焦爐裝煤冒煙的原因分析及解決辦法

楊華 貴州黔桂天能焦化有限責任公司

1 引言

通常情況，因為高壓氨水系統在工作過程中其壓力會維持在一個定值，同時壓力滿足不了工藝的需求等等因素，導致焦爐裝煤的過程中會出現冒煙的情況，這不但會降低自然環境的質量，同時也降低了能源的使用效率，從而違背了可持續發展觀的內容，也不利于社會的長遠發展和進步，因此要積極的采取措施處理焦爐裝煤冒煙的問題。

2 案例分析

2.1 案例概況

某公司使用JNDK55-05F型焦爐，在焦側布設上升管。該公司使用“N+2/N 1”式導煙車協同高壓氨水引射系統，同時使用“N+2/N 1”式導煙車協同地面除塵站，但是由于不同要素對其的作用，除塵的結果并不好。所以，要積極的改造該公司正在使用的系統，確保除塵工作的成果。

2.2 煙氣處理系統存在的問題

在焦爐裝煤的過程中，爐墻會產生熱量，而這些熱量會作用于煤餅，導致煤餅出現煙氣。受高壓氨水引射系統的影響，在上升管的底部位置會產生一定的負壓，進而使煙氣順利的進入集氣管之中。另外，在導煙車的幫助下，利用U型管導，將煙氣引進鄰近位置的炭化室，最后使煙氣進入到集氣管系統之中。除塵地面除塵站風機吸進煙氣，在焦炭吸附裝置幫助下，對煙氣進行除塵。但是在這個過程中，如果干擾到煙氣的引入過程，則會產生一定量的煙氣。

3 焦爐裝煤冒煙的原因分析

3.1 裝煤時出現跨煤及剝皮

在配合煤水分、爐頭溫度等要素的作用下，煤餅經常會發生坍塌的情況，或者會發生剝皮的情況，而掉落的煤粉和煤墻有著充分的接觸，從而產生煙氣。另外，受掉落下的煤的作用，內部氣體中會形成一定的壓力，會增加煙氣的產生量。

3.2 煤車對位精確性

在煤車裝煤的過程中，由于對位不準確，導致煤餅和爐墻充分的接觸，同時在推力的作用下，煤餅的形狀會出現變化，情況嚴重的話，煤餅會發生坍塌的情況，在裝煤的過程中會產生大量的煙氣。

3.3 裝煤速度不平穩

由于裝煤的速度變化幅度比較大，導致煤餅容易出現坍塌或者變形的情況；以因為裝進了一定量的煤餅，占用了大面積的爐膛空間，加上裝煤速度快速，煙氣不可以在第一時間導入到集氣管之中，大量煙氣會流向爐門的位置，從而不能夠有效的控制煙氣。

3.4 煙氣通道變窄

針對5.5m搗固焦爐煤餅，一般是按照5.35m的標準，設計其高度，在裝煤工作中，托煤板會和煤一起裝進炭化室之中，而托煤板的厚度為0.1m，在裝煤工作中，煙氣通道的大小為0.1m×0.55m，同時會有大量的石墨存在在爐膛之中，煤餅表層粗糙不平時，會加大局部的阻力。

3.5 高壓氨水引射系統異常

目前，正在使用的高壓氨水引射系統，其工作的主要依據是流體力學，所以高壓氨水在煙氣導進集氣管的過程中發揮著關鍵的作用，一旦系統出現異常，則煙氣不能正常的進入到集氣管之中。

4 高壓氨水控制系統的優化

一般情況，會將噴嘴布設在橋管的位置，該噴嘴帶有噴灑片，在裝煤工作沒有實施之前，會通過噴嘴噴射循環氨水，從而對荒煤氣采取降溫的處理措施。在正式進行裝煤時，在三通閥的幫助下，完成切換工作，中斷循環氨水，這時會使用高壓氨水代替循環氨水，噴嘴噴射的水也會變成高壓氨水，確保橋管的位置會出現一定的負壓，保證除煙工作的成果。

受射流引射的影響，高壓氨水會在上升管底部位置形成一定的吸力，該吸力是煙氣導入過程的主要動力來源。而高壓氨水的壓力，會直接決定著上升管底部位置的吸力大小，同時也直接決定著除煙工作的成果。所以，要有效的明確高壓氨水壓力，從而確保除煙的效果，

由于不能準確的檢測上升管底部位置吸力的大小，該公司利用橋管清掃口位置的吸力，使其成為評估的主要根據。通過定頻電機，啟動高壓氨水泵，揚程的距離為371m，流量的大小為95m3/h，在管道阻礙作用下，在爐的頂部位置，壓力的大小為2.8MPa。通過測量和試驗工作之后，如果啟動三個高壓氨水閥門時，其壓力大小僅為2.5MPa，導致煙氣除塵的成果不明顯。

4.1 高壓氨水壓力

經過試驗，如果高壓氨水的壓力為2.8MPa，橋管位置的吸力會在-900Pa以下，導致橋管位置不會出現過大的壓力，煙塵沿著上升管的方位，開始進行活動，同時也沿著機側爐口的方位，開始進行活動，除煙效果不明顯。如果高壓氨水壓力超過3.2MPa，橋管位置的吸力會大于-1000Pa，受壓差作用，煙塵會沿著上升管的方位，開始進行活動。所以，該公司使用變頻控制多級高壓泵替換高壓氨水系統，揚程的距離為56m，流量的大小為100m3/h，假如啟動三通切換閥，壓力不會出現減小的情況，具體如圖1所示。壓力超過4.0MPa時，試驗了一段時間之后，發現氨水中的懸浮物的含量變大，這主要是因為吸力較大，加上受跨煤的影響，從而出現了煤粉。

圖1 高壓氨水壓力與橋管吸力

4.2 高壓氨水進度控制系統介紹

在煤餅導入炭化室時，煙氣量會變得越來越大，為了避免集氣管系統中進入空氣，該公司合理的利用高壓氨水自動控制順序，按照裝煤過程的實際情況，在分段降壓模式的幫助下，完成壓力的升降工作，有效的結合裝煤進度和高壓氨水壓力，并且同步進行控制。

在前期階段，煙氣含量比較低，將高壓氨水壓力維持在2.8MPa；在后期階段，煙氣含量會逐步變多，將高壓水壓力維持在3.3MPa，3.3MPa為壓力的最大值；裝煤結束之后，要使壓力的大小保持為3.0MPa；一旦抽板到位，則要使壓力小于1.8MPa，直到爐門關上，使壓力維持原來的1.6MPa。

通過試驗，變頻高壓氨水泵出口位置的壓力需要大概45s的時間完成變化，該位置的壓力由1.6MPa變化為3.3MPa，該公司利用手動裝煤的方式，完成裝煤的過程，同時將其時間保持在100s～120s范圍之內，副操必須要實時的監督裝煤的情況，一般會選擇搗鼓平臺為監督場地，一旦發現煙氣，要及時的高職裝煤司機，從而保證合適的裝煤速度。

5 結語

總而言之，在裝煤的過程中，通過分段調整高壓氨水壓力，進而掌控爐膛內負壓情況，同時合理的利用熱浮力，或者利用地面除塵站，對采集溢出的煙氣，從而實現控制裝煤冒煙程度的目的，以此對自然環境形成保護。