馬霞霞

(西山煤氣化有限責任公司，山西 古交 030200)

1 現(xiàn) 狀

焦炭水分是焦炭工業(yè)分析的項目，而且焦炭水分波動直接影響焦炭運輸成本及準備計量，同時也會引起爐況波動，影響高爐冶煉工序的能耗。因此，通過對熄焦工藝的改造，降低焦炭水分、穩(wěn)定水分就顯得尤為重要。

西山煤氣化公司焦化廠設(shè)計使用濕法熄焦中二次熄焦工藝，與傳統(tǒng)的噴淋式熄焦相比，在原熄焦泵房與熄焦塔之間增加了高位水槽，熄焦水泵選用了小功率的水泵。但通過規(guī)范操作，均勻結(jié)焦、控水等多項措施并未達到理想效果，焦炭一年來的水分指標都在9% ～10%以上。當水分低至8%時，紅焦會大量出現(xiàn)，熄不透，影響安全生產(chǎn)及后續(xù)操作?；诂F(xiàn)狀，通過借鑒同行業(yè)經(jīng)驗，自行探討并改進現(xiàn)有熄焦工藝，從而降低焦炭水分。

2 熄焦工藝對比

在濕法熄焦工藝中，低水分熄焦工藝是較先進的工藝?，F(xiàn)將該廠工藝與低水分熄焦工藝進行對比:

該廠二次熄焦工藝包括熄焦泵房、高位水箱、熄焦塔、熄焦水噴灑管、除塵用捕集裝置、粉焦沉淀池等。熄焦泵房內(nèi)設(shè)有2 臺熄焦泵，一開一備。與高位水箱相連的快速啟閉電動型法蘭蝶閥的開啟由紅外遙控探頭自動控制，由PLC 控制每次熄焦時間。當載有紅焦的熄焦車開至熄焦塔下時，紅外遙控探頭被遮擋，發(fā)出信號進入PLC，經(jīng)PLC 內(nèi)部程序控制閥門開啟，進行約30 s 噴灑，PLC 控制閥門關(guān)閉，再過30 s又將閥門開啟噴灑約80 s?？倗姙⑾ń箷r間控制在約110 s。但實際操作中，無論是開閉閥時間間隔，還是總控制時間，遠超出設(shè)計中的理論時間。

低水分熄焦系統(tǒng)主要由工藝管道、水泵、高位槽、一點定位熄焦車及控制系統(tǒng)組成。在低水分熄焦過程中，熄焦水先以正常流量的40% ～50%噴灑到熄焦車內(nèi)的紅焦上(約10 ～20 s)以冷卻頂層的紅焦，之后熄焦水以正常流量呈柱狀水流噴射到焦炭層上，大量的水流迅速穿過焦炭層到達熄焦車傾斜底板。水流在穿過紅焦層時產(chǎn)生的蒸汽快速膨脹并向上流動通過焦炭層，由下而上在車內(nèi)焦炭層進行熄焦。熄焦后焦炭的水分可控制在2% ～4%，且熄焦時間只需70 ～85 s。

相比而言，低水分熄焦技術(shù)是在傳統(tǒng)的濕法熄焦基礎(chǔ)上加以改進，所以，該廠熄焦系統(tǒng)改造可借鑒低水分熄焦工藝的先進之處。在原有基礎(chǔ)上進行研究改進，可利用原有泵房設(shè)備及管道、高位槽等，縮短了熄焦時間，加快了生產(chǎn)進度，降低了焦炭水分并改善了焦炭質(zhì)量。

3 熄焦工藝改進探討

1)熄焦工藝中采用高位水槽供水，可使每次熄焦的供水壓力和供水量保持恒定，達到均勻熄焦和保持焦炭水分穩(wěn)定的目的。該廠高位水槽的水通過低位儲水池再經(jīng)泵進行補水操作，在二次熄焦的過程中，第二次開啟水閥進行熄焦時，水量總是不能及時補滿高位水槽，沒能形成一定壓力的大水流噴射，使得熄焦時間長，熄焦水噴灑效果不理想。經(jīng)過現(xiàn)場研究分析，高位水箱補滿水的時間長于中間的熄焦停閥間停時間，除了泵的效率外，主要原因是受上水管管徑限制，使得上水速度無法滿足。根據(jù)現(xiàn)場測量計算，可通過增加一臺熄焦泵，另鋪設(shè)一條管道，實現(xiàn)新舊管道對高位水槽的同時補水操作，從而加大補水量，縮短補水所需時間，使大水流噴射熄焦時，熄焦水的供水速度遠快于熄焦水被吸入焦炭中的速度。這些大量噴射的水，從上而下通過焦炭層時只有一部分被吸收并汽化，大部分則流過各層焦炭一直到熄焦車傾斜底板，從車底縫隙流出。

2)控制系統(tǒng)改進。該廠熄焦泵房采用的是自動熄焦控制系統(tǒng)，在現(xiàn)場安置了一個光電接近開關(guān)與熄焦車配合，當車輛開動時，光電開關(guān)檢測到金屬導電體時會自動動作，給出一個反饋信號到配電室控制箱內(nèi)的PLC，由PLC 集中處理采集回來的信息，以決定電動閥的啟停，但實際操作中存在熄焦泵在不熄焦時自動啟停問題，影響穩(wěn)定生產(chǎn)。通過排除電路故障及現(xiàn)場跟蹤，發(fā)現(xiàn)熄焦崗位的工作環(huán)境惡劣，水汽大，而光電開關(guān)非常敏感，受外界環(huán)境的干擾大，抗干擾能力差，信號傳輸受到影響，會造成熄焦泵自動動作。因此，在遠離干擾源的位置將動力線與控制線路分開敷設(shè)，且將交直流控制信號線分管敷設(shè)，采用易安裝、維修成本低、故障率低、抗干擾能力強的磁性接近開關(guān)代替光電開關(guān)，從而解決熄焦泵誤操作問題。

熄焦水流量是由接熄焦主管道后的主路和旁路管路控制。兩路管道上都裝有電動閥。在電動閥前后分別裝有手動閥;電動閥開度不可調(diào)，通過預先調(diào)好的手動閥的開度達到控制熄焦水流的目的。現(xiàn)場管徑通過能力不足，由于采取的是電動閥門控制開路，600 mm 的管徑上安裝1 個450 mm 的閥門，人為對下水形成節(jié)流，無法形成對紅焦的沖擊勢能。熄焦過程為一段熄焦旁路電動閥開啟，二段熄焦主路/旁路電動閥都開啟，實現(xiàn)先小水流，后大水流的二次熄焦效果。改造電動閥門，由450 mm 換為600 mm，增加下水的通過量。以上措施實施后，仍達不到熄焦效果。

3)管道噴頭的合理排列可降低焦炭水分，使熄焦水分配均勻且具有一定的壓力。根據(jù)現(xiàn)場實際噴灑情況，進行調(diào)整、布置噴灑管，增加熄焦噴灑管噴頭，關(guān)閉外側(cè)的噴頭，調(diào)整下水管道的閥門控制，旁通閥在大水熄焦時，閥門同時開啟，增加熄焦水的下行速度和勢能，從而實現(xiàn)大水量噴灑，達到噴灑能夠密集、有力、均勻，使紅焦與水大面積充分接觸瞬間產(chǎn)生的水蒸汽受到噴射水的壓制不能自由上行，只能向四周流動，參與熄滅紅焦的上升水蒸汽被洗滌凈化。同時，在一定程度上減少了蒸汽、焦粉和有害氣體的排出量。熄焦所需流量、安裝形式及噴灑管的數(shù)量依據(jù)噴灑出來的水覆蓋熄焦車而又不噴灑出車外來設(shè)計，而熄焦車也要有標志性的停車位置并要結(jié)合接焦均勻等措施共同實現(xiàn)。

4)熄焦時間調(diào)整既要能消除紅焦，降低焦炭溫度，便于皮帶運輸，還要保證焦炭水分最低，這需要根據(jù)流量調(diào)整結(jié)果，試驗壓縮下水時間，每次壓縮時間為1 s，而流量調(diào)整通過控制系統(tǒng)更改來實現(xiàn)。通過現(xiàn)場高位槽管道及噴頭的改造，中間的停閥時間可以大大縮短，以前停閥間隔300 s，經(jīng)改進后停閥的時間可縮短約100 s，而前后的開閥時間根據(jù)實際現(xiàn)場噴頭配置和大流量調(diào)解也可相應調(diào)試縮短。熄焦時間的調(diào)試可以根據(jù)現(xiàn)場改進情況及熄焦效果進行相應調(diào)整。

4 結(jié)束語

在保留了原工藝簡單、投資少的基礎(chǔ)上，該廠進行了原有濕法熄焦工藝的改進，采用大水量噴射，縮短了熄焦時間，提高了一爐焦炭的操作效率，節(jié)約了熄焦用水量，對降低焦炭水分有顯著的成效。

［1］ 鄭明東，水恒福，崔 平.煉焦新工藝與技術(shù)［M］.北京:化學工業(yè)出版社:229 -233.

［2］ 潘立慧，魏松波.煉焦技術(shù)問答［M］.北京:冶金工業(yè)出版社:305 -306.