捣固焦炉范文

捣固焦炉范文（精选7篇）

捣固焦炉 第1篇

关键词：捣固机,捣固频率,优化

0 引言

捣固炼焦是将装炉煤在入炉前采用捣固机械捣实成略小于炭化室的煤饼, 然后推入炭化室内炼焦。煤饼捣实后的堆密度可由原来散装煤的0.7t/m3~0.75t/m3提高到0.95t/m3~1.15t/m3。生产实践证明, 捣固炼焦相比于常规顶装炼焦, 装炉煤配比相同时焦炭强度提升明显;焦炭强度相同时, 采用捣固炼焦可在装炉煤中减少主焦煤、肥煤的配入量, 增加气煤的配入量。因此捣固炼焦技术既能合理利用煤炭资源, 又能明显降低炼焦配煤成本, 为企业带来明显的经济效益并产生良好的社会效益。

1 捣固机的结构和运动分析

根据捣固焦炉工艺要求, 捣固一块煤饼的时间应该尽量地缩短, 煤饼的捣固密度必须大于1.0t/m3 (干煤) , 也就是说要求捣固机在单位时间内做尽量多的功。

目前正在生产和使用的主流捣固机凸轮机构在工作原理上大致相同, 只是凸轮机构的传动布置方式和一些具体结构上略有区别。对其中的弹性凸轮机构和捣固锤锤杆来说, 弹性凸轮机构都是依靠橡胶弹性体来实现凸轮本身的弹性要求, 其他部分都是刚性结构;捣固锤锤杆都是以工字钢或H型钢作为本体, 两侧粘接复合摩擦片。弹性凸轮机构和捣固锤锤杆结构如图1所示。

目前国内捣固机的提锤高度都在450 mm左右, 而每根捣固锤的捣固频率都在69次/min左右。造成该现象的原因是:捣固机弹性凸轮大半径区域的圆周半径和弧长固定时, 捣固频率不断增大, 会出现捣固锤还没有接触煤饼, 就会被弹性凸轮再次夹起, 从而无法对煤饼进行捣固;而当其圆周半径和捣固频率固定时, 该弧长不断增大时, 也会造成无法正常捣固的现象, 也就是说当捣固机的其他参数固定时, 捣固机的工作频率与弹性凸轮大半径区域的弧长是相互制约的。

1-弹性凸轮;2-锤杆

在忽略系统阻力的情况下, 捣固锤的每一次捣固可以认为是自由落体运动, 捣固锤的重力势能就可以当作捣固锤对煤饼所做的捣固功。而捣固锤的捣固频率是与弹性凸轮的转速n相同, 故每根捣固锤每分钟所做捣固功P应为:

其中:M为单个捣固锤质量;g为重力加速度, 取9.8m/s2;h为捣固锤的提升高度。

在不改变捣固机结构尺寸和其他工作参数时, 捣固锤的提升高度h受弹性凸轮大半径区域的弧长影响而随之变化。捣固机的工作频率与弹性凸轮大半径区域的弧长这两个参数增加时都有可能导致捣固锤与煤饼没有足够的接触时间而不能正常捣固煤饼。所以要达到优化捣固功的目的, 需要在保证捣固锤与煤饼有足够的接触时间的前提下, 探讨高度h和频率n的匹配规律, 寻找最优点。

通过观察分析, 在忽略系统阻力的情况下, 我们可以近似地将捣固锤一个工作循环分成以下几个部分: (1) 捣固锤与凸轮接触段, 此段又可分为两个小段, 一个是捣固锤与凸轮外缘接触后的加速提升段h1, 另一个是捣固锤加速结束, 和凸轮外缘一起匀速上升段h2; (2) 捣固锤与凸轮外缘分离后的惯性上升段h3; (3) 上升结束后的自由落体运动段h; (4) 捣固锤与煤饼的接触时间段tx, 以便使捣固锤的重力势能有效地传递给煤饼, 有效地对煤饼进行捣实。

2 建立计算模型

预先设定凸轮大半径区域的直径为D, 凸轮大半径区域的圆弧角度为α, 凸轮转速为n, 捣固锤质量为M, 捣固锤提升加速度a等于重力加速度g。此设定是为了简化理论计算, 实际设计计算时, 应根据凸轮夹紧力和摩擦因数来确定实际的提升加速度。利用动力学公式, 就可以推导出如下参数。

捣固锤加速提升时间t1为:

其中:v为捣固锤匀速提升速度, 等于凸轮最大圆弧处的线速度。

其中:t0为单次捣固循环时间。

捣固锤加速提升高度h1为:

捣固锤匀速上升时间t2为:

捣固锤匀速上升高度h2为:

捣固锤惯性上升时间t3为:

捣固锤惯性上升高度h3为:

捣固锤总提升高度h为:

将式 (2) 代入式 (8) 得:

捣固锤从最高点落到煤饼表面的时间t为:

单次捣固循环时间t0为:

设定锤头捣固时与煤饼接触时间为tx, 这个时间在实际计算时应考虑捣固锤与导向机构的摩擦影响, 并保证有足够捣固循环时间, 所以:

整理得:

把式 (9) 和式 (13) 进行分解计算后, 就可以得出捣固锤的提升高度h与凸轮转速的关系。通过实际的演算发现这会是一个高阶代数式, 用纸笔进行演算难度太大, 所以尝试使用MATLAB软件进行模拟演算。

结合单个捣固锤每分钟所做功P=Mghn, 通过MATLAB软件计算就可以得出每根捣固锤每分钟所做捣固功P和捣固频率n的关系式 (此处略去MATLAB计算过程) 。

为方便MATLAB操作, 设M=480kg、提锤加速度a=g=9.8 m/s2、D=0.44 m, tx=0.25s。由MATLAB得到的P-α-n关系曲线和n-P曲线如图2、图3所示。

由图2、图3可知, P有最大值为1.41×104 J/min, 此时提锤高度为0.651 3m。

3 结论

捣固机捣固频率和提锤高度的优化, 归根结底在于捣固机机械结构的优化, 通过调整凸轮大半径圆弧长度, 实现提锤高度h和捣固频率n的合理匹配, 提高单根捣固锤的单位时间捣固功。本文计算所得最优点与实际并不相符, 有3点原因: (1) 计算时没有考虑捣固锤与捣固机中导向装置接触产生的摩擦阻力; (2) 捣固锤与凸轮接触后的加速度不会是标准的匀速加速度, 即使是匀速加速度, 也需要根据压紧力和摩擦因数等条件计算真实的加速度; (3) 捣固锤与煤饼的接触时间, 其实是需要大量的试验来确定最优时间, 设定短了不能有效捣固, 长了又会影响整体工作效率。但从目前国内生产的捣固机参数结合本文分析结果来看, 利用加大凸轮圆弧弧长并减小捣固频率的办法来提高捣固频率在69次/min左右的单位时间捣固功是可行的。在实际的设计和制造中应该进行大量的试验并结合捣固机的特性进行合理优化, 最终生产出性能优良的捣固机。

参考文献

[1]苏宜春.炼焦工艺学[M].北京:冶金工业出版社, 2003.

[2]于振东, 郑文华.现代焦化生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社, 2010.

捣固焦炉塌煤饼原因分析 第2篇

1 我公司4.3m捣固焦炉的特点和相关工艺参数

我厂焦炉工艺特点:TJL4350D型2×72孔焦炉

捣固系统采用德国VeCon捣固系统, 具有4个单独的捣固系统, 每个装置有6个吊锤, 共24锤固定式连续捣固机, 每锤重量350kg;装煤车由大连重工机械厂制造;捣固一个煤饼6到8分钟, 经测试, 捣固煤饼密度 (湿煤) 可达1.10-1.15t/m3。

2 塌煤的危害

2.1 机侧塌煤会使炉口余煤增多, 工人劳动量增大, 现场卫生环境差。

2.2 装煤过程无论机侧后塌还是焦侧前塌, 装煤完毕都需要处理炉口余煤, 需要消耗一定的时间, 这样就增加了单炉操作时间、降低了K3系数, 影响正常的生产和检修。

2.3 塌煤使炭化室内煤饼高度参差不齐, 影响炉温, 给调火工作带来困难;炭化室内温度不均严重时甚至会导致难推焦事故。

2.4 机侧塌煤使成焦后机侧炉头焦饼高度降低, 焦饼与推焦杆头接触的面积少, 推焦时推焦杆将焦炭挤压到炉墙导致炉墙损坏加剧, 同时也可能导致难推焦事故。

2.5 塌煤造成机侧炉口位置煤饼高度不足, 使炭化室顶部空间增大、温度升高 (煤饼高度与炉顶空间温度的关系见表1) , 热解出来的煤气在此区域停留时间增加, 在高温下发生二次裂解反应:

进而使炭化室顶部、上升管内壁生成大量的石墨, 严重可能导致焦饼难推、荒煤气导出不畅、装煤困难等一系列问题, 给正常的安全、生产带来了诸多麻烦。 (笔者工作的焦炉为2*72孔DJL4350D型焦炉, 2011年冬季由于原料煤的影响, 入炉煤水分偏大, 平均达到12%左右, 导致1#炉整个冬季塌煤现象严重, 2#炉装煤正常。在这段时期1#炉石墨生长速度特别快, 上升管壁、炭化室顶部结了大量的石墨, 给正常的安全、生产带来了诸多麻烦)

由表2可知:炉顶空间温度随炉顶空间高度的增大而增大, 进而导致炭化室内的荒煤气二次裂解反应加剧。

3 原因分析及处理方法讨论

3.1 装煤车送煤底板与炭化室底部标高差距过大, (往往出现在刚刚投产时, 炭化室底部筑炉高度、炉体升温热膨胀以后与装煤车送煤板标高可能相差较多) 装煤时送煤板进入炭化室前就向下弯曲, 导致煤饼产生纵向裂缝并前塌。处理方法:调整轨道标高或装煤车标高, 减少送煤板与炭化室底部的高度差。

3.2 入炉煤水分控制不当, 导致煤饼捣不实, 引起塌煤。捣固要求正常水分9%~11%为宜, 水分太低或者太高都会引起煤饼捣不实。经过几年的生产总结, 我厂水分超过11.5%时, 塌煤现象严重。处理方法:对水分低的增加原料煤自动加湿设备;水分高的原料煤应保证足够的储煤量, 使配煤有足够的控水时间, 雨水多且有条件的可建室内煤库与露天煤库配合使用。

3.3 捣固锤之间的间距过大, 捣固锤与前挡板或后挡板的间距过大时, 会出现捣不住煤饼的现象。处理方法:调整捣固锤之间、捣固锤与前后挡板的间距。

3.4 装煤车煤箱侧壁粘煤, 冬季装煤车如果缺少保温措施, 温湿的原料煤在捣固过程中有一部分会冻结在装煤车煤箱侧壁上, 在打开活动壁还有装煤的过程中, 这些粘在侧壁上的煤料会阻碍煤饼前进, 引起塌煤, 严重的会发生整个煤饼无法装进炭化室内的事故, 事故处理时间长, 作业地方狭窄, 工作量巨大。处理方法:采取有效的煤壁保温措施, 常用的增加煤壁电热装置, 或对整个煤车活动壁进行密封等等。

3.5 后挡板应有一定的锥度, 其顶部应向前倾, 使煤饼后部有一个轻微的斜度, 减少塌煤的概率。

3.6 捣固方法也应因地制宜, 与送煤速度和送煤量配合好, 捣的太多, 耗费时间、机械和能量, 捣的少了捣不实。各家应该有自己的一套捣固方案和经验。

3.7 其他原因:送煤板二次启动的位置太靠前;炭化室炉墙变形;配合煤细度不达标 (小于3mm的应大于88%) 等原因会引起塌煤现象。

4 结束语

焦化生产是关联性很强的连续作业的过程, 某个环节出现问题往往会引发新的问题或新的事故, 有人身的也有设备的, 在笔者身边就出现过因塌煤引起的各种事故, 由于塌煤对捣固炼焦生产的危害性极大, 因此减少甚至杜绝塌煤势在必行。通过对焦炉塌煤饼采取的这些措施, 目前塌煤现象得到了有效的控制, 确保了焦炉生产的正常运行。 (在笔者周围出现的因塌煤引起的这些事故: (1) 倒塌的煤饼直接将炉口作业的炉门工拍倒, 导致腿部骨折; (2) 因为塌煤引起的上升管堵塞, 在用压缩空气吹扫过程中, 上升管突然冒火导致上升管工被烧伤; (3) 我厂1号焦炉塌煤现象多, 成焦后机侧炉头焦饼高度低, 与推焦杆头接触的面积少, 推焦时推焦杆将焦炭挤压到炉墙导致炉墙损坏加剧。)

参考文献

[1]潘立慧, 魏松波.炼焦技术问答[M].冶金工业出版社, 2007.

[2]姚昭章.炼焦学[M].冶金工业出版社, 2004.

[3]炼焦生产.鞍山焦化耐火材料设计研究院热工站, 1995.

捣固焦炉机侧烟尘收集方式的介绍 第3篇

关键词：焦炉,机侧,烟尘,收集

1 概述

捣固焦炉采用推焦侧装入煤饼, 焦炉顶部通过导烟车导烟至地面站, 或者采用U型管导烟车把装煤时产生的荒煤气导入相邻的处于结焦末期的炭化室内[1]。由于装煤侧进空气, 在炉内燃烧使得烟气量比顶装煤更大, 因此普遍存在捣固焦炉装煤侧冒烟严重的现象。尽管有导烟车, 焦炉顶部冒烟的现象解决了, 可是装煤侧产生的烟尘没有解决, 这成为了亟待解决的难题。装煤烟尘排出分布如图1所示。

2 捣固焦炉侧装煤烟尘治理的难点

捣固焦炉装煤侧烟尘治理的难点主要有以下几个方面。

2.1 装煤过程中烟尘分散

装煤过程中的烟气来源主要有:开关炉门时冒出的烟气;推焦时产生的烟气;装煤是产生的烟气。对应于三个部位烟尘的产生, 推焦、装煤一体车要移动在不同的位置上, 对装煤、推焦分开的车, 在推焦和装煤车上要分别设置收集罩。

2.2 散发的烟气含有可燃成分

由于散发的烟气含有可燃成分, 所以必须考虑收集管路系统的防爆设计。

2.3 装煤过程中烟尘阵发性

装煤侧的烟尘只在开关炉门和装煤推焦时候产生, 因此烟尘的产生不是连续的, 而是间歇性阵法性的, 这也给烟尘捕集带来困难。

3 捣固焦炉侧装煤烟尘全面治理的方案

对捣固焦炉机侧烟尘进行治理, 是焦炉烟尘全面治理的重要组成部分。一般而言, 机侧炉头烟尘的处理分为捕集系统和净化系统, 然而笔者认为, 机侧炉头烟尘捕集和净化是两个完全不同的概念, 对于一个焦炉系统而言, 净化效率可能很高, 但是捕集率却未必很高。净化效率反应的是除尘系统的运行效率, 捕集率反应的是集尘罩和气流组织设计的合理与否。对于焦炉这种无组织的排放, 烟尘的捕集才是重中之重。因此, 文章着重介绍几种烟尘的捕集方案, 即炉头烟尘的收集系统。

3.1 除尘接口为水封槽的收集系统

如图2、图3所示, 一种导烟车用机侧炉头烟收集装置 (1) , 其安装在炉顶导烟车 (2) 上, 所述收集装置 (1) 由除尘对接口 (1-1) 、旋风分离器 (1-2) 、流量调节管路 (1-3) 、烟道管路 (1-4) 等组成;所述除尘对接口 (1-1) 由油缸驱动, 捣固装煤车 (5) 装煤前, 除尘对接口 (1-1) 与安装在炉顶上炉头烟罩 (3) 对接, 将烟尘引入收集装置;所述旋风分离器 (1-2) 为烟尘预处理装置, 可以初步处理收集的烟尘, 过滤掉其中的粉尘颗粒;所述流量调节管路 (1-3) 带有翻板阀, 由油缸驱动旋转, 可以调节烟道管路 (1-4) 中的气体流速;所述烟道管路 (1-4) 为烟尘的流通管道, 管道末端与地面除尘站水封阀 (4) 连接, 最终将有害气体送入地面站净化处理。

3.2 除尘接口为升降阀坨的收集系统

如图4、图5所示, 一种炉头烟收集管路系统, 它内部带有一个可升降的阀坨, 所述阀坨用于隔开集尘干管和炉前烟罩。阀坨的升降由导烟车上的炉头翻板阀开启装置完成。

导烟车上安装一个炉头翻板阀开启装置, 主要实现开启机侧炉头罩功能。装煤前, 炉头翻板阀开启装置开启炉头罩翻板阀, 机侧装煤烟尘经过翻板处进入集尘干管导入到地面站进行烟气处理。当工作时, 液压缸通过辊轮推动翻板阀带动阀坨, 使得炉头烟罩与集尘干管联通。装煤完成后, 液压缸回撤, 关闭翻板阀, 阀坨下降, 通过自重来实现关闭功能。

3.3 一种新型接口

如图6~9所示的炉头烟收集管路 (1) , 其安装在炉顶装煤侧, 中间用隔板 (1-1) 分成上下两条管道 (1-2) 和 (1-3) , 所述上部管道 (1-2) 用安装其上方的翻板阀 (1-4) 密闭, 管道末端与地面除尘站相连;所述翻板阀 (1-4) 上安装有摇杆 (1-4-1) , 用于开启所述所述翻板阀 (1-4) ;下部管道 (1-3) 为常开, 与炉头上方的集尘烟罩 (1-5) 相连, 并且每个炉口上方均有一个集尘烟罩和一个翻板阀接口, 如图7所示。

如图8所示, 一种炉头烟收集管路的连接装置 (2) , 其安装在导烟车主体钢结构 (3) 上, 所述连接装置 (2) 由翻板阀开启装置 (2-1) 以及盲套对接装置 (2-2) 组成。所述翻板阀开启装置由翻板阀驱动油缸 (2-1-1) 以及推杆 (2-1-2) 组成;所述盲套对接装置 (2-2) 由盲套对接驱动油缸 (2-2-1) 、摆动臂 (2-2-2) 、盲套 (2-2-3) 组成;所述盲套 (2-2-3) 由盲套本体 (2-2-3-1) 、垂直限位块 (2-2-3-2) 、陶瓷纤维毯密封圈 (2-2-3-3) 等组成;

装煤时, 导烟车行走至装煤孔上方, 对位完成并停车后, 本装置开始工作, 首先, 所述翻板阀驱动油缸 (2-1-1) 驱动推杆 (2-1-2) 前进, 顶住所述翻板阀 (1-4) 上的摇杆 (1-4-1) , 将翻板阀 (1-4) 打开;然后所述盲套对接驱动油缸 (2-2-1) 驱动所述摆动臂 (2-2-2) , 将所述盲套 (2-2-3) 提起, 对准所述翻板阀接口, 将管道的上下两部分联通, 把地面除尘站的吸力引至炉口上方的集尘烟罩, 以收集装煤时产生的荒煤气, 减少环境污染。所述盲套 (2-2-3) 上安装有所述垂直限位块 (2-2-3-2) , 保证所述盲套 (2-2-3) 提起后始终处于垂直状态;所述盲套 (2-2-3) 上还安装有所述陶瓷纤维毯密封圈 (2-2-3-3) , 弹性好, 且耐高温, 密封效果好, 能有效减少负压损失。本装置工作时, 所述盲套 (2-2-3) 处于B位置, 停止工作时, 回到初始位置A, 这样就保证了导烟车在炉顶行走时能顺利通过煤塔 (4) , 达到炉顶导烟车互备互用的目的。

4 结束语

装煤烟尘的治理是炼焦产业的发展永恒的课题, 于此同时, 人们也在不停地寻找新的更有效的烟尘治理方案。不论采用哪种方案, 都需要有良好的操作管理水平。俗话说, 三分设备, 七分管理。焦炉工作条件复杂恶劣, 如果操作管理水平跟不上, 焦炉炉体的状况会很快变差, 使得粉尘排放增加, 因此操作管理也是不容忽视的影响因素。要想达到预期的粉尘治理效果, 必须技术设备先进, 也须管理水平跟进。只有两个方面都做到, 才能真正有效控制焦炉烟尘的排放。

参考文献

捣固焦炉 第4篇

1 捣固焦炉的炉体及入炉煤料特点

HN38 - 96 型和HN4350 - 03D型捣固焦炉的炉体结构与JN43 - 80 型顶装焦炉基本一致, 均为双联火道、废气循环、下喷式焦炉, 两者仅锥度不同, 捣固焦炉锥度均为10 mm, 而JN43 - 80 型锥度为50 mm。由于炉体的锥度差别使机侧与焦侧火道传热空间存在差异。JN43 - 80 型顶装焦炉的机侧与焦侧火道传热空间差为0. 051 0 m3, HN4350 - 03D型捣固焦炉的机侧与焦侧火道传热空间差为0. 010 2 m3, [1]这个差异导致捣固焦炉和顶装焦炉机侧与焦侧火道供热能力不同, 顶装炉机侧火道比焦侧火道供热能力明显较大, 而捣固焦炉机侧、焦侧火道供热能力差别不大, 或者基本一致[2]。

同时, 顶装焦炉的煤料在炭化室内高向和长向热量无对流空间, 捣固焦炉的煤料在炭化室内高向和长向热量不仅有对流空间, 而且此空间自机侧至焦侧逐渐加大, 这种热量在炭化室的热量对流正好补偿了机、焦侧火道传热能力的差异, 使机、焦侧温度趋于一致。

2 捣固焦炉温制度控制

由以上可以看出, 炉体锥度对顶装焦炉的影响是机侧焦侧火道传热空间差异加大, 使炭化室内机、焦侧入炉煤料量产生差异, 这两种差异决定了顶装焦炉的标准温度必须是机侧低焦侧高的一条斜线。而捣固焦炉其炉体锥度相对较小, 对机侧焦侧火道传热空间影响也较小, 而且炭化室内机侧焦侧入炉煤料基本一致, 锥度的存在又使机侧焦侧温差有拉平的趋势, 这就决定了捣固焦的炉温制度无论是采取机侧、焦侧正温差20 ℃还是倒温差20 ℃ 都是不适宜的。捣固焦的炉温制度应采取平台炉温曲线, 捣固焦的入炉煤饼应采取机焦侧一致的平台煤饼。

3 捣固焦炉的平台炉温曲线和入炉煤饼形状的操作实践

通过以上理论分析和在平煤天宏特种焦公司的HN38 - 96型捣固焦炉上进行的生产试验, 并测取大量数据, 根据数据对比, 总结出适合捣固炼焦的炉温和入炉煤饼高度管理模式。

3. 1 捣固焦炉中平台炉温制度

HN3896 型2 × 30 捣固焦炉投产后, 经过不断对炉温进行调节, 随着标准温度的提高, 结焦时间逐渐缩短, 由原设计的21. 5 h缩短到19 h[3]。

在标准温度1 360 ℃ , 结焦时间19 h的平台上实施了平台炉温制度[4]和入炉煤饼形态的操作, 使焦炭日产达75 孔以上, 远远超过设计规模 ( 设计规模为64 孔/日) , 而且, 设备性能、工艺指标均达到设计要求。

3. 2 入炉煤饼形态的理论计算与生产控制

3. 2. 1 已知条件

( 1) 焦炉标准温度为1 360 ℃ , 结焦时间为19 h, 煤饼高度为3. 6 m, 焦炭成熟。

( 2) HN38 - 96 型2 × 30 捣固焦的炭化室设计数据: 设计长度12 560 mm, 有效长度12 000 mm, 设计高度3 804 mm, 有效高度3 604 mm。

( 3) 选取实测横排数据, 绘出了2#炉22 号燃烧室横排曲线, 如图1 所示。

3. 2. 2 计算公式

根据入炉煤饼法的形态, 若所选横排曲线平均温度在标准温度 ± 30 ℃ 以内徘徊, 则其煤饼高度遵循下面公式时, 才能保证焦炭成熟。即[5]:

式中: TX———立火道温度, ℃

HX———计算煤饼高度 (X-立火道号)

T0———炉温标准温度 (取1 360℃)

H0———设计煤饼高度 ( 取3. 6 m)

3. 2. 3 计算结果

( 1) 计算标准温度。1 360 ℃ 煤饼高度与其它温度值煤饼高度对照表见表2。

( 2) 计算某燃烧室煤饼理论形态。根据燃烧室横排曲线及温度表计算出该燃烧室所影响下两侧炭化室的煤饼高度, 并确定出相应煤饼高度见表2、表3。

注: H3 - 24表示第三至第二十四火道的平均温度为1 360 ℃ , 该温度下煤饼高度为3. 6 m。

( 3) 炭化室煤饼形态的确定。由于炉头散热比较快, 造成炉头温度 ( 1 260 ℃ ) 比标准火道温度 ( 1 360 ℃ ) 低100 ℃ 左右, 根据计算炉头煤饼高度应适当降低30 ~ 40 mm。为了保证炉头焦炭正常成熟, 我们2005 年3 月22 日对2 号炉22 号燃烧室温度进行了实测, 根据实测数据计算确定了炉头煤饼高度见表3, 机侧3. 28 m、焦侧3. 18 m, 3 ~ 24 火道处高度为3. 60 m。

生产实践证明, 入炉煤饼的操作方法符合生产实际需要, 有效解决了生产操作问题, 保证了焦炭质量成熟。

4 探讨分析

( 1) 以实践数据可以看出, 随着标准温度升高捣固焦炉煤饼高度可以提高, 但超过一定温度值时, 提高幅度不断减少。

( 2) 在机焦侧炉头温度相同情况下, 因捣固焦炉存在锥度的因素, 机侧煤饼高度较焦侧煤饼高10 mm左右, 才可保证机焦侧炉头焦饼成熟均匀。

( 3) 因考虑硅砖的耐火度、荷重软化温度的因素, 理论温度不能超过1 400 ℃ , 因此计算得出温度达到1 380 ℃ , 煤饼高度为3. 65 m, 而未经实践证明。

( 4) 生产实践证明, 通过采用加热制度及煤饼高度的研究分析, 不仅保证焦炭成熟, 而且提高捣固焦炉产量, 捣固焦炉产量由设计30 万吨提高到目前36 万吨。

5 结论

平煤天宏特种焦公司的HN38 - 96 型捣固焦炉生产实践证明: 平台炉温制度和入炉煤饼形态操作法符合捣固焦的炉体特点, 是一种具有实用和推广的炉温控制操作技术。

( 1) 通过生产实践证明, 捣固焦炉根据生产需要确定标准温度, 通过温度计算出相应煤饼形态。

( 2) 同时依据横排炉温曲线的实际情况及相邻燃烧室情况及时调整煤饼高度, 使焦炭均匀成熟。

( 3) 生产实践证明, 通过采用加热制度及煤饼高度的研究分析, 不仅保证焦炭成熟, 而且提高捣固焦炉产量, 捣固焦炉产量由设计30 万吨提高到目前36 万吨。

( 4) 但是本文中讨论的加热制度考虑的入炉煤堆比重在1. 0 ~ 1. 05 t / m3的情况下, 入炉煤堆比重发生变化时, 需要进一步计算。

( 5) 另外该炉温控制操作技术仅在3. 8 m捣固焦炉得以验证, 还需进一步完善。

参考文献

[1]畅宾平.捣固焦炉加热制度与煤饼形态的关系及生产控制[J].河南冶金, 2010, 18 (4) :29-30.

[2]钟英飞.捣固炼焦值得关注的几个问题[J].燃料与化工, 2011, 42 (1) :1-3.

[3]李应超.捣固焦炉加热制度及生产操作[J].燃料与化工, 2010, 41 (3) :34.

[4]李奉翠.关于捣固焦加热制度中平台炉温制度的研究[J].洁净煤技术, 2008, 14 (5) :107-108.

捣固焦炉 第5篇

5.5 m捣固焦炉设备能够在捣固式焦炉生产中完成捣固煤饼、装煤、出焦、熄焦、烟尘处理等功能,具有环保高效、自控水平高的特点。结合原有4.3 m捣固焦炉设备、热回收捣固焦炉设备、6 m和7 m顶装焦炉设备运行的情况以及所取得的经验,针对捣固时车辆的稳定性,装入炭化室时煤饼的完整性,装煤、推焦、接焦时产生烟尘的收集和处理,减小操作工人的劳动强度以及车辆的自动化水平等五方面,在5.5 m捣固焦炉设备中做了大量改进。目前,该设备每年的需求达数十套,具有很好的社会效益和经济效益。

1 5.5 m捣固焦炉设备完成的功能

5.5 m捣固焦炉设备适用于年产量100万～150万t焦化项目,其主要功能包括捣固煤饼、装煤、出焦、熄焦、烟尘处理、炉门清扫、炉框清扫、头尾焦处理等,其每炉理论出焦量为27.2～31.3 t。侧装煤车用来完成洗精煤从煤塔落入装煤机构煤槽、用捣固机将洗精煤捣固成煤饼、用托煤板将煤饼装入炭化室内;推焦车用来完成将成熟焦炭推出炭化室,并在推焦前和送煤饼后启闭焦炉机侧炉门,进行余煤、头尾焦回收;除尘拦焦车用来将推出的成熟焦炭导入熄焦车,并将推焦时产生的烟尘导入地面除尘站,导焦前后启闭焦侧炉门;熄焦车用于盛装1 000℃炙热焦炭,并将其运送到熄焦塔下熄焦,送至卸焦位卸焦;导烟车用来完成将装煤时产生的荒煤气及烟尘导入相邻炭化室,防止烟尘逸散。液压交换机用来完成焦炉煤气、焦炉废气、高炉煤气的交换。

2 对应炉体的工艺参数

对应炉体的工艺参数见第108页表1。

3 各车结构特点

3.1 侧装煤车

1)太原重工生产的侧装煤车有两种形式:第一种为常规的两条轨道运行,第二种为三条轨道运行(山东邹平铁雄属于该类)。山东邹平铁雄炭化室孔数为2×75孔(常规炭化室孔数为2×65孔),为了满足焦化厂的整体工艺循环时间要求,配套的捣固机为30锤固定捣固机,这样对装煤车提出了运行时间缩短和整体抗震性能好的要求。

2)走行机构加设第三轨抗震弹性轮装置,结构强度大、抗震性能好,走行采用八台变频电机驱动运行,使用变频调速技术,整车的走行对位准确,速度高,节约操作时间。

3)优化设计装煤机构的侧板支架,提高刚度,并在两端设置刚性连接梁,提高了煤槽的刚度,保证长期使用不变形;在装煤滑道最前端设计有定向托辊,既可以保证托煤板的运行方向,又可以减轻托煤板与衬板的磨损,提高两者的使用寿命;整体托煤板解决了双层结构易产生冷热交替开裂的潜在问题;煤槽侧壁采用不锈钢复合板制造,并设置自动清扫装置,利用后挡板的前后运动,自动清扫煤槽侧壁上的粘煤,减轻工人的劳动强度;设置炉头移动挡烟机构,有效防止炉头烟尘外溢。

3.2 推焦车

1)优化设计推焦机构,有效降低驱动电机功率,节约使用成本;推焦杆加强型设计,有效提高了使用寿命,提高了抗震性能;推焦杆的滑靴为铰轴平衡式设计,可防止推焦杆的运行振动;推焦装置设置柴油机应急机构,在紧急情况下可将推焦杆拖出炭化室,保证设备的安全使用。

2)煤饼清理装置采用成熟的螺旋铣切技术,操作简单、灵活、可靠、效率高。

3)设置炉门清扫装置和炉框清扫装置,可配置高压水清扫系统,自动将炉门密封刀边和衬砖、炉框镜面和内侧面清扫干净,以保证炉门与炉框间的严密性,控制跑气、冒烟。

3.3 除尘拦焦车(二轨)

除尘拦焦车按照整体土建工艺设计,有三轨和二轨两种方式。三轨拦焦车最大的缺点是车体离焦炉炉体太近,空间小,检修和维护很不方便,操作的安全性较差。近年来新推出的是二轨拦焦车。二轨拦焦车的结构特点如下。

1)钢结构总体设计采用箱形和H形梁、柱结合布置,既满足了大跨距车体结构刚性的要求,也满足了高架车辆的质量对土建结构的承压要求。

2)合理的电气控制室和液压室的布置,改善了电气系统和液压系统的环境,提高了元件的使用寿命,为检修提供了便利。

3)导焦栅板采用一点固定,通长自由伸缩的设计方案,可避免结构受热变形,为导焦栅的检修和维护提供方便。

4)大容积深型吸烟罩设计,可以满足瞬间大量烟尘的收集,提高了烟尘的捕集效果;辅助吸尘装置可确保炉口的溢散烟尘能得到有效控制;加强型结构支架,可保证除尘管对接过程中不走偏。

3.4 电机车(干湿两用)

干湿两用电机车是焦化厂的首选,也是满足环保和节能必须配套的车辆。

1)电机车拖动两台焦罐车沿熄焦车轨道来回行驶,完成接焦和运送红焦的任务。该车运行距离长,运行速度快,要在很短的时间内由高速变到低速,并要准确对位;通过提高电气控制水平,实现精细化控制,协调利用能耗制动、盘式制动、气动刹车功能,确保车辆的高速、低速、定位要求。

2)为了保证行车安全和对位准确,电机车和焦罐车都设有制动系统。正常操作时只投入电机车的制动系统,事故状态时按下“走行紧急停止”按钮同时投入电机车和焦罐车的制动系统。

3)电机、减速机全部外置,解决了检修和维护保养困难的问题。

3.5 熄焦车(定点接焦)

针对定点接焦工艺对熄焦车的冲击,考虑冷热交替频繁的工况,为了延长熄焦车的使用寿命,主要从以下几方面进行了改进。

1)车门采用外加强化设计结构,解决定点接焦车门中间易变形的问题。

2)接水板采用不锈钢“W”型设计结构,既保证了流水顺畅,又保护了耐热板支撑架,可延长其使用寿命。

3.6 24锤捣固机或21锤微移动捣固机

1)机架采用厚钢板焊接制造,结实、抗震,延长了使用寿命。

2)锤杆选用特制的型钢制造,其抗弯性能提高,且每米的质量降低,可以在延长锤杆的同时,保证锤的重心下移,提高锤的运行平稳性;多档导向装置,保证了锤杆的平稳运行,尤其是煤饼高度达到4 m以后,提高了锤杆的运行寿命。

3)锤头的锥型设计,可减少埋锤现象;锤头下面焊接有不锈钢板,可防止锤头粘煤。

3.7 摇动给料机

采用偏心杆件直接连接,运行平稳可靠。设计有防止煤粉侧漏和后漏的措施,避免煤粉撒落。

3.8 导烟车

根据炉顶除尘工艺的要求,设计有两种导烟车———U型管式导烟车和燃烧式导烟车。

U型管导烟车针对抓盖困难解决机爪导向、机构高温强度等问题;针对不好对位的问题,设备上提高动作精度,用户调整水封炉盖的直线度和标高;通过液压缸动作完成高压氨水的切换;采用耐高温材料提高U型管的使用寿命。

燃烧式导烟车设置大容积燃烧室,确保荒煤气能够充分燃烧;采用空气混风方式,降低出口气体温度。

两种导烟车均设有清扫和防爆装置,完善了设备的维护功能,提高了设备的安全性。

3.9 液压交换机

捣固焦炉 第6篇

一、生产过程中存在的问题

捣固炼焦就是将煤在入炉前用捣固机捣实成体积略小于炭化室的煤饼后, 推入炭化室内炼焦。随着捣固炼焦技术的广泛应用, 以及国家对环境保护的要求, 解决捣固式炼焦炉装煤产生的烟尘污染, 已经成为捣固炼焦技术的关键问题。酒钢焦化厂5#6捣固焦炉在投产后, 装煤消烟除尘主要依靠炉顶除尘导烟车来实现对烟尘外溢的控制, 装煤时导烟车用A、B、C三组U型管将装煤炭化室内的荒煤气导入 (N+2) 、 (N-1) 炭化室内, A、C导套采用 (N+2) 导烟方式, B导套采用 (N-1) 导烟方式。导烟车在导烟过程中将装煤炉号的荒煤气导入结焦末期或结焦中期炭化室内, 主要原理是结焦末期或结焦中期炭化室内荒煤气较少, 有利于荒煤气的导入, 同时借助高压氨水的喷射力使结焦末期或结焦中期炭化室内形成负压, 提高导烟效果, 来实现无烟装煤操作。但除尘效果不好, 在装煤时大量荒煤气从机侧炉门溢出, 对环境造成严重污染。

二、原因分析

1. 高压氨水压力不稳定, 且高压氨水压力偏低, 影响烟尘导出效果

投产后, 高压氨水压力在1.5—2.5MPa, 且装煤过程中上下波动较大, 造成集气管内吸力不足, 装煤后期, 炭化室内荒煤气极具增多难以通过导烟车吸入集气管, 大量荒煤气从机侧炉门出外溢。

2. 煤饼不稳定, 质量差, 塌饼较多

由于投产不久, 配合煤的质量出现波动, 加上捣固司机的捣固操作水平有限, 塌饼率一度达到20%以上。煤饼的塌饼, 使得炭化室炉墙和煤的接触面积瞬间增加, 大量荒煤气产生, 一时间炭化室内的煤气压力极具膨胀, 荒煤气极易从机侧喷出。

3. 煤饼上部不平整, 煤料松散

因煤饼为层层捣固成型, 煤饼顶部煤密度较小, 浮煤多, 且高低不平, 在进入炭化室后, 受到高温, 极易产出大量烟尘。

三、采取措施

1. 提高高压氨水压力

增加两台高压氨水泵, 提高高压氨水的压力, 并在不同压力条件下进行导烟车装煤除尘效果的实验。氨水压力的大小将直接关系到上升管根部吸力的大小和消烟的效果。因此, 合理确定炉顶氨水压力是消烟装煤的关键。高压氨水工作压力选择的原则, 上升管根部吸力是消烟的保障, 吸力太小, 消烟的动力则不足, 消烟效果差。吸力太大, 则吸入的空气量和煤粉尘太多, 造成荒煤气中氧含量增高和炭化室内放炮, 甚至危及鼓风机和电捕焦油器的安全, 同时煤粉尘太多会造成管道堵塞。最终确定高压氨水压力为3.8—4.2MPa。

2. 提高煤饼质量

一方面加强备煤管理, 保证设备正常运行, 另一方面增加配合煤的取样次数和化验次数, 出现连续塌煤, 立即取样分析。经过数月摸索, 将配合煤的水分控制在9.5—10.5%;并稳定配合煤的粒度, 小于3mm的煤料控制在88.5—90.5%, 煤饼的塌煤量明显得到改善, 稳定在0.5%以下。

针对捣固司机技术水平不高, 人员操作不规范, 通过成立QC小组对捣固方法进行了统一。底煤下煤控制在800—1200mm的煤层, 给煤总次数达到70—80次后, 进行一次给料控制, 即1#、2#、9#、10#给料机不给煤, 其他给料机给煤10次左右, 下锤5—10次;然后全部给料机给料15次, 下锤20—25次, 之后再次进行一次给料控制, 1#、2#、9#、10#给料机不给煤, 其他给料机给煤10次左右。

经过以措施的实施, 塌煤率由原来的20%将低至0.5%以下, 煤饼质量得到了提高。

3. 煤饼上部煤料进行密实

针对煤饼上部是浮煤密实问题, 我厂专门制作了自动平煤器具, 在捣固完煤饼后, 对煤饼上部进行平整;并在捣固机平台上架设了水箱, 必要时给煤饼上部喷洒少量工业水, 已达到煤饼上部平整和密实的目的。

结语

随着国家对环境保护的要求, 企业对员工和社会的负责, 创建文明、清洁生产的生产环境对于一个企业发展尤为重要。通过实践摸索, 酒钢5#、6#捣固焦炉采用U型除尘导烟车和高压氨水喷洒系统进行装煤除尘消烟, 将装煤烟气再次回收到整个系统内, 有效的保护了环境, 减少了污染。

参考文献

[1]朱良钧.捣固炼焦技术[M].北京:冶金工业出版社.1992.

[2]王晓琴.炼焦工艺[M].北京:化学工业出版社.2005.

[3]裴继春.王惠云.郭旭美.捣固炼焦煤饼坍塌问题的探讨[J].节能.2012.

[4]周顺全.王会彬.捣固焦炉机侧洒煤原因分析及对策[J].煤化工.2008.

捣固焦炉 第7篇

炼焦工艺的核心由焦炉炉体和焦炉机械两部分组成。焦炉炉体是对焦煤进行密封高温处理变成焦炭的主体;焦炉机械则是对焦煤和焦炭进行机械化装卸及初加工的主体。

1 捣固焦炉成套机械设备的用途及规格

捣固焦炉成套机械设备是为冶金、化工和制煤气等企业的捣固焦炉生产服务的专用移动式机械设备, 完成从煤塔取煤、捣固煤饼、装煤、推焦、熄焦等任务。目前, 国内设计的捣固焦炉类型根据炭化室高度分为4.3 m捣固焦炉、5.5 m捣固焦炉、6 m捣固焦炉、6.25 m捣固焦炉。

焦炉形式按装煤方式分类有顶装和捣固两大类;按炭化室高度分类主要有4.3 m、5.5 m、6 m、6.25 m、7 m、7.63 m等系列。由于我国整体工业水平的迅速提升, 焦化市场也日益繁荣, 捣固焦炉的市场份额正在逐年增加, 捣固炼焦技术得到了长足发展, 并在逐步取代传统顶装焦炉。目前6.25 m及6.25 m以下规格的焦炉中, 捣固型焦炉比例已经达到50%;在新开工建设的6.25 m及6.25 m以下规格的焦炉中捣固型焦炉比例已经达到90%以上。同时, 从炭化室高度来看, 5.5 m捣固焦炉经过将7年的发展已经非常成熟, 6 m、6.25 m焦炉等更大型捣固焦炉以5.5 m的技术和经验为支撑, 受到越来越多焦化厂家的青睐。可以说, 捣固焦炉大型化已经成为炼焦行业最热门、最具潜力、最适合我国国情、最符合科学发展观的发展方向, 必然在未来30年的世界炼焦行业保持主导地位。

2 捣固焦炉大型化的优势

捣固焦炉大型化之所以如此繁荣, 因为相比于顶装焦炉、小型焦炉有着以下优点。

(1) 大型捣固焦炉完成相同炼焦任务所需的焦炉孔数少, 每天的出炉次数和泄露点少, 从而减轻装煤、推焦的阵发性污染和连续性污染。

(2) 采用大容积焦炉, 吨焦的炉体表面积小。因此散热损失小, 有利于提高焦炉热效率, 从而降低炼焦工序能耗。

(3) 采用大型捣固焦炉可以提高劳动生产率, 降低操作费用, 减少生产定员。

(4) 采用大型焦炉后, 由于焦炉孔数少, 焦炉机械台数减少。

(5) 捣固焦炉焦炉大型化后, 不但炭化室高度增高, 而且宽度加宽, 有利于提高焦炭质量、延长焦炉和焦炉机械的使用寿命。

(6) 捣固焦炉对焦煤的质量要求比顶装焦炉低, 有利于降低炼焦原材料成本。

(7) 捣固焦炉煤饼密度比顶装焦炉煤饼密度大, 相同规格炭化室的出焦量高。

正因为以上优点, 大型捣固焦炉稳稳占据了炼焦市场的大部分份额。随着焦炭需求的逐年递增, 在土地资源相对紧缺的情况下, 顶装型焦炉向捣固型焦炉转变、小型焦炉向大型焦炉转变已成为行业共识, 捣固焦炉大型化已是炼焦行业发展的必然趋势和进一步增加焦炭产量的必由之路。

3 捣固焦炉成套机械设备大型化的可行性分析

3.1 设计原则和技术依托

开发捣固焦炉系列成套机械设备首先要立足于国内多年生产和使用经验, 结合先进的设计理念、设计方法, 同时吸收国外先进设备的设计方案, 取其精华、去其糟粕, 从而设计出具有中国特色的、具有市场竞争力的、具有完全自主知识产权的先进设备。另外, 从加工和制造工艺上, 利用太原重工现有的先进设备, 提升捣固焦炉设备关键部位的加工制造精度, 以满足大型焦化设备的使用可靠性。最后, 通过国内、国外焦炉设备的使用情况进行对比, 从设计、制造、安装等方面分析设备的先进性和设备存在的问题, 选定既先进又成熟的设计方案, 并同时对存在的问题进行有效的处理。

3.2 国内、国外捣固焦炉设备的现状

目前, 国内6.25 m以下的捣固焦炉成套设备都是具有自主知识产权的原创设计, 部分设备虽有局部借鉴了国外技术, 但相关部分均进行了国产化处理。6.25 m及以上的捣固焦炉均为与国外合作生产的设备, 不具有自主知识产权, 时时受到国外公司的限制, 但由于国外技术相对成熟, 国内市场还是比较认可。

4 太原重工开发捣固焦炉成套机械设备的必要性

作为国内首套4.3 m捣固焦炉设备的研发者, 太原重工在目前焦化设备市场所占份额已达到40%, 并占据着天时、地利、人和。首先, 山西为我国煤炭资源大省, 周边地区如内蒙古、河南、河北等地煤炭资源也很丰富, 太原重工位居地理中心, 产品影响力的辐射面广;其次, 太原重工技术中心为国家级技术中心, 排列第13位, 具有雄厚的研发实力。最后, 太原重工长期致力于焦炉机械设备的研发, 先后开发有4.3 m顶装、4.3 m捣固、热回收焦炉设备、5.5 m捣固、6 m顶装、6 m捣固、6.25 m捣固、6.3 m捣固、7 m顶装、7.63 m顶装等十几个系列的成套设备, 经验丰富, 技术成熟。

4.1 组织规模

太原重工技术中心拥有专业的焦炉机械设备研发团队、配备专门负责焦化设备生产的焦化分公司, 产品的设计、制造、安装均遵循ISO9001质量体系认证标准。设备在使用过程中证实了太原重工的产品质量非常稳定, 受到用户的一致认可。

4.2 产品切入点

太原重工的焦炉设备在满足焦化生产基本要求的前提下, 增加了许多人性化、辅助性质的设施, 以实现最大限度实现自动化、最大限度满足环保要求、最大限度降低劳动量。在设备选型上进行了国产化处理, 在保证设备正常、稳定运行的情况下, 最大限度的降低了生产成本, 同国外同类产品相比, 具有绝对的价格优势。

太原重工开发捣固焦炉系列成套机械设备主要是致力于大型捣固焦炉, 特别是6.25 m以上捣固焦炉机械设备的自主研发, 采用国外设备成熟技术, 结合我国国内生产的实际需要, 改进国外设备相对浮夸、使用效果欠佳的结构, 最大限度的达到实用、人性化、自动化水平较高的目标。

4.3 技术及自主知识产权依托

太原重工2002年第一套4.3 m捣固焦炉成套设备投产以来, 共生产了80余套4.3 m捣固焦炉设备、70余套5.5 m捣固焦炉设备、4套6 m捣固焦炉设备、1套6.25 m捣固焦炉设备和多套6 m顶装、7 m顶装、7.63 m顶装焦炉设备。

在多年的产品研发过程中, 太原重工始终将产品质量和产品性能放在了第一位, 在焦炉产品设计过程中申请使用新型专利40余项, 发明专利15项。

5 市场需求情况和风险分析

国内捣固焦炉的需求逐年增加, 每年5.5 m及以上规模的捣固焦炉产值大概在20亿元人民币左右, 而随着市场对焦炭及化产产品的需求不断增加, 6 m以上捣固焦炉的比例也在持续增加。

近几年, 第三世界国家逐渐崛起, 经济发展带动了煤炭、化工、钢铁等相关行业, 焦炭需求量也日益增加。欧洲的焦化工艺最为先进, 但由于造价太高, 不适合发展中国家使用, 中国制造的焦化设备性能参数完全满足焦化工艺的要求, 机构全部实现国产化, 成本比国外产品低, 非常适合发展中国家使用。太原重工已经向印度、伊朗等国家出口了十余套捣固焦炉成套设备。

6 结语

综合上述分析, 捣固焦炉成套机械设备的大型化是必要的也是必然的趋势。基于太原重工在国内焦化市场的领先地位经过多年的研究和实践, 5.5 m及5.5 m以下规模的捣固焦炉设备技术已经非常成熟, 下一步面临的挑战是对6.25 m捣固焦炉设备的国产化设计和7米捣固焦炉成套设备的研发。

6.25 m捣固焦炉设备的国产化是以合作生产的国外设备为依托, 通过计算、有限元分析、三维设计等手段, 以满足使用、降低制造成本为目的进行的技术设计。

7 m捣固焦炉成套设备的研发需要与具有焦化工艺设计资质的设计院配合设计。从项目的研发到投产需要进行大量的考察、论证、评审等工作。

目前, 太原重工的捣固焦炉设备在市场上基本占据40%的市场份额, 在众多的加工制造企业中, 太原重工以其绝佳的地理位置、成熟专业的研发团队、雄厚的加工制造能力、完善的售后服务, 得到了业内人士认可。随着太原重工对大型焦炉设备的不断研发, 将不断提升市场占有率。

参考文献

[1]中国重型机械工业协会.重型机械标准[M].云南:云南科技出版社, 2007.