U形管導煙車存在的問題及其解決方案

趙思春

（太原重工股份有限公司技術中心焦化所，山西太原030024）

U形管導煙車存在的問題及其解決方案

趙思春

（太原重工股份有限公司技術中心焦化所，山西太原030024）

主要介紹U形管導煙車在調試和使用的過程中存在的幾個主要問題及其解決方案。

焦爐；導煙車；問題改進

引言

焦爐在裝煤過程中將有大量的荒煤氣及煙塵向外逸散，一般采用爐頂導煙車收集此煙塵。搗固焦爐裝煤時產(chǎn)生的煙氣量主要由以下幾部分組成：

1）炭化室原有的氣體，裝煤時因空間被填充，該氣體被排出；

2）煤料入爐后與高溫的爐墻接觸，煤中的揮發(fā)物裂解而產(chǎn)生的煤氣；

3）煤中的水分在爐內高溫下蒸發(fā)生成的水汽；裝煤時產(chǎn)生的煙氣量可根據(jù)以下公式計算：

其中：

V0——每噸煤煉焦過程中的煤氣發(fā)生量，m3/t；

T——結焦時間；

G——每孔炭化室裝煤量；

K——裝煤產(chǎn)生煤氣量調整系數(shù)，常取值1～1.3。

例如，炭化室高度為4.3 m的頂裝焦爐與搗固焦爐，其裝煤時產(chǎn)生的煙氣量如表1所示。

表14　.3 m的頂裝焦爐與搗固焦爐裝煤煙氣量

U形管式導煙車，如附圖1所示，用兩個吸口抽吸裝煤時的煙塵，借助高壓氨水的吸力，把裝煤時產(chǎn)生的煙氣導入處于結焦末期的相鄰炭化室里，以此防止煙塵逸散，可達到良好的治理效果，改善工人的操作環(huán)境，減輕對環(huán)境的污染［1］。

然而，U形管導煙車盡管結構簡單，可是在設備調試期間和投產(chǎn)使用的過程中存在不少問題，筆者結合U形管導煙車目前存在的主要問題及其解決措施進行的了匯總整理，希望能夠對實際生產(chǎn)有一定的指導意義。

圖1　U形管式導煙車

1　走行裝置打滑

1）問題現(xiàn)象。U形管導煙車行走在軌道上，有時候會在啟動瞬間或者行走途中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，盡管不影響車輛使用，但是存在安全隱患，必須及時查出故障原因進行排除。

2）解決方案。如果是啟動過程中打滑且無明顯檔位變化，故障原因是啟動瞬間加速度太大。產(chǎn)生這種故障的原因有兩點，一是調速電阻工作不正常，電機在啟動時全速運轉，導煙車由于慣性無法同步導致打滑；二是電機端子接線不正確，導致調速電阻短路，無法起到調速作用。此時，應及時排查故障，使導煙車行走檔位回歸正常，平穩(wěn)起到運行，消除打滑現(xiàn)象。如果在行走途中出現(xiàn)打滑，此時應該檢查軌道是否有積水、積雪、油污等現(xiàn)象，及時清除。

2導煙管受熱過燒

1）問題現(xiàn)象。有些工地導煙管存在嚴重受熱問題，如圖2所示。

正常情況下，從裝煤車前擋板打開到爐門關閉，平均用時為5 min，在此過程中，爐頂除塵孔里導出的煙氣基本上是荒煤氣，溫度不超過600℃，導煙車完全滿足使用。如果出現(xiàn)塌煤情況，導致爐門無法正常關閉，則操作時間延長，有時甚至超過了20 min，此時含氧空氣會從爐門口進入炭化室，隨著溫度的升高，荒煤氣開始燃燒，爐頂除塵孔里導出的基本上是火焰，溫度高于1 000℃，導套呈現(xiàn)出熾熱狀態(tài)，容易受熱變形，且熱變形控制困難，這是導煙車工況要求所不允許的。

圖2　U形管嚴重受熱

2）解決方案。由于該工地塌煤情況較多，導煙車不得不在上述極端情況下使用，我們給出一下臨時改造措施，盡量控制導套熱變形：在導煙管的豎管間增加槽鋼，加強導套的剛性，減輕熱變形；在導煙管豎管上增加一組導向輥輪，增加導套的穩(wěn)定性；改進完成后，希望貴方在后續(xù)導煙車使用過程中，連續(xù)導煙不得超過15 min，否則會對導煙管造成嚴重的損壞；如果塌煤情況較為嚴重，停止使用導煙車，關閉水封蓋，可以采用上升管放散的措施，以減輕爐子內部壓力。

3　導煙管掉落

1）問題現(xiàn)象。導煙車主要的工作裝置U形導套通過油缸提升和落下，當導煙車走行時，U形導套提起一定高度，通過液壓系統(tǒng)的液壓鎖來實現(xiàn)閉鎖。但是當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，液壓鎖泄壓，U形導套就掉落了下來，導致車輛無法走行至爐頂?shù)臋z修端臺，給維修帶來困難。

2）解決方案。一種帶有安全鉤的U型導套，如圖3所示，除了包含傳統(tǒng)U型導套中的所有機構1外，還增加了一套安全鉤裝置2，所述安全鉤由鉤子本體、連桿、油缸組成；當導煙車停車定位開始導煙時，鉤子打開，讓U型導套正常落下；當車輛走行時，鉤子關閉，防止鉤子因液壓系統(tǒng)故障而掉落，增強了設備的可靠性。

圖3　帶有安全鉤的U型導套

4　導煙效果不理想

1）問題現(xiàn)象。導煙車使用一段時間后，機側爐口上方冒煙現(xiàn)象嚴重，無法達到環(huán)保要求。

2）解決方案。導致導煙效果不好的原因有很多。首先，檢查爐頂導煙孔及其根部座磚，是否在長期使用后留下很多沉積物，表面是否粘結很多石墨和焦油，如果是，那么就會嚴重影響導煙效果，嚴重情況還會堵塞導煙孔，干擾焦爐正常生產(chǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)存在這種現(xiàn)象，要及時進行清理。其次，焦爐煤氣發(fā)生量是隨著焦爐的出焦操作成周期性變化的，而且在裝煤操作的過程中，由于上升管閥板的開、閉操作以及高壓氨水的噴灑，會對集氣管造成很大的沖擊，容易引起集氣管壓力的波動，甚至在各集氣管間造成震蕩。集氣管壓力不穩(wěn)，會給生產(chǎn)帶來了困難，如果壓力過高，會導致爐口上方冒煙冒火；如果壓力過低，會導致煤氣含氧量增高，對電捕焦油器運行部利。可以通過調節(jié)集氣管碟閥開度、機前吸力、機后壓力、鼓風機轉速，實現(xiàn)集氣管壓力穩(wěn)定自調。

5　上升管對位困難

1）問題現(xiàn)象。上升管清掃裝置安裝在導煙車的上部平臺上，用來清掃上升管內的石墨；傳統(tǒng)的上升管清掃裝置它有兩個不同的位置，即靜止位置和工作運行位置，如圖4所示。通過連接鏈條可以吊裝清掃器，同時鏈條卷筒還可以利用安裝在共用底座支架上的機械驅動裝置使其運動。該機構工作時，先將清掃器由靜態(tài)位置旋轉到運行位置。此后，清掃頭（球形部件）即可在上升管內部上下移動，進行清掃。

圖4　上升管清掃裝置——舊結構

由于筑爐偏差和焦爐長期受熱膨脹變形，爐頂上升管的排列在水平位置和垂直位置會與理論值產(chǎn)生誤差，誤差值常常達到Ф100mm以上；而傳統(tǒng)的上升管清掃裝置對位方式為車輛開到工作位置，清掃裝置的活動支架旋轉到終點位置后，通過傳動裝置驅動卷筒帶動鏈條帶動清掃頭上下動作，進行清掃上升管。其缺點在于清掃頭終點位置固定，很難適應爐頂上升管位置誤差，常常出現(xiàn)對位不準的現(xiàn)象；清掃頭單一的上下動作，沒有輔助清掃功能，很難徹底清掃上升管管壁的石墨和焦油；

2）解決方案。改進上升管清掃裝置的結構，如圖5所示，由帶有位移傳感器的油缸驅動移動臺車前后動作，該油缸可以準確記錄爐頂每個上升管的位置，由PLC控制，清掃時可以實現(xiàn)自動定位，能夠在最大程度上消化上升管位置誤差，解決了清掃頭對位問題；清掃頭還帶有噴嘴，能噴射強大氣流，可以可靠而穩(wěn)定地進行上升管管壁的石墨和焦油清掃。

圖5　上升管清掃裝置——新結構

6　結語

隨著環(huán)保要求越來越嚴格，作為焦爐機械設備中的環(huán)保設備，導煙車扮演著越來越重要的角色。目前導煙工藝基本趨于成熟，導煙車基本功能也很完善可靠，但是導煙效果的好與差是一個系統(tǒng)的工程，不僅要求導煙車工作狀態(tài)良好，也需要焦爐運行過程中管理和維修工作做到位，只有多管齊下，齊抓共管，才能盡可能減少荒煤氣排放，為節(jié)能減排作出應有的貢獻［2］。

［1］胡學毅.焦爐煉焦除塵［M］.北京：化工工業(yè)出版社，2010.

［2］梁英華.煉焦機械及設備［M］.北京：化工工業(yè)出版社，2005.

（編輯：劉楠）

Deficiency in U Type Pipe Smoke Guiding Car and Resolution Method

Zhao Sichun
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030024）

This paper introduces some deficiencies n U type pipe smoke guiding Car，and also introduces the resolution method about it.

oven；smoke guiding car；improvement

TQ52

A

2095-0748（2015）21-0053-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2015.21.24

2015-10-12

趙思春（1987—），河南信陽人，工程師，主要從事煉焦設備以及煉焦除塵等方面的設計與研究工作。