青特鋼200 t/h干熄焦設備運行實踐

郭 飛，于進江

（青島特殊鋼鐵有限公司 焦化廠，山東 青島266400）

青特鋼200 t/h干熄焦設備運行實踐

郭 飛，于進江

（青島特殊鋼鐵有限公司 焦化廠，山東 青島266400）

青特鋼200 t/h干熄焦裝置配置有干熄爐、高溫高壓自然循環鍋爐、分體式干熄爐裝入裝置、列管式焦粉冷卻裝置等，針對存在的焦炭落料不均勻、系統緩沖能力不足、裝入裝置穩定性差等問題，采取了相應的改進措施，保證了系統的運行穩定，投產運行1 a多來，干熄焦各項工藝值均基本達到設計指標。

干熄焦；配置；雙斜道；運行參數

青島特殊鋼鐵有限公司焦化廠2×65孔7 m頂裝復熱式焦爐，年產干全焦160萬t，與之配套200 t/h干熄焦裝置。該套干熄焦裝置額定處理焦炭能力200 t/h，采用高溫高壓自然循環鍋爐，于2016年4月投產。投產以來，青特鋼焦化廠在干熄焦技術大型化應用過程中，不斷探索與創新，通過對設備進行技術改造，對運行與操作進行總結與完善，使大型干熄焦裝置在噸焦投資、運行、維修成本和勞動生產率等方面的優勢逐漸體現出來。

1 干熄焦設備配置

1）干熄爐，干熄爐砌體為豎窯式結構，自上而下分為預存區、環形風道區、斜道區和冷卻區。青特鋼干熄焦加大了干熄爐預存段高度，以增加其預存緩沖能力；斜道區采用雙斜道結構，并采用專利技術（ZL2011 2 0541061.0）設置有24組雙磚結構的斜道柱；環形風道采用內外墻的結構形式，各塊磚之間不再是“井”字型溝舌、溝槽固定在一起，而是采用“雙徑向舌槽”結構，使環形風道既成為一個整體，又能在一定程度上增加其膨脹活動量，避免因圓周方向上的擠壓力而發生變形。表1為干熄爐主要參數。

表1 青特鋼干熄爐主要參數 mm

2）鍋爐。配套鍋爐為高溫高壓自然循環鍋爐，采用膜式水冷壁及整體懸吊式結構；二次過熱器受熱管采用不銹鋼材質（321H），管組上部超音速噴涂有鎳合金，以提高其耐磨性能；省煤器管組外表面鍍鎳-磷；鍋爐吊掛管設有保護套管；膜式水冷壁加防磨板等防腐耐磨措施。解決鍋爐爐管腐蝕、磨損、膨脹、密封等問題，延長干熄焦鍋爐使用壽命。

與中溫中壓鍋爐相比，高溫高壓鍋爐雖然產汽量有所下降，但其實際發電量反而有所提升。提高蒸汽參數也可有效提高循環效率，特別是汽輪機的效率。傳統聯合循環式鍋爐對強制循環泵的運行可靠性要求較高，而自然循環鍋爐可避免這一問題，但其自補償能力相對較弱，運行過程中也易發生循環停滯、倒流、汽水分層和下降管帶汽等故障，需要在操作過程中引起重視。干熄鍋爐采用自然循環方式，主要參數：額定蒸發量114 t/h，額定蒸汽壓力10.3 MPa，汽包工作壓力11.2 MPa，額定蒸汽溫度540℃。

3）其他設備配置。干熄爐裝入裝置，采用分體式結構，區別于整體式，料斗及除塵管道固定于干熄爐爐口上方。這種結構能夠減輕移動部分的重量，從而降低驅動裝置出力。

一次除塵焦粉冷卻采用列管式焦粉冷卻裝置，其結構見圖1。內設46根獨立冷卻套管，每個小水冷管中心為焦粉，外部兩層分別為冷卻水的進水和回水，水冷管下部可向下自由膨脹。外部殼腔進行充氮保護，防止發生粉塵爆炸。焦粉冷卻裝置上部設置焦粉緩沖倉，用以緩存高溫焦粉。

圖1 列管式焦粉冷卻套管

除塵風機采用變頻調速，較傳統液力耦合器形式，機械結構簡單，且避免了冷卻水和油路系統發生堵塞或泄露的風險，維護工作量小，可靠性高。同時，變頻調速具有長期運行節電優勢明顯、調速響應快、調節精度高等優點。干熄焦的提升機、循環風機、鍋爐給水泵等的參數也都進行了相應的提高。

2 干熄焦系統存在的問題及改進

2.1 焦炭落料不均勻

青特鋼大型干熄焦干熄爐預存段增高、爐徑增大、水平截面積增大，爐內焦炭的料流形式發生了改變，同一水平面上的焦炭下落速度差別較大，焦炭靠近爐壁料流較慢，中心較快，進而造成排焦溫度不均勻，氣料比增加。造成這種狀況的原因：1）新砌干熄爐爐墻較粗糙，阻力大。2）干熄爐直徑增加，漏斗效應明顯，靠近干熄爐爐壁的地方成為流動“死區”，由于“鼠洞”和粘性拱的形成與崩塌，導致焦炭料流也不穩定。3）由于干熄爐高度及直徑的增加與料鐘尺寸的設計不匹配，導致爐內布料不合理。

對裝入裝置料鐘尺寸多次進行改變并試驗，通過對料面變化和布料情況進行對比分析，優化爐內焦炭布料情況；通過對干熄爐底導料棒進行調整，優化干熄爐圓周方向下焦的均勻性；另外，通過調整中央/周邊風量配比，使其與中央和周邊的焦炭下落速度相匹配。通過以上手段使風料比趨于合理，同時對鍋爐入口負壓、焦炭浮起有較大改善作用。另外，建議在設計時，增加中央焦炭溫度測點，以及時與周邊溫度對比并進行調整，保證焦炭冷卻均勻性。

2.2 系統緩沖能力不足

大型干熄爐預存段加高增加了干熄爐的預存能力，但與其處理量的增加相比，其緩沖能力并未有實質增加。當上部煉焦工序進行檢修或故障停止裝焦時，干熄焦預存區僅具備1 h左右的緩沖能力，進而需要進行降負荷調整。另一方面，大型干熄焦較中小型干熄焦循環風量增大，當排焦或運焦系統故障，需停止排焦時，系統熱量降低速度會很快，此時需要進行大幅降風操作，進行保溫保壓。在控制系統降負荷速度時，還要兼顧干熄爐砌體耐材，防止其損壞，還要保證鍋爐自然循環系統的安全性。

針對上述情況，干熄焦在提高裝/排焦系統穩定性的同時，還通過加強對上部煉焦工序及下部運焦工序的管理，嚴格控制停機時間。一方面，嚴格控制焦爐K2系數，提高裝焦的均勻性和計劃性；另一方面，加強對焦倉的合理分配和運焦線的點檢維護力度，減少停排焦時間。干熄焦系統內充分發揮干熄爐預存室的緩沖功能，根據出焦計劃計算出排焦曲線，以達到均勻排焦的目的，增強干熄焦系統的穩定性。另外，在設計時，盡量采用雙皮帶的輸焦方式，確保干熄焦排焦的穩定通暢。

2.3 裝入裝置穩定性差

大型干熄焦裝入裝置多采用分體式結構，在一定程度上減輕了裝入裝置的重量。但干熄爐爐口尺寸增大，爐蓋及其配重質量相應增加，原設計忽略了對驅動裝置作用力及行程的統籌考慮，導致在運行過程中問題較多。主要體現在裝入裝置運行結構穩定性差，開關過程中晃動較大；電動缸驅動電機電流波動大，影響電機及變頻器使用壽命；驅動裝置連桿及電動缸底座受力較大，出現變形甚至斷裂。

針對以上問題對裝入裝置驅動結構進行了技術改造，將連桿受力點適當上移，同時適當增加電動缸行程，使其受力與行程匹配更加合理；并對爐蓋及配重進行優化改造；同時，對變頻器參數進行調整，增強其運行穩定性。

另外，大型干熄焦焦粉冷卻裝置處理能力應大幅提高。除由于焦炭處理量增大外，焦炭落差增大，在爐內擠壓摩擦的時間增長，焦粉量相應增加。同時，風量加大也會導致焦粉量進一步增加，較中小型干熄焦焦粉量一般會增加4倍左右。因此，其冷卻處理能力也要相應的增加。若處理能力達不到，將導致排灰溫度過高，損壞后序輸灰系統設備，進而影響干熄焦系統的安全穩定運行。除此以外，由于處理量的增加，裝入/排出裝置的襯板、料鐘等耐磨設備的使用壽命也會縮減，應適時進行檢修更換。

3 干熄焦運行分析

青特鋼干熄焦系統自投產運行以來，通過前期的工藝調整和設備改造磨合，目前運行穩定。干熄焦系統部分運行參數見表2。

表2 青特鋼干熄焦系統運行參數

通過1 a多的運行分析，干熄焦各項工藝值均基本達到設計指標。其中排焦溫度、鍋爐入口壓力較開工初期也得到了極大的改善。

4 結語

從青島特殊鋼鐵有限公司焦化廠200 t/h干熄焦的實際運行情況看，大型干熄焦系統雖然在設計計算、設備配套、管理控制上仍需改進和提高，但通過工藝技術優化，新設備、新材料的使用融合，解決了焦炭落料不均勻、系統緩沖能力不足、裝入裝置穩定性差等問題，大型干熄焦技術將逐步走向成熟，并實現長周期穩定運行，使大型化設備的優勢得到充分展現。

Operation Practice of 200 t/h CDQ Equipment in Qingdao Special Steel

GUO Fei，YU Jinjiang
（The Coke Plant of Qingdao Special Steel Co.，Ltd.，Qingdao 266400，China）

TQ520.5

B

1004-4620（2017）05-0032-02

2017-05-27

郭飛，男，1984年生，2008年畢業于內蒙古科技大學熱能與動力工程專業。現為青島特殊鋼鐵有限公司焦化廠干熄焦主任，工程師，從事干熄焦生產運行工作。