郭永貴
（河鋼集團(tuán)宣鋼公司焦化廠）
摘要：風(fēng)帽是干熄焦供氣裝置中的關(guān)鍵部件，通過(guò)對(duì)干熄焦生產(chǎn)中發(fā)生的風(fēng)帽燒損現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并采取針對(duì)性預(yù)防措施，能夠很好地避免此事故的發(fā)生，保證干熄焦生產(chǎn)的穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞： 干熄焦；風(fēng)帽；布風(fēng)；燒損
0引言
干法熄焦技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)干法熄焦在冶金工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。干法熄焦是在干熄爐中完成，風(fēng)帽則是干熄爐的重要元件。 干熄爐內(nèi)的供風(fēng)分為中心風(fēng)帽供風(fēng)和環(huán)縫供風(fēng)兩部分。熄焦用的循環(huán)氣體從干熄爐底部供入，經(jīng)下部的下氣室、十字風(fēng)道和風(fēng)帽進(jìn)入熄焦室中心，同時(shí)經(jīng)過(guò)上氣室與干熄爐環(huán)縫供入熄焦室內(nèi)，以保證沿熄焦室內(nèi)所有截面的焦炭都能被氣體均勻冷卻，所以干熄爐內(nèi)布風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是相當(dāng)關(guān)鍵的，而對(duì)于布風(fēng)裝置中的核心元件風(fēng)帽的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。
1干熄焦布風(fēng)工藝
干熄焦布風(fēng)裝置在干熄爐底部，由中央供風(fēng)和周邊供風(fēng)兩部分組成，布風(fēng)裝置工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1 干熄焦布風(fēng)示意圖
熄焦用的循環(huán)氣體從干熄爐底部供入，經(jīng)下氣室、十字風(fēng)道，從風(fēng)帽供給冷卻熄焦室中心處焦炭，同時(shí)經(jīng)上氣室，從上錐體與干熄爐內(nèi)爐墻中間的環(huán)縫供入，冷卻熄焦室周邊焦炭，從而保證沿熄焦室所有截面的焦炭都能被均勻冷卻。
2 風(fēng)帽功能和類型
風(fēng)帽安裝在干熄焦冷卻段下方的下錐斗中，一是起布風(fēng)作用，使循環(huán)氣體能夠沿徑向均勻分布；二是起到支撐爐料的作用，改善焦炭在冷卻室內(nèi)的下降狀況。風(fēng)帽常見(jiàn)類型有低風(fēng)帽和高風(fēng)帽，見(jiàn)圖 2 所示。
(a) 低風(fēng)帽
(b)高風(fēng)帽
圖2 低風(fēng)帽、高風(fēng)帽結(jié)構(gòu)圖
由于干熄焦底部錐體對(duì)爐內(nèi)焦炭存在阻力，干熄爐內(nèi)中央部位焦炭比周邊焦炭下焦快，下焦量大，冷卻時(shí)間相對(duì)較短，因此中央供風(fēng)量約占到全部循環(huán)風(fēng)量2/3以上。 干熄爐內(nèi)風(fēng)帽對(duì)提高冷卻效率，降低焦炭出口溫度波動(dòng)，以及對(duì)干熄焦裝置穩(wěn)定操作起到很大的作用，所以干熄爐內(nèi)布風(fēng)系統(tǒng)好壞，尤其是布風(fēng)裝置中的核心元件風(fēng)帽好壞對(duì)干熄爐內(nèi)焦炭冷卻效果就顯得尤為重要。
3 干熄焦風(fēng)帽燒損情況及原因分析
3.1干熄焦風(fēng)帽燒損情況
檢修時(shí)，干熄焦新風(fēng)帽和燒壞風(fēng)帽對(duì)比見(jiàn)圖3。圖3（b）中風(fēng)帽頂蓋完全缺失，風(fēng)帽中堆滿焦炭，風(fēng)帽整體燒損，干熄焦中央完全不能供風(fēng)。
(a)新風(fēng)帽
(b)燒損風(fēng)帽
圖3 干熄焦新風(fēng)帽與燒損風(fēng)帽對(duì)比
3.2干熄焦風(fēng)帽燒損原因分析
干熄焦風(fēng)帽采用的是普通16Mn鋼板，16Mn鋼板是一種高強(qiáng)度的碳錳鋼， 只可耐425℃以下高溫。在正常工況下，干熄焦風(fēng)帽附近干熄焦焦炭溫度低于200℃，通常在110～160℃之間。因某種原因只有風(fēng)帽處焦炭溫度高時(shí),才會(huì)燒損風(fēng)帽，具體原因分析如下：
（1）干熄焦γ射線料位計(jì)利用 γ 輻射源發(fā)出輻射，射線穿透焦炭時(shí)被衰減，隨著干熄焦料位的變化，探測(cè)處的輻射劑量會(huì)相應(yīng)的變化，但僅能實(shí)現(xiàn)干熄爐一點(diǎn)料位的檢測(cè)修正，無(wú)法連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量干熄爐料位，并且由于干熄爐爐體變形，在干熄爐運(yùn)行期間無(wú)法進(jìn)行處理，導(dǎo)致料位測(cè)量不可靠，因此只能依靠人工進(jìn)行觀察，估計(jì)干熄爐料位，每8h觀測(cè)1次料位，若在兩個(gè)觀測(cè)期內(nèi)出現(xiàn)干熄爐料位過(guò)低時(shí)，風(fēng)帽就會(huì)露出。干熄爐裝焦炭時(shí)焦炭落差高達(dá)24m，對(duì)風(fēng)帽有較大沖擊力，可能會(huì)砸壞風(fēng)帽頂蓋，同時(shí)下落的焦炭還未經(jīng)冷卻，焦炭溫度高達(dá)1000℃， 進(jìn)入風(fēng)帽內(nèi)部就會(huì)造成風(fēng)帽燒損。
（2）對(duì)干熄焦燒損風(fēng)帽處取焦炭樣品做工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)焦炭揮發(fā)分為2.3%，正常干熄焦揮發(fā)分在0.9%～1.1%之間，說(shuō)明風(fēng)帽處焦炭過(guò)生。 原因是焦?fàn)t邊火道處于焦?fàn)t加熱最不利的部位，由于供熱不足和爐門(mén)散熱大等原因，造成邊火道溫度過(guò)低，煉焦焦?fàn)t爐頭平均溫度均低于標(biāo)準(zhǔn)溫度 度150℃以上， 使?fàn)t頭部位的焦炭不能按時(shí)成熟，若焦?fàn)t熱工波動(dòng)大，出現(xiàn)大爐頭 （即焦?fàn)t邊爐生焦多現(xiàn)象），大量爐頭生焦進(jìn)入干熄爐內(nèi)，生焦易掛在風(fēng)帽處，就會(huì)造成風(fēng)帽燒損。
4 預(yù)防措施
4.1確保雷達(dá)料位計(jì)正常
在干熄爐預(yù)存段爐殼上的高溫導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)正常工作，實(shí)時(shí)監(jiān)控干熄焦料位。
圖4 干熄焦雷達(dá)料位計(jì)安裝簡(jiǎn)圖
干熄焦雷達(dá)料位計(jì)由不銹鋼保護(hù)套管、 吹掃裝置、導(dǎo)波裝置和雷達(dá)主表裝置組成。吹掃裝置又由反吹、冷卻氣體保護(hù)系統(tǒng)等部分組成。一般情況下使用氮?dú)獯祾?，?dāng)?shù)獨(dú)鈮毫Φ陀谠O(shè)定值時(shí)由高溫雷達(dá)吹掃控制箱自動(dòng)切換到壓縮空氣吹掃，不僅可避免粉塵積在雷達(dá)料位計(jì)天線上，同時(shí)又可降低雷達(dá)料位計(jì)工作溫度。由于高溫雷達(dá)料位計(jì)發(fā)射的微波波束集中、波長(zhǎng)短、穿透力強(qiáng)、雷達(dá)波接收面積大，有效克服了爐內(nèi)物料顆粒大、粉塵大的惡劣環(huán)境造成的影響。
4.2 增加焦?fàn)t輔助加熱系統(tǒng)
為解決焦?fàn)t邊火道焦炭生的問(wèn)題，焦?fàn)t應(yīng)增設(shè)焦?fàn)t輔助加熱系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量焦?fàn)t各邊火道溫度，并將此溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行對(duì)比，可以通過(guò)增減引入焦?fàn)t邊火道的焦?fàn)t煤氣量，改善焦?fàn)t爐頭溫度。見(jiàn)圖5。
圖5 焦?fàn)t輔助加熱系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)圖
5結(jié)語(yǔ)
（1）干熄焦料位過(guò)低和焦炭過(guò)生是導(dǎo)致干熄焦風(fēng)帽損壞重要因素。
（2）通過(guò)雷達(dá)料位計(jì)可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)掌握干熄焦料位，從而杜絕了過(guò)量排焦和裝滿焦的現(xiàn)象，可以避免焦炭高位落下砸壞風(fēng)帽頂蓋事故。
（3）通過(guò)焦?fàn)t輔助加熱可以改善焦炭邊火道爐溫狀況，從而避免生焦掛風(fēng)帽，導(dǎo)致干熄焦風(fēng)帽燒損事故。