不断提高干熄焦技术在应用中的安全性

1 我厂干熄焦的概况

　　本干熄焦装置（YCTK）系原苏联引进设备，它有二组独立的处理能力为70吨/小时的“槽-锅炉”系统。
　　本装置可分为运焦系统、循环系统、给水系统、除尘系统、风力输送系统五大部分。
　　从焦炉推出的红焦（950-1050℃）装入焦罐内，通过电机车将焦罐运至提升机井架轴线上，由提升机将红焦罐提升至熄焦槽上部，然后再平移至熄焦槽加焦口处，打开焦罐底板将红焦放入熄焦槽内，红焦在熄焦槽内与循环气体进行逆向热交换，红焦被冷却至180-200℃，并通过排焦装置放在运焦皮带上，运至中间焦仓。
　　被红焦加热的循环气体（700-800℃），从熄焦槽上部出口进入沉降槽，通过重力沉降除去循环气体内的大颗粒焦尘，再进入废热锅炉与水进行热交换产生蒸汽；被冷却的循环气体（170-180℃），由旋风分离器除去小颗粒粉尘，再由循环风机打入熄焦槽底部进行再一次循环。
　　由动力车间送来的除盐水，通过水-水热交换器、汽-水热交换器进入除氧器内被蒸汽加热至104.2℃，除去水中的氧。然后由给水泵打入废热锅炉省煤气器内，热水由上升管进入锅炉汽包内再由下降管进入循环泵，打入蒸发器进行强制循环，由蒸发器出来的汽水共存物经汽包分离后，再进入过热器产生高压蒸汽（3.9MPa、440℃）后送入汽轮机发电。
　　从沉降槽、旋风分离器和集尘仓下来的灰尘，经过真空管送入二级旋风分离器被收集在集尘槽内，由螺旋给料器加湿后装入汽车外运。
　　在加焦和排焦时产生的含尘废气通过干法、湿法除尘后由除尘风机放空。
　　共设有：司炉工、除氧工、排焦工、提升机工、化验工、集尘工等岗位。

2 主要设备

提升机（2台）（1）型号：平移式每槽独用；（2）重量：162000kg；（3）功率：提升4×100=400kW，平移2（22+0.45）=44.9kW；（4）提升速度：0.1、0.2、0.51m/s；（5）平移速度：0.45、0.11m/s；（6）提升重量：44000kg；（7）提升高度：34-35m
加焦装置（2台）（1）型号：电驱动、水封、杠杆型；（2）外型尺寸：10569×1840×4430mm；（3）水封高度：70-100mm
干熄焦（2台）（1）处理能力：70t/h；（2）预存段容积：277m³；（3）冷却段容积：398m³；（4）32个斜道口：双环形道
排焦装置（2套）（1）排焦能力：70t/h；（2）一次排焦量：1.7t
皮带机（2台）（1）皮带全长：107592mm，宽度：1000mm；（2）功率：35.5kW
沉降槽（2台）（1）型号：重力式；（2）除尘效率：15-20%
锅炉（2台）（1）型号：KCTK35/40-100；（2）产汽量：35t/h；（3）过热蒸汽压力：4.0MPa；（4）过热蒸汽温度：440℃；（5）传热面积：3910m²；（6）热效率：80%
旋风分离器（4台）（1）型号：离心式；（2）除尘效率：90-93%
循环风机（4台）（1）型号：BBH-20、BBH-18；（2）鼓风量：1.4×10⁵m³/h、9×10⁴m³/h；（3）压头：0.01MPa、0.002MPa；（4）转速：1000-1500转/分、1000转/分；（5）电压：6000V、380V；（6）功率：800kW、160kW
水-水热交换器（1台）（1）型号：管壳式；（2）重量：222.3kg
汽-水热交换器（2台）（1）型号：管壳式；（2）重量：1350kg
除氧器（2台）（1）处理量：25t/h；（2）工作压力：0.12MPa；（3）水温：104.2℃
给水泵（3台）（1）型号：ПД-65/53；（2）处理量：65m³/h；（3）压头：5.8MPa；（4）功率：200kW
循环泵：（4台）（1）型号：Hkg-250；（2）供水量：250m³/h；（3）压头：3.2MPa；（4）功率：45kW
汽包（2台）（1）外径：1590mm、长：7000mm、壁厚：36mm；（2）重量：15000kg
减温降压器（2台）（1）流量：Q=30t/h；（2）压力：P₂=0.6MPa、P₁=3.9MPa；（3）温度：T₂=190℃、T₁=440℃
计量泵（2台）（1）型号：Hg2.5-100/250A；（2）处理量：Q=0.1m³/h；（3）压头：25MPa
除尘风机（2台）（1）型号：DH-19；（2）鼓风量：7500m³/h；（3）功率：200kW
真空喷射器（3台）（1）工作压力：1.6MPa；（2）处理量：2400kg/h
螺旋给料器（2台）（1）生产能力：20t/h

3 安全整改

　　尽快目前的干熄焦工艺已相当成熟了，但在实际使用中，我们仍感觉有不够完善和完美的地方。几年来，我们根据实际需要做了大量的改进工作，现就有关提高干熄焦安全性方面的工作情况介绍如下：
3.1 增设g 射线料位仪
　　干熄炉内红焦料位的高低是一个重要工艺控制参数，它关系到排焦速度的调节，料位与加焦、排焦的连锁。在原设计中，采用电极式料位仪，即向干熄焦内插入一铁棒，利用铁棒与红焦接触，以断开二状态的变化来测量料位，这种测量方法正确性较差，因为（1）铁棒极易被红焦磨损，造成铁棒与红焦处于开路状态；（2）铁棒上部易堆积粉尘，造成铁棒与接地断路。所以这种方法根本不可能正常使用。96-97年我们共投入近50万元先后将料位仪改造成g 射线探测仪，利用g 射线穿透力强、又与红焦无接触的优点，能正确地探测干熄炉内上、下料位，保证与排焦、加焦的连锁有效，同时它能自动计数将炉内的实际料位反映在显示器上，大大地便于操作，更提高了运行的安全可靠性。
3.2 改造循环气体组份自动分析仪
　　干熄炉内循环气体的可燃组份始终处于爆炸范围内，加上系统负压造成漏空气的情况难以避免，需要及时、正确地测量出气体的组份。投产初期原测量装置系前苏联产品，水平较低，部件损坏严重，又无法提供备件，分析仪被迫报废，只能用人工七管分析仪，但人工分析时效性差，不能及时指导生产。96年进行技术改造，增设2套南京分析仪器厂的分析装置，它能及时、正确地测量炉内CO、CO₂、H₂、O₂的含量，使操作工能够根据测量结果来判断和调整生产状态。
3.3 环境除尘系统增设防爆装置
　　环境除尘系统主要用于精华干熄炉在加焦、排焦时产生的烟尘，但有时焦炉送来的红焦偏生，吸入系统的烟气可能含有较多的可燃组份，引起除尘系统爆破。在原管线上没有泄爆点，一旦爆破即造成管线一定程度的损坏，增加了检修工作量。事后我们在易爆点增设了防爆膜作为泄压点减轻破坏程度，效果相当明显。
3.4 提升机增设脚踏开关
　　提升机能将摘钩、提升、平移、加焦、返回这一系列动作自动完成，但前提是各单元动作间的控制元件（限位开关）工作正常，尤其是限位开关定位精度要高，但现场实际操作环境较差，特别是提升机在加焦时该限位开关经常处于火烤、机械撞击的情况下，造成开关定位不准，提升机加焦后就无法再返回，在加焦口上受火烤。为此我们改进了电气控制，增设一只脚踏开关，当发生上述情况时，利用脚踏开关将提升机提起，避免设备损失。
3.5 运焦皮带增设连锁装置
　　一般来讲从干熄炉排出的焦炭温度均小于250℃，不会有红焦。在原设计中，为防止红焦出现，在运焦皮带上部安装了一套红外线自动喷水装置，当有红焦排出时，探头测到红外线波自动喷水将红焦熄灭。而在实际使用过程中，发生的现象是：有少量红焦夹在里层，皮带通过时探头并未测到而没有喷水，这些红焦运入中间焦仓后，在一定条件下就可能燃烧。为解决这个问题，我们将喷水作业与排焦作业连锁，每次排焦时就及时向焦炭喷洒适量的水，既可灭火，又可防尘，有很大的实用性。
3.6 汽包液位增设工业电视监视器
　　废热锅炉汽包液位的控制是性命攸关的大事，不允许有丝毫的差错。原设计中安装了二种形式的液位计，一是汽包本体上的液位计，它最直观，能正确的反映液位，但它安装位置很高，操作工直接到现场读表困难较大。另一是低地位液位计，利用比重不同的液体，将汽包内的液压间接地反映出来，虽然它安装位置较低，但由于管线过长，易漏易堵，而且指示液易变质，所以可用性较差。根据国家锅炉运行规范，我们改用工业电视监测，将汽包本体上的液位计直接在控制室内显示器上显示，非常直接、直观，再配合其它仪表，能更好地、有效地控制汽包液位。

4 存在问题

　　尽管这几年我们投入了一定资金，完成了多项安全整改，但我们这个系统存在一个致命的隐患：没有充氮装置。由于种种原因，在国内外被普遍采用的连续充氮稀释循环气体可燃组份浓度的安全措施没有同步上马，造成投产后干熄焦循环系统内可燃组份浓度，特别是CO浓度大大超过标准，给正常生产带来极大的安全隐患。一般来说，只要干熄焦在一定的生产负荷下运行，由于红焦和CO₂的还原反应，CO的浓度会稳定在一个相当高的数值上，根据生产记录，CO的含量一般均在20-28%，大大超过爆炸下限浓度12%的范围，而且循环气体中很容易带有红焦颗粒，再加上循环气体的管线较长、较庞大，要保证管线的安全严密是不可能的，氧气（空气）可以从不同部位渗漏至循环气体中，所以循环系统是经常性处于待炸状态。96年10月15日循环系统发生爆炸，将一名正在循环风机处检修的机修工炸伤。
　　为了彻底解决（1）系统在正常运行时CO浓度控制在12%以下，（2）系统遭受循环风机突然停运能保证气体的循环，（3）当系统保温检修时，能迅速降低CO浓度（4%以下），必须增设一套连续充氮装置。为此，最近获上海市建委批准，一项600余万元的投资，能每小时供500立方米的变压吸附制氮装置，将在我公司开始筹建，从而最大程度上保证系统的安全性。