1.本發(fā)明涉及煉焦技術，特別涉及一種焦爐上升管打開時冒煙的控制方法。

背景技術：

2.煉焦煤在焦爐內(nèi)干餾的過程中，揮發(fā)份不斷析出成為荒煤氣，途經(jīng)高溫耐材砌體進入橋管冷卻后匯集至集氣管內(nèi)。荒煤氣主要由多組分碳氫化合物組成，高溫狀態(tài)下裂解生成炭黑，低溫狀態(tài)下大分子組分又會冷凝析出焦油，夾雜裝煤過程中煤塵，在焦爐爐體、上升管等較粗糙的部位沉積生成石墨、次焦，積聚至一定程度，將導致推焦困難，荒煤氣導出困難。煉焦生產(chǎn)過程中石墨的生成與煉焦煤性狀、爐體結構、加熱均勻性、裝煤作業(yè)、集氣管壓力等有關，不同焦爐爐型及生產(chǎn)工藝條件下，石墨生成及積聚的速度不同，但不可避免。上升管等部位焦油析出與溫度有關，尤其是余熱回收型上升管，內(nèi)壁溫度低于400℃，就有焦油大量析出，并歷經(jīng)低溫區(qū)析出，高溫區(qū)炭化的過程，逐步形成次焦、石墨。

3.煉焦生產(chǎn)過程中，為解決石墨、次焦對正常生產(chǎn)的影響，通常采取燒除和鏟除方法。石墨、次焦燒除通常每個推焦作業(yè)前都進行，一般持續(xù)40-90分鐘，石墨鏟除通常周期性實施。無論是燒除，還是鏟除，處理爐內(nèi)及上升管內(nèi)壁石墨必須關閉與集氣管聯(lián)通的橋管水封翻板，切斷荒煤氣導出通道，并打開上升管蓋，此時產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)上升管蓋處逸散到大氣中，造成環(huán)境污染。焦爐推焦作業(yè)前上升管蓋打開時冒煙是煉焦生產(chǎn)過程中vocs無組織排放的主要來源，有效控制該過程中的冒煙可大幅度降低煉焦區(qū)域vocs排放，改善可視污染，是焦爐環(huán)境污染治理的關鍵核心技術。vocs對人類具有致癌、致傷等危害，隨著大氣環(huán)境質(zhì)量日趨嚴峻，臭氧、光化學煙霧污染問題加劇，煉焦過程中vocs無組織排放源復雜、有毒有害物質(zhì)多、排放量大，越來越受到高度關注。

4.為減少上升管蓋打開時荒煤氣逸散對周邊環(huán)境造成的影響，通常采用燃燒法去除vocs，并燒除爐頂空間及上升管內(nèi)壁附著的次焦、石墨。作業(yè)過程是：爐頂工根據(jù)出爐計劃，確認某炭化室內(nèi)焦炭成熟后，推焦作業(yè)前，關閉此炭化室與集氣管聯(lián)通的橋管水封翻板，打開上升管蓋，并打開此炭化室的1-2個加煤口爐蓋，利用熱浮力從打開的爐蓋處導入空氣燒除爐內(nèi)及上升管內(nèi)壁積聚的石墨、次焦，結焦末期產(chǎn)生的荒煤氣在爐內(nèi)及上升管蓋處燃燒后排放。該炭化室裝煤作業(yè)前，爐頂工關閉加煤口爐蓋，關閉上升管蓋，打開橋管水封翻板。推焦作業(yè)前爐頂工打開上升管蓋后至打開爐蓋導入空氣燃燒，通常有3-10分鐘的時間差。裝煤作業(yè)前爐頂工關閉加煤口爐蓋至關閉上升管蓋，通常也有3分鐘以上的時間差，尤其是采用2-1推焦串序的當前主流7米及以上大容積焦爐，為避免打開爐蓋后高溫對裝煤車的影響，時間差更是超過20分鐘以上。在上述時間差內(nèi)，爐內(nèi)沒有導入空氣，荒煤氣未經(jīng)燃燒直接逸散，造成嚴重的vocs無組織排放，可視污染非常明顯，已成為制約煉焦可持續(xù)發(fā)展的關鍵點。

技術實現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的在于提供一種焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，可有效減少焦爐

推焦作業(yè)前上升管蓋打開過程中的冒煙，減少可視污染及vocs排放，改善焦爐作業(yè)環(huán)境。

6.為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

7.一種焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，其包括：

8.1)上升管空氣導入

9.在焦爐爐頂?shù)纳仙苌闲敝靡豢諝鈱牍?，空氣導入管下端位于上升管下部，并與上升管貫通；空氣導入管上端口設置蓋板機構，其包括插板，其為平行雙板結構，其中一塊板為楔形板，另一塊板為絕熱板，楔形板用于空氣導入管切斷、絕熱板用于空氣導入口的封閉；兩電缸，其缸體分別連接所述上升管外壁，其活塞桿端部分別連接所述插板中的楔形板和絕熱板；

10.2)加煤口在線揭蓋

11.焦爐側(cè)設置加煤口在線揭蓋裝置，該加煤口在線揭蓋裝置與推焦作業(yè)控制系統(tǒng)無線通信，接收推焦作業(yè)控制系統(tǒng)指令，運行至某炭化室，通過揭蓋機構揭開某加煤口的爐蓋，也可以根據(jù)系統(tǒng)指令將揭開的爐蓋放回加煤口；且，揭蓋裝置和爐頂裝煤車聯(lián)動運行，設置安全聯(lián)鎖和防碰撞措施。

12.優(yōu)選的，所述空氣導入管內(nèi)襯絕熱材料。

13.本發(fā)明采用電動空氣導入、機械化揭蓋，與裝煤、橋管水封翻板、上升管蓋等作業(yè)聯(lián)動控制，遠程監(jiān)控，可完全替代爐頂工人工作業(yè)。本發(fā)明可實現(xiàn)不依靠裝煤車的爐頂自動揭蓋，將焦爐炭化室爐頂空間及上升管內(nèi)壁清掃保養(yǎng)工作從爐頂工和裝煤車中解放出來，整個過程全自動遠程控制，運行連貫、緊湊，既能降低焦爐爐頂作業(yè)勞動強度，提升勞動效率，又可以減少人機結合風險，既不影響焦爐正常的推焦、裝煤作業(yè)，又可避免作業(yè)過程產(chǎn)生vocs無組織排放，減輕可視污染，改善焦爐作業(yè)環(huán)境。

14.具體操作為：

15.通過焦爐爐頂輔助作業(yè)控制系統(tǒng)下達計劃，關閉相應爐號上升管水封翻板、打開上升管蓋，同時將與上升管相通的空氣導入管上的楔形板打開，使得空氣快速導入，點燃上升管蓋打開后冒出的荒煤氣；通過爐頂在線揭蓋打開相應爐號的加煤口蓋，在加煤口引入空氣點燃碳化室內(nèi)的殘余氣體，在加煤口蓋打開后，上升管空氣導入管上的楔形板關閉。

16.焦爐爐頂輔助作業(yè)控制系統(tǒng)是焦爐爐頂輔助作業(yè)的遠程控制中心，根據(jù)出爐計劃、焦炭成熟度、作業(yè)指令等自動反饋信號，實施自動控制機械化揭蓋裝置走行、揭蓋，實施某上升管空氣導入，控制某上升管蓋啟閉、橋管水封翻板啟閉，并實施相關作業(yè)信息的收集、故障收集，生成焦爐爐頂輔助作業(yè)報表。

17.1、上升管空氣導入

18.接到空氣導入指令后，電動執(zhí)行機構運行，打開楔形板，使上升管內(nèi)外聯(lián)通，在上升管熱浮力的牽引下，經(jīng)空氣導入管向上升管內(nèi)快速導入空氣，在高溫區(qū)點燃荒煤氣。為保持空氣導入的自然吸力，空氣導入管位于上升管根部。為避免空氣導入管內(nèi)焦油析出，空氣導入管內(nèi)襯絕熱材料，楔形插板為平行雙板結構，其中一塊板為楔形板，另一塊板為絕熱板，楔形板用于空氣導入管切斷、絕熱板用于空氣導入口的封閉。該爐號加煤口蓋打開后，可以自動關閉楔形板。

19.2、在線揭蓋

20.加煤口在線揭蓋裝置與推焦作業(yè)控制系統(tǒng)無線通信，接收推焦作業(yè)控制系統(tǒng)指

令，運行至某爐號，通過揭蓋機構揭開某加煤口的爐蓋，也可以根據(jù)系統(tǒng)指令將揭開的爐蓋放回加煤口；揭蓋裝置和爐頂裝煤車聯(lián)動運行，有安全聯(lián)鎖和防碰撞措施。

21.作業(yè)流程為：

22.某炭化室焦炭成熟后、推焦作業(yè)前，焦爐爐頂輔助作業(yè)系統(tǒng)下達**號上升管打開指令，順次執(zhí)行如下作業(yè)：

23.①

作業(yè)過程均由焦爐爐頂輔助作業(yè)系統(tǒng)控制，無需人工干預，爐蓋打開后，空氣導入可以關閉，也可以保持打開狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場上升管根部結石墨、次焦的狀態(tài)可調(diào)整。

24.②

揭蓋裝置可配合完成某孔炭化室打開作業(yè)后，再去打開其它的上升管，然后回來執(zhí)行某炭化室的爐蓋關閉作業(yè)，作業(yè)方式遠程控制，可人工調(diào)度，也可以預設后執(zhí)行。

25.③

某炭化室空燒時間可根據(jù)需要調(diào)整。系統(tǒng)間作業(yè)無隙銜接，可消除上升管蓋打開與加煤口爐蓋打開之間的時間差，避免上升管冒煙。

26.本發(fā)明在焦爐上升管上增設空氣導入裝置，打開上升管后立即打開空氣導入，利用上升管的熱浮力負壓抽吸空氣，在高溫區(qū)將上升管內(nèi)流經(jīng)的荒煤氣點燃，荒煤氣中vocs充分燃燒后基本消除，同時燒除上升管根部積聚的石墨、次焦。焦爐爐頂配置在線揭蓋裝置，可實現(xiàn)某炭化室某號加煤口爐蓋的開閉，從該加煤口導入空氣，燒除該加煤口及爐頂空間的石墨、次焦。兩種作業(yè)方式均遠程控制，相互間聯(lián)動運行。

27.本發(fā)明與現(xiàn)有技術的區(qū)別：

28.本發(fā)明為一種焦爐爐頂空間及上升管內(nèi)壁石墨、次焦燒除過程中有效避免荒煤氣未經(jīng)燃燒從上升管直接逸散的技術。

29.與現(xiàn)有技術相比，推焦作業(yè)前打開上升管蓋后至打開爐蓋導入空氣燃燒的時間差，以及裝煤作業(yè)前關閉加煤口爐蓋至關閉上升管蓋的時間差，均能夠嚴格受控，相關作業(yè)有序銜接，避免荒煤氣未經(jīng)燃燒直接逸散。更加優(yōu)越的是可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)空氣導入炭化室空燒石墨、次焦的時間及強度，在完成爐頂空間及上升管內(nèi)壁清掃保養(yǎng)的同時，不會因過度空燒造成的焦爐耐火砌體保護性石墨燒除，避免爐體損傷、爐墻竄漏。

30.本發(fā)明的有益效果：

31.①

本發(fā)明通過在焦爐上升管配置空氣導入裝置，與上升管聯(lián)動運行，實現(xiàn)了上升管蓋打開后快速導入空氣引燃荒煤氣，及燒除上升管根部殘余石墨、次焦的作業(yè)。

32.②

遠程或手動開閉空氣導入管平行雙板，可替代人工火落判定作業(yè)時開閉火落判定孔蓋作業(yè)。

33.③

通過在焦爐爐頂焦側(cè)平臺處安裝沿軌道運行的揭蓋裝置，與上升管聯(lián)動運行，實現(xiàn)了加煤口爐蓋自由開閉導入空氣，燒除加煤口、爐頂空間、上升管根部石墨次焦的作業(yè)。

34.④

應用本發(fā)明既可以消除爐內(nèi)石墨、次焦清除階段可能產(chǎn)生的可視污染及vocs排放，也可以實現(xiàn)上升管根部空燒、爐頂空間空燒、加煤口空燒的調(diào)整控制，避免焦爐耐材砌體過度空燒造成的耐材損傷，爐墻竄漏等問題。

附圖說明

35.圖1為本發(fā)明實施例的示意圖。

具體實施方式

36.參見圖1，本發(fā)明所述的焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，其包括：

37.1)上升管空氣導入

38.在焦爐爐頂1的上升管2上斜置一空氣導入管3，空氣導入管3下端位于上升管2下部，并與上升管2貫通；空氣導入管3上端口設置蓋板機構4，其包括插板41，其為平行雙板結構，其中一塊板為楔形板，另一塊板為絕熱板，楔形板用于空氣導入管切斷、絕熱板用于空氣導入口的封閉；兩電缸42，其缸體分別連接所述上升管外壁，其活塞桿端部分別連接所述插板中的楔形板和絕熱板；

39.2)加煤口在線揭蓋

40.焦爐側(cè)設置加煤口在線揭蓋裝置，該加煤口在線揭蓋裝置與推焦作業(yè)控制系統(tǒng)無線通信，接收推焦作業(yè)控制系統(tǒng)指令，運行至某炭化室，通過揭蓋機構揭開某加煤口的爐蓋，也可以根據(jù)系統(tǒng)指令將揭開的爐蓋放回加煤口；且，揭蓋裝置和爐頂裝煤車聯(lián)動運行，設置安全聯(lián)鎖和防碰撞措施；

41.優(yōu)選的，所述空氣導入管內(nèi)襯絕熱材料。

42.智慧煉焦的是煉焦技術發(fā)展的必然趨勢，當前爐前、爐頂作業(yè)均看到了曙光，但焦爐爐內(nèi)、上升管壁石墨清除過程中，因上升管蓋打開與人工加煤口蓋打開不同步造成的可視污染問題，是所有煉焦企業(yè)共同面臨的難題，隨著國家對vocs治理要求的不斷提高，問題將越來越突出，解決的呼聲也越來越高。本發(fā)明通過在焦爐爐頂增設可遠程控制的、空氣導入裝置、揭蓋裝置，與上升管作業(yè)聯(lián)動運行，實現(xiàn)了打開上升管蓋時荒煤氣迅速點火燃燒，以及上升管根部、爐頂空間、加煤口石墨次焦的有序燒除，消除了可視污染及vocs排放，避免了爐體損傷，是所有煉焦企業(yè)的必然選擇。技術特征：

1.一種焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，其特征是，包括：1)上升管空氣導入在焦爐爐頂?shù)纳仙苌闲敝靡豢諝鈱牍?，空氣導入管下端位于上升管下部，并與上升管貫通；空氣導入管上端口設置蓋板機構，其包括插板，其為平行雙板結構，其中一塊板為楔形板，另一塊板為絕熱板，楔形板用于空氣導入管切斷、絕熱板用于空氣導入口的封閉；兩電缸，其缸體分別連接所述上升管外壁，其活塞桿端部分別連接所述插板中的楔形板和絕熱板；2)加煤口在線揭蓋焦爐側(cè)設置加煤口在線揭蓋裝置，該加煤口在線揭蓋裝置與推焦作業(yè)控制系統(tǒng)無線通信，接收推焦作業(yè)控制系統(tǒng)指令，運行至某爐號炭化室，通過揭蓋機構揭開某加煤口的爐蓋，也可以根據(jù)系統(tǒng)指令將揭開的爐蓋放回加煤口；且，揭蓋裝置和爐頂裝煤車聯(lián)動運行，設置安全聯(lián)鎖和防碰撞措施。2.如權利要求1所述的焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，其特征是，所述空氣導入管內(nèi)襯絕熱材料。

技術總結

一種焦爐上升管打開時冒煙的控制方法，其包括：1)上升管空氣導入，在焦爐爐頂?shù)纳仙苌闲敝靡豢諝鈱牍?，空氣導入管下端位于上升管下部；空氣導入管上端口設置蓋板機構，包括插板，其為平行雙板結構，其中一塊板為楔形板，另一塊板為絕熱板，楔形板用于空氣導入管切斷、絕熱板用于空氣導入口的封閉；兩電缸，其缸體分別連接上升管外壁，其活塞桿端部分別連接楔形板、絕熱板；2)加煤口在線揭蓋，焦爐側(cè)設加煤口在線揭蓋裝置，并與推焦作業(yè)控制系統(tǒng)無線通信，接收推焦作業(yè)控制系統(tǒng)指令，運行至某爐號炭化室，通過揭蓋機構揭開某加煤口的爐蓋；且，揭蓋裝置和爐頂裝煤車聯(lián)動運行，設置安全聯(lián)鎖和防碰撞措施。聯(lián)鎖和防碰撞措施。聯(lián)鎖和防碰撞措施。

技術研發(fā)人員：劉杰 衛(wèi)福全 姜偉忠 許永躍 馬寅元

受保護的技術使用者：寶山鋼鐵股份有限公司

技術研發(fā)日：2020.06.30

技術公布日：2021/12/30