7m焦爐煙氣脫硫脫硝開工操作改進
摘要：主要介紹(shao)鲅魚(yu)圈煉焦(jiao)(jiao)部7m焦(jiao)(jiao)爐煙氣脫硫脫硝系統(tong)開(kai)工運(yun)行(xing)的(de)實踐經驗，在保(bao)障(zhang)焦(jiao)(jiao)爐安全(quan)運(yun)行(xing)的(de)基(ji)礎上，達到快速(su)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)脫硫脫硝系統(tong)的(de)目(mu)的(de)，效果(guo)明顯，具有可推廣及借鑒意義。
焦(jiao)化(hua)行(xing)(xing)業(ye)(ye)煉焦(jiao)生(sheng)產是采用高爐煤氣(qi)或焦(jiao)爐煤氣(qi)加(jia)熱(re)將煤煉制成焦(jiao)炭的(de)過(guo)程(cheng)，此過(guo)程(cheng)加(jia)熱(re)煤氣(qi)燃(ran)燒產生(sheng)的(de)廢氣(qi)中(zhong)含有二(er)氧化(hua)硫、氮氧化(hua)物、顆粒(li)物等主要(yao)污染物，直(zhi)接排入大氣(qi)污染環(huan)境。在環(huan)保形勢日益嚴(yan)峻的(de)情況下(xia)，焦(jiao)化(hua)行(xing)(xing)業(ye)(ye)從源(yuan)頭、過(guo)程(cheng)及末端全過(guo)程(cheng)綜合考慮，陸續實施各類環(huan)保項(xiang)目，以(yi)滿足GB16171-2012(煉焦(jiao)化(hua)學工業(ye)(ye)污染物排放(fang)標準》的(de)排放(fang)要(yao)求。
1工藝簡介
鞍鋼鲅(ba)魚圈煉(lian)焦(jiao)部現有4座7 m焦(jiao)爐(lu)，每2座焦(jiao)爐(lu)共用1座廢(fei)氣(qi)煙囪,通(tong)過采用煤(mei)氣(qi)精脫(tuo)硫、焦(jiao)爐(lu)熱(re)修維(wei)護等(deng)控制手段，廢(fei)氣(qi)中(zhong)(zhong)二氧(yang)化(hua)硫、氮氧(yang)化(hua)物排放(fang)均(jun)能達到(dao)當(dang)地排放(fang)標(biao)準(zhun)，但由于鲅(ba)魚圈地處(chu)渤(bo)海灣,地理位(wei)置特(te)殊，煉(lian)焦(jiao)部從長(chang)遠考(kao)慮，組織(zhi)實施廢(fei)氣(qi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)項目，以期達到(dao)《煉(lian)焦(jiao)化(hua)學工業(ye)污染物排放(fang)標(biao)準(zhun)》中(zhong)(zhong)表(biao)6特(te)別排放(fang)標(biao)準(zhun)，解決焦(jiao)爐(lu)廢(fei)氣(qi)環保問題。
未增加(jia)煙道(dao)廢(fei)(fei)氣(qi)脫硫(liu)脫硝系統時，焦(jiao)爐(lu)燃燒(shao)產生的(de)廢(fei)(fei)氣(qi)由焦(jiao)爐(lu)兩側分煙道(dao)匯總(zong)到(dao)總(zong)煙道(dao)，經總(zong)煙道(dao)由煙囪(cong)(cong)排(pai)出(chu)。由于焦(jiao)爐(lu)廢(fei)(fei)氣(qi)流動的(de)動力(li)來源于煙囪(cong)(cong)內熱(re)廢(fei)(fei)氣(qi)的(de)浮力(li)，其大小取決(jue)于煙囪(cong)(cong)高(gao)度(du)(du)和熱(re)廢(fei)(fei)氣(qi)的(de)密度(du)(du),2座(zuo)焦(jiao)爐(lu)共用1座(zuo)廢(fei)(fei)氣(qi)煙囪(cong)(cong)時，相互(hu)之間(jian)的(de)影響很小，可以忽略不計。
增加(jia)煙(yan)(yan)道廢氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)系統后,在總煙(yan)(yan)道上開2個(ge)口(kou)(kou)，1個(ge)作為取(qu)氣口(kou)(kou)，1個(ge)作為回氣口(kou)(kou)，2個(ge)口(kou)(kou)中間設置(zhi)插板閥(fa)，用于隔斷煙(yan)(yan)囪(cong)與煙(yan)(yan)道,用循環(huan)風(feng)機將煙(yan)(yan)道廢氣從(cong)總煙(yan)(yan)道取(qu)氣口(kou)(kou)引出，經(jing)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝(xiao)(xiao)后再經(jing)回氣口(kou)(kou)進入焦爐煙(yan)(yan)囪(cong)排出，如(ru)圖1所示。焦爐廢氣流動(dong)的動(dong)力由循環(huan)風(feng)機提(ti)供(gong)，其大小取(qu)決(jue)于循環(huan)風(feng)機的頻率。
2開工操作及存在的問題
2.1脫硫脫硝開工操作
鲅魚圈煉焦(jiao)部脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝系統(tong)于2019年1月(yue)開(kai)(kai)工運行，在(zai)(zai)運行前(qian)，煉焦(jiao)部與煉焦(jiao)總廠進行了(le)技術交流，煉焦(jiao)總廠采取(qu)在(zai)(zai)焦(jiao)爐不停(ting)產狀態下運行脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝除(chu)塵(chen)風(feng)機，之后(hou)(hou)關(guan)閉插板閥將煙氣(qi)全(quan)(quan)部切(qie)換到脫(tuo)(tuo)焦(jiao)爐共用1座煙囪(cong)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝風(feng)機出(chu)口(kou)煙氣(qi)會從(cong)未完全(quan)(quan)關(guan)閉的插板閥處返回進氣(qi)口(kou)，造成煙氣(qi)短路、焦(jiao)爐吸(xi)力(li)不足的問題(ti)(ti)，存在(zai)(zai)煤氣(qi)不完全(quan)(quan)燃燒進入煙道(dao)的安全(quan)(quan)風(feng)險。針對(dui)此問題(ti)(ti)，為了(le)確保系統(tong)的安全(quan)(quan)運行，煉焦(jiao)部結合開(kai)(kai)工操(cao)作的實際要求，重新制(zhi)定開(kai)(kai)工操(cao)作步驟，采取(qu)焦(jiao)爐停(ting)止加熱(re)后(hou)(hou)啟動脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝風(feng)機的方(fang)案，從(cong)根(gen)本上杜絕了(le)焦(jiao)爐吸(xi)力(li)波動的風(feng)險，消除(chu)了(le)安全(quan)(quan)隱患。具體(ti)操(cao)作步驟如下。
(1) 現場確認脫(tuo)硫脫(tuo)硝系統各設(she)備(bei)具備(bei)開工(gong)運行(xing)條件。
(2) 相對(dui)應的焦爐停止(zhi)加熱(re)。
(3) 脫硫脫硝系統將出(chu)入口電動蝶閥開啟到全(quan)開位置。
(4) 插板(ban)閥下落到(dao)距離完全關(guan)閉約200 mm位置。
(5) 啟動循(xun)環風機，并逐漸增加風機負荷(注意觀察煙(yan)道吸力，根據實際每次(ci)增加5 Hz左右，每調整1次(ci)穩定(ding)3~5 min)。
(6) 待分煙(yan)道吸力達到(dao)120 Pa以上時將插板(ban)閥全(quan)(quan)部關閉(插板(ban)閥全(quan)(quan)部下落后(hou)吸力會有所降低)。
(刀(dao)將焦(jiao)爐機焦(jiao)側加熱(re)煤氣使用量減小到最低用量(保證煤氣管道末端壓(ya)力，能(neng)夠達(da)到開門條件)。
(8) 觀察分煙道吸力(li)，達到正常加(jia)熱所需吸力(li)時(shi)(配合最小煤(mei)氣用量，確定為150 Pa)組織焦爐恢復加(jia)熱。
(9) 2座焦(jiao)爐恢復正常加熱后，調整入口電動蝶閥開度，使2座焦(jiao)爐分煙道吸力(li)翻板位置基本一致(zhi)。
(10) 根據分煙道吸力(li)翻板(ban)(ban)開度(du)位置優化調(diao)整(zheng)風機負荷，使翻板(ban)(ban)開度(du)處于中間調(diao)節(jie)比較靈敏的位置即可。
(11) 根據(ju)吸力將(jiang)加熱用(yong)煤氣使用(yong)量恢復(fu)到正常(chang)生(sheng)產(chan)用(yong)量。
2.2存在的問題
采用(yong)上述開工方案進行操作，焦爐(lu)煙道吸力穩定(ding)(ding)，且(qie)整(zheng)個焦爐(lu)停止(zhi)加熱時間僅需(xu)10 min左右(you)，有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)效果。該(gai)操作步(bu)驟存在的(de)弊端是(shi)在焦爐(lu)恢(hui)(hui)復加熱初期煤氣用(yong)量不能及時恢(hui)(hui)復正常，主要是(shi)因為脫硫脫硝各設(she)備溫度(du)較低，造成煙氣出口溫度(du)偏低,煙囪吸力不足，此過(guo)程需(xu)要持續(xu)1~2 h,對焦爐(lu)的(de)正常加熱有(you)一(yi)定(ding)(ding)影響,對焦爐(lu)溫度(du)的(de)影響在10~20 °C左右(you)。
3開工操作改進
經分析研究，制(zhi)約焦爐脫(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)硝系統(tong)開(kai)工的問題主(zhu)要有：出入口前期的短路問題和(he)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)硝設備預熱造成的吸(xi)力(li)不足。2019年5月煉焦部重新(xin)制(zhi)定脫(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)硝開(kai)工操(cao)作(zuo)方案，總體思(si)路是(shi)先(xian)利用風(feng)機低負荷狀態取部分煙道氣對(dui)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)硝系統(tong)進行預熱,待脫(tuo)(tuo)(tuo)硫脫(tuo)(tuo)(tuo)硝系統(tong)出口煙氣溫度(du)達到150 °C以上(shang)后(hou)，再對(dui)煙氣進行切換作(zuo)業，具體操(cao)作(zuo)步驟如下(以圖(tu)1為例)。
(1) 現場確認脫硫脫硝系統各(ge)設備(bei)具備(bei)開工運行(xing)條件。
(2) 脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)系統(tong)將出入口電動蝶閥開啟到全開位(wei)置。
(3) 啟動(dong)脫硫(liu)脫硝(xiao)循環(huan)風機(ji)，增(zeng)加其(qi)負(fu)荷(he)達(da)(da)到20 Hz左右(正常情況下(xia)應(ying)是(shi)45 Hz)，該狀態(tai)需要(yao)運行約1 h，脫硫(liu)脫硝(xiao)系統出口煙(yan)氣溫度(du)可達(da)(da)到150 °C以上。
(4) 脫硫(liu)脫硝出口煙氣管道(dao)所在的焦爐(如圖1中3#焦爐)停止(zhi)加熱，并將其(qi)對(dui)應的插板閥(fa)全部下落到(dao)位。
(5) 增加脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝(xiao)循環風機的(de)負荷，可逐步調整到正(zheng)常運行狀態(tai)45 Hz。
(6) 停止加(jia)熱的焦(jiao)爐(lu)恢(hui)復正常加(jia)熱，同(tong)時將另一座焦(jiao)爐(lu)(如圖(tu)1中4#焦(jiao)爐(lu))的插(cha)板閥全部下落(luo)到位。
(7) 調(diao)(diao)整風機(ji)負荷及脫硫脫硝入(ru)口(kou)電(dian)動蝶閥開度，使(shi)2座焦爐分煙道吸力(li)翻板位置基本一致且處于中間調(diao)(diao)節比較靈敏的位置即可。
改進后的操作方案中(zhong)，第3步由(you)于(yu)風機負荷較(jiao)小,對(dui)焦爐的吸力基本沒有影響，大部(bu)(bu)分煙(yan)(yan)氣仍會(hui)從原通道(dao)由(you)煙(yan)(yan)囪(cong)排出，小部(bu)(bu)分煙(yan)(yan)氣被抽入(ru)脫硫脫硝系(xi)統對(dui)系(xi)統設備進行預(yu)熱，該部(bu)(bu)分煙(yan)(yan)氣預(yu)熱后溫度偏低，匯總到(dao)原煙(yan)(yan)道(dao)不會(hui)對(dui)整體煙(yan)(yan)氣溫度造成(cheng)大的影響，既達到(dao)了(le)預(yu)熱設備的目的，又不影響焦爐吸力。
第(di)(di)4步1座焦(jiao)爐(lu)(lu)停止加熱(re)后(hou),另一座焦(jiao)爐(lu)(lu)會有更多的煙氣進入脫硫脫硝(xiao)系統,既(ji)(ji)不(bu)影響吸力，也不(bu)影響設備預熱(re)。第(di)(di)5步到第(di)(di)6步僅需不(bu)到1 min,所以焦(jiao)爐(lu)(lu)總停止加熱(re)時間不(bu)會超(chao)過5 min，且在焦(jiao)爐(lu)(lu)恢復加熱(re)后(hou)直接加熱(re)煤氣用量不(bu)受影響，故對(dui)焦(jiao)爐(lu)(lu)加熱(re)的影響微乎(hu)其(qi)微。由于第(di)(di)4步已(yi)經(jing)將插(cha)板(ban)閥全部下落(luo)口位置較遠，不(bu)存在短(duan)路問題,既(ji)(ji)保證(zheng)了(le)焦(jiao)爐(lu)(lu)溫度，又消(xiao)除了(le)安全隱患。
4改進效果
通過(guo)對焦(jiao)爐(lu)煙(yan)氣脫硫脫硝系統開工方案的完善,在 2019年5月進行了(le)現場操作試驗(yan),焦(jiao)爐(lu)停止加熱時間僅4min左右，焦(jiao)爐(lu)溫度(du)基本不受影響(xiang)，焦(jiao)爐(lu)煙(yan)吸(xi)力也不存在突(tu)然(ran)變(bian)小的問(wen)題，改進效(xiao)果比較明(ming)顯,達到了(le)既(ji)兼顧焦(jiao)爐(lu)運(yun)行的安全問(wen)題，又不影響(xiang)焦(jiao)爐(lu)正常加熱及生產的目的。
5結論
利用脫(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)硝(xiao)低負(fu)荷時部分煙氣(qi)對設備進(jin)行預熱,再根(gen)據(ju)煙氣(qi)入口與出口之(zhi)間距離(li)的(de)不同(tong)(tong)對2座焦爐插板閥的(de)操(cao)(cao)作(zuo)區別(bie)對待(dai)，可實(shi)現脫(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)硝(xiao)系統與焦爐生(sheng)(sheng)產之(zhi)間的(de)安全穩定。由于各企業關注(zhu)的(de)重點不同(tong)(tong),脫(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)硝(xiao)的(de)工藝不同(tong)(tong)，脫(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)硝(xiao)系統的(de)開(kai)工運行操(cao)(cao)作(zuo)會(hui)有所區別(bie)，但焦爐本體(ti)的(de)安全均不容忽視(shi)，應在兼顧安全運行的(de)前(qian)提(ti)下(xia)優(you)化操(cao)(cao)作(zuo)，降(jiang)低對生(sheng)(sheng)產運行的(de)影響(xiang)。
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