高壓氨水在搗鼓焦爐裝煤消煙中的應(yīng)用工學(xué)論文
論文關(guān)鍵詞：搗固焦爐；消煙除塵；高壓氨水；消煙裝煤原理工藝；經(jīng)濟效益
論文摘要：隨著煤炭資源的日益開采，優(yōu)質(zhì)的煉焦煤越來越少，搗固焦爐能擴大氣煤、弱粘煤的用量，搗固焦爐的優(yōu)勢日益凸現(xiàn)，搗固煉焦工藝已逐步被生產(chǎn)企業(yè)所青睞。但由于搗固煉焦裝煤是在機側(cè)爐門進行的，冒煙比較嚴重。為了保護環(huán)境，采取在集氣管上增加高壓氨水噴灑管道，在裝煤時開啟高壓氨水配合除塵車聯(lián)合操作，達到了良好的環(huán)保效果。
一、生產(chǎn)中存在的問題
我公司采用的是化學(xué)工業(yè)第二院設(shè)計的TJL4350D型2×63孔雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、煤氣下噴、單熱式側(cè)裝煤搗固焦爐。年產(chǎn)冶金焦80萬噸，設(shè)計雙集氣管荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)，低壓氨水冷卻荒煤氣，未設(shè)置高壓氨水管道。焦爐生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染主要是煙塵污染，搗固煉焦側(cè)裝煤時，將搗固好的煤餅從機側(cè)裝入炭化室。由于機側(cè)爐門完全敞開，致使大量的荒煤氣從機側(cè)爐門逸出。若不對逸出的荒煤氣進行收集和處理，勢必對環(huán)境造成較大的危害。
我單位先后采用了爐頂消煙除塵車法和爐頂導(dǎo)煙車+地面除塵站法。但除塵效果都不是很好。
二、原因分析
我公司目前主要采用消煙除塵車除塵和爐頂導(dǎo)煙車+地面除塵站法兩種方法除塵，消煙除塵車除塵其主要原理是工作原理：在驅(qū)動風(fēng)機的作用下，裝煤產(chǎn)生的煙塵經(jīng)罩在爐口上的吸口吸入燃燒室進行燃燒，燃燒后的高溫?zé)煔猓ê瑝m）經(jīng)噴淋室噴灑降溫后、經(jīng)過文氏管除塵器（由文氏管和除沫器組成）進行氣液兩相分離后，氣體通過風(fēng)機外排。此工藝存在外除塵設(shè)備龐大，設(shè)備維護維修工作繁重，在運行過程中，存在煙囪出口時常有黑煙、黃煙，除塵效果不夠徹底現(xiàn)象，此外對不同的.爐溫和配煤比，消煙除塵車的運行工況也需作一定的調(diào)整，消煙除塵車難以在不同的工況下都能穩(wěn)定的工作。爐頂導(dǎo)煙車+地面除塵站我公司采用的出焦除塵二合一的除塵系統(tǒng)，裝煤出焦除塵共用一套風(fēng)機除塵系統(tǒng)，出焦裝煤交替進行，不需要進行噴粉。導(dǎo)煙車+地面除塵站法：該法使用效果在一定的程度上比消煙除塵車要好些。但存在焦爐機側(cè)爐口進大量冷風(fēng)的現(xiàn)象，對爐體不利。針對于此，我們通過向除塵效果好的兄弟單位考察學(xué)習(xí)，結(jié)合我廠焦爐綜合治理，2009年4月，在我廠原有消煙除塵車和導(dǎo)煙除塵車加地面除塵站的基礎(chǔ)上，增設(shè)高壓氨水系統(tǒng)實現(xiàn)了裝煤消煙并投入運行，取得了良好效果。
三、高壓氨水消煙裝煤原理工藝簡介
炭化室加煤時集氣管壓力達到300～400Pa，使大量荒煤氣外逸。利用高壓氨水在橋管氨水噴頭的噴灑，在橋管內(nèi)噴灑區(qū)域的后方及上升管內(nèi)產(chǎn)生較大的負壓，并在炭化室內(nèi)靠近上升管底部區(qū)域形成負壓，使荒煤氣及煙塵由炭化室經(jīng)上升管、橋管、吸入集氣管內(nèi)，以避免荒煤氣從機側(cè)裝煤口處溢出。
四、改造方法
利用集氣管上原有的低壓氨水噴嘴，在增加兩臺高壓氨水泵的基礎(chǔ)上，從循環(huán)氨水槽布置到集氣管一趟管道，構(gòu)成高壓氨水噴灑系統(tǒng)。該流程為高低壓合一噴嘴流程，采用三通球閥進行操作和采用導(dǎo)流式噴嘴進行高、低壓氨水噴灑。該改造中在循環(huán)氨水槽人孔處引DN100管道，在剩余氨水槽后面重新做兩臺泵礎(chǔ)安裝高壓氨水泵，氨水泵采用的是功率90KW，電壓380V，流量43m3/h，轉(zhuǎn)速為2950r/min的多級泵，設(shè)置為開一備一，焦爐高壓氨水設(shè)計壓力控制在1.8～3.0MPa，氨水管道上設(shè)置了2.5MPa泄壓安全閥，系統(tǒng)高壓氨水壓力超過2.5MPa時氨水通過，橋管下方設(shè)有三通閥，便于實現(xiàn)低壓氨水和高壓氨水之間的切換。由于集氣管和吸氣管上安裝煤氣自動調(diào)節(jié)閥，有效的平衡了兩側(cè)焦爐的集氣管壓力，緩沖了裝煤時開啟高壓氨水后帶來的集氣管壓力波動。配合原有的導(dǎo)煙除塵車+地面除塵站在搗鼓焦爐裝煤消煙除塵過程中達到了良好的除塵效果。
五、高壓氨水壓力的確定
氨水壓力的大小將直接關(guān)系到上升管根部吸力的大小和消煙的效果。因此，合理確定爐頂氨水壓力是消煙裝煤的關(guān)鍵。高壓氨水工作壓力選擇的原則，上升管根部吸力是消煙的保障，吸力太小，消煙的動力則不足，消煙效果差。吸力太大，則吸入的空氣量和煤粉塵太多，造成荒煤氣中氧含量增高和炭化室內(nèi)放炮，甚至危及鼓風(fēng)機和電捕焦油器的安全，同時煤粉塵太多會造成管道堵塞。經(jīng)反復(fù)試驗，確定高壓氨水的工作壓力為2.2MPa，維持炭化室壓力為零或稍微負壓；使裝煤時集氣管的吸氣量控制在大體與煤氣發(fā)生量和由裝煤孔漏入的空氣量一致，使加煤口略有少許荒煤氣外逸。這樣既大大減輕了裝煤煙塵對生產(chǎn)工人的危害，又保證了集氣管的暢通。
六、使用效果
高壓氨水噴灑系統(tǒng)投入后，按每天100爐計算，每天節(jié)約消煙車噴淋用水約40噸，多回收煤氣約12萬立方，溢散煤氣重新返回集氣管后，焦油、粗苯等的回收率明顯提高，綜合經(jīng)濟效益可提高9～10元/噸焦。在停爐檢修時間，利用高壓氨水清掃集氣管，可防止集氣管中焦油渣沉積，代替了人工清掃，減輕工人勞動強度，減少了上升管和消煙除塵設(shè)備的維修維護工作，大大節(jié)省人力和維修成本消耗，裝煤時爐頂基本無冒煙、跑火現(xiàn)象，除塵效果明顯增強。
七、結(jié)論
采取高壓氨水噴灑后，焦爐操作管理得到改善，經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益明顯，但在高壓氨水的使用過程中還存在一些問題，需在今后的操作過程中加以改進：
1．開啟和關(guān)閉高壓氨水過程中，會帶來集氣管壓力的波動，易造成焦爐串漏，集氣管上自動調(diào)節(jié)閥應(yīng)保持其靈敏性，以避免集氣管壓力波動對焦爐爐體的影響。
2．加強操作管理，嚴格操作制度，保證正常噴射時循環(huán)氨水必須不帶焦油，經(jīng)常檢查噴嘴和氨水管，發(fā)現(xiàn)堵塞及時清掃，同時避免因裝煤后忘關(guān)高壓閥而抽壞爐體及氨水進入爐內(nèi)。
3．裝煤過程中，用高壓氨水噴灑時，應(yīng)不斷的注意煤氣的含氧。
4．由于裝煤操作是間歇進行的，高壓氨水泵必須連續(xù)運行，無用功多、耗電量大，導(dǎo)致高壓氨水循環(huán)噴射系統(tǒng)運行成本偏高。以我廠90kW電機為例：月耗電達7.2萬kWh，年耗電達86.4萬kWh，電價以0.6元／kWh計，則每年運行成本中僅電費一項就需51.84萬元，若采用變頻調(diào)速電機則可節(jié)電40%左右，每年可節(jié)約電費20萬元。
參考文獻
[1]邢光春，黃偉源．高壓氨水消煙裝煤運行情況分析[J]．江蘇冶金，1999，（4）．
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