新舊皮帶輸送機(jī)在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的對接問題與解決對策

張帥，楊濤 (濟(jì)鋼集團(tuán)國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

0 引言

隨著國內(nèi)干熄焦技術(shù)［1］的大面積推廣，以及國家環(huán)保政策的嚴(yán)格要求，國內(nèi)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)、焦化廠等紛紛啟動了新一輪的焦化環(huán)保投資。其中備受歡迎的是：在線運(yùn)行1套干法熄焦裝置，并將原濕法熄焦技術(shù)作為備用。

與濕法熄焦技術(shù)相比［2］，干熄焦技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)焦炭質(zhì)量明顯提升

從焦?fàn)t炭化室推出至熄焦車約1 000 ℃的紅焦，采用濕法熄焦時，因濕熄塔高壓水流噴水對紅焦的急劇冷卻，導(dǎo)致焦炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，網(wǎng)狀裂紋較多，轉(zhuǎn)運(yùn)過程容易破碎成小塊。而約1 000 ℃的紅焦在干熄爐內(nèi)經(jīng)循環(huán)氣體(主要成分為氮?dú)?的緩慢冷卻，降低了焦炭內(nèi)部熱應(yīng)力，減少了網(wǎng)狀裂紋，因而提高了焦炭機(jī)械強(qiáng)度。且焦炭在干熄爐內(nèi)冷卻的過程中，層料間相對運(yùn)動，增加了焦塊之間的摩擦，利于焦炭整理粒度，提高了焦塊的均勻性。焦炭在干熄爐預(yù)存室的保溫相當(dāng)于焦?fàn)t中的燜爐，利于焦炭的成熟，使其結(jié)構(gòu)致密，利于降低反應(yīng)性，提高強(qiáng)度。干法熄焦改善了焦炭質(zhì)量，擴(kuò)大了弱黏結(jié)性煤的用量，擴(kuò)大了煉焦煤源，降低了煉焦成本。

(2)利用紅焦熱量，節(jié)約能源

濕熄焦產(chǎn)生的蒸汽，被直接外排至大氣，紅焦的顯熱隨之浪費(fèi)。而干熄焦紅焦80%以上的顯熱被余熱鍋爐以蒸汽的形式進(jìn)行回收利用，用以蒸汽輪機(jī)發(fā)電，節(jié)約能源，減少廠區(qū)電力的消耗。

(3)減少環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境

廢氣中粉塵及苯等有害氣體的排放量較濕法熄焦顯著減少，對改善大氣環(huán)境有重要作用，直接環(huán)境效益明顯。干法熄焦將紅焦的顯熱以蒸汽的方式回收，避免了燃煤或燃?xì)猱a(chǎn)生同等數(shù)量蒸汽而帶來的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物，間接地起到了保護(hù)環(huán)境的作用。

(4)經(jīng)濟(jì)效益

從節(jié)能效益看，150 t/h干熄焦裝置每年可回收12～13萬噸動力煤，節(jié)能效益良好。從環(huán)保效益看，建設(shè)干熄焦配套裝置，可以減少濕法熄焦排放到大氣中的水蒸氣夾帶的酚、氰等有害物質(zhì)及粉塵等對環(huán)境的污染，環(huán)保效益顯著。從經(jīng)濟(jì)效益看，主要體現(xiàn)在高爐煉鐵上，可以降低焦比，提高高爐生產(chǎn)能力。相關(guān)資料顯示，對大型高爐，干熄焦生產(chǎn)的焦炭較濕熄焦，可降低2%～5%的焦比，同時高爐生產(chǎn)能力提高約1%，這一部分的延展效益非?？捎^。

1 概述

河南某焦化廠投資新建1套170 t/h的干熄焦及其余熱發(fā)電項(xiàng)目，要求干熄焦設(shè)計院完成干熄焦配套設(shè)備設(shè)施的設(shè)計和安裝，并將原濕法熄焦裝置作為備用。紅熱的焦炭在干熄爐冷卻段被循環(huán)氣體冷卻到排出溫度T≤180 ℃，經(jīng)干熄爐底部的單叉溜槽排出。通過新建冷焦輸送皮帶機(jī)C101，輸送至焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的下料溜槽L102中，經(jīng)焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站原輸送濕法熄焦的J102皮帶機(jī)，將冷焦輸送至焦場，被汽車外運(yùn)至附近鋼企投入高爐煉鐵。

為滿足干熄焦檢修時，濕熄焦備用的目的，需C101、J101兩條皮帶都能實(shí)現(xiàn)將對應(yīng)熄焦裝置所輸出的冷焦，輸送至焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站的下料溜槽L102中，再通過J102皮帶輸送至焦場。即既要保留原J101皮帶的輸送功能，又要滿足C101皮帶冷焦輸送的需要，且要實(shí)現(xiàn)C101皮帶與J101皮帶之間的切換。

某干熄焦設(shè)計院所承擔(dān)范圍為：干熄焦紅線范圍內(nèi)的建筑設(shè)施，熄焦線和滑觸線的延長，及C101皮帶機(jī)頭部分在焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的設(shè)計和施工(干熄焦設(shè)計院實(shí)行設(shè)計總承包，將施工外包給施工單位)，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)部的設(shè)計資料由焦化廠提供。

焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站：轉(zhuǎn)運(yùn)站一層(0.000 m)、二層(6.800 m)、三層(11.000 m)共設(shè)三層。其中一層主要放置轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)設(shè)備設(shè)施的備品備件，二層布置J102運(yùn)焦皮帶機(jī)，三層布置濕法熄焦J101皮帶機(jī)、下料溜槽L102及其頭罩、檢修葫蘆和預(yù)留洞口。轉(zhuǎn)運(yùn)站尺寸：長7 m(順J101皮帶方向)，寬8 m。下料溜槽L102右側(cè)斜板與舊轉(zhuǎn)運(yùn)站11 m層水平屋面夾角為31°，J101皮帶頭部滾筒直徑D為1 m，滾筒中心高度距離11 m層約800 mm，距離轉(zhuǎn)運(yùn)站中心線約500 mm。

2 存在的問題

鑒于河南某焦化廠目前在運(yùn)行的是2×70孔5.5 m搗固焦?fàn)t、投產(chǎn)較早、運(yùn)營多年，且濕法熄焦輸出的焦炭含硫高、水分高、焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)環(huán)境較差，導(dǎo)致下料溜槽L102腐蝕嚴(yán)重。焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)營工人為滿足運(yùn)焦設(shè)備生產(chǎn)負(fù)荷的需要，私自對下料溜槽L102進(jìn)行改造加固，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行中下料溜槽L102的角度、位置等參數(shù)，與焦化廠提供給干熄焦設(shè)計院的轉(zhuǎn)運(yùn)站竣工圖紙存在重大誤差。

故產(chǎn)生了：C101皮帶與下料溜槽L102在舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)無法對接的問題，且會出現(xiàn)焦炭磨損J101機(jī)頭滾筒、卡料的情況，轉(zhuǎn)運(yùn)站C101皮帶安裝圖如圖1所示。即C101皮帶機(jī)頭溜槽L101在轉(zhuǎn)運(yùn)站的安裝位置，被改造后的下料溜槽L102所占據(jù)。現(xiàn)場的施工情況是：C101皮帶通廊已施工完畢，皮帶托輥支架也已焊接施工完畢，舊轉(zhuǎn)運(yùn)站1柱列11.000 m側(cè)墻已開孔完畢，則C101皮帶角度不宜變動(即不能改變C101皮帶頭部滾筒的標(biāo)高和定位)，否則將產(chǎn)生巨大的拖期、返工工耗，即施工投入的人、物、財力的將增大。

(1)圖1中，下料溜槽L102左側(cè)斜底板即為焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)營工人改造加固的部分。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際查實(shí)，L102左側(cè)斜底板經(jīng)歷了數(shù)次加固，此左側(cè)斜底板由無變成了數(shù)層，且均被嚴(yán)重腐蝕，足可見實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的惡劣。經(jīng)運(yùn)營工人改造后L102左側(cè)斜底板的最高點(diǎn)，高出干熄焦設(shè)計院所設(shè)計機(jī)頭溜槽L101底板的最低點(diǎn)約400 mm，顯然改造后的下料溜槽L102無法滿足機(jī)頭溜槽L101的安裝位置的需要。

(2)若按圖1施工，機(jī)頭溜槽L101將插入下料溜槽L102的內(nèi)部，當(dāng)濕熄焦J101皮帶運(yùn)行時，會出現(xiàn)運(yùn)送而來的焦炭砸落到機(jī)頭溜槽L101的頂板上，輕則磨損溜槽L101頂板，重則焦炭反彈而迸濺磨損J101機(jī)頭滾筒、出現(xiàn)因堵塞滾筒而卡料以至于引起皮帶異常停機(jī)的現(xiàn)象。而機(jī)頭溜槽L101頭罩上部的除塵管道，也無法實(shí)現(xiàn)較好的抽塵效果。

圖1 轉(zhuǎn)運(yùn)站C101皮帶安裝圖

(3) C101、J101皮帶在轉(zhuǎn)運(yùn)站的對接施工實(shí)際上屬于改造項(xiàng)目。焦化廠要求在不影響J101皮帶正常生產(chǎn)的前提下完成對接，則要求干熄焦設(shè)計院必須拿出一個經(jīng)過縝密考慮且切實(shí)可行的施工方案，并據(jù)此方案對焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)部的設(shè)施進(jìn)行改造。

3 處理措施

通過在現(xiàn)場對舊轉(zhuǎn)運(yùn)站現(xiàn)有J101皮帶、頭罩、下料溜槽L102、支撐鋼梁、原滾筒等的位置、角度等實(shí)際數(shù)據(jù)的測量，和對多種施工方案的可行性探討(與焦化廠相關(guān)負(fù)責(zé)人磋商花費(fèi)時間較長，且多種施工方案均被否決)，最終經(jīng)過焦化廠負(fù)責(zé)人和轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)營工人的認(rèn)可，確定如下施工方案及各單位的作業(yè)分工，轉(zhuǎn)運(yùn)站C101皮帶改造圖如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)運(yùn)站C101皮帶改造圖

(1)鑒于轉(zhuǎn)運(yùn)站下料區(qū)域環(huán)境較差且腐蝕嚴(yán)重，故統(tǒng)一采用材質(zhì)為304的不銹鋼板重新焊接制作下料溜槽及頭罩。其中機(jī)頭溜槽L101底板用t=10 mm的材料 (長：1 200 mm；寬：984 mm)；側(cè)板用t=8 mm 的材料 (長：1 225 mm；寬：850 mm)；頭罩板用t=4 mm 的材料 (長：1 570 mm；寬：1 200 mm；高：857 mm)。材料由焦化廠提供，并按照設(shè)計人提供的下料尺寸對鋼板進(jìn)行等離子切割完成后，交由施工單位按設(shè)計圖紙對L101的溜槽和頭罩進(jìn)行焊接拼裝。

(2)在保持C101頭部滾筒位置及標(biāo)高均不變的前提下，協(xié)定由焦化廠組織J101皮帶停機(jī)1天，并安排廠區(qū)施工隊負(fù)責(zé)完成對下料溜槽L102左側(cè)斜底板進(jìn)行調(diào)整角度、換料加固、鋪耐磨襯板等施工，以保證下料溜槽L102與機(jī)頭溜槽L101底板的順利對接。現(xiàn)場的測量結(jié)果及驗(yàn)收工作由施工單位協(xié)同干熄焦設(shè)計院完成，并提前做好舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的施工準(zhǔn)備工作。

(3)為滿足C101皮帶的順利下料，并防止因運(yùn)行期間頭輪滾筒震動、皮帶因過長而下垂等情況引起的事故，新制作機(jī)頭溜槽L101底板最高點(diǎn)距離頭輪滾筒最低點(diǎn)保持70～80 mm的垂直間距，機(jī)頭溜槽L101底板與舊轉(zhuǎn)運(yùn)站11 m層水平鋼梁底座保持30°夾角。為保證新制作機(jī)頭溜槽L101的拼接施焊方便，溜槽L101兩側(cè)側(cè)板距離C101皮帶頭部滾筒兩側(cè)外邊緣保持50 mm的間距。

(4)機(jī)頭溜槽L101頭罩上的吸塵管道位置往皮帶機(jī)尾方向移動約300 mm，以確保C101皮帶運(yùn)輸?shù)睦浣乖诮够瘡S舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)產(chǎn)生的煙塵，被環(huán)境除塵系統(tǒng)較好的抽取。并在施工單位完成對機(jī)頭溜槽底板、側(cè)板與下料溜槽L102的左側(cè)立板焊接、加固后，由焦化廠組織廠區(qū)施工隊在每日停機(jī)約40 min的時間內(nèi)，對下料溜槽L102左側(cè)立板進(jìn)行據(jù)實(shí)開口、打磨，以保證C101皮帶可順利將冷焦傾卸至下料溜槽L102中。

(5)同樣，當(dāng)下料溜槽L102左側(cè)立板進(jìn)行開口施工完成后，仍由焦化廠組織廠區(qū)施工隊完成施工機(jī)頭溜槽L101底板鋪設(shè)耐磨陶瓷襯板的工作，以實(shí)現(xiàn)C101皮帶運(yùn)輸來的冷焦卸料的通暢和耐磨陶瓷襯板對機(jī)頭溜槽L101底板的保護(hù)作用。并對施工單位焊接制作的J101皮帶跨越鋼梯進(jìn)行安裝，以實(shí)現(xiàn)J101、C101皮帶通廊兩側(cè)檢修通道的連接。至此，機(jī)頭溜槽L101的重新制作和焊接安裝工作，已基本完畢。

(6)耐磨襯板鋪設(shè)完成后，由施工單位完成對C101皮帶溜槽頭罩的安裝，實(shí)現(xiàn)對C101皮帶運(yùn)輸?shù)睦浣乖诮够瘡S舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)產(chǎn)生煙塵的封閉吸收。新制作機(jī)頭頭罩與溜槽L101采用角鋼封邊，螺栓連接的方式，以滿足檢修時可拆除頭罩并用手拉葫蘆吊出頭部滾筒的需要。溜槽的四周均采用L75×75×8的304角鋼進(jìn)行施焊加固，以增強(qiáng)溜槽自身的強(qiáng)度。

在焦化廠負(fù)責(zé)人、焦化廠廠區(qū)施工隊、干熄焦現(xiàn)場施工單位等各方的共同努力下，于2021年7月按如上施工方案進(jìn)行逐步實(shí)施，順利完成了C101、J101皮帶在焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的對接，并分別通過了竣工驗(yàn)收和試運(yùn)行，且已正常運(yùn)行至今，焦化廠反饋改造后的卸料效果良好。

上述施工方案的優(yōu)點(diǎn)在于：不需對已施工完畢的C101皮帶通廊的托輥支架進(jìn)行返工處理；新制作的不銹鋼機(jī)頭溜槽L101和頭罩，滿足了實(shí)際運(yùn)行環(huán)境對耐磨、耐久的需要。因焦化廠組織廠區(qū)施工隊全程融入且協(xié)助施工單位施工，并給予了施工材料和施工條件方面的支持，大大減小了施工單位在焦化廠舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的施工難度，且有利于后期焦化廠對C101皮帶的竣工驗(yàn)收和試運(yùn)行。

4 經(jīng)驗(yàn)與體會

筆者經(jīng)歷了由干熄焦設(shè)計院設(shè)計并訂貨的皮帶機(jī)、溜槽、托輥等皮帶機(jī)附屬設(shè)施發(fā)運(yùn)至焦化廠現(xiàn)場，皮帶機(jī)托輥支架已焊接安裝完畢，卻出現(xiàn)了機(jī)頭溜槽L101與下料溜槽L102無法完成對接的局面。經(jīng)歷了焦化廠、干熄焦設(shè)計院和施工單位三方之間互相推責(zé)扯皮的經(jīng)過，最后經(jīng)各方調(diào)解：由施工單位配合設(shè)計人實(shí)際測量舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施的相關(guān)尺寸和實(shí)際參數(shù)，焦化廠區(qū)施工隊給予相關(guān)的條件的配合與支持，設(shè)計人根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)給出施工方案以完成舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的改造工作。

但由于焦化廠運(yùn)營人員有自己生產(chǎn)方面的考慮，且難以權(quán)衡，設(shè)計人的數(shù)個施工方案都被予以否決，并耗時數(shù)月，毫無進(jìn)展，導(dǎo)致C101皮帶機(jī)安裝工期嚴(yán)重滯后。最終經(jīng)綜合焦化廠方面給出的意見，所做的上述施工方案得到了充分的肯定，且轉(zhuǎn)運(yùn)站目前正常生產(chǎn)運(yùn)營，卸料效果良好。

綜上所述，其他干熄焦設(shè)計院后期在開展新舊皮帶機(jī)在舊轉(zhuǎn)運(yùn)站的對接相關(guān)設(shè)計時，應(yīng)充分借鑒以下設(shè)計經(jīng)驗(yàn)：

(1)干熄焦設(shè)計院必須要求用戶在設(shè)計人開展皮帶機(jī)施工圖設(shè)計之前，提供精確詳細(xì)的轉(zhuǎn)運(yùn)站竣工圖紙。若有改動，則要求用戶必須在圖紙上標(biāo)注出改動內(nèi)容、改動位置，以及現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)。如有必要，應(yīng)安排設(shè)計人出差前往用戶舊轉(zhuǎn)運(yùn)站進(jìn)行實(shí)地勘測，務(wù)必將用戶舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的設(shè)備設(shè)施及詳細(xì)的相關(guān)數(shù)據(jù)、尺寸弄清楚，拿出一個經(jīng)過縝密考慮且切實(shí)可行的施工方案。

(2)干熄焦設(shè)計院務(wù)必在收到精確的轉(zhuǎn)運(yùn)站竣工圖紙或獲得舊轉(zhuǎn)運(yùn)站實(shí)測數(shù)據(jù)后，再開展C101皮帶機(jī)在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的相關(guān)設(shè)計，避免產(chǎn)生皮帶機(jī)廠家的機(jī)械設(shè)備按施工圖生產(chǎn)制作完畢，發(fā)至用戶現(xiàn)場卻無法安裝對接的局面。

(3)干熄焦設(shè)計院需要提前預(yù)判用戶現(xiàn)場舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的改造難度，并對舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的改造施工工耗進(jìn)行概預(yù)算的綜合衡定，將舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)產(chǎn)生的額外改造費(fèi)用提前增加至干熄焦項(xiàng)目的投資總額中。以免在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)改造的過程中，因與用戶和施工單位之間的互相推責(zé)扯皮，而產(chǎn)生的施工拖期、返工工耗，導(dǎo)致施工費(fèi)用的超額支出。

(4)鑒于用戶舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備不停機(jī)，舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)空間狹小、施工難度大，受生產(chǎn)限制較大等因素，干熄焦設(shè)計院應(yīng)當(dāng)在投標(biāo)文件或與用戶簽訂的技術(shù)協(xié)議里約定：用戶舊轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)不間斷生產(chǎn)設(shè)施的改造，由用戶負(fù)責(zé)完成。因?qū)τ脩艮D(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)現(xiàn)有設(shè)施的改造，本身就是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，既要順利地完成改造施工，又要得到用戶對改造施工的認(rèn)可和竣工驗(yàn)收，更加不易。

(5)倘若用戶要求必須由干熄焦設(shè)計院完成轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的改造工作，設(shè)計人拿出的改造方案應(yīng)提前與用戶做好溝通，在得到用戶書面對施工方案的同意執(zhí)行文件后，再安排施工單位按確定好的施工方案進(jìn)行施工，以確保工程施工計劃的正常推進(jìn)。應(yīng)注意：施工方案中應(yīng)當(dāng)注明由用戶配合施工或有利于施工的相關(guān)條件支持，以確保施工方案的順利推進(jìn)和改造工作的順利完成。