王 凱，朱叢文，蔣詠梅

（濟(jì)鋼集團(tuán)國(guó)際工程技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南250101）

1 前言

中國(guó)已查明的煤炭資源儲(chǔ)量中，煉焦煤種約有2 675億t，僅占26.25%，且分布不均勻。氣煤和1/3焦煤在煉焦煤資源儲(chǔ)量中占較大比例，達(dá)到45%以上；而焦煤與肥煤占比例較小，為稀缺資源。頂裝焦?fàn)t改為搗固焦?fàn)t后，在保證焦炭質(zhì)量前提下，可多用30%～40%的高揮發(fā)分弱黏性煤及部分非黏結(jié)性煤，擴(kuò)大煉焦用煤源，降低對(duì)優(yōu)質(zhì)焦煤和肥煤的依賴。為此，濟(jì)鋼于2012年6月—2013年1月將4.3 m頂裝焦?fàn)t改造為搗固焦?fàn)t，實(shí)現(xiàn)了焦炭質(zhì)量和成本的雙向改善。

2 頂裝焦?fàn)t改搗固焦?fàn)t方案的確定

搗固焦?fàn)t能否順利生產(chǎn)，關(guān)鍵在于煤餅的穩(wěn)定性，因此，研究影響煤餅穩(wěn)定型的因素，對(duì)頂裝改搗固后能否順利生產(chǎn)具有非常重要的指導(dǎo)意義。煤餅的穩(wěn)定性一般用抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行表示，即高寬比。資料和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，煤餅要保持穩(wěn)定，高寬比最大不能超過13∶1。濟(jì)鋼改造的4.3 m頂裝焦?fàn)t的高寬比在10∶1左右，因此，由頂裝焦?fàn)t改為搗固焦?fàn)t生產(chǎn)，從煤餅的穩(wěn)定性上是可行的。

在前期考察調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過比對(duì)頂裝焦?fàn)t和搗固焦?fàn)t的工藝操作參數(shù)（見表1）。

表1 頂裝焦?fàn)t和搗固焦?fàn)t工藝操作參數(shù)對(duì)比

確定需要改造的系統(tǒng)有：煤破碎系統(tǒng)、裝煤系統(tǒng)、焦?fàn)t機(jī)械和除塵系統(tǒng)。具體工藝方案：由煤倉(cāng)來(lái)的洗精煤按照一定比例配合均勻后，經(jīng)改造后的新破碎機(jī)破碎，細(xì)度達(dá)到88%～90%，通過輸煤皮帶導(dǎo)入原頂裝煤塔，再通過新增皮帶機(jī)引至新建的側(cè)裝煤塔中。側(cè)裝煤塔兩側(cè)設(shè)置搗固站，配合煤通過安裝在煤倉(cāng)的搖動(dòng)給料機(jī)連續(xù)薄層給料，進(jìn)入到裝煤車的搗固煤箱內(nèi)，用18錘微移動(dòng)搗固機(jī)逐層搗實(shí)，然后用新增側(cè)裝煤車將搗好的煤餅從機(jī)側(cè)送入炭化室。煤餅在炭化室中高溫干餾，經(jīng)過約22.5 h后，成熟的焦炭被推出，進(jìn)入干熄爐干熄后經(jīng)皮帶輸送至下道工序搗固煉焦配合煤細(xì)度要求控制在90%～93%（至少要＞85%），其中粒度＜0.5 mm的應(yīng)在40%～50%；而頂裝煤煉焦配合煤細(xì)度要求75%～80%。因此，頂裝焦?fàn)t改搗固煉焦配合煤的粉碎系統(tǒng)需要進(jìn)行相應(yīng)改造，確保煤料細(xì)度滿足搗固煉焦要求。

新上2套新型破碎機(jī)，通過破碎機(jī)正反轉(zhuǎn)，以滿足頂裝和搗固生產(chǎn)對(duì)配合煤細(xì)度不同要求。

3.2 新建小側(cè)裝煤塔

為充分利用現(xiàn)有煤塔儲(chǔ)煤量大的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)皮帶上煤方式不變，對(duì)舊煤塔進(jìn)行改造。在原頂裝煤塔機(jī)側(cè)引出一小側(cè)裝煤塔，小側(cè)裝煤塔兩側(cè)設(shè)置搗固站，同時(shí)安裝搖動(dòng)給料機(jī)。從舊煤塔的下煤口通過新增小皮帶引至新建的側(cè)裝煤塔中，將原頂裝煤塔第1跨及第3跨改造后供新增搗固煤塔上煤使用，第2跨保留供頂裝裝煤車裝煤使用。

3.3 改進(jìn)除塵方式

焦?fàn)t頂裝改搗固后，裝煤煙塵主要集中在裝煤孔、機(jī)側(cè)爐頭。為徹底消除這些煙塵，采用一種新除塵方法，即爐門密封、機(jī)側(cè)爐頭罩、U型管導(dǎo)煙車、高壓氨水噴灑和焦炭過濾裝置相集成的方法。

在爐頂采用U型管導(dǎo)煙車，在導(dǎo)煙車上設(shè)置2套U型管系統(tǒng)，能最大限度減少炭化室的冒煙冒火現(xiàn)象，并能將導(dǎo)煙后殘留的微量有害氣體放散，安全可靠；導(dǎo)煙孔蓋采用機(jī)械控制，可自動(dòng)啟閉，操作過程中沒有煙氣外逸；機(jī)側(cè)爐頭煙，利用攔焦除塵器進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)裝煤攔焦二合一除塵方式；為防止煙塵中焦油及顆粒進(jìn)入地面除塵站，在進(jìn)除塵器之前，設(shè)置焦炭過濾裝置吸收裝煤煙氣中的焦油與顆粒，避免除塵器堵塞與燃燒。機(jī)側(cè)設(shè)置爐門密封裝置，將整個(gè)炭化室機(jī)側(cè)爐門完全封閉，煙塵只能通過集塵罩進(jìn)入地面除塵站，避免了煙塵污染。

3.4 新增機(jī)械設(shè)備

增加焦?fàn)t機(jī)械包括2臺(tái)裝煤車、2臺(tái)導(dǎo)煙車、2套18錘微移動(dòng)搗固機(jī)和18搖動(dòng)給料機(jī)臺(tái)。

1）改變搗固裝煤車結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t機(jī)側(cè)平臺(tái)不下移。頂裝焦?fàn)t機(jī)側(cè)平臺(tái)比搗固焦?fàn)t機(jī)側(cè)平臺(tái)高700～800 mm，改搗固若采用機(jī)側(cè)平臺(tái)（包括下水、暖、電、氣等管線）整體下移，則改造的工程量大，還不能保證正常生產(chǎn)。經(jīng)過分析研究和反復(fù)試驗(yàn)，在不影響正常生產(chǎn)的情況下，搗固裝煤車采用了吊梁結(jié)構(gòu)、送煤前鏈輪的特殊布置方式，保證了頂裝焦?fàn)t不用下移爐臺(tái)和改動(dòng)管線，搗固裝煤車就可以正常安裝和使用。2）搗固機(jī)為新型恒壓調(diào)心傳動(dòng)夾板錘搗固機(jī)，具有調(diào)整結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維修更換方便，摩擦板使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。3）導(dǎo)煙車采用帶有機(jī)側(cè)爐頭煙導(dǎo)煙裝置的雙U管導(dǎo)煙車。U型管導(dǎo)煙車有可靠的機(jī)械抓手，采用先抓蓋，確認(rèn)無(wú)誤后再下U型管的技術(shù)，克服了由于水封爐蓋在制造、安裝、車輛定位等誤差造成的抓蓋不準(zhǔn)或脫蓋導(dǎo)煙等事故。4）搖動(dòng)給料機(jī)配合搗固機(jī)完成搗固一個(gè)煤餅所需煤料的間斷均勻給料。搖動(dòng)給料機(jī)與搗固機(jī)聯(lián)鎖，能夠按搗固機(jī)工作要求進(jìn)行加料；具備方便的手動(dòng)啟閉閘板，需要時(shí)便于關(guān)閉下料口；搖動(dòng)給料機(jī)可分臺(tái)操作，也可實(shí)現(xiàn)PLC集中給料控制。

3.5 其他改造

1）改造原有頂裝裝煤車，以滿足裝煤車適應(yīng)爐頂水封的需要。2）改造干熄焦焦罐，擴(kuò)大焦罐容量，滿足搗固焦?fàn)t單孔焦炭產(chǎn)量增加的需要。3）在維持原有頂裝加熱方式的基礎(chǔ)上，改造煤氣孔板，調(diào)整機(jī)側(cè)和焦側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道溫度，由1 260℃提高到1 310℃，滿足了搗固焦生產(chǎn)的需要。4）調(diào)整配煤結(jié)構(gòu)，焦煤和肥煤的含量由37%降低到15%，適當(dāng)增加了30%～40%氣煤、氣肥煤和貧瘦煤的配量。

4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1）保持焦?fàn)t爐體不變，不停產(chǎn)進(jìn)行改造。在頂裝焦?fàn)t上成功實(shí)現(xiàn)了既能頂裝煉焦又能搗固煉焦的新模式。2）搗固裝煤車采用了吊梁結(jié)構(gòu)、送煤前鏈輪的特殊布置方式，保證了頂裝焦?fàn)t不用下移爐臺(tái)和改動(dòng)管線，搗固裝煤車就可以正常安裝和使用。3）組合爐門密封裝置，集塵罩、雙U型管導(dǎo)煙車、焦炭過濾裝置等，采取集成除塵方式，實(shí)現(xiàn)了攔焦、裝煤除塵“二合一”。4）不改變焦?fàn)t加熱系統(tǒng)，采用調(diào)節(jié)格子磚等手段滿足了搗固焦?fàn)t的生產(chǎn)需要，焦炭成熟均勻。

5 結(jié)語(yǔ)

濟(jì)鋼實(shí)施4.3 m頂裝焦?fàn)t改搗固焦?fàn)t后，在保證同樣焦炭質(zhì)量的前提下，多用了30%～40%的高揮發(fā)分弱黏性煤及部分非黏結(jié)性煤，擴(kuò)大了煉焦用煤源，降低了對(duì)優(yōu)質(zhì)焦煤的依賴度，噸配合煤成本降低30多元。改造時(shí)保持爐體不變，降低了建設(shè)成本，縮短了施工周期，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。