焦化地面除尘站在捣固焦炉上的应用

2003年第6期地面除尘站在捣固焦炉上的应用江志军,陈昆（青岛泰能集团焦化制气有限责任公司，山东青岛266042）摘要：青岛焦化公司地面除尘站除尘系统存在排灰不畅，预喷涂、喷吹装置失灵，防爆板经常爆裂，除尘布袋多次着火，室外切换设备失灵等问题，整个系统已无法继续正常使用。通过对工艺系统、拦焦车液压系统、预喷涂、排灰、喷吹等系统的改造，使之适应捣固焦炉的消烟除尘，降低了焦炉生产的污染程度，改善了周边地区的环境状况，取得了良好的效果。关键词：地面除尘站；捣固焦炉；烟气；预喷涂系统中图分类号：TQ522.15文献标识码：B文章编号：1004-4620（2003）06-0009-03ApplicationofGroundDedustStationatStampingChargingCokeOvenJIANGZhi-jun,CHENKun(CokingandGasmakingCo.Ltd.,QingdaoTainengGroup,Qingdao266042,China)Abstract：Becausesometroubleswereappearanceeverysooften,forexampledustdischargingobstruction,inefficaciouspresprayandblowdevice,shelterplatebreaking,dedustpackagefiring,inefficaciousexchangingequipment,etc,thededustsystemofgrounddeduststationofQingdaocokingandgas-makingco.ltd.,couldnotbeusednormallyThroughreformingtotechniquesystem,cokeguidehydraulicsystem,pre-sprayandblowdevice,dustdischargingsystemandtomakeitsuitabletooperationofthestampingchargingcokeoven,thepollutionlevelofcokingproductionisdecreased,theenvironmentsituationaroundthisdistrictisimprovedandgoodprofitisgot.Keywords：grounddeduststation；stampingchargingcokeoven；fluegas；pre-spraysystem1问题的提出1.1捣固焦炉装煤时的烟气特点青岛泰能集团焦化制气有限责任公司（简称青岛焦化公司）两座JND-Ⅱ型捣固式焦炉，装煤时煤饼进入炭化室对内部气体有一定的挤压作用，由于煤饼与炉墙之间存有间隙，烟尘逸出面积大，使炉顶吸尘孔排出的烟气十分猛烈，而且剧烈燃烧。因为没有高压氨水喷淋装置，所以处理这种烟气的难度较大。1.2地面除尘站运行状况青岛焦化公司1997年建成并投入使用的地面除尘站，采用的是装煤导焦“二合一”燃烧式除尘设备。当时，该设计用于捣固式焦炉尚属首次。由于在设计、关键设备选型及运行过程当中存在一些问题，导致排灰不畅，预喷涂、喷吹装置失灵，防爆板经常爆裂，除尘布袋多次着火，室外切换设备失灵，至改造前整个系统已无法继续正常使用。1.3装煤导焦除尘系统1.3.1主要设备参数：装煤除尘管道直径：φ1000mm；导焦除尘管道直径：φ2000mm；装煤风机电机功率：250kW，6kV；装煤系统风量：83000m3/h；导焦除尘系统风量：238000m3/h；导焦除尘风机电机功率：630kW,6kV；脉冲除尘器过滤面积：3200m2。改造前的装煤导焦系统工艺见图1。图1装煤导焦“二合一燃烧法”除尘系统流程1.3.2主要设备运行缺陷（1）预喷涂系统不能正常运行。原设计采用CaCO3粉对除尘布袋进行预喷涂，由于CaCO3粉在预喷涂仓内受潮而板结，导致预喷涂系统不能正常运行。没有预喷涂，装煤过程中产生的大量含水蒸汽和焦油的烟尘直接与滤袋接触，粉尘粘接在滤袋上清不下来，越积越厚，造成系统阻力增大，吸力减小，烟气无法在消烟车内完全燃烧，产生大量碳黑带入除尘器中。而除尘器中因为内壁有水及灰尘颗粒过细过轻造成排灰不畅，仓内积灰，碳黑长时间处在高温状态下发生氧化反应，产生的热量无法散出导致自燃，这也是除尘仓着火的主要原因。（2）装煤、导焦“二合一”系统不合理。装煤、导焦“二合一”系统最初的设计思想，是利用导焦除尘的高温干燥烟气，提高共用管路和除尘装置内的温度,使装煤烟气通过时不至于发生大量水蒸汽结露现象。而由于“二合一”系统采用装煤、导焦交替运行，需用自动阀门切换。地面除尘站地处青岛沿海，受潮湿海风影响，阀门腐蚀严重，又没有自动给脂系统，频繁出现故障，致使出焦系统无法正常使用。仓体无保温措施，导致仓内烟气中的水蒸汽结露。（3）喷吹系统效果差。喷吹系统的正常运行与否，直接影响整个系统的运行。它利用装煤、导焦运行的间隙，向除尘仓过滤布袋逐排送入高压空气，将吸附在过滤布袋上的烟尘吹落下来，同时降低系统阻力。由于设计的压缩空气管路直径偏小，喷吹阀质量差，密封不严，漏气严重使得喷吹系统无法发挥作用。系统运行阻力逐渐增大，吸入空气不足，烟气燃烧不充分，残留可燃气体，导致系统“放炮”。（4）拦焦车液压系统运行不稳定。运行环境差，高温、高粉尘；室外设备无防护隔热措施，电器元件老化失效；液压站内温度过高；顶杆及导套运行速度过慢，不能满足工况要求；液压站设计上存在一些不合理的地方，导致顶杆经常在非工作状态下外滑。2地面除尘站改造及运行效果针对运行中出现的问题，经认真分析论证，确定了装煤、导焦“二分式”燃烧法的改造方案。利用原有除尘设施专供导焦除尘使用，再为装煤除尘新增1套除尘装置，新增1350m2除尘仓及其附属设备1套。改造后的装煤导焦系统工艺见图2。图2装煤导焦“二分式燃烧法”除尘系统流程2.1炉顶设备大修改造重新砌筑了消烟车内部的衬砖，将电动推杆改为电液推杆，对消烟车机械部件进行了解体大修，更换了所有电器元件，对装煤固定管道进行部分更换并加固，更换了部分滑线并调整加固。对部分装煤管道、导焦翻板进行整形更换。通过实际运行证明，消烟车燃烧室保温性能提高，保证了装煤烟气在其中充分燃烧。消烟车顶杆和套筒电液推杆故障率比以前降低，而且检修难度也比以前降低。滑线系统经过改造未再出现滑块脱落断电故障。装煤导焦对接系统气密性提高，保证了装煤、导焦接口处有足够的吸力，炉顶设备的改造达到了预期的目的。2.2拦焦车液压系统改造采用了大通径电磁阀配置液压站，大幅度提高了液压缸的运行速度。在液压站油箱外增加了液压油站外冷却循环系统，降低了液压站的工作温度。更换了液压控制系统的全部元件。针对机械限位开关触壁失灵的现象，使用了磁接近开关作为限位，并对室外线缆进行了防火处理。2.3预喷涂、排灰、喷吹系统改造改造后的脉冲喷吹阀采用了进口产品，增大了压缩空气管径，提高了喷吹设备的工作稳定性，改善了喷吹效果。箱体双层排灰阀电磁阀全部采用进口产品，在试运行期间工作稳定。将原CaCO3粉喷涂料改为导焦粉喷涂，采用双管路多点喷涂，在原有一条喷吹管路的基础上又新增了一条喷吹管路。依靠装煤风机高速时产生的负压，将焦粉吸至装煤除尘仓的下灰口处与装煤灰粉进行混合，增加灰粉的流动性，以利于下灰。通过实际运行，效果比较明显，下灰口处基本无积灰现象，灰料能够彻底地排到刮板机内，保证了可燃物快速排到仓外，抑制了碳在仓内发生氧化反应，消除了仓内着火的可能性。2.4增设独立装煤除尘装置过滤面积为1350m2的装煤除尘装置主要由除尘器本体（包括560条除尘布袋及骨架）、顶部脉冲喷吹装置、声波清灰装置、双层排灰阀、保温加热装置组成。这套除尘器的灰料助卸采用了新型的超声波清灰装置，能够有效地清除布袋及仓内壁表面的灰料。增加了汽水换热装置，在除尘仓外表进行了保温处理，用热水介质对除尘器进行保温处理，避免了含水量较高的装煤烟气在除尘仓内析出水分，防止烟灰在仓内板结，增强了烟灰的流动性。由于改造后的装煤除尘系统增加了混风装置，所需风量比原系统大，原风机的工作能力已不能满足新系统的要求。为此，更换装煤除尘风机及电机，风量由原来的83000m3/h提高为95000m3/h，配套电机由250kW更新为280kW。经过近半年的运行，装煤除尘仓主要表现出以下特点：（1）脉冲喷吹阀和声波清灰器效果明显，运行稳定。（2）耐高温滤袋的除尘过滤效果良好，但耐受高温的能力不强，布袋表面经常有烧焦后的孔洞出现，换用常温滤袋后过滤效果依然良好，耐温能力没有明显下降。（3）仓进口和下灰斗处的多点焦粉喷涂效果显著，焦粉与燃烧过的装煤烟尘能够充分混合，提高了灰料的流动性。（4）保温加热系统作用显著，仓内干燥，无论是在冬季还是夏季均未发生仓内结露现象。2.5新增集中润滑系统地面除尘站加油点众多，除个别加油点外，采用人工加油效率低，操作不便，所以地面站采用了集中润滑方式，对绝大多数润滑点进行集中加油。主要包括双层排灰阀阀杆两端轴承，刮板机前后链轮两端轴承共88个润滑点。运行期间各加油点出油均匀，润滑良好，保障了设备的稳定运行。2.6新增实时监控系统新增了设备实时监控系统，对主要的装煤工艺参数实现了模拟量显示，对导焦系统也进行了状态显示，实现了对部分阀门及设备的远程控制。3需要注意的问题经过一段时间的试运行，地面站总的运行情况良好，但也存在一些需要解决的问题：（1）进入装煤仓的烟气中可能含有燃烧不完全的带火大颗粒。高速装煤时风量很大，有许多未在消烟车中燃烧完全的带火大颗粒被带入管路，直接进入装煤仓并附着在布袋上，致使除尘布袋上出现烧灼的孔洞。改造方案论证时，曾经提出在独立的装煤除尘仓前增设火花室，但因为改造位置不足等原因而搁置。为此，后续改造须增设火花室。（2）收集下的灰料包装不好会造成新的污染，需要采用有效的处理方式（目前正在研制新的加湿出灰装置）。（3）装煤系统冬季运行时阀门开度在30%～40%之间。混风阀开度为30%时，装煤仓温度可稳定在60℃以下，装煤进口温度在100℃以下。在上述条件下，整个装煤过程只是在煤饼进入炭化室初期的10s时间内，有少量黄烟溢出，其它时间均无烟气。随着环境温度的升高，装煤仓进口温度不断增高，混风阀可逐渐加大至50%～60%，以降低烟气温度，但除尘效果有所下降。