干熄焦實施關鍵問題的實踐與總結

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干熄焦實施關鍵問題的實踐與總結

李冬慶

（北京泰豪智能科技有限公司，北京102206）

【摘要】通過某焦化企業干熄焦項目的實施，從設計及設備的角度對過程中遇到的問題進行了分析和總結，并對部分問題提出了解決方案。

【關鍵詞】干熄焦；技術；設備；總結

1　引言

干熄焦是采用惰性氣體熄滅冷卻熾熱焦炭的一種熄焦方法，它回收利用紅焦的顯熱，改善焦炭質量，減輕環境污染[1]。經過近幾十年的發展，干熄焦技術基本成熟，獲得了廣泛應用。隨著設備大型化及系統集成水平不斷提高，干熄焦項目的投資增大，降低運行維保費用，提高運轉率成為提高投資回報追求的目標。因此，提高項目實施的質量水平，多方面借鑒已有成熟經驗，從一開始進行持續的設計、建設及運營維護質量管理成為可能。

某焦化企業現有2×72孔4.3 m搗固焦爐，配套建設了一座125 t/h干熄焦項目。該項目屬于后期技術改造項目，與常規的干熄焦項目相比，其主要區別在于該項目不發電只對外供汽，采用的是方型焦罐、有橫移牽引系統和焦爐大煙道余熱系統。筆者通過該項目的實施，結合現有的文獻資料，從設計工作及設備角度對所遇到的關鍵問題進行了分析和總結。

2　設計方面

設計工作對一個項目至關重要，是一個項目質量保證的前提，也能給后續運營維護帶來便利。通過該項目的實施，對有關設計方面的經驗進行了分析和總結，具體如下：

（1）優先采用運焦系統共軌技術方案，即干熄焦和濕熄焦的電機車和焦罐在一條軌道上運行，紅焦在電機車牽引下可以直接到達干熄爐或者熄焦塔，無需橫移牽引系統裝置。根據現場實際監測每罐紅焦裝焦橫移牽引時間為1~2 min，平均耗時為1.5 min；同時，橫移牽引系統運行中故障點較多，給生產帶來不利影響。因此，此類項目應優先采用共軌技術方案，其顯著優點是焦罐在電機車的牽引下直接運行到干熄爐下部，并進入提升工序，系統簡單，每天節約時間可觀，大大便利了焦爐及干熄焦的生產安排和管理，減少了故障點，生產更為順暢。

（2）統籌焦爐大煙道余熱利用。本項目實施時建設了焦爐煙道氣余熱回收鍋爐系統，產生0.7 MPa的飽和蒸汽，用于干熄焦系統的熱力除氧。其優點是充分利用了焦爐大煙道的煙氣余熱，解決了干熄焦除氧氣源的問題，減少了干熄焦系統對主蒸汽的自耗，經統籌考慮，系統流暢，充分實現了能源梯級利用的目的。另外，熱管余熱鍋爐的使用實現了低溫高效傳熱，基本無需維護，穩定性好。

（3）做好牽車臺的設計與改造。本項目在實施時未能考慮充分，導致目前不能在牽車臺上進行焦罐臺車底板閘門的開關、檢修與維護，每次都要動用大型吊車吊至臨時檢修支架上，給維護工作帶來不便，增加了成本；其次，電機車和焦罐臺車上下線不便利，費時費力。因此，牽車臺的設計、改造要充分考慮到設備的檢修作業位置、空間和工裝，尤其是要便于焦罐底閘門的檢修；同時牽車臺的設計也要便于機車、焦罐的上下線，盡量采用輔助機械設備，減少人力投入。

（4）干濕焦系統要分開，即輸送及焦炭成品倉要實現干熄焦和濕熄焦的分開功能，避免干濕混合，影響產品質量。這樣的配置便于焦爐能連續運行，干熄焦系統發生故障或檢修時，不影響焦爐的生產。

3　設備方面

設備的選型、檔次、技術水平等也是一個項目質量的重要依據，選用質量好、故障率低、壽命長的產品關系到干熄焦系統能否長期連續穩定的運行，直接影響到運營維護工作量、成本，以及項目的生產效益。通過項目的實施，對有關設備方面的經驗進行了詳細分析，具體如下：

（1）選用干濕兩用型牽引電機車。干熄焦系統電機車所需要的牽引力遠大于濕熄焦系統的電機車，設備選型時一定要采用干濕兩用型牽引電機車。據此，該項目正常生產時將一臺濕熄焦車常駐濕熄焦塔中，不影響干熄焦系統運行，電機車牽引干熄焦罐進行生產；干熄焦故障時，電機車可迅速牽引濕熄焦車進行工作，不影響焦爐的正常出焦。從確保生產連續性、簡化系統設備等方面來評價，選用干濕兩用型牽引電機車十分必要，使用效果顯著。

（2）焦罐臺車信號線隔熱保護。設備廠商所供設備在接焦過程中，經常發生紅焦跌落在信號線穿線管上將信號線燒毀的故障。主要由于設備供應商忽略了信號線路的隔熱防護措施，引起設備故障，不但影響生產、維修不便，而且存在安全隱患。針對此問題可以采取兩種方法加以解決，第一，將穿線管全部安裝在焦罐臺車下部，保證紅焦從任何角度跌落都不能與之產生接觸；第二，將穿線管安裝在槽盒中間，穿線管和槽盒之間用耐高溫石棉布填充后再蓋好槽盒蓋。由于受現場條件限制，項目采用第二種方案加以改造，運行效果良好。

（3）焦罐襯板需要提前進行優化設計[2]。該項目由于軌道和焦爐之間的距離小，難以采用圓形焦罐，進而選擇了方形焦罐，實際運行時發現焦罐襯板使用壽命很短，一般3個月左右，導致維護工作量和成本大為增高。經過分析，焦罐襯板的使用壽命和襯板的大小、厚度、材質、結構密切相關，由于焦罐已經定型，無法調整襯板的大小及厚度，僅可在材質和局部結構方面進行優化，以改善目前的狀況。因此，在焦罐設備設計時一定要從以下幾點進行優化，提高襯板的使用壽命，降低維護工作量，具體如：①減小單塊襯板的大小，降低熱脹冷縮的變形量，降低單塊更換成本；②適當增加襯板厚度，提高強度，降低空鼓變形；③選用耐熱材質；④優化襯板加強筋的布置，通過數值模擬研究最佳的筋板布置方式，提高結構強度。另外，襯板的設計還需要將一個上部吊耳和下部兩個掛鉤的安裝方式，改變為在上部再加裝兩個掛鉤，安裝時將掛鉤用鋼筋與焦罐骨架焊接，下部調節掛鉤螺栓也用鋼筋與焦罐體骨架焊接[2，5]，以此來避免襯板掉入干熄爐內卡壞旋轉密封閥。

（4）設置爐頂備用冷卻水箱。根據現有項目運行情況來看，干熄爐水封槽容易發生開裂[3]，其原因主要由于水封槽處于高溫環境，采用水冷措施，保持其正常工作狀態，一旦缺水或者供水中斷都會導致水封槽發生開裂的情況。為了避免此種情況發生本項目在爐頂增加了監控錄像和一個備用冷卻水箱，一旦發生缺水事故，可以打開備用水箱閥門給水封槽供水，維持設備正常運行，實際效果良好。

（5）焦罐蓋的優化設計。本項目試生產過程中，發現矩形焦罐蓋在長度方向中間發生向下彎曲變形，導致兩端上翹蓋不嚴，而且有逐漸發展的趨勢。經過分析發現，焦罐蓋是沿長度方向在中間斷開，現場再用螺栓拼接連接的，其連接方式和連接側材料的強度不足以承擔焦罐蓋本身的重量，因此發生變形。采取在焦罐蓋上部增加型鋼與焦罐蓋框架在拼接處兩側進行焊接加強，使焦罐蓋的變形問題得到解決。由此可以知道，在焦罐蓋的設計中，要充分考慮拼接縫兩側的連接強度，最好將拼接縫設置在焦罐短邊一側，這樣拼接后也不會發生變形問題。

（6）循環風機磨損預防。循環風機是干熄焦的系統的核心設備，現在絕大多數項目采用一工，無備用的配置，這就要求風機的故障率低，質量要求高，特別要求擁有較高的抗粉塵磨損性能。實際使用中最容易發生風機機殼、葉輪及風管的磨損。鑒于風機的重要性，本項目在實施時采取了幾項預防措施：①循環風機入口增設氣體含塵量檢測儀，使得運行人員能第一時間掌握循環氣體中的粉塵含量及其變化，以指導生產；②降低了干熄爐及斜道口處氣體流速，減小氣體攜帶的焦粉量；③提高一二次除塵器的除塵效率；④提高風機機殼及葉輪的耐磨性[5]。

（7）提升和走行雙電機配置。在干熄焦項目實施過程中為了確保運行安全，關鍵設備的選擇要以安全運行為首要條件。為了確保焦罐提升和走行的安全，本項目實施選擇采用提升和走行電機雙配置的方案，在任意一臺出現故障時，也不會影響生產，較常規系統更加安全可靠。

（8）采用風機變頻。針對除塵風機、循環風機選擇采用變頻技術，淘汰了原先液耦或油壓調速器的設計方案，新方案降低了機械故障發生點，增大了設備可調節范圍，增強了變工況下的系統穩定運行能力，節約電能。實踐證明這樣的選擇是正確的。

4　結語

通過一座125 t/h干熄焦項目的實施，對過程中涉及的問題從技術和設備兩個方面進行了分析和總結。所實施項目經過一年多的運行實踐表明，上述選擇具有積極意義，既提高了系統運行的連續性和安全性，又降低了檢修維護要求和成本。因受項目條件限制而未能實現的部分，也將給其他項目提供借鑒。

[參考文獻]

[1]羅時政，喬繼軍，張丙林.干熄焦生產操作與設備維護[M].北京：冶金工業出版社，2009.

[2]全喜紅.干熄焦旋轉焦罐襯板的改造[J].燃料與化工，2011，42 （2）：24.

[3]馬希博，甘秀石.鞍鋼干熄焦工藝存在的問題及改進措施[J].鞍鋼技術，2011，367（1）：42-47.

[4]甘憲程.干熄焦紅焦裝入系統設備優化與技術改造[J].酒鋼科技. 2011，4：12-14.

[5]王亞東，趙云峰.大型搗固焦爐配套干熄焦的設計與開發[J].燃料與化工. 2013，44（2）：20-23.

Practice and Conclusion of the Key Issues in CDQ Implementation

LI Dongqing

(Beijing Taihao Intelligence Science and Technology Co., Ltd., Beijing 102206, China)

【Abstract】A coking plant implemented a coke dry quenching (CDQ) project. Problems during the implementation process of the project were analyzed and concluded from the angles of designing and equipment and solutions to some of the problems were also provided.

【Keywords】CDQ; technology; equipment; conclude

作者簡介：李冬慶（1979－），男，畢業于南京工業大學熱能與動力工程專業，碩士研究生學歷，現從事工業余熱余壓利用技術，高效傳熱傳質設備技術研究工作。

收稿日期：2015－09－18

【文章編號】1006-6764(2015)12-0024-03

【文獻標識碼】B

【中圖分類號】TQ520.6