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浅谈焦炉冒烟、烟囱冒烟的原因与治理

炼焦炉的烟囱,在生产中起着重要的作用,通过烟道与焦炉相连,在热浮力的作用下产生一定的吸力,从而达到焦炉加热系统内产生气体流动,排出燃烧废气和引入助燃空气,实现焦炉的连续加热和正常生产。

在炼焦生产过程中,焦炉烟囱或轻或重的冒烟情况,不仅污染环境,还造成焦炉煤气损耗大,也反映出焦炉加热系统不正常,焦炉炉体串漏严重。还有;焦炉炉体、炉门、炉顶等冒烟;也严重影响环保,消耗热量,浪费荒煤气,损坏焦炉炉体、护炉铁件等。因此必须尽快治理,否则对焦炉损坏大,污染环境。

一、现状:

1、焦炉烟囱一般都在85—105m高,主要是导出燃烧后的废气。如果炉体串漏或操作不当就会造成烟囱冒烟,烟囱冒烟分别以蓝、黑、黄烟为主;偶尔冒白烟(即;蒸汽)等。大多时冒黑烟为主。烟囱冒烟说明焦炉生产不正常;因为焦炉加热介质主要是焦炉煤气、高炉煤气或混合煤气,煤气加热燃烧后的废气中成分主要是气态的和H2O、CO2、NOx、SO2等,,在焦炉正常情况下,烟囱排出的废气是看不到的;因此,焦炉烟囱冒烟就说明焦炉生产存在问题,不但影响环保,还影响焦炭产量、质量,同时焦炉煤气消耗也大,所以说烟囱冒烟是百害而无一益的事。治理烟囱冒烟是迫在眉睫的事,一定要重视。

2、焦炉炉体冒烟、炉门冒烟、上升管根部冒烟、上升管翻板轴处冒烟等,造成焦炉黄烟一片,现场气味气味呛人,这说明焦炉墙体串漏,护炉铁件没及时测量调节,操作不规范,炉温不均匀,炉门、炉框、上升管、桥管、集气管等清理不及时造成炉体冒烟。

二、焦炉、烟囱冒烟分析:

1、焦炉炭化室与燃烧室墙串漏。

炼焦炉的炭化室和燃烧室之间,仅以炭化室墙相隔开,而炉墙存在很多条砖缝,在装煤初期,由于大量水汽的形成,煤气发生量较大,对炉墙表面的压力也较大,高时可达1000pa,此时大量的荒煤气很容易顺着不严实的砖缝涌入燃烧室内,破坏了燃烧系统的正常燃烧工况,造成净化加热煤气和荒煤气都无法充分燃烧,随燃烧废气经下降火道排到废气系统,通过烟道带着黑黄颜色的气体从烟囱排入大气。根据焦炉生产情况,造成炭化室墙体不严密的原因分析为以下几点。

(1)焦炉的烘炉孔是烘炉时加热气流的通道,烘炉结束后,在焦炉砖正常加热时将次孔用塞子砖粘泥浆后封堵严实,炉头上升管烘炉孔塞子砖与装煤孔处塞子砖直径不一样,易将塞子砖搞错给生产留下隐患,抹补泥浆造成漏气、塞不紧在生产过程中会松动,容易造成此处串漏,频繁喷补也会造成冷热不均产生漏气。

(2)炉头部位串漏:在焦炉出焦操作过程中,焦炉炭化室墙面间歇性的暴漏在大气空间内,炉头部位易承受外界冷空气的侵蚀;正常操作室,炉门敞开时间不长,顶装操作时间为8—10分钟,侧装煤操作时间为13—15分钟,在规定时间内操作,炭化室砖缝的石墨不会被烧掉,但是由于清炉门、炉框、倒换炉门或不按规定时间进行操作,还有修设备影响等,炉门敞开时间较长,炭化室砖缝上的石墨就容易烧掉,形成炉头串漏,炉头串漏不及时抹补或喷补,就造成炉串漏严重,影响焦炭质量,还使烟囱冒烟,污染环境;

(3)负压操作影响:

焦炉炭化室砖(硅砖)是靠硅火泥粘结在一起的,存在砖缝是不可避免的,砖缝的大小取决于砌筑炉的质量,在生产过程中,因管理不当易使炉墙出现损坏而导致炉墙裂缝是难免的。正常生产时,焦炉炭化室内压力始终应大于燃烧室压力,即炭化室压力要保持正压,结焦末期炭化室底部压力不准低于5pa。

炭化室内的荒煤气在高温不会产生裂解,裂解形成的石墨填充在砖缝和裂缝之间,从而保持炭化室墙面严密,当集气管压力波动造成压力偏低或负压时,炭化室内部就呈负压状态,燃烧室中的废气(含过剩氧气)就会串入炭化室内,以及从炉门进入炭化室内的空气进行燃烧,燃烧就烧掉砖缝中的石墨,造成炭化室与燃烧室之间的炉墙出现串漏,这就是导致烟囱冒青烟或蓝烟的主要原因,同时也造成炭化室内部串漏。

(4)采用高压氨水无烟装煤影响:

部分焦化厂为了节省投资,增加所谓的收集荒煤气而创效益的理论,采用了高压氨水喷射形成负压无烟装煤法;此方法是通过导烟管道装煤时产生的荒煤气导入第三炭化室内,在第三炭化室上升管桥管内用高压氨水喷射产生的负压,把装煤的炭化室的荒煤气吸入第三炭化室,经上升管、桥管进入集气管内,这样形成无烟装煤。由于第三炭化室已处于结焦末期,煤气量少,因此可实现无烟装煤的条件,来完成无烟装煤的目的。但是导烟套筒与水封槽、套筒轴密封不严时,还有从机侧炉门处等能吸入空气,在导烟过程中,随经导烟套筒进入第三炭化室的有荒煤气和空气,两种介质一种是助燃物,一种是可燃物,在第三碳化室遇到红焦炭(即,火源)而燃烧,理论说是把荒煤气收集到荒煤气系统内增加了换煤气产量,其实是收集了换煤气燃烧后的废气,不但没利反而造成换煤气中氧含量超标,造成电捕焦油器停车,打乱生产秩序。另一个是在操作过程中过早或过迟,都会有大量空气进入第三炭化室与煤气混合燃烧,相当于每一个结焦周期对炭化室烧一次石墨。因此,炉顶空间、上升管根部因石墨被烧掉无法保证炉体的严密而形成串漏,这也是造成烟囱冒烟的原因之一。

(5)炭化室墙面受到外部机械力的伤害,如推焦、侧装煤时,墙体出现裂缝,也是焦炉串漏原因之一。

(6)因结焦时间频繁变化,焦炉铁件工作没有及时跟上来,因炉体收缩、膨胀等,墙面拉开出现裂缝,这也是造成炉体串漏、烟囱冒烟的原因之一。

(7)上升管水封槽内积灰尘多,水封水溢出,流到上升管根部,造成炉头密封不严;氨水喷洒不正常时,循环氨水返流回炭化室,造成炉头内部砖墙裂缝,使炉头串漏,造成烟囱冒烟。

(8)入炉煤水分过大时,造成炉温波动大,使炭化室墙面出现裂纹,这也是造成焦炉串漏、烟囱冒烟原因之一。

2、空气系数不合理:

焦炉空气系数偏大时,火焰拉不长,焦炉上下温度不均匀,温度相差大,影响焦炭质量;空气系数偏小时,导致进入立火道的煤气因缺氧燃烧不完全,此时焦炉烟囱易冒黑烟。

3、地下室砖煤气道不严密:

下喷式焦炉,砖煤气道位于蓄热室的主墙内,在烘炉时,因膨胀会有少量的移动错位产生裂缝,一般在热态时要对砖煤气道进行喷浆,防止砖煤气道串漏。在生产时如砖煤气道串漏,煤气将串漏到蓄热室内,与下降气流在蓄热室内发生不安全燃烧,焦炉烟囱冒黑烟。

4、地下室加热煤气压力偏大:

地下室煤气管道压力一般保持700—1500pa,压力偏大时增加煤气的漏失,还有煤气燃烧不充分,导致烟囱冒黑烟;压力偏小时,易造成煤气管道负压,发生回火爆炸的危险;

5、加热系统设备因素:

焦炉加热时,采用煤气、空气定时交换方式,一般为30分钟为一个换向周期,有的换向操作或设备问题,换向时或换向后烟囱冒烟,为此要从加热系统和设备来找原因。

(1)上升气流时,废气盘进风门空气盖板提起高度不够或个别没提起,使得上升气流的阻力增大,上升气流立火道内的空气量不足,造成燃烧不完全;

(2)下降气流时,废气盘风门盖没关严,使得与之相连的下降气流通道内的吸力减少,燃烧室内的废气无法排出,而煤气还在不断地进入火道内,煤气得不到充分燃烧,产生大量的黑烟从烟囱冒出。

(3)废气砣发生故障无法提起或废气砣提起高度不够,使得对应的燃烧室火道内的废气排出困难,煤气得不到充分燃烧而造成烟囱冒烟;

(4)地下室交换旋塞不正常,在下降气流时仍因旋塞关不到位而有煤气喷出,喷出的煤气被从斜道口直接吸入蓄热室,在蓄热室内发生不完全燃烧,产生大量的烟雾从烟囱冒出;

(5)两叉部密封不好,漏空气,使空气进入蓄热室,还有蓄热室外墙面漏气,使空气进入蓄热室,都影响吸力和焦炉加热,从而造成焦炉烟囱冒烟;

(6)换向后工人要及时巡查换向的设备,发现以上问题及时汇报并处理,减少焦炉烟囱冒烟,另外,换向时操作要快,30秒内操作完成,煤气、空气换向一定到位,不因人的操作而在成烟囱冒烟;

(7) 换向操作时间过长,也会造成煤气压力高,燃烧不完全,造成烟囱冒黑烟,一般要求换向操作在30秒内完成。

6、加热煤气的影响:

当加热用煤气净化不好,如H2S、CnHm,N2、O2、NH3等高时,在炭化室内与空气混合进行燃烧室,在高温条件下生成SO2、NOx等,废气会造成废气变颜色,或黄或蓝等,从烟囱排出,这也是造成烟囱冒烟的原因;

7、烟囱冒白烟(即蒸汽)形成:

(1)煤气预热器内部串漏,使大量的蒸汽串入煤气中,造成煤气含水分大,在燃烧时产生的水蒸气经下降侧排入烟囱,使烟囱冒白烟;

(2)分烟道、总烟道内有积水,没及时抽出,经过下降的废气温度的作用下,使烟道内水被气化带走,从烟囱冒出白烟。

(3)煤气含水分大,回炉煤气冷凝液排放不及时,或冷凝液排放管堵塞,煤气预热器冷凝液排放管不畅通,或关闭阀门不排放,水封槽堵塞等,造成煤气内含水分大,造成烟囱冒白烟。

8、焦炉砌筑质量影响:

焦炉是上万吨耐火材料砌筑成的工业窑炉,燃烧室与炭化室之间有一层厚100mm的炉墙相隔,炉墙由一块块硅砖砌筑成,形成若干条砖缝,在砌筑炉时砖缝泥浆饱满与否与炉体的严密性有着重要作用,如焦炉砌筑时管理不到位,监管松散,就给炉体留下串漏的隐患,到生产时就造成炉体串漏,造成烟囱冒烟。

9、炉体、炉门、上升管等冒烟;炉体冒烟,护炉保护板内的炉墙串漏,炉门、炉框不清理、炉门不修理,上升管、桥管、集气管不清理,桥管氨水喷洒不好等,造成炉体、炉门冒烟。

三、焦炉操作、维护不到位的影响:

1、加热制度的影响:为了确保焦炉稳产、优质、低耗、环保、长寿的目的,要求焦炉每个炭化室内的焦饼在规定的结交时间内横向、纵向、高向都同时均匀成熟,为保证焦炭均匀成熟,必须制定严格的加热制度,加热制度包括温度、压力、结焦时间、标准温度、煤气流量、进风门开度、空气过剩系数,即九温五压。

标温制定:测煤饼中心温度后定,最高不超过1450,最低不低于1100℃。标温制定不好,焦炉九温五压控制不好,易咋成炭化室炉头、砖墙串漏使烟囱冒烟。炉温控制不均匀,高温火号不处理易把炭化室砖烧变形,造成焦炉串漏,严重的影响装煤和推焦。

2、铁件管理不到位影响:焦炉铁件不到位,护炉柱三线不按规定时间测量,炉柱垂直度不测量,大小弹簧不调簧,使焦炉处于自由收缩、膨胀,易造成炉墙体裂缝、串漏,损坏炉柱,造成炉体串漏冒烟。

3、炉门清理维修影响:正常生产时炉门、炉框要及时清理焦油渣,否则造成炉门上不严密漏气、冒烟,在一个是打开炉门时,炉门、炉框上的焦油渣被红焦引燃后造成炉门冒烟。

炉门不维修,刀边容易损坏,有的炉门砖脱落,这样的炉门上不到炉子上,造成炉门冒烟,炭化室压力小时从炉门吸入空气,燃烧掉部分煤气,影响化产品回收。

4、上升管、桥管、集气管的影响:

上升管、桥管要及时清理,上升管内的石墨要及时清理,确保上升管内径达到规定要求,目的是方便荒煤气从上升管逸出不受阻。桥管清理。桥管内石墨、焦油等要及时清理,保证桥管内无杂物而影响荒煤气通过;再有就是桥管内低压氨水喷洒一定要均匀、雾化,确保从上升管逸出的650℃荒煤气经氨水均匀喷洒把温度降到80℃左右,这样才能确保化产品回收率,只有把上升管、桥管清理到位,让荒煤气顺利通过,这样才能减少炉门冒烟。集气管要每班都有进行人工清扫,一是用氨水进行冲洗;二是人工打开清扫孔,用铲子来回晃动清扫,目的是把集气管底部的沉淀物给清走,保证集气管畅通,便于换煤气导出,只有换煤气系统畅通,方可是焦炉不冒烟。

5、焦炉操作影响:

焦炉操作主要是管理到位,必须事事有人管,炉门敞开时间不准过长,推焦装煤要在操作时间内完成,炉门、炉框清理要做到孔孔清;炉门敞开时间过长,大量冷空气吸入,对炉头、炉墙损坏严重,易造成墙体裂缝串漏,炉顶盖、上升管生产时严禁打开过多,最多打开4个(连出炉号),打开过多容易吸入空气,空气与煤气在炉顶空间燃烧,一是把煤气中化产品烧掉,二是把炭化室顶部石墨烧掉,易造成炭化室墙面串漏,使焦炉烟囱冒烟。

再有在推焦的炉号时,敞开炉顶盖子推焦,这样易造成在推焦是气体从炉孔处窜出,造成炉顶冒烟,还影响焦侧除尘吸力。

热修工要及时封补焦炉串漏的地方,确保焦炉炉体严密,杜绝串漏,使焦炉不冒烟、不漏气,达到环保、清洁型生产。

四、对烟囱、焦炉炉体冒烟的治理:

烟囱、焦炉冒烟不仅危及焦炉的安全,还污染环境,不能有效的对焦炉烟囱、焦炉冒烟现象进行治理,将使焦炉的状况恶化。为此,针对焦炉烟囱、炉体冒烟,制定以下措施进行治理。

1、保持好集气管压力,大容积焦炉集气管压力为150Pa±20Pa,炉体密封不严密的焦炉可调到120Pa±20Pa,集气管压力必须保持正压,严禁负压操作。

2、加强消烟除尘设备的管理和维护,确保消烟除尘设备完好有效。要求除尘风管、设备无漏点,确保出焦时风量达36—40万,装煤时风量26—30万,主要是除尘箱内布袋过滤面积,过滤面积小了就影响风量,导致消烟除尘效果差,关键是维护使用好除尘设备。(注:出焦过滤面积4300—4500,装煤除尘过滤面积1200—1500)

3、加强对炉门清理、修理的管理,一是把炉门修理质量把好关,二是清门轻框要求清理到位,检查落实到位,确保炉门刀边与炉门框的紧密无缝隙的接触。

4、铁件管理要跟上来,定时测量炉柱三线、弹簧,根据以前的测量数据结合生产实际情况,及时调节大小弹簧、纵横拉条,把炉体固好,杜绝因护炉铁件松动而造成炉子膨胀、收缩产生炉体裂缝而串漏。因此,必须强化铁件管理,保证护炉铁件与炉体紧密贴在一起。

5、对炉头、炉墙、砖煤气道进行抹补、喷补,确保焦炉的严密性,减少焦炉串漏。

6、保持合理的空气系数,正常操作立火道空气过剩系数为1.25,过大、过小及时调节。

7、集气管翻板与煤气鼓风机联锁,保证集气管压力调节自动化,确保焦炉生产时,集气管压力在规定指标内。

8、加强三班管理,提高设备维护,保证出炉系数,K均1.0,K安1.0,K11.0,K21,K31.0,保证出炉系数正常,生产才能正常,对炉体才能保护好。

9、加强对加热设备,废气设备的检查,确保交换到位。

10、加强焦炉操作管理,制定相关的奖罚制度,严禁违规操作,必须要求按时出炉、换向、清理,确保上升管三通一活。确保焦炉九温五压合格,炉门、框清理到位,设专人检查、监督,保证生产、设备正常运行。

11、在推焦时,首先和地面除尘站联系到位,待除尘风机起到高速后在进行推焦,推完焦,待推焦杆全部退回,拦焦上好炉门在通知除尘站降低除尘风机转速;在推焦过程中,炉顶导烟孔盖子必须盖好,防止烟尘冒出,只打开上升管盖,必须把翻板压死。装煤时在打开导烟孔盖子进行导烟。

五、治理后效果:

经过以上方法治理和强化管理,焦炉烟囱、炉体冒烟得到治理,要长期、有效的管控方可根治烟囱、炉体冒烟。这样对保护环境,减少污染有利,对延长焦炉使用寿命,为公司多创利润,减少投资有利;这是对国家,企业都有好处的。因此必须坚强监管,规范操作,落实责任人,贯彻到员工,让众人参与焦炉冒烟治理,从而达到环保、清洁文明生产。

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  • 编辑:王虹
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