脱硫脱硝装置对焦炉加热系统的影响

随着焦化行业生产的发展,对焦炉工艺参数调节质量的要求越来越高。焦炉烟道吸力的稳定,对维护焦炉横向加热均匀,有效控制焦炉砌体严密性,提高焦炭质量,延长焦炉寿命起着重要作用。烟道吸力的大小将直接决定最终进入焦炉的空气量,同时影响各燃烧分系统的压力分布。

脱硫脱硝装置改变了烟道吸力, 可能对焦炉加热系统产生影响。对脱硫脱硝风机存在故障时如何保证焦炉加热系统安全稳定运行进行了研究, 提出了保证焦炉安全稳定运行的措施。

随着环保标准越来越严格, 焦化厂烟气脱硫脱硝的非常重要。为了达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的排放限值, 减少SO2和NOx的排放, 需要对焦炉排放的烟气进行处理。焦炉烟气脱硫脱硝装置成为焦化厂必不可少的装置。焦炉烟气脱硫脱硝装置调试过程中出现了焦炉加热系统不稳定的问题, 给生产带来安全隐患, 所以要进行深入研究, 以保证焦炉加热系统与烟气脱硫脱硝装置安全稳定运行。

1 焦炉加热系统稳定的意义

稳定良好的加热制度可以保证焦炉稳产、低耗和长寿。焦炉加热是受多种因素影响的复杂过程, 焦炉操作、装煤量、装煤水分、煤气温度和组成、大气温度等都会影响焦饼成熟的均匀性。加热用煤气和空气的稳定配比对加热制度也至关重要, 稳定的烟道吸力是煤气充分燃烧和避免中毒爆炸的必要条件。焦炉烟气脱硫脱硝装置运行后, 焦炉烟道吸力由烟囱改为风机提供, 所以必须研究脱硫脱硝风机存在故障时对焦炉加热系统的影响。

2 脱硫脱硝运行的重点关注问题

从可研阶段开始, 通常主要关注脱硫脱硝技术的工艺原理、脱除效率、副产物及成本投资等情况。

在工艺方案的优化和焦炉加热系统所需的吸力切换速度方面还有待改进, 选择了SDS干法脱硫技术和焦炉烟道闸板插入方式。

3 脱硫脱硝对焦炉加热系统的影响

脱硫脱硝装置正常运行时要对全部烟气进行处理, 当脱硫脱硝装置的增压风机突然停止运行, 烟道吸力会发生巨大波动, 直接影响焦炉加热系统的安全, 故进行了停风机试验。

3.1试验前准备

1) 确认焦炉停止加热, 交换机在中间位置, 确认高炉煤气和焦炉煤气交换旋塞在关闭状态。

2) 脱硫脱硝热风炉处于停止运行状态。

3.2试验步骤

1) 将机焦侧总烟道闸板全关。

2) 控制脱硫脱硝风机急停。

3) 确认打开机焦侧总烟道闸板。

4) 观察记录机焦侧分烟道吸力、脱硫脱硝除尘器前风机风量及压力。

3.4分析

3.4.1脱硫脱硝装置风量情况

风机突然停止运行后存在惯性, 脱硫脱硝装置风量缓慢下降, 约6min后风机风量降到0m3/h。

3.4.2焦炉机焦侧吸力变化情况

风机突然停止运行后, 机焦侧吸力迅速下降, 5s内机侧吸力由260Pa降至148Pa, 焦侧吸力由280Pa降至138Pa, 3min后逐渐恢复正常吸力。

3.4.3蓄热室顶部吸力变化情况

风机突然停止运行后, 蓄热室顶部吸力迅速下降, 5s后出现正压情况。由于停风机时机焦侧分烟道调节翻板接近关闭位置, 自动调节缓慢, 约需3min翻板才能开到正常位置。

3.4.4其他情况

1) 风机突然停止运行后, 烟道旁路闸板阀连锁能迅速动作, 并且2s能完全打开。

2)6m焦炉交换机关门落砣的最快时间为11.5s, 7m焦炉交换机关闭交换旋塞的最快时间为8s, 所以当脱硫脱硝风机停止后, 交换机连锁停止加热过程中, 蓄热室极有可能出现煤气泄漏, 存在中毒爆炸的安全隐患。

3) 焦炉机焦侧吸力逐渐恢复正常是受调节翻板角度影响, 当翻板开到45%左右吸力恢复到正常值。

4) 烟道旁路闸板不能盲目关闭, 必须充分考虑分烟道的吸力情况。

4 采取的措施

1) 脱硫脱硝风机与焦炉交换机必须实现连锁, 当风机停止运行后, 交换机系统连锁关门, 切断煤气。

2) 脱硫脱硝风机运行负荷按照不影响原有机焦侧分烟道吸力调节翻板开度来控制系统风量。正常生产运行时, 保持机焦侧分烟道吸力调节翻板开度为50%~60%, 确保调节机的调节空间。

3) 将焦炉机焦侧分烟道翻板关闭位置调整到45%开度处, 在脱硫脱硝装置突发故障时,保证加热系统吸力。

4) 研究完善焦炉机焦侧自动调节机的功能, 使调节更灵敏, 在脱硫脱硝装置突发故障导致吸力急剧波动时, 翻板快速动作, 有效恢复正常吸力, 确保安全。

5 结语

焦炉烟气脱硫脱硝装置改变了焦炉加热系统吸力的方式, 必须要关注焦炉加热系统的安全性和稳定性, 充分考虑故障状态时的安全隐患, 采取合理控制措施, 将其与焦炉加热系统紧密联系起来, 实现两个工序的稳定运行, 避免焦炉加热系统煤气泄漏, 防止发生煤气中毒和着火爆炸的事故。在设计焦炉烟气脱硫脱硝装置和管理其运行的过程中应充分关注此问题。

原创：郁峰

来源：冶金焦化