丁 敏

（山鋼股份萊蕪分公司 焦化廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼焦化廠6 m焦?fàn)tJT-6-33型推焦車均配備水沖式清焦裝置，其主要用于熄滅和收集摘取爐門時(shí)掉落的紅焦炭及推焦桿后退時(shí)帶出的部分尾焦炭。清焦機(jī)清焦效果的好壞對(duì)作業(yè)人員的安全操作和出爐節(jié)奏均會(huì)造成一定的影響。針對(duì)清焦機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題，進(jìn)行了部分適應(yīng)性改造，效果良好。

1 水沖式清焦機(jī)工作原理

水沖式清焦機(jī)基本工藝結(jié)構(gòu)如圖1所示。該清焦裝置是利用高壓水作為輸送動(dòng)力，在開(kāi)爐門之后延時(shí)，水路通過(guò)氣動(dòng)隔膜閥控制自動(dòng)打開(kāi)，焦炭在水流沖擊的作用下從受料口送至輸送槽的末端，紅焦炭在輸送過(guò)程中熄滅，通過(guò)分離裝置成功實(shí)現(xiàn)水和焦炭的分離。在分離過(guò)程中焦炭和顆粒較大的焦粉落入尾焦儲(chǔ)斗，分離后的水經(jīng)過(guò)回水管路通過(guò)氣動(dòng)隔膜泵回送至水箱被循環(huán)利用。清焦機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 清焦機(jī)結(jié)構(gòu)工藝

2 常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 高壓水箱安全系數(shù)低

給水裝置分為兩個(gè)水箱，高壓水箱和低壓水箱，中間由隔斷裝置隔開(kāi)，靠近輸水泵的一端為低壓水箱。高壓水箱的壓力設(shè)定為0.40～0.70 MPa。當(dāng)壓力低于0.40 MPa時(shí)水泵開(kāi)始工作；高于0.70 MPa時(shí)水泵停止工作。由于高壓水箱內(nèi)部始終處于有壓力狀態(tài)，當(dāng)高壓水箱因銹蝕、磨損等出現(xiàn)破損或裂紋時(shí)，且給水裝置內(nèi)水溫約有65℃，在生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)中，極易對(duì)操作人員造成人身傷害。

2.2 隔膜泵、隔膜閥故障率高

因水路循環(huán)系統(tǒng)中存在大量的焦炭顆粒，在通過(guò)隔膜泵、隔膜閥過(guò)程中，導(dǎo)致氣動(dòng)隔膜泵卡塞嚴(yán)重，故障率較高，易造成回水不暢，影響環(huán)境。氣動(dòng)隔膜閥動(dòng)作頻次較高，每次出爐基本需要?jiǎng)幼?次以上，同樣易受大顆粒焦粉卡阻，膜片損壞較為頻繁，且隔膜閥價(jià)格相對(duì)較為昂貴，增加了設(shè)備運(yùn)行成本。

2.3 分離裝置過(guò)濾網(wǎng)易堵塞

原理上尾焦在水力輸送過(guò)程中被水熄滅，通過(guò)分離裝置進(jìn)行焦炭和水的分離，焦炭和顆粒較大的焦粉落入尾焦儲(chǔ)斗內(nèi)，集水裝置將尾焦儲(chǔ)斗內(nèi)焦炭和剩余的水進(jìn)行再分離，然后通過(guò)隔膜泵將水輸送到回水管。集水裝置過(guò)濾網(wǎng)易被焦粉堵塞，熄焦水無(wú)法及時(shí)回送，超出隔膜泵設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致大量熄焦水外溢。焦粉進(jìn)入隔膜泵會(huì)加劇隔膜泵的損壞。

3 適應(yīng)性改造

通過(guò)對(duì)水沖式清焦系統(tǒng)在使用過(guò)程中的綜合評(píng)價(jià)，在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些適應(yīng)性改造。

3.1 控制系統(tǒng)與水箱及管路改造

將給水裝置中的高壓水箱去除，全部改為低壓水箱。為了更好地達(dá)到熄滅紅焦和輸送焦炭的效果，在受料口處增加壓力輸水裝置，裝置如圖2所示。將輸氣管套入輸水管中，給水的同時(shí)直接通過(guò)空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐給風(fēng)，內(nèi)部高壓空氣為外部的水提供動(dòng)力，將從輸水管中輸出的水在短時(shí)間內(nèi)加速到1 m/s以上，進(jìn)而將紅焦熄滅，輸送至分離裝置。

根據(jù)工藝流程，重新按設(shè)定清焦機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行程序，將推焦車提門信號(hào)、移門信號(hào)、推焦后限及走行信號(hào)引入清焦機(jī)PLC系統(tǒng)中。

圖2 壓力輸水裝置

將4個(gè)信號(hào)與清焦機(jī)運(yùn)行程序結(jié)合，保證清焦機(jī)在取門后開(kāi)始噴水1次（10 s），在推焦后退至后限時(shí)再次噴水1次（10 s），整個(gè)推焦過(guò)程中自動(dòng)噴水2次，將尾焦送至分離裝置尾焦斗中。

3.2 重新設(shè)計(jì)動(dòng)作程序

針對(duì)清焦機(jī)隔膜泵故障率高的問(wèn)題，重新設(shè)計(jì)了隔膜泵動(dòng)作程序，將原浮球控制隔膜泵系統(tǒng)拆除。設(shè)計(jì)當(dāng)噴水氣動(dòng)電磁閥動(dòng)作時(shí)，隔膜泵連續(xù)動(dòng)作60 s，將積水裝置中的水抽回常壓水箱內(nèi)，避免隔膜泵長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)動(dòng)作，延長(zhǎng)其使用壽命。受料口的隔膜閥用普通電磁閥代替，在保證正常運(yùn)行的同時(shí)，降低了設(shè)備成本。

3.3 集水裝置改造

針對(duì)集水裝置過(guò)濾網(wǎng)易被焦粉堵塞現(xiàn)象，引進(jìn)吹掃裝置和振動(dòng)裝置，并將吹掃裝置和收料口電磁閥連鎖控制。每次清焦機(jī)水沖動(dòng)作時(shí)，PLC控制吹掃裝置啟動(dòng)，持續(xù)對(duì)分離裝置濾網(wǎng)進(jìn)行10 s吹掃，并振動(dòng)30 s，基本杜絕了濾網(wǎng)堵塞的狀況，減少焦粉等大顆粒物堵塞濾網(wǎng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。

清焦機(jī)改造后的工藝結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 清焦機(jī)新工藝結(jié)構(gòu)

4 應(yīng)用效果及效益分析

經(jīng)過(guò)適應(yīng)性改造后，清焦機(jī)清焦效果明顯改善，有助于推焦計(jì)劃順利進(jìn)行；同時(shí)系統(tǒng)故障率明顯降低，基本實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，在滿足生產(chǎn)的同時(shí)，有效降低了生產(chǎn)成本和維修費(fèi)用，效果良好。單臺(tái)推焦車清焦系統(tǒng)年效益統(tǒng)計(jì)：節(jié)省2臺(tái)空壓機(jī)年保養(yǎng)費(fèi)、隔膜閥節(jié)省備件費(fèi)、電費(fèi)等費(fèi)用共計(jì)24.6萬(wàn)元。由于管道泵改造，高低壓倉(cāng)清理頻次由原來(lái)的1次/月調(diào)整到1次/3月，降低了新水消耗和職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。