鄭紅軍 郭雪松 楊明 董亞哲(安陽鋼鐵股份有限公司)

儲配一體筒倉在安鋼焦化廠的應(yīng)用*

鄭紅軍 郭雪松 楊明 董亞哲(安陽鋼鐵股份有限公司)

新型儲配一體筒倉是焦化廠備煤工序的核心，其在穩(wěn)定質(zhì)量，減少占地，改善環(huán)境等方面都起到了一定的積極作用。本文對安鋼焦化廠煤筒倉儲配合工藝的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的應(yīng)對處理措施。

配煤 筒倉 特點(diǎn)

0 前言

焦炭生產(chǎn)過程中配煤工序是影響焦炭質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，配煤的精確度直接影響到焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定［1］，新型儲配合一筒倉配煤工藝是對傳統(tǒng)配煤方式的總結(jié)、發(fā)展和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一種先進(jìn)配煤工藝。安鋼焦化廠于2012年初新備煤儲運(yùn)系統(tǒng)投產(chǎn)，運(yùn)行后穩(wěn)定了焦炭質(zhì)量，同時對減少來煤人工卸車倒運(yùn)，加快火車的卸貨速度，降低火車皮延時費(fèi)用起到了明顯作用。

1 主要工藝單元及流程簡介

安鋼新建配煤系統(tǒng)主要工藝單元包括火車翻車機(jī)，原料煤進(jìn)倉帶式輸送系統(tǒng)，倉頂移動布料機(jī)，15個萬噸煤筒倉，配煤倉底圓盤給料機(jī)，配合煤出倉帶式輸送機(jī)等主要系統(tǒng)，并配備除鐵器、取樣系統(tǒng)、電子皮帶秤計量等輔助系統(tǒng)和設(shè)備。

儲配一體筒倉配煤系統(tǒng)工藝流程為:進(jìn)廠煤通過火車翻車機(jī)或螺旋卸車機(jī)到受煤倉，經(jīng)皮帶系統(tǒng)輸送到儲配煤筒倉，按照既定配比方案自動配煤后，配合煤進(jìn)入分配倉，再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后送往焦?fàn)t煤塔，工藝流程如圖1所示。

2 煤筒倉煤種規(guī)劃布局

15個煤筒倉建成投用后，以穩(wěn)定質(zhì)量為總前提，按照盡量發(fā)揮吞吐能力，最大效率地解決來煤卸貨，減少火車來煤落地現(xiàn)象，降低火車皮延時費(fèi)用的指導(dǎo)思想，對煤筒倉與煤種進(jìn)行規(guī)劃布局，主要做法有:

圖1 儲配煤筒倉配煤系統(tǒng)工藝流程

1)立足煤種、礦點(diǎn)、罐號進(jìn)行部分固化。在生產(chǎn)運(yùn)行中，頻繁地排空筒倉變換煤種不利于設(shè)備管理與定置管理，但也不可將全部煤種罐號固化，如在同種煤之間可嘗試筒倉礦點(diǎn)互換，1#、6#倉互換既是個較好的例子。輔助煤種筒倉可考慮在低庫位時清空置換，可應(yīng)對火車單種煤集中到達(dá)的情況，提高卸車效率，而且可防止由于部分礦點(diǎn)煤因水分細(xì)度較大在筒倉底部內(nèi)壁長時間停滯形成板結(jié)。

2)設(shè)置周轉(zhuǎn)筒倉。在設(shè)計初期考慮預(yù)留周轉(zhuǎn)倉(13#、15#倉)，在周轉(zhuǎn)倉內(nèi)壁下部采用更加耐磨的材料，避免煤料反復(fù)排空對筒倉內(nèi)壁造成損傷，而周轉(zhuǎn)倉可作為重要的來煤調(diào)度調(diào)節(jié)手段，通過對其配比消耗的科學(xué)控制，提高卸車周轉(zhuǎn)效率。

3)筒倉區(qū)域管理。煤筒倉設(shè)計為三排五列，來煤規(guī)劃分布為:上排為低價高硫煤，中排為指標(biāo)性能一般、價格中等煤，下排為優(yōu)質(zhì)高價煤(保質(zhì)骨架煤)，從左至右排列為焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤。規(guī)劃布局如圖2所示。

圖2 來煤入倉規(guī)劃布局

3 技術(shù)特點(diǎn)

1)實(shí)現(xiàn)配煤圓盤流量波動報警程序。由于個別原料煤煤質(zhì)粘、水分大、有雜物等原因，配煤圓盤經(jīng)常出現(xiàn)下煤過程中流量波動，嚴(yán)重時不下煤的情況，若不能及時地發(fā)現(xiàn)并處理，將嚴(yán)重影響配煤精度。利用圓盤下面的小皮帶秤引到中控室的稱重信號，監(jiān)控瞬時流量變化，程序設(shè)定瞬時流量低于給定流量的一定數(shù)值，延遲一定時間開始報警，現(xiàn)場報警設(shè)置畫面顯示和聲光同時進(jìn)行，便于崗位人員及時發(fā)現(xiàn)處理，有效保障配煤比的準(zhǔn)確性。

2)實(shí)現(xiàn)配煤斷流聯(lián)鎖程序。單種煤配比下料過程中，啟動斷流聯(lián)鎖程序，當(dāng)上位機(jī)顯示斷流超過規(guī)定時間未被處理好后，可及時地停止配料大皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，防止斷流時間過長造成配比不準(zhǔn)確。

3)實(shí)現(xiàn)倉內(nèi)料位監(jiān)控。配置雷達(dá)料位計，可實(shí)時準(zhǔn)確地監(jiān)控倉內(nèi)料位情況，并在倉內(nèi)出現(xiàn)高低料位時發(fā)出高低限位報警，對廠內(nèi)合理安排采購計劃、對卸車計劃、減少火車延時費(fèi)用起到了一定的積極作用，同時避免了低位庫存造成配比、質(zhì)量的波動。

4)采用信息化系統(tǒng)提供生產(chǎn)、質(zhì)量管理保障。利用鐵區(qū)MES信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲配一體化筒倉投料、下料、收料、配比變更等自動化操作，并實(shí)現(xiàn)各倉內(nèi)煤料礦點(diǎn)、數(shù)量、質(zhì)量等信息的監(jiān)控與共享，可及時掌握用煤情況，為配合煤及焦炭質(zhì)量管理提供有力支撐。

5)配置入罐小車定位系統(tǒng)有效防止混煤。采用罐上移動布料小車定位系統(tǒng)，在主控室操作畫面實(shí)時顯示，有效防止來煤上錯罐等混煤事故的發(fā)生。

6)配置皮帶機(jī)安全輔助設(shè)施。各輸送皮帶配備了打滑、跑偏、防堵料、防撕裂等裝置，提高了皮帶機(jī)安全運(yùn)行率。

7)主控室配備上位機(jī)配料皮帶秤的校零、校秤程序，達(dá)到精確配煤和減少日常維護(hù)量的效果。通過自行編制程序，在上位機(jī)界面顯示有校零、校秤的界面，操作人員進(jìn)行定期校秤，確認(rèn)配煤皮帶秤精度合格，確保配煤比的準(zhǔn)確度。

4 存在問題及處理措施

1)煤倉蓬料和圓盤下煤困難。入倉煤水分大，筒倉下部形成煤泥，造成下煤困難;不同地域煤的物理性不同，指標(biāo)值不同，雜物多及冬季來煤塊度大，下煤過程中易卡住圓盤;煤筒倉內(nèi)壁長時間粘料造成蓬料下煤困難。對此采取的措施有:第一，罐下的兩條配煤皮帶線交替輪換使用，夜班使用單線、白班使用雙線，避免單一線長時間配煤使用產(chǎn)生罐內(nèi)煤料偏析現(xiàn)象，造成另一條線下料不暢。第二，完善自動配煤程序，根據(jù)配煤比分配的流量自動選擇開啟圓盤給料機(jī)的數(shù)量，當(dāng)單條線圓盤開啟數(shù)量少于3個時，每20 min自動切換下煤，輪流使用。通過采取措施，加大了煤料在煤筒倉內(nèi)的流動性［2］，減少煤料產(chǎn)生偏析和滯留現(xiàn)象，降低了蓬料及下煤困難的發(fā)生率。

2)配煤準(zhǔn)確率偏低。圓盤不能按設(shè)定流量放料，配煤疏松等配套設(shè)備操作時間長，無法滿足生產(chǎn)需求，自動化操作程序未完全投用等導(dǎo)致配煤量達(dá)不到實(shí)際配比要求。對此，通過及時完善自動化程序，加裝配煤斷流報警程序:某一煤筒倉瞬時流量低于給定流量20%，持續(xù)10 s時，斷流報警程序自動啟動，在操作界面顯示警示顏色，并配置了聲光報警，操作人員可及時發(fā)現(xiàn)并處理;另外，還將配置配煤斷流自動處理程序:出現(xiàn)斷流持續(xù)數(shù)秒后，圓盤下部疏松機(jī)自動啟動進(jìn)行疏松，仍不下料時，空氣炮自動啟動，效果仍不理想則上部疏松機(jī)會進(jìn)行自動輸松。并于主控室設(shè)置輸松設(shè)備操作狀態(tài)界面，操作工可進(jìn)行手動操作，及時地處理斷流現(xiàn)象，增加配煤比準(zhǔn)確率，且大大減少職工的勞動強(qiáng)度。

3)倉頂布料機(jī)入罐難易粘煤。由于翻煤入罐的連續(xù)性作業(yè)，皮帶輸送機(jī)持續(xù)輸送來煤一段時間后，倉頂布料機(jī)溜槽會粘煤，積煤較多時易發(fā)生堵料。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往輸送500 t左右來煤時，操作工會停止皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)清理溜槽，不但增加職工勞動強(qiáng)度，而且影響來煤卸車效率，容易發(fā)生堵料或設(shè)備事故。對此，專業(yè)技術(shù)人員通過研究溜槽結(jié)構(gòu)，制定可行性方案，整改溜槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少煤料與襯板間的摩擦力，大大延長了操作人員清理溜槽時間，較好地解決了問題。

5 效果與分析

煤筒倉投用后，通過不斷 完善輔助設(shè)備及工藝操作，取得了一系列較好的效果:

1)焦炭灰分均值下降，穩(wěn)定率提高。由于該系統(tǒng)做到了煉焦煤全封閉入倉，大幅度減少了來煤人工站臺卸車、倒運(yùn)過程中的拋灑和雜物污染，配合煤灰分得以有效降低，系統(tǒng)投入前后配合煤灰分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。

表1 筒倉投用前后灰分的變化

由表1可以看出，配合煤灰分降低了0.05百分點(diǎn)，穩(wěn)定率提高了2.51百分點(diǎn)。

2)配合煤水分略有降低。儲配合一系統(tǒng)與露天煤場相比雖然煤料與空氣接觸面積小，水分不易揮發(fā)，且系統(tǒng)沒有瀝水功能，但是也避免了降雨雪和防止煤堆揚(yáng)塵采取的噴水措施對煤料的水分影響。統(tǒng)計系統(tǒng)投用前后6個月同期配合煤水分反而降低了0.1百分點(diǎn)。配合煤水分降低有利于焦炭強(qiáng)度提高和降低水污染量。

3)減輕環(huán)境污染。該系統(tǒng)煤料儲運(yùn)在幾乎完全封閉的空間內(nèi)完成，避免了露天煤場風(fēng)吹雨打造成的煤粉塵和水污染。

4)配煤穩(wěn)定性的提高有效穩(wěn)定并提高了焦炭強(qiáng)度。相關(guān)自動化操作不斷上線，配套設(shè)備及時維護(hù)等多種舉措實(shí)施后，配煤合格率已達(dá)到95%以上，配煤方案及其技術(shù)思想得以充分體現(xiàn)。2012年上半年焦炭質(zhì)量指標(biāo)整體完成較好，尤其是主要指標(biāo)焦炭M40指標(biāo)達(dá)到歷史最好水平，比2011年提高1.73百分點(diǎn)，為煉鐵高爐結(jié)焦降本打下了基礎(chǔ)。

5)不斷提高儲運(yùn)工作效率。倉頂溜槽改造后，連續(xù)上煤過程中平均清理溜槽時間延長了1 h，每日平均增加翻車時間2 h，可多翻24節(jié)火車，使先進(jìn)卸車裝備的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

6)避免了火車人工卸車導(dǎo)致煤料拋灑浪費(fèi)。煤料汽車倒運(yùn)不可避免地會產(chǎn)生損耗，據(jù)統(tǒng)計，汽車倒運(yùn)煤料拋灑損失率在0.3%左右。該系統(tǒng)通過消耗與庫存平衡，避免火車人工卸車倒運(yùn)，有效減少了煤料倒運(yùn)拋灑損失。

6 結(jié)論

以儲配一體筒倉為中心的配煤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了90臺圓盤給料機(jī)及配套設(shè)備的啟停、聯(lián)鎖保護(hù)、稱量及調(diào)節(jié)的自動控制，實(shí)現(xiàn)了配煤生產(chǎn)自動化。使用煤筒倉減少了占地面積、煤料浪費(fèi)及環(huán)境污染，儲配煤管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的配煤工藝和工藝控制系統(tǒng)，提高了配煤準(zhǔn)確度，有效穩(wěn)定了焦炭質(zhì)量，提高了備煤工藝整體控制水平。

［1］張軍，樊麗華，裘學(xué)江.焦化廠儲配一體配煤管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用.煤質(zhì)技術(shù)，2010(5):82－83.

［2］任華偉，白新革，錢如鋼.大型煤筒倉在沙鋼焦化廠的應(yīng)用.燃料與化工，2011(2):22－23.

APPLICATION ON COAL STORING AND BLENDING INTEGRATED SILO

Zheng Hongjun Guo Xuesong Yang Ming Dong Yazhe
(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

New type of coal storing and blending integrated silo is the core of coal－blending operation，it plays positive role for stablizing quality，reducing occupation area and improving the environment.The processing characteristics and actual problems have been analyzed and countermeasures put forward.

coal blending silo features

2012—7—30