焦?fàn)t地下室主管末端水封改造探討

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了地下室末端水封在焦?fàn)t煉焦中所起的作用，并結(jié)合實(shí)際對(duì)我公司現(xiàn)有焦?fàn)t地下室水封進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t地下室；主管煤氣壓力；末端水封；

中圖分類號(hào)：TQ520.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-09-00-02

前言

焦?fàn)t地下室末端水封設(shè)置，是為了穩(wěn)定回爐煤氣管道壓力，緩解焦?fàn)t換向切斷煤氣時(shí)管道壓力急劇增加，避免對(duì)儀表等設(shè)備帶來危害。

地下室末端水封如果不投入使用，地下室換向時(shí)主管煤氣壓力波動(dòng)較大，影響焦炭質(zhì)量，且存在一定的安全隱患。

一、問題描述

3#焦?fàn)t末端放散水封開啟后，換向時(shí)，水封主體左右晃動(dòng)，震動(dòng)現(xiàn)象嚴(yán)重。4-7#焦?fàn)t末端放散水封，換向操作時(shí)，水封內(nèi)水不僅僅從溢流口排出，同時(shí)部分水從放散管道沖向爐頂，破壞爐頂工作環(huán)境；另外水封內(nèi)水從放散管道沖向爐頂時(shí)水流速較快，水封水位下降急劇，水封液封高度得不到保證，從而失去穩(wěn)定主管煤氣壓力的作用。

二、原因分析

（一）3#爐末端放散水封。針對(duì)3#焦?fàn)t末端水封換向時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象，分析認(rèn)為：液封高度過大是造成該現(xiàn)象的主要原因。圖1為3#焦?fàn)t現(xiàn)水封外觀圖，由圖可以看出水封液封高度（1100mm），可封煤氣壓力11000 Pa，接近煤氣總管壓力最大值（10000～12000Pa）。水封內(nèi)煤氣進(jìn)口下端相當(dāng)于一個(gè)彈性堵板，地下室主管煤氣正常操作及換向時(shí)均得不到正常放散，當(dāng)主管煤氣波動(dòng)時(shí)，勢(shì)必造成水封液體震蕩。尤其換向開始與終結(jié)時(shí)，由于此時(shí)主管煤氣壓力，由正常操作的1800 Pa左右突變到10000 Pa左右，或再由10000 Pa左右突變回1800 Pa左右，僅用幾秒（6#爐為9秒）煤氣波動(dòng)較大，水封必然劇烈震蕩。

（二）4-7#焦?fàn)t末端放散水封。通過分析認(rèn)為，造成煤氣放散夾帶下液的主要原因是水封進(jìn)氣管管徑太小，換向時(shí)在瞬間壓力巨變情況下管道內(nèi)煤氣流速過大，水封內(nèi)液體瞬間暴沸；加上水封內(nèi)液面距離水封頂端高度太小（僅為340mm）；另外與水封內(nèi)防波板結(jié)構(gòu)形式也有一定關(guān)系 。

三、改造方案

（一）3#爐末端放散水封改造。溢流口下移，液封高度保證350mm。經(jīng)調(diào)查我公司一、二、三系幾座焦?fàn)t正常操作情況下，地下室正常壓力為1500～1800Pa，最高也未達(dá)到2100Pa。

若不考慮煤氣放散造成經(jīng)濟(jì)損失情況下，僅從安全角度考慮，液封高度略高于正常操作時(shí)地下室煤氣主管最高壓力值即可；若不考慮主管煤氣壓力波動(dòng)造成管道震蕩，引起管道疲勞破壞、儀表損壞等不安全因素，僅從煤氣放散造成經(jīng)濟(jì)損失方面考慮，液封高度越高越好（極限為不加放散）。綜合以上：初步確定液封高度為350～500mm。

目前公司1～6#焦?fàn)t操作室主管壓力最高設(shè)定為4500Pa，說明若液封高度定為500mm，則換向時(shí)操縱室將得不到完整的主管壓力變化曲線。

同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查換向時(shí)主管壓力由正常值1800 Pa升到4500 Pa，僅有3s時(shí)間，換一次向總時(shí)間為45s；每半小時(shí)換一次向，煤氣流量為12000m3/h。假設(shè)煤氣流量均勻：則液封高度為500mm時(shí)，煤氣放散為12000×（45-3.5×2）×2÷3600=253m3/h；液封高度為350mm時(shí)，煤氣放散為12000×（45-1.9×2）×2÷3600=275m3/h；由計(jì)算，液封高度350mm時(shí)僅比500mm時(shí)多放散22m3/h。故此，確定液封高度為350mm。

另外，為了防止水封溢流造成水源浪費(fèi)，可在水封溢流口處制作一個(gè)平衡水槽，既保證水封及時(shí)補(bǔ)液，又杜絕了水源浪費(fèi)。為方便操作者觀察，在水封上增設(shè)玻璃管式液位計(jì)，且安裝時(shí)保證液位計(jì)零點(diǎn)與水封液封零點(diǎn)對(duì)齊，如圖3所示。

（二） 4-7#焦?fàn)t末端放散水封改造

方案一：在原水封基礎(chǔ)上直接改造（見圖4）。水封槽體加寬、進(jìn)氣口加變徑管DN200—DN500以減小煤氣流速防止水封暴沸；液封高度變?yōu)?50mm。

方案二：原水封不做改變，在原水封旁加一副水封（見圖5），液封高度為350mm。

考慮放散管高度太低，煤氣易被出焦時(shí)上升管的火焰引燃，并且放散的煤氣可能引起爐頂人員中毒，故將放散管加高5～6m。為防止水封溢流造成水源浪費(fèi)，在水封溢流口處制作一個(gè)平衡水槽，既保證水封液封高度，又杜絕水源浪費(fèi)。

四、實(shí)施效果

改造完成后，焦?fàn)t地下室換向時(shí)，主管煤氣壓力可望達(dá)到4500 Pa以下。 緩解了焦?fàn)t換向切斷煤氣時(shí)管道壓力的急劇變化，避免了對(duì)儀表等設(shè)備帶來的危害。同時(shí)使碳化室溫度更趨穩(wěn)定，為進(jìn)一步提高焦炭質(zhì)量提供了保證。

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