干熄焦重力除塵器料位監(jiān)控的有效措施

鞏 磊，孟慶民，楊德成，張 坤，劉 東

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)焦化公司，山東 濟(jì)南 271100）

1 前 言

干熄焦的一次除塵器就是1DC 安裝在干熄爐及鍋爐之間，干熄焦裝置其原料為焦?fàn)t炭化室推出的紅焦，由于存在較多的小顆粒焦炭及粉塵，裝入干熄爐后會進(jìn)入氣體循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致循環(huán)氣體內(nèi)存在大量細(xì)小顆粒物和粉塵。如果這些粉塵未加以分離，將會嚴(yán)重磨損循環(huán)風(fēng)機(jī)及循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備，并且在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)越積越多，導(dǎo)致循環(huán)氣體流通不暢。因此，根據(jù)粉塵粒度的大小及氣體循環(huán)系統(tǒng)各部位對粉塵濃度的不同要求，在干熄焦不同位置分別設(shè)置了一次除塵器和二次除塵器裝置，用來分離焦炭粉塵，分離后的粉塵統(tǒng)稱工藝除塵灰。干熄焦一次除塵器即1DC為重力除塵器，1DC水冷套管的安全運(yùn)行對干熄焦非常重要，一旦水冷套管運(yùn)行異常，造成的后果是非常嚴(yán)重。介紹了1DC水冷套管的安全運(yùn)行措施與因異常運(yùn)行造成的事故危害。

2 重力除塵器運(yùn)行原理

從干熄爐內(nèi)經(jīng)換熱后的高溫循環(huán)氣體，經(jīng)一次除塵器進(jìn)入鍋爐。由于循環(huán)氣體在干熄爐內(nèi)與高溫焦炭進(jìn)行了換熱，在流經(jīng)一次除塵器時，需要將部分大顆粒焦粉通過重力除塵的原理去除，避免進(jìn)入鍋爐的循環(huán)氣體有大顆粒焦粉，對鍋爐爐管造成嚴(yán)重的磨損。因此為了保障鍋爐安全運(yùn)行，1DC也必須安全運(yùn)行。

一次除塵器又稱重力除塵器，重力除塵器的基本工作原理是，在沉降室內(nèi)，利用粉塵所受重力，將大顆粒粉塵進(jìn)行分離。直徑為d、密度為ρs的球形顆粒物在密度為ρ的流體中重力沉降時，受到三個力的共同影響，即重力、阻力和流體對顆粒物的浮力。粉塵在一次除塵器內(nèi)的沉降速度越快，所受的流動阻力越大，當(dāng)達(dá)到一個臨界沉降速度時，粉塵所受三力平衡，通過對粉塵受力情況的分析以及流體的性質(zhì)，就可以得到一定尺寸的重力除塵器最大的沉降速度、能夠分離的最小顆粒直徑和出口粉塵質(zhì)量濃度。干熄焦一次除塵器要求出口粉塵質(zhì)量濃度≤10 g/m3，從而降低循環(huán)氣體中粉塵對鍋爐過熱器造成的磨損，延長鍋爐使用壽命。

經(jīng)過重力除塵進(jìn)入水冷套管的高溫紅灰，被水冷套管中的循環(huán)水冷卻后，最終經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入中間倉，然后經(jīng)工藝除塵輸灰系統(tǒng)輸送至大灰倉。如果水冷套管的料位監(jiān)控不及時，可能會出現(xiàn)滿灰或排空的現(xiàn)象。無論是滿灰或排空，都可能造成嚴(yán)重的后果，因此對1DC料位的監(jiān)控在干熄焦生產(chǎn)過程中很重要。

3 1DC滿灰或排空的危害

一次除塵器的主要作用就是去除循環(huán)氣體中較大顆粒的灰塵，以減少對鍋爐爐管的沖刷。一次除塵器采用重力沉降方式，其優(yōu)點(diǎn)是氣流阻力損耗少，缺點(diǎn)是槽體體積龐大。槽頂部采用耐火磚拱頂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單強(qiáng)度大。1DC 主要由殼體、金屬支架及砌體構(gòu)成，工作在負(fù)壓狀態(tài)。外殼用鋼板焊制，內(nèi)襯耐磨耐火磚。為提高一次除塵器的除塵效率，在除塵器中設(shè)有擋墻。一次除塵器的底錐部出口分隔成漏斗狀，下面連接兩叉溜槽以將焦粉導(dǎo)入冷卻套管。一次除塵器上設(shè)有人孔，還設(shè)有溫度測量裝置、壓力測量裝置等，頂部設(shè)有緊急放散口。

流經(jīng)一次除塵器的循環(huán)氣體溫度為800～980 ℃，循環(huán)風(fēng)量約214 000 m3/h，尺寸約5.3 m×3.7 m，采用桁架或框架鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)長時間滿灰時，紅灰堆積在擋墻附近，對擋墻形成一定的壓力，容易造成擋墻坍塌現(xiàn)象。1DC擋墻一旦坍塌，輕則耐火磚進(jìn)入水冷套管，堵塞水冷套管和旋轉(zhuǎn)閥，使之不能正常排灰，重則耐火磚進(jìn)入鍋爐，堵塞鍋爐換熱空間，降低鍋爐換熱效率，甚至砸壞和磨損爐管造成鍋爐爆管的嚴(yán)重事故。

如果長時間排空，紅灰將會不經(jīng)過冷卻直接排到中間倉，致使中間倉溫度急劇上升，不僅有可能會因排出紅灰引燃焦粉燒壞輸灰設(shè)備，而且有可能燒壞水冷套管，造成水冷套管內(nèi)部漏水，水漏出來后與除塵灰混合難以輸運(yùn)。當(dāng)水與高溫紅灰接觸后還會汽化為水蒸氣，使循環(huán)系統(tǒng)中水蒸氣含量上升，最終與高溫焦炭反應(yīng)產(chǎn)生易燃易爆的一氧化碳和氫氣，產(chǎn)生重大隱患。

因一次除塵處于循環(huán)氣體系統(tǒng)中，在正常的生產(chǎn)過程中，無法對其內(nèi)部進(jìn)行點(diǎn)檢，但通過檢測外表面的溫度可初步判定爐墻損壞的部位和程度。通過調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)來加強(qiáng)維護(hù)。利用年修進(jìn)行全面的檢查和維修。

如果出現(xiàn)滿灰導(dǎo)致的擋墻坍塌，需在年修時處理，如果因排空導(dǎo)致設(shè)備故障或水冷套管燒穿，需維護(hù)設(shè)備并更換水冷套管。這些都需要消耗大量的人力物力，因此為避免出現(xiàn)此類事故，需要預(yù)防，而預(yù)防的關(guān)鍵就是及時掌握1DC 中除塵灰的料位信息。

估計(jì)料位的方法主要有巡檢現(xiàn)場查看和主控監(jiān)視中間倉溫度兩種方式進(jìn)行。巡檢可以通過現(xiàn)場觀察料位的小孔，在定期巡檢過程中檢查料位，從而確定水冷套管是否處在安全合理的料位區(qū)間。主控可以通過中間倉溫度來監(jiān)視，由于紅灰在水冷套管內(nèi)被循環(huán)水冷卻需要一個過程和一定的時間，因此從上到下有一個溫度分布，越往上溫度越高，越往下溫度越低。當(dāng)中間倉溫度長時間很低時，可以斷定水冷套管處在高料位狀態(tài)，可以通過旋轉(zhuǎn)閥多排幾次灰或者將排灰時間適當(dāng)增加，直到中間倉溫度略有升高為止；當(dāng)中間倉溫度急劇上升時，可以確認(rèn)水冷套管內(nèi)的紅灰基本排空，此時需將排灰旋轉(zhuǎn)閥設(shè)置手動，停止排灰，待中間倉溫度下降時，再決定是否排灰，根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，一般中間倉溫度不宜超過100 ℃。

“什么問題？對不起，我已經(jīng)忘了?！痹胬溲源鸬?，轉(zhuǎn)身要走，張仲平急忙攔住：“別啊，你可千萬不能把你的問題忘了，你一定得想起來，不然我會內(nèi)疚的，我會遺憾終身的。”

4 重力除塵器料位監(jiān)控措施

4.1 運(yùn)行原則

1DC 安全運(yùn)行的關(guān)鍵是控制好水冷套管的料位，指通過采取有效的管理和技術(shù)措施，確保生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)等活動正常進(jìn)行，可以防止意外事故發(fā)生，確保人員、財產(chǎn)和環(huán)境的安全。

1DC安全運(yùn)行的原則：預(yù)防為主。在安全運(yùn)行過程中，應(yīng)始終堅(jiān)持預(yù)防為主的原則。通過事先識別和評估潛在的安全風(fēng)險，采取有效的預(yù)防措施，降低事故發(fā)生的概率。

安全第一。在生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)等活動過程中，應(yīng)將安全放在首要位置。當(dāng)安全與生產(chǎn)、成本、進(jìn)度等發(fā)生沖突時，應(yīng)優(yōu)先考慮安全。

持續(xù)改進(jìn)。安全運(yùn)行是一個持續(xù)的過程，需要不斷優(yōu)化和完善。應(yīng)通過對事故的總結(jié)、對潛在風(fēng)險的監(jiān)測、對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，不斷改進(jìn)安全運(yùn)行的策略和方法。

1DC安全運(yùn)行的實(shí)踐方法。設(shè)備管理：建立完善的設(shè)備管理制度，對重要設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，應(yīng)采用先進(jìn)的設(shè)備故障診斷和預(yù)警技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備潛在的問題。

安全監(jiān)控。通過在關(guān)鍵部位設(shè)置監(jiān)控裝置，實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)境、工藝過程等環(huán)節(jié)，確保各項(xiàng)安全指標(biāo)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。同時，應(yīng)對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患。

人員培訓(xùn)。強(qiáng)化員工安全意識培訓(xùn)，提高員工的安全操作技能和應(yīng)急處理能力。通過定期組織演練，使員工熟悉各種突發(fā)事件的處理流程，做到遇事不慌、正確應(yīng)對。

風(fēng)險評估。定期進(jìn)行全面的安全風(fēng)險評估，識別和評估潛在的安全風(fēng)險源。針對評估結(jié)果，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，降低事故發(fā)生的可能性。

應(yīng)急管理。建立健全應(yīng)急管理體系，明確應(yīng)急響應(yīng)流程。通過事先制定應(yīng)急預(yù)案，確保在突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速做出響應(yīng)，減輕事故造成的損失。

4.2 運(yùn)行措施

1DC料位的監(jiān)控確保了水冷套管的安全運(yùn)行，工藝安全運(yùn)行措施旨在確保生產(chǎn)過程中設(shè)備、人員和系統(tǒng)的安全，降低事故風(fēng)險，提高生產(chǎn)效率，以及保障企業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。其基本原則是：對工藝安全運(yùn)行進(jìn)行全面、系統(tǒng)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)，將事故發(fā)生的可能性降至最低。在生產(chǎn)過程中，始終將安全放在首位，嚴(yán)格遵守國家和地方的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，保證工藝安全運(yùn)行符合相關(guān)要求。通過監(jiān)測、檢查和評估，不斷發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)工藝安全運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)，提高工藝安全運(yùn)行水平。

通過建立完善的工藝設(shè)備管理制度，包括設(shè)備的定期檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。特別對于關(guān)鍵設(shè)備，應(yīng)增加檢查頻次，確保其穩(wěn)定可靠。

通過制定詳細(xì)、明確的工藝操作規(guī)程，使每個員工都能理解并按照規(guī)定的步驟和程序操作。規(guī)程中應(yīng)包括異常情況的應(yīng)急處理方法，以備不時之需。

通過定期對員工進(jìn)行工藝安全運(yùn)行的培訓(xùn)，提高員工的技能水平和安全意識。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括工藝原理、操作規(guī)程、應(yīng)急處理等，使員工能夠熟練、準(zhǔn)確地操作設(shè)備。

通過定期進(jìn)行工藝安全風(fēng)險評估，識別和評估潛在的安全風(fēng)險源。針對評估結(jié)果，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，降低事故發(fā)生的可能性。

通過制定完善的應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)對突發(fā)事件的流程和責(zé)任人。預(yù)案應(yīng)包括應(yīng)急組織、通訊聯(lián)絡(luò)、現(xiàn)場處置等內(nèi)容，確保在突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速、有效地響應(yīng)。

通過定期進(jìn)行工藝安全檢查，發(fā)現(xiàn)和糾正現(xiàn)場存在的問題。對于檢查中發(fā)現(xiàn)的隱患，應(yīng)立即采取整改措施，消除事故隱患。

通過建立完備的工藝參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)工藝參數(shù)，如溫度、料位等。確保各項(xiàng)參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)，防止異常情況的發(fā)生。

通過建立事故報告和調(diào)查制度，及時報告工藝安全事故，對事故進(jìn)行深入調(diào)查和分析。通過事故的總結(jié)和教訓(xùn)的吸取，改進(jìn)工藝安全運(yùn)行措施，提高企業(yè)的安全管理水平。

4.3 鞏固措施

為了引起崗位相關(guān)操作人員對1DC 料位的高度重視，車間依據(jù)實(shí)際情況，分別對巡檢工和主控工進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。要求巡檢人員在每次巡檢過程中觀察1DC料位狀況，主控操作人員密切關(guān)注中間倉溫度，確保中間倉溫度在合理的范圍內(nèi)。通過制度的有效執(zhí)行，形成操作習(xí)慣和個人經(jīng)驗(yàn)，從而對1DC料位的監(jiān)控效果進(jìn)行鞏固，達(dá)到長期安全運(yùn)行的目的。

5 結(jié) 語

由于1DC滿灰或排空可能造成的嚴(yán)重后果，要求做好預(yù)防工作，對1DC 料位進(jìn)行強(qiáng)化監(jiān)控和監(jiān)督，確保水冷套管安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免因擋墻坍塌、排出紅灰或水冷套管燒穿造成的損失。通過各項(xiàng)措施的有效實(shí)施，1DC 料位控制得到了有效的改善，避免了排紅灰現(xiàn)象的發(fā)生。通過探討安全運(yùn)行的重要性、基本原則及實(shí)踐方法，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行提供了有益的參考。