控制室等都布置在中控楼内(图1)。在2个炉组间, 机侧设有双曲线斗槽的煤塔及2条带有卸料小车的胶带输送装置，可随时输送捣固所需煤料，使捣固装煤推焦一体机能以最快的速度完成1个循环周期。炉端台增设了导焦栅维修装置和事故煤料处理装置。事故煤料处理装置和机侧操作台外侧的余煤胶带运输机构成事故煤处理系统，可将没有进入炭化室的散落煤料快速运出，提高劳动生产率，清洁现场环境。在2个炉组间还设有捣固机检修、更换装置及粘结机室，保证了捣固装煤推焦一体机的生产维护和检修。

2    主要工艺和设备配置的改进焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

2.1  工艺设计的改进

    1) 将6.25m捣固焦炉炉墙的极限侧负荷增大到11kPa，提高了焦炉炉体的强度。

    2) 为改善装煤除尘效果，将装煤饼时产生的烟气导入相邻的炭化室，将焦炉上升管设计到了焦炉焦侧。

    3) 增加焦炉炭化室铺底砖的厚度，提高铺底砖的耐磨性。

    4) 炭化室的锥度为40mm，减小了推焦阻力及推焦对焦炉炉墙的损坏。

    5) 将导烟车轨道基础设计到燃烧室上，防止炭化室过顶砖被压断，同时便于炉顶排水。

2.2  设备配置的改进焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    （1）焦炉机械配置的改进。在焦炉机械的配置和形式上突破了国内原有的模式，在引进国际先进技术的基础上，吸收了我国6m顶装焦炉、4.3m、5.5m捣固焦炉的技术优势。从提高机械效率、降低劳动强度和改善操作环境出发，又吸收了7.63m焦炉机械和德国、印度捣固焦炉的一些优点，以先进、节能、安全、实用、可靠为原则进行了设计、制造。各个单元既可手动操作，又可单元程序控制。并采用了炉号识别、四车联锁自动对位。焦炉机械走行的对位精度达到15 mm ,并实现了各车辆的安全联锁。与常规捣固焦炉的机械相比，6.25m捣固焦炉的捣固装煤推焦一体机和炉顶除尘导烟车采用了xx不同于国内捣固焦炉机械的工作方式，拦焦机、熄焦车和熄焦系统也做了相应的改进。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    捣固装煤推焦一体机为国内首台大型捣固装煤推焦机械，为德国KOCH公司设计，天津新港船厂制造。该机工作于焦炉机侧，由皮带输送机往捣固装煤推焦一体机的煤斗给煤，当捣固操作时，煤料通过车上的煤斗，借助摇动给料器将煤输入捣固煤箱内。捣固系统安装在捣固箱上面，用落锤机械夯实捣固箱内的煤料，装煤装置将捣固成型的煤饼从机侧送入炭化室内。

    捣固装煤推焦一体机设置有走焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)行、机械化送煤、余煤回收、炉头挡烟、推焦装置、启闭炉门装置以及炉门清扫装置、炉框清扫装置、炉台清扫装置、头尾焦回收处理装置等。此外，还有煤饼的切割功能。移动运煤加料装置将煤随时供给移动的捣固装煤推焦机，利用多锤固定式捣固机将煤料在捣固装煤推焦机的煤箱内捣固成煤饼，在捣固成煤饼的工作过程中，捣固装煤推焦机的任何工作不受捣固影响，工作效率大幅度提高。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    在捣固装煤推焦机上，采用了煤饼顶部表面处理装置，在装入煤饼的同时刮平煤饼上的浮煤，使煤饼顶面平实。捣固机由安全挡装置、导向辊装置、提锤传动装置、停锤装置、捣固锤（32个）、机架、集中润滑系统、电控系统等组成，并安装在捣固装煤推焦一体机上。捣固设备由4组6锤捣固机和2组4锤捣固机组成。6组捣固机之间用水平销轴连接，各自位置具有互换性。锤杆和摩擦轮上的摩擦材料使用寿命不小于1.5年。捣固1个煤饼时间≤7min，装炉煤饼的密度达1.0t/m3（干）以上，煤饼密度均匀，稳定性好。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    除尘导烟车由车体、启闭导烟孔盖装置、双U形管系统、上升管清扫装置、高低压氨水切换及上升管水封盖、阀体的启闭装置组成，运行在炉顶轨道上。在除尘导烟车的车体上布置了位于车体机侧和车体中部的U型导烟管，构成双U形管系统。U型管系统能{zd0}限度地减少炭化室机侧的冒烟冒火现象，并能将导烟后残留的微量有害气体放散到其他炭化室中，可以达到炉顶零泄漏、机侧基本无烟气外泄的良好效果。

    车体机侧的U型导烟管连通正装煤的第n孔炭化室和第n+2孔炭化室。车体中部U型导烟管连通正装煤的第n孔炭化室和第n－1孔炭化室，启闭导烟孔盖装置位于车体机侧U型导烟管和车体中部U型导烟管内的上部，采用机械控制，实现导烟孔盖的自动启闭，操作过程中没有烟气外冒现象。上升管清扫装置、高低压氨水切换及上升管水封盖、阀体的启闭装置均布置在车体的焦侧。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    在装煤推焦机上安装有活动的炉门密封框，在装煤过程中，依靠可靠的密封设备，保证了煤饼和炉门之间充分密封，导烟孔盖采用水封结构，提高了导烟孔盖的严密性。装煤时可通过第n+2孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，使第n孔炭化室装煤产生的大量烟气首先通过车体机侧的U型导烟管引导到第n+2孔炭化室，进入集气管（吸力可调），避免了炭化室机侧吸入大量空气进入集气管，也避免了炭化室机侧大量烟气的逸出。

    随着煤饼的装入，开启第n－1孔桥管处的高压氨水，通过第n－1孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，第n孔炭化室内产生的大量烟气经车体中部的U型导烟管导入第n－1孔炭化室，进入集气管。随着煤饼的继续装入，开启第n孔桥管处的高压氨水，通过第n孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，直接导入集气管。全部操作均为程序控制，各孔高压氨水开闭的顺序和时间可调。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    除尘拦焦机与常规设计相比，采用了2轨结构，一条安装在操作台的柱子上，另一条安装在操作台外侧的出焦除尘管道支架上，2条轨道标高一致，车辆运行平稳。拦焦机上安装有大型集尘罩，集尘罩与地面站除尘设备之间用一根固定于焦侧的水平干管连接，该干管采用皮带小车方式，通过干管将抽吸的烟气送到除尘设备处理净化后排放。拦焦机上还设有焦侧炉头挡烟装置，更有利于出焦时的烟尘治理。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

针对单孔产量达到34吨焦炭的超大型捣固焦炉及3m的焦炭层厚度，在熄焦的控制方式上做了大量的模拟试验和数学模型的计算，设计采用了新型湿法熄焦技术，现场熄焦效果良好，熄焦时间基本控制在100s以内。熄焦后的焦炭水分控制在2％左右，且水分稳定，熄焦时没有蒸汽从熄焦塔下口溢出。在熄焦塔上设有水雾捕集装置和折流式木结构的捕集装置，捕集熄焦时产生的大量焦粉和水滴，除尘效果很好。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    （2）集气系统、护炉铁件等设备的配置。6.25m捣固焦炉的集气系统布置在焦炉的焦侧。从投产后的效果看，布置在焦侧的集气系统能更快、更好地将荒煤气导入集气管中。为了配合导烟车将装煤烟气顺利导出，开发了配套的高低压氨水喷嘴，现场使用效果很好，保障了导烟车的运行。护炉铁件等设备根据国外的生产实际做了相应调整，增加了对焦炉的保护力，采用加大的H型钢炉柱。沿焦炉高向设置多线小弹簧，通过加厚保护板、加厚炉门框、提高炉门强度，保证了焦炉整体结构的完整和严密。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    （3）煤事故处理装置。煤事故处理装置是大型捣固焦炉顺利运行的重要环节，主要由事故煤槽、煤槽下余煤胶带运输机、炉前余煤溜槽和余煤胶带运输机组成。事故煤槽在生产中的作用有以下三点。一是做煤饼实验用，当生产不稳定时，需要做实验来验证煤饼的稳定性，并分析煤饼倒塌的原因；二是当装煤煤饼损坏、不能继续装入炭化室时，事故煤饼要在此处处理；三是车辆运行中可能会出现误差，托煤板的长度会因为某些原因发生变化，操作一段时间后可在此位置检修及效验。焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    （4）焦炉烟气、烟尘处理装置。针对捣固焦炉的工况特点，通过对装炉煤烟气、烟尘发生量和装煤时间的关系分析及焦炉各泄漏口外逸烟尘量和分布特点的分析，设计装煤时采用导烟车、高压氨水喷射装置、焦炉机侧炉门密封装置和炉头烟气抽吸装置互相配合，可{zd0}限度地控制烟尘和烟气的外逸。此外，在推焦前和推焦杆退出后的这段时间，机侧炉门外逸的烟尘大，有时还有明火烧烤机侧的拉条弹簧，特别是切煤饼机构工作时，机侧炉门外逸的烟尘和烟气量大。其治理方式是采用集尘罩、集尘干管、中间车辆控制阀，既可以解决烟尘问题，还可以避免烧烤拉条和弹簧。烟尘和烟气可直接送到出焦除尘地面站，无需增设其他除尘设备。

3   结束语焦化设计\焦炉除尘\焦化除尘\地面除尘站:13951737628(13547627503)

    焦炉环保水平的高低已成为评价炼焦技术成熟程度的重要指标。对于捣固焦炉，由于装煤时机侧炉口长时间处于开放状态，尤其是大型捣固焦炉，因其炉门高、开口面积大，装煤烟尘排放控制难，已成为制约我国捣固焦炉向大型化发展的主要因素。唐山佳华公司的6.25m捣固焦炉在重点解决装煤烟尘外逸的同时，还注重了炉体加热的均匀性与炉体强度的安全性，以及煤饼的稳定性、护炉铁件强度的安全性等。6.25m大型捣固焦炉在我国的顺利投产，标志着我国大型捣固焦炉在技术上又前进了一步。