張曉林

(河南平煤神馬集團(tuán)首山化工科技有限公司，河南 平頂山 467000)

0 引言

現(xiàn)階段工程體量龐大的焦化量導(dǎo)致干熄焦系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間暴露在高壓、磨損和壓差過(guò)大的環(huán)境中，致使配套的環(huán)境除塵系統(tǒng)往往需要做到對(duì)排焦裝置、上料斗集塵、除塵氣源路線(xiàn)的合理優(yōu)化，并確保除塵系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定地運(yùn)行在焦化生產(chǎn)流水線(xiàn)中。事實(shí)上，對(duì)于熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)的優(yōu)化與改造不僅能夠提升焦化工程生產(chǎn)的除塵效率，而且能夠極大程度上增加焦化生產(chǎn)的環(huán)保效益，保障焦化除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加焦化生產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

1 干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)的工藝和特點(diǎn)

干熄焦技術(shù)具有改善焦化生產(chǎn)環(huán)境、提升焦煤能源回收利用率的先進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)，是我國(guó)現(xiàn)階段發(fā)展綠色生態(tài)與可持續(xù)建設(shè)路線(xiàn)中最重要的冶金技術(shù)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目在市場(chǎng)中的份額占比越來(lái)越高，基于能源可持續(xù)發(fā)展與優(yōu)化的干熄焦技術(shù)可以大幅降低二氧化硫和二氧化碳等燃燒污染排放物的排放量。隨著先進(jìn)智能控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用在冶金焦化能源生產(chǎn)領(lǐng)域，基于干熄焦除塵系統(tǒng)明顯提升了焦化生產(chǎn)的凈化效率，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定。

現(xiàn)階段投入生產(chǎn)的干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)的核心裝置由蓄熱室冷卻器、脈沖布袋除塵器和除塵風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。當(dāng)干熄焦除塵系統(tǒng)以循環(huán)風(fēng)機(jī)和排出裝置來(lái)進(jìn)行工藝除塵時(shí)，干熄爐頂部的裝焦口煙氣容易產(chǎn)生堆積沉積現(xiàn)象，且由于裝焦煙氣占據(jù)除塵風(fēng)量的50%以上，致使煙氣溫度較高且容易發(fā)展成周期擴(kuò)繁現(xiàn)象。干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)在干熄焦循環(huán)放散煙氣后的煙氣量不易控制。但與干熄爐頂部的裝焦口煙氣堆積現(xiàn)象不同，煙氣會(huì)因濃度低而出現(xiàn)連續(xù)放散現(xiàn)象。當(dāng)煙氣運(yùn)輸?shù)脚沤菇箍谔帟r(shí)，連續(xù)性塵源的煙氣溫度高且濃度大。

2 干熄焦化環(huán)境除塵過(guò)程中存在的問(wèn)題

由于裝入裝置除塵吸引力缺失，導(dǎo)致除塵管道與上料側(cè)抖壁相連的阻擋柵格容易因焦炭顆粒阻擋而產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象，而后隨著焦化過(guò)程的不斷進(jìn)行，嚴(yán)重削弱了集塵管道的通風(fēng)能力與除塵吸力。焦化過(guò)程中的提升機(jī)在裝入裝置關(guān)閉過(guò)程中會(huì)因?yàn)樾D(zhuǎn)焦罐變形，密封材料的高溫煅燒脫落而產(chǎn)生大量焦粉四溢現(xiàn)象，危害焦化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，嚴(yán)重影響了焦化綠色生產(chǎn)體系發(fā)展的穩(wěn)定性。

現(xiàn)階段除塵系統(tǒng)的溜槽側(cè)面在進(jìn)行溜槽作業(yè)中，會(huì)因?yàn)榕沤瓜到y(tǒng)電磁穩(wěn)定性較差和溜槽物料通道的焦粉擴(kuò)散現(xiàn)象嚴(yán)重而阻塞料尾器尾部，導(dǎo)致后續(xù)焦化工程的下料工作必須增加振幅排料力度，設(shè)備的過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)較大，容易發(fā)生熔斷器燒壞和死角風(fēng)向的焦粒沉積現(xiàn)象。在焦化設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，儲(chǔ)氣罐壓差變化大會(huì)致使焦化除塵系統(tǒng)中脈沖閥動(dòng)作壓力缺失，導(dǎo)致除塵風(fēng)量與氣源壓力過(guò)小。而當(dāng)除塵器提升閥效果減弱，系統(tǒng)進(jìn)出口之間的焦粉堆積而造成噴吹效果差，致使除塵后的粉塵濃度嚴(yán)重超標(biāo)。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的提升閥管壓測(cè)量發(fā)現(xiàn)，除塵器會(huì)因風(fēng)機(jī)吸力效果差而導(dǎo)致提升閥卡頓，且脈沖閥在反吹后的歸位效果較差，儀表氣量無(wú)法滿(mǎn)足氣罐原本的除塵風(fēng)量需求。而且焦罐泄漏點(diǎn)的密封處理與壓差清灰線(xiàn)路的優(yōu)化程度會(huì)明顯影響管道風(fēng)量的流通能力，當(dāng)壓差與除風(fēng)量較低時(shí)，除塵系統(tǒng)會(huì)因堆積出現(xiàn)不可忽視的環(huán)境污染。

3 干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)優(yōu)化與改造

3.1 裝入裝置優(yōu)化策略

裝入設(shè)備由集塵管道、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向模板、料斗等組成。在焦化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，裝入設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)焦炭的運(yùn)送和料斗下料口處水封槽的封閉接收，確保焦炭在裝料過(guò)程中的粉塵封閉性。裝入裝置在料斗運(yùn)輸焦炭進(jìn)入干熄爐后，依照料斗的對(duì)位結(jié)果向提升機(jī)發(fā)出焦罐下落的活動(dòng)信號(hào)，此時(shí)除塵系統(tǒng)要從焦罐底部與料斗上口接觸產(chǎn)生的漏泄現(xiàn)象進(jìn)行優(yōu)化，確保除塵風(fēng)機(jī)在高速啟動(dòng)過(guò)程中能夠有效降低大量粉塵外泄現(xiàn)象。

首先，對(duì)裝入裝置的上下料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改裝，防止因陣發(fā)性煙塵外泄造成的環(huán)境危害。經(jīng)過(guò)對(duì)大量裝入裝置的改造和效果檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焦罐下落過(guò)程中對(duì)蓋板的配重裝置增加活動(dòng)翻板，依照翻板在焦罐底閘門(mén)重力作用下的動(dòng)能聯(lián)動(dòng)來(lái)增加上料的密封作用。而焦罐裝置料斗緩沖座中添加可控的自動(dòng)合攏裝置，確保焦罐上升時(shí)的裝焦完成環(huán)境處在一個(gè)相對(duì)良好的除塵環(huán)境中。同時(shí)，翻板處在封閉的工作場(chǎng)景中時(shí)，適當(dāng)增加風(fēng)機(jī)的風(fēng)量來(lái)減少粉塵外泄。

其次，對(duì)裝入裝置除塵效果的改造和優(yōu)化需要調(diào)整下料封罩的吃水程度。在裝焦過(guò)程中，干熄爐預(yù)存壓力過(guò)大會(huì)排斥干熄爐口在裝焦過(guò)程中產(chǎn)生的反沖力，而水封罩水槽深度未能有效覆蓋水封槽密封處時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致大量粉塵經(jīng)由水封罩流出到外部環(huán)境中。因此基于車(chē)間的現(xiàn)場(chǎng)勘探和測(cè)量制定如下的優(yōu)化策略，以實(shí)現(xiàn)溢出粉塵的高效除塵處理。

1)合理調(diào)節(jié)水封罩吃水程度。由于水封罩容易在焦化除塵過(guò)程中因高溫而降低吃水深度，因此在保障水封罩吃水深度下移滿(mǎn)足焦化除塵軌道的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)時(shí)，確保水封罩在以往吃水深度100 mm基礎(chǔ)上調(diào)整吃水深度至220 mm，同時(shí)增加水封槽內(nèi)堆積焦炭的清洗力度和頻率，以保障裝入設(shè)備的下料密封性。

2)在焦化除塵的裝入設(shè)備優(yōu)化過(guò)程中，對(duì)受高溫烘烤頻次較高的密封石棉布進(jìn)行定期的性能檢查和型號(hào)更換，以提升密封環(huán)境下良好的除塵效果。

3)為降低水封罩受干熄爐預(yù)存段壓力產(chǎn)生的反沖力影響，在裝入裝置下料封裝與除塵過(guò)程中定時(shí)檢查干熄爐預(yù)存段壓力的波動(dòng)范圍，確保預(yù)存段壓力波動(dòng)最小化。

3.2 除塵風(fēng)機(jī)改進(jìn)

提升機(jī)在收到提升塔上限信號(hào)后，按照裝置開(kāi)啟指令打開(kāi)集塵管道閥門(mén)，并進(jìn)行高速度的風(fēng)量除塵工作。除塵風(fēng)機(jī)接收到冷卻塔下限提升信號(hào)后，按照裝焦進(jìn)度來(lái)提升和降低風(fēng)量速度。當(dāng)提升至冷卻塔上限后，裝入裝置和除塵風(fēng)機(jī)會(huì)因動(dòng)能變化而冒出大量粉塵。

從現(xiàn)階段車(chē)間生產(chǎn)實(shí)際表現(xiàn)來(lái)看，風(fēng)機(jī)高速到低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間段設(shè)置不合理會(huì)明顯增加粉塵漏泄量，且造成不必要的焦化資源損耗。因此，基于裝入裝置煙塵冒出情況和電量損耗現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)向低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間段進(jìn)行控制，確保滿(mǎn)罐狀態(tài)下開(kāi)啟高速模式，裝置全關(guān)后降速，并對(duì)降速時(shí)間段進(jìn)行延后。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，原有除塵調(diào)整時(shí)長(zhǎng)為110 s時(shí)，粉塵漏泄現(xiàn)象明顯減少，且節(jié)電效果顯著。其次，可以在改善除塵風(fēng)機(jī)時(shí)間偏移的基礎(chǔ)之上，依據(jù)除塵布袋的壓差大小來(lái)選擇風(fēng)機(jī)高低轉(zhuǎn)動(dòng)速率，依照120～204 r/min來(lái)控制除塵機(jī)的除塵效果，并有效地降低電能損耗。

3.3 布袋除塵系統(tǒng)優(yōu)化

布袋反吹壓力過(guò)大會(huì)一定程度上減少反吹效果，致使布袋因沖刷頻率過(guò)高而降低使用壽命。對(duì)布袋除塵系統(tǒng)的優(yōu)化，需要考慮布袋外壁粉塵附著對(duì)除塵效果的干擾，從除塵風(fēng)口出口壓力、反吹間隔時(shí)間和煙囪灰塵排放情況來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整反吹壓力和間隔時(shí)間，確保反吹壓力區(qū)間處于0.35～0.45 MPa，反吹停頓時(shí)間在30 s內(nèi)。

對(duì)除塵脈沖間隔時(shí)長(zhǎng)4 s內(nèi)的除塵調(diào)整優(yōu)化控制時(shí)，除了對(duì)除塵系統(tǒng)反吹壓力和間隔時(shí)間的合理調(diào)整，還要從布袋系統(tǒng)中除塵布袋的功能檢測(cè)和定期的更換著手，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益與環(huán)保效益的雙豐收。在車(chē)間焦化生產(chǎn)過(guò)程中，新布袋往往比舊布袋表現(xiàn)出更小的除塵氣流阻力，致使布袋容易產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。因此，在除塵壓差1 500 Pa的可控范圍內(nèi)，來(lái)實(shí)時(shí)觀測(cè)煙囪氣體排放量，并通過(guò)關(guān)閉離線(xiàn)閥板來(lái)定位破損布袋。其次，以開(kāi)啟布袋頂蓋來(lái)進(jìn)行灰倉(cāng)與損壞程度的檢測(cè)。同時(shí)，為了更好地確保在布袋倉(cāng)頂蓋開(kāi)啟過(guò)程中的除塵系統(tǒng)封閉性，要從氣道與布袋倉(cāng)的氣體特征來(lái)確保除塵效果的穩(wěn)定性。

3.4 排焦裝置粉塵擴(kuò)散優(yōu)化

由于現(xiàn)階段排焦系統(tǒng)電磁振動(dòng)器與溜槽物料通道對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣體的泄漏量較大，導(dǎo)致區(qū)域粉塵擴(kuò)散嚴(yán)重。部分細(xì)顆粒在經(jīng)過(guò)雙岔溜槽除塵口時(shí)，會(huì)因吸入排焦除塵管道而使除塵風(fēng)量受到影響，阻礙了給料器尾部粉塵的正常吸走和正常下料。因此為提升焦化除塵的生產(chǎn)效率，在溜槽側(cè)面設(shè)置擋焦柵格和管道阻擋觀察孔，確保焦炭能夠被高質(zhì)量地分類(lèi)在除塵管道外部一側(cè)。

同時(shí)，在集塵點(diǎn)下部垂直放置長(zhǎng)約600 mm的鋼管作為焦丁與焦末的沉箱管道，并定時(shí)組織管理人員對(duì)其進(jìn)行清洗和管道狀態(tài)的監(jiān)督。為更好地提升除塵效果，在振動(dòng)給料匯集點(diǎn)后增加成箱管道，確保主管末端的焦粒沉積能夠得到及時(shí)的檢測(cè)與清洗。對(duì)主管斜向拐角處同樣設(shè)置避免死角風(fēng)向堆積的沉箱管道，并從溜槽襯板的日常維護(hù)和檢修中進(jìn)行除塵功能的強(qiáng)化，將排焦粉塵擴(kuò)散的維護(hù)與巡檢工作直接納入智能焦化系統(tǒng)的抽查考核日常中，以提升粉塵擴(kuò)散可控性，增強(qiáng)除塵效果。

3.5 除塵風(fēng)量與壓差調(diào)整優(yōu)化

在焦化生產(chǎn)過(guò)程中的除塵壓差往往高于初始設(shè)計(jì)的壓差大小，且實(shí)際除塵風(fēng)量因資源損耗與體系結(jié)構(gòu)的緣故而未能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，往往表現(xiàn)出小于設(shè)計(jì)的除塵風(fēng)量要求。由于除塵風(fēng)量和壓差偏移設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，造成脈沖閥與提升閥不能按照額度狀態(tài)開(kāi)展焦化工作。對(duì)現(xiàn)有風(fēng)量和壓差的檢測(cè)優(yōu)化要實(shí)現(xiàn)分門(mén)別類(lèi)，從布袋除塵器、儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)儀表等用于控制除塵壓力和脈沖清灰動(dòng)作的關(guān)鍵設(shè)備著手，確保提升閥提升與噴吹效果滿(mǎn)足清灰室的過(guò)濾需求。

在焦化除塵裝備的優(yōu)化改造中，要保證現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)氣罐的末端管壓處于0.35～0.38 MPa。同時(shí)為杜絕提升閥卡頓現(xiàn)象，將原有高速壓力-3 500 Pa調(diào)整到-2 200 Pa之內(nèi)，確保高低開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行。為提升脈沖閥的偶然關(guān)閉的密閉性，要及時(shí)調(diào)整脈沖閥反沖歸位位置，并提高儲(chǔ)存罐氣壓存儲(chǔ)量來(lái)增加儀表氣源對(duì)提升閥的氣體分配量。由于現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)由除塵風(fēng)機(jī)，集塵點(diǎn)和除塵器組成，為增強(qiáng)除塵氣體在除塵系統(tǒng)中的流動(dòng)抽引性，要保證除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)量2萬(wàn)m3/h，并依照除塵布袋和集塵點(diǎn)的維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)來(lái)平衡除塵風(fēng)量。

現(xiàn)有的除塵設(shè)備往往處于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從除塵氣源線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化來(lái)區(qū)別提升閥與噴吹系統(tǒng)，可有效避免因儀表氣流流失而產(chǎn)生的氣源壓力確實(shí)現(xiàn)象，進(jìn)而增加設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

合理地優(yōu)化干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)，并基于煙氣排出和溫度控制來(lái)進(jìn)行焦化生產(chǎn)，明確干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)工藝和特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到除塵過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對(duì)干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改造，才能確保焦化生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。