保障设备稳定运行减少焦炉荒煤气排放

梁 颖

(南京南钢联合有限公司， 江苏 南京 210035)

引 言

引起焦炉荒煤气超标排放的原因很多，南京南钢联合有限公司(以下简称“南钢”)总结经验得出，主要原因是焦炉车辆故障打乱生产节奏，出焦装煤除尘系统的运行与焦炉车辆的协调性欠缺，也即电机车、加煤车、推焦车及拦焦车(“四大车”)自身控制上的欠缺，造成焦炉出焦生产过程中的荒煤气超标排放。

炼焦生产是一个连续的工艺过程，焦炉车辆的保障非常重要；“四大车”一旦发生故障，如果处理不及时，不仅打乱生产计划、影响生产，造成焦炉系数不合格，降低干熄系数，严重时还会造成焦炉冒烟、冒火，荒煤气超标排放，影响环境。

只有保障设备的稳定运行，减少故障的发生，尤其是要避免重大事故的发生，才能做到稳产、顺产，提高产品质量，降低生产能耗，减少焦炉荒煤气的排放。

为促进南钢焦炉环境治理水平的进一步提高，强化对加煤冒烟的控制，减少设备故障频次，特成立焦炉控烟攻关小组；围绕焦炉生产稳定，减少烟尘荒煤气排放，分专业列课题攻关。本文从自动化课题方面总结探讨如何保障车辆稳定运行、优化除尘功能，减少焦炉荒煤气排放。

1 焦炉车辆稳定运行的措施

南钢现有JN-6型6 m焦炉3座，分别为3#，4#炉和新的5#焦炉，共有14台焦炉车辆。车辆连锁及生产管理系统于2006年元月投入使用，实现了焦炉车辆的炉号自动识别，有效地防止了推焦车、拦焦车摘错炉门或加煤车误给非计划炉号加煤的事故。在焦炉“四大车”中，电机车是连接焦炉与干熄焦炉的重要设备，承担着在焦炉接焦，运行到干熄焦炉，把红焦罐送上提升机井架，接回空焦罐的任务。

在投产初期，由于设备故障或人为因素导致的事故时有发生。尤其电机车一旦发生事故，造成红焦落地，焦罐在提升井架上提升的过程中被卡住或脱落，造成设备严重损坏。单纯的通过增加检测设备，并不能很好地解决以上问题，但通过对程序的完善，却能很好地避免许多事故的发生。因此对电机车实行了重点防护。

1.1 电机车控制的完善

1.1.1 防止红焦落地

当电机车司机按下“焦罐旋转开始”和“人工允推”按钮，焦罐开始旋转后，推焦车才有了“二级允推”信号，开始自动推焦。如果“焦罐旋转”信号掉，就无“二级允推”，推焦杆立即停止前进。在推焦的过程中发生过电机车司机误听指令，提前按下“焦罐旋转停止”按钮，旋转的焦罐经过减速位减速，到停止位后停止，中间的过程大约需要1～2 min，完全停止时“焦罐旋转”信号才会丢失，“二级允推”信号掉，推焦杆才停止前进，此时电机车已经具备了走行的条件，一但电机车开走，推焦杆刚刚因“二级允推”信号掉而停止，红焦会因为惯性和重力的作用落到焦罐外面造成事故。因此电机车送四车连锁的“焦罐旋转”信号手动时要串接“焦罐旋转停止”按钮信号，自动时要串接焦罐旋转“自动开始”信号，这样在连锁推焦的过程中，如果焦罐旋转开关离开原来的位置，推焦杆立即停止推焦，不用等到焦罐旋转完全停止。

另外，为防止电机车司机用未放置空焦罐的焦罐车对准计划炉号接焦造成红焦落地，即未检测到所选的焦罐车有焦罐，禁止发出电机车的“人工允推”信号，推焦车也就因为无“二级允推”信号不能以自动方式推焦。

1.1.2 防止焦罐定位偏差

电机车的焦罐定位有偏差或焦罐未停正会造成焦罐在提升过程中脱落或被卡住，要避免这种情况的发生，只有在接完焦时确保焦罐停的位置正确，走行的过程中焦罐不能旋转移位。因此在程序中添加连锁条件：焦罐未停正，或无定位信号，不让电机车走行，确保焦罐停的位置正确；走行时焦罐不能旋转；无定位信号不能发接空罐、送满罐信号和APS动作指令。

1.1.3 防止焦灌堆叠

电机车的接空罐、送满罐指令共用一个按钮，140t提升机的空焦罐停留在待机位，接过红焦的电机车走行到提升井下，应先用未放置焦罐的焦罐车对准提升井位置接下空焦罐，然后再用接过红焦的焦罐车对位送满罐；如果司机疏忽，还未接下空焦罐就直接把接过红焦的焦罐车对准提升井位置，按下“接空罐送满罐”按钮，会造成空焦罐直接落在装满红焦的焦罐上。因此，在程序中要先自动判别是接空罐还是送满罐，如果是接空罐，所选焦罐车要无“有焦罐”信号，另外一台焦罐车要有“有焦罐”信号，即红焦罐；如果是送满罐，所选焦罐车要有“有焦罐”信号，另外一台焦罐车也要有“有焦罐”信号，即已接下空焦罐，通过这样的判断，完全可以避免类似事故的发生。

1.1.4 防止APS误动作

电机车和地面EI系统是通过磁开关进行联络的，在遇到雨雾天气的潮湿环境时，电机车通过APS装置，磁开关有可能接收到干扰信号，导致APS动作，损坏走行的电机车和APS设备，因此APS收到的动作指令要作防干扰处理。

1.2 出焦除尘控制的改进

1.2.1 精确控制高速运行信号的启停时间

出焦除尘是通过拦焦车的除尘连接管抽走出焦时产生的大量烟气，而控制除尘高速的启停完全是由推焦车控制的，推焦杆离开后限，除尘高速立即启动，推焦杆回到后限，除尘高速立即停止。可是有时拦焦车因清扫炉门等原因，耽误了摘门，除尘连接管还未打开；或因推焦车提前摘门，过早地启动推焦杆前进，在炉前暂停位置等待，除尘高速已启动，除尘设备就会在一个较大的负压下运行，既影响了设备的使用寿命，又浪费了电能。因此要对焦炉出焦除尘的高速启动做出改进：推焦杆离开后限即启动除尘高速的条件改为根据推焦杆的位置、拦焦车位置、除尘连接管的状态决定启停除尘高速的时机，见表1所示。拦焦车的位置参数，除尘连接管的状态信号通过无线工业以太网实时传输到推焦车。

表1 出焦除尘的启停条件

高速启动时间和条件高速停止时间和条件拦焦车在计划炉号,除尘连接管离开后限,推焦杆离开后限时启动推焦杆后退到炉门口位置或推焦杆后限信号到拦焦车条件不满足时,推焦杆从炉前暂停位置再次前进时启动推焦杆后退到炉门口位置或推焦杆后限信号到除尘高速或推焦杆离开后限时手动按下除尘高速按钮时启动推焦杆后限信号到

1.2.2 控制推焦杆到炉前暂停位置的延时启动时间

为了保证出焦除尘的效果，推焦杆到达炉前暂停位置时，不能立即推焦，必须等待10s以上，推焦杆才能再次前进，以便让除尘电机有充裕的时间从低速转换到高速。

1.3 加煤除尘的改进

1.3.1 加煤过程的除尘控制

从生产实际情况看，加煤操作是加煤冒烟的主要原因，加煤的初期与加煤的后期，往往会产生大量的黑烟、黄烟及火苗；严重时还会出现爆鸣，给加煤车司机身心健康、焦炉设备的寿命带来严重影响。参照兄弟焦化厂的经验，把4个给煤螺旋同时加煤改为：从焦侧开始，分别延时0，1，3，5 s加煤，可有效减少焦炉冒烟、放炮、上升管压力波动大等情况。

1.3.2 加煤除尘高速的启停控制

加煤车的连接管或除尘盖到达前限位置时启动加煤除尘高速，改为离开后限后就启动除尘高速，除尘电机提速时间比以前提前了10 s左右。加煤结束，要等待10 s以后才能收起外导套，使得加煤车的残余烟气被除尘系统充分吸走。

2 未解决的问题

2.1 拦焦车、推焦车炉头冒烟

拦焦车炉门刚刚打开的时候，炉头会产生大量烟尘；推焦车打开炉门的时候，以及开平煤小炉门的时候炉头都会产生大量的烟尘。南钢已开始准备在炉头部分安装设备，收集烟尘，进一步提高除尘效果。

2.2 焦炉车辆的故障反复

焦炉车辆的部分故障检修过后，易出现反复。拦焦车、推焦车上炉门困难，加煤车不能及时盖上炉盖，都会造成烟尘大量外泄；因电机车的故障，启用水熄焦车接焦水熄，同样会使污染加剧。通过不停的摸索，总结经验，根据不同的车辆、不同的信号特点，找出重点动作的规律，尤其是机械方面的特征，兼顾到冷车与热车之间的热胀冷缩因素，寻找出一个合理的动作延时时间，可有效降低故障发生的频率。

3 结束语

在节能减排的大环境下，如何降低焦炉生产过程中的荒煤气、烟尘的超标排放，是焦化企业面临的环保难题之一。分析认为，稳定焦炉生产是关键，焦炉的生产节奏稳定了，产量、质量保证了，冒烟、冒火、荒煤气超标排放杜绝了，环保要求也就自然达到了。因此，提高焦炉车辆稳定运行的性能，以及提高在除尘方面的控制、协调性能是确保焦炉环评达标的治本措施。