干熄焦循环风机国产化的实践和思考

前言

循环风机是干熄焦系统中的关键设备，建设初期选用了日本荏原风机制作所的风机，干熄焦运行5年后已到风机叶轮及壳体磨损周期，需要进行表面耐磨层处理修复或更新；考虑到性价比关系，焦化厂大胆启用国产风机，实现进口设备的国产化。经招投标选用了沈鼓风机作为替代产品，并结合干熄焦系统年修实施更新，投运后发现因风机的工况不稳引起干熄炉斜道浮焦并造成干熄焦锅炉入口及排焦温度超高，排焦量小，干熄率低，锅炉的安全运行与生产无法顺利进行。

一、风机国产化后运行存在的问题

1、从国产化后干熄焦运行报表数据来看，干熄焦的循环风量在52000～64000m3/h，循环风机进出口压差在5.5～6.7Kpa范围内，操作上当将风量加大到64000～65000m3/h时，风量的波动更加明显，引起干熄炉斜道上出现浮焦现象，以至于生产无法进行，不得不排低料位清理斜道上面浮焦，这对干熄炉的生产及环型气道砖寿命产生极大的破坏性影响。

2、运行过程中循环风机风量稳定性差，波动大。变化图如下：

四分钟区间风机流量波动图如下（最大值64000m3/h，最小值57600m3/h，即时值62210m3/h

3、在出现浮焦现象的同时，排焦温度及锅炉入口温度升高且很难控制，排出300℃以上的红焦产生烧毁运焦皮带事故，锅炉的蒸发减少，主蒸汽温度升高，这时为控制温度必须加大二次过热器入口喷水量，造成二次过热管内部结垢，给锅炉运行带来极大的爆管危险。

二、原因分析

1、根据循环风机性能曲线图结合运行报表数据，风量稳定性差，波动大的主要原因是循环风机处在不稳定状态工作区，由此产生浮焦现象。

从循环风机性能曲线图，查得循环风机在不稳定状态工作区图如下：

GXS75国产干熄焦循环风机性能曲线图（n=1490r/min ρ=0.776Kg/m3）

2、风机国产化是干熄焦设计发展方向，但设备设计制造不能简单将干熄焦风机当作一般的通风机处理，除满足高温下耐磨等工艺特性要求外，鼓风机性能必须与干熄系统的管道特性相匹配，适合干熄焦各种工况变化的要求（特性要求偏软）。

3、干熄焦运行较长一段时间后，循环密闭系统正、负段不同程度存在漏风、漏气，造成系统特性的不稳定。

4、风机国产化后，操作人员对新风机性能的熟悉，中央控制风量的给定梯度需要有一个摸索的过程。

三、改进措施

1、对干熄焦循环系统的正压段给水预热器、中央周边风量调节阀、预存段压力调节阀、循环风机机壳等内漏；对干熄焦循环系统负压段的中栓空气导入柜、一次除尘器入口、锅炉膜式壁、水冷套管、二次除尘器等泄漏均进行了全方位的系统性处理，循环系统达到气密性要求。

2、针对干熄炉料面下降的不均衡问题，对排焦装置挡棒进行了多次调整。同时控制好焦炭的质量，精细调节系统避免大面积浮焦现象；

3、操作上要求用低料位操作法（料位控制装焦完毕料位在-6.5～ -7.5m、装焦前的料位控制在-9.5～ -10m之间），控制装焦时预存段压力为-50～ -100Pa之间，旁通管的旁通阀开度在50%左右；（旁通阀的开闭应遵循平缓不发生浮焦为原则）。

4、针对现状风机的设计特性偏硬，不与干熄焦系统管道特性相匹配的问题，对干熄焦循环系统进行了改造，考虑到既要控制锅炉入口温度又要有效增加风量方案，用DN500管道将循环风机出口管与干熄炉出口处沟通，用来DN500蝶阀调节增加的循环风量旁通量，如下图：

四、效果

1、实施上述措施后，系统风量、风压及锅炉各项温度、流量、压力指标正常基本受控，系统装焦排焦稳定，干熄焦率、吨焦汽率及锅炉各项指标均正常运行。

2、旁通管改造后GXS75国产干熄焦循环风机性能曲线图分析：

旁通管改造后GXS75國产干熄焦循环风机性能曲线图（n=1490r/min ρ=0.776Kg/m3 ）

图中红色区域是旁通管改造前循环风机运行工况区域，发现它远离风机稳态紫色区域部分工况已进入喘振区；绿色区域为旁通管改造后的风机工况运行区域，此时已接近风机稳态紫色区域，在该区域风机运行还不是与循环系统管道特性十分相配，但已有极大的改善，系统各项参数基本受控，稳定后蒸汽流量达29t/h以上，锅炉运行各项参数及干熄焦循气体系统各项参数基本受控。

五、结束语

干熄焦循环风机国产化后，由于设备设计制造时未考虑鼓风机性能必须与干熄系统的管道特性相匹配、循环系统密闭下降等因素，造成投运后风量波动大、干熄炉斜道浮焦、熄焦锅炉入口及排焦温度超高等现象，经过对循环系统加旁通管的改造，不但解决了国产化后存在的问题，同时也降低了维修成本，成功实现了干熄焦循环风机的国产化。

（作者单位：杭州钢铁集团焦化厂）

作者简介

王兴华，男，1964年出生，现任杭州钢铁集团焦化厂厂长，研究方向：炼焦设备的技术应用。