CN113862006A - 一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，其包括：1)上升管空气导入，在焦炉炉顶的上升管上斜置一空气导入管，空气导入管下端位于上升管下部；空气导入管上端口设置盖板机构，包括插板，其为平行双板结构，其中一块板为楔形板，另一块板为绝热板，楔形板用于空气导入管切断、绝热板用于空气导入口的封闭；两电缸，其缸体分别连接上升管外壁，其活塞杆端部分别连接楔形板、绝热板；2)加煤口在线揭盖，焦炉侧设加煤口在线揭盖装置，并与推焦作业控制系统无线通信，接收推焦作业控制系统指令，运行至某炉号炭化室，通过揭盖机构揭开某加煤口的炉盖；且，揭盖装置和炉顶装煤车联动运行，设置安全联锁和防碰撞措施。

Description

一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法

技术领域

本发明涉及炼焦技术，特别涉及一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法。

背景技术

炼焦煤在焦炉内干馏的过程中，挥发份不断析出成为荒煤气，途经高温耐材砌体进入桥管冷却后汇集至集气管内。荒煤气主要由多组分碳氢化合物组成，高温状态下裂解生成炭黑，低温状态下大分子组分又会冷凝析出焦油，夹杂装煤过程中煤尘，在焦炉炉体、上升管等较粗糙的部位沉积生成石墨、次焦，积聚至一定程度，将导致推焦困难，荒煤气导出困难。炼焦生产过程中石墨的生成与炼焦煤性状、炉体结构、加热均匀性、装煤作业、集气管压力等有关，不同焦炉炉型及生产工艺条件下，石墨生成及积聚的速度不同，但不可避免。上升管等部位焦油析出与温度有关，尤其是余热回收型上升管，内壁温度低于400℃，就有焦油大量析出，并历经低温区析出，高温区炭化的过程，逐步形成次焦、石墨。

炼焦生产过程中，为解决石墨、次焦对正常生产的影响，通常采取烧除和铲除方法。石墨、次焦烧除通常每个推焦作业前都进行，一般持续40-90分钟，石墨铲除通常周期性实施。无论是烧除，还是铲除，处理炉内及上升管内壁石墨必须关闭与集气管联通的桥管水封翻板，切断荒煤气导出通道，并打开上升管盖，此时产生的荒煤气经上升管盖处逸散到大气中，造成环境污染。焦炉推焦作业前上升管盖打开时冒烟是炼焦生产过程中VOCs无组织排放的主要来源，有效控制该过程中的冒烟可大幅度降低炼焦区域VOCs排放，改善可视污染，是焦炉环境污染治理的关键核心技术。VOCs对人类具有致癌、致伤等危害，随着大气环境质量日趋严峻，臭氧、光化学烟雾污染问题加剧，炼焦过程中VOCs无组织排放源复杂、有毒有害物质多、排放量大，越来越受到高度关注。

为减少上升管盖打开时荒煤气逸散对周边环境造成的影响，通常采用燃烧法去除VOCs，并烧除炉顶空间及上升管内壁附着的次焦、石墨。作业过程是：炉顶工根据出炉计划，确认某炭化室内焦炭成熟后，推焦作业前，关闭此炭化室与集气管联通的桥管水封翻板，打开上升管盖，并打开此炭化室的1-2个加煤口炉盖，利用热浮力从打开的炉盖处导入空气烧除炉内及上升管内壁积聚的石墨、次焦，结焦末期产生的荒煤气在炉内及上升管盖处燃烧后排放。该炭化室装煤作业前，炉顶工关闭加煤口炉盖，关闭上升管盖，打开桥管水封翻板。推焦作业前炉顶工打开上升管盖后至打开炉盖导入空气燃烧，通常有3-10分钟的时间差。装煤作业前炉顶工关闭加煤口炉盖至关闭上升管盖，通常也有3分钟以上的时间差，尤其是采用2-1推焦串序的当前主流7米及以上大容积焦炉，为避免打开炉盖后高温对装煤车的影响，时间差更是超过20分钟以上。在上述时间差内，炉内没有导入空气，荒煤气未经燃烧直接逸散，造成严重的VOCs无组织排放，可视污染非常明显，已成为制约炼焦可持续发展的关键点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，可有效减少焦炉推焦作业前上升管盖打开过程中的冒烟，减少可视污染及VOCs排放，改善焦炉作业环境。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，其包括：

1)上升管空气导入

在焦炉炉顶的上升管上斜置一空气导入管，空气导入管下端位于上升管下部，并与上升管贯通；空气导入管上端口设置盖板机构，其包括插板，其为平行双板结构，其中一块板为楔形板，另一块板为绝热板，楔形板用于空气导入管切断、绝热板用于空气导入口的封闭；两电缸，其缸体分别连接所述上升管外壁，其活塞杆端部分别连接所述插板中的楔形板和绝热板；

2)加煤口在线揭盖

焦炉侧设置加煤口在线揭盖装置，该加煤口在线揭盖装置与推焦作业控制系统无线通信，接收推焦作业控制系统指令，运行至某炭化室，通过揭盖机构揭开某加煤口的炉盖，也可以根据系统指令将揭开的炉盖放回加煤口；且，揭盖装置和炉顶装煤车联动运行，设置安全联锁和防碰撞措施。

优选的，所述空气导入管内衬绝热材料。

本发明采用电动空气导入、机械化揭盖，与装煤、桥管水封翻板、上升管盖等作业联动控制，远程监控，可完全替代炉顶工人工作业。本发明可实现不依靠装煤车的炉顶自动揭盖，将焦炉炭化室炉顶空间及上升管内壁清扫保养工作从炉顶工和装煤车中解放出来，整个过程全自动远程控制，运行连贯、紧凑，既能降低焦炉炉顶作业劳动强度，提升劳动效率，又可以减少人机结合风险，既不影响焦炉正常的推焦、装煤作业，又可避免作业过程产生VOCs无组织排放，减轻可视污染，改善焦炉作业环境。

具体操作为：

通过焦炉炉顶辅助作业控制系统下达计划，关闭相应炉号上升管水封翻板、打开上升管盖，同时将与上升管相通的空气导入管上的楔形板打开，使得空气快速导入，点燃上升管盖打开后冒出的荒煤气；通过炉顶在线揭盖打开相应炉号的加煤口盖，在加煤口引入空气点燃碳化室内的残余气体，在加煤口盖打开后，上升管空气导入管上的楔形板关闭。

焦炉炉顶辅助作业控制系统是焦炉炉顶辅助作业的远程控制中心，根据出炉计划、焦炭成熟度、作业指令等自动反馈信号，实施自动控制机械化揭盖装置走行、揭盖，实施某上升管空气导入，控制某上升管盖启闭、桥管水封翻板启闭，并实施相关作业信息的收集、故障收集，生成焦炉炉顶辅助作业报表。

1、上升管空气导入

接到空气导入指令后，电动执行机构运行，打开楔形板，使上升管内外联通，在上升管热浮力的牵引下，经空气导入管向上升管内快速导入空气，在高温区点燃荒煤气。为保持空气导入的自然吸力，空气导入管位于上升管根部。为避免空气导入管内焦油析出，空气导入管内衬绝热材料，楔形插板为平行双板结构，其中一块板为楔形板，另一块板为绝热板，楔形板用于空气导入管切断、绝热板用于空气导入口的封闭。该炉号加煤口盖打开后，可以自动关闭楔形板。

2、在线揭盖

加煤口在线揭盖装置与推焦作业控制系统无线通信，接收推焦作业控制系统指令，运行至某炉号，通过揭盖机构揭开某加煤口的炉盖，也可以根据系统指令将揭开的炉盖放回加煤口；揭盖装置和炉顶装煤车联动运行，有安全联锁和防碰撞措施。

作业流程为：

某炭化室焦炭成熟后、推焦作业前，焦炉炉顶辅助作业系统下达**号上升管打开指令，顺次执行如下作业：

①作业过程均由焦炉炉顶辅助作业系统控制，无需人工干预，炉盖打开后，空气导入可以关闭，也可以保持打开状态，根据现场上升管根部结石墨、次焦的状态可调整。

②揭盖装置可配合完成某孔炭化室打开作业后，再去打开其它的上升管，然后回来执行某炭化室的炉盖关闭作业，作业方式远程控制，可人工调度，也可以预设后执行。

③某炭化室空烧时间可根据需要调整。系统间作业无隙衔接，可消除上升管盖打开与加煤口炉盖打开之间的时间差，避免上升管冒烟。

本发明在焦炉上升管上增设空气导入装置，打开上升管后立即打开空气导入，利用上升管的热浮力负压抽吸空气，在高温区将上升管内流经的荒煤气点燃，荒煤气中VOCs充分燃烧后基本消除，同时烧除上升管根部积聚的石墨、次焦。焦炉炉顶配置在线揭盖装置，可实现某炭化室某号加煤口炉盖的开闭，从该加煤口导入空气，烧除该加煤口及炉顶空间的石墨、次焦。两种作业方式均远程控制，相互间联动运行。

本发明与现有技术的区别：

本发明为一种焦炉炉顶空间及上升管内壁石墨、次焦烧除过程中有效避免荒煤气未经燃烧从上升管直接逸散的技术。

与现有技术相比，推焦作业前打开上升管盖后至打开炉盖导入空气燃烧的时间差，以及装煤作业前关闭加煤口炉盖至关闭上升管盖的时间差，均能够严格受控，相关作业有序衔接，避免荒煤气未经燃烧直接逸散。更加优越的是可以根据需要调节空气导入炭化室空烧石墨、次焦的时间及强度，在完成炉顶空间及上升管内壁清扫保养的同时，不会因过度空烧造成的焦炉耐火砌体保护性石墨烧除，避免炉体损伤、炉墙窜漏。

本发明的有益效果：

①本发明通过在焦炉上升管配置空气导入装置，与上升管联动运行，实现了上升管盖打开后快速导入空气引燃荒煤气，及烧除上升管根部残余石墨、次焦的作业。

②远程或手动开闭空气导入管平行双板，可替代人工火落判定作业时开闭火落判定孔盖作业。

③通过在焦炉炉顶焦侧平台处安装沿轨道运行的揭盖装置，与上升管联动运行，实现了加煤口炉盖自由开闭导入空气，烧除加煤口、炉顶空间、上升管根部石墨次焦的作业。

④应用本发明既可以消除炉内石墨、次焦清除阶段可能产生的可视污染及VOCs排放，也可以实现上升管根部空烧、炉顶空间空烧、加煤口空烧的调整控制，避免焦炉耐材砌体过度空烧造成的耐材损伤，炉墙窜漏等问题。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，其包括：

1)上升管空气导入

在焦炉炉顶1的上升管2上斜置一空气导入管3，空气导入管3下端位于上升管2下部，并与上升管2贯通；空气导入管3上端口设置盖板机构4，其包括插板41，其为平行双板结构，其中一块板为楔形板，另一块板为绝热板，楔形板用于空气导入管切断、绝热板用于空气导入口的封闭；两电缸42，其缸体分别连接所述上升管外壁，其活塞杆端部分别连接所述插板中的楔形板和绝热板；

2)加煤口在线揭盖

焦炉侧设置加煤口在线揭盖装置，该加煤口在线揭盖装置与推焦作业控制系统无线通信，接收推焦作业控制系统指令，运行至某炭化室，通过揭盖机构揭开某加煤口的炉盖，也可以根据系统指令将揭开的炉盖放回加煤口；且，揭盖装置和炉顶装煤车联动运行，设置安全联锁和防碰撞措施；

优选的，所述空气导入管内衬绝热材料。

智慧炼焦的是炼焦技术发展的必然趋势，当前炉前、炉顶作业均看到了曙光，但焦炉炉内、上升管壁石墨清除过程中，因上升管盖打开与人工加煤口盖打开不同步造成的可视污染问题，是所有炼焦企业共同面临的难题，随着国家对VOCs治理要求的不断提高，问题将越来越突出，解决的呼声也越来越高。本发明通过在焦炉炉顶增设可远程控制的、空气导入装置、揭盖装置，与上升管作业联动运行，实现了打开上升管盖时荒煤气迅速点火燃烧，以及上升管根部、炉顶空间、加煤口石墨次焦的有序烧除，消除了可视污染及VOCs排放，避免了炉体损伤，是所有炼焦企业的必然选择。

Claims (2)

1.一种焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，其特征是，包括：

1)上升管空气导入

在焦炉炉顶的上升管上斜置一空气导入管，空气导入管下端位于上升管下部，并与上升管贯通；空气导入管上端口设置盖板机构，其包括插板，其为平行双板结构，其中一块板为楔形板，另一块板为绝热板，楔形板用于空气导入管切断、绝热板用于空气导入口的封闭；两电缸，其缸体分别连接所述上升管外壁，其活塞杆端部分别连接所述插板中的楔形板和绝热板；

2)加煤口在线揭盖

焦炉侧设置加煤口在线揭盖装置，该加煤口在线揭盖装置与推焦作业控制系统无线通信，接收推焦作业控制系统指令，运行至某炉号炭化室，通过揭盖机构揭开某加煤口的炉盖，也可以根据系统指令将揭开的炉盖放回加煤口；且，揭盖装置和炉顶装煤车联动运行，设置安全联锁和防碰撞措施。

2.如权利要求1所述的焦炉上升管打开时冒烟的控制方法，其特征是，所述空气导入管内衬绝热材料。

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