山东兖矿7.63米焦炉膨胀管理

前言:

山东兖矿焦化有限公司焦炉为7.63 m大容积焦炉, 全长18800mm, 全高7630mm, 60孔碳化室, 平均宽603mm, 周转时间25.7h。其加热方式为三段加热、废气循环、焦炉煤气下喷。焦炉炉体膨胀管理可分为烘炉期和生产运行期两个阶段。

一、烘炉炉体膨胀管理

1. 烘炉过程中首先要对纵向膨胀、横向膨胀、垂直膨胀 (高向膨胀) 三个方向的膨胀进行测量。

要实现对焦炉三个方向的膨胀测量, 则需要事先选择测量点, 在烘炉过程中测量其位移来确定炉体膨胀量, 而对炉体纵向、横向的膨胀控制, 是通过对焦炉铁件的管理来实现的。

(1) 纵向膨胀

焦炉炉组长度方向的膨胀称之为纵向膨胀, 焦炉纵向膨胀量很难直接看出, 因为焦炉组两端的抵抗墙与混凝土基础相连、在炉顶部通过纵向拉条拉紧, 因此要尽可能地使抵抗墙保持垂直状态, 但实际上是不可能的。焦炉炉组长度微小的偏差是允许的, 但要不断检查焦炉抵抗墙是否有裂纹和裂缝的状况。

整个膨胀测量的准确性取决于焦炉组延伸到的参考点的正确设置。所以参考点选择的标准是:它们在整个烘炉期内要保持不动和不因建筑工作或还要安装的部件而发生移动。即参考点的选择决不能受砌体膨胀的影响。

为测定焦炉砌体在纵向的膨胀, 山东兖矿国际焦化公司铁件热修班是在炉顶端台和炉顶间台的抵抗墙上用水泥浇注四组中心卡钉, 分别对应四个装煤孔, 并在卡钉上做出水平的切口, 涂以红漆作为标记。同时, 在砌炉工作完成后, 在1#、2#、5#、10#、15#、20#、25#、30#、35#、40#、45#、50、55#、59#、60#对应的装煤孔底座表面做了如同卡钉的标记, 用于两两之间顺序测量, 通过与原始数据的对比来测定纵向膨胀。

为检查抵抗墙的位移, 必须在抵抗墙平面上设置固定点和测量点。比较合理的办法是在焦炉炉顶间台和端台的纵拉条套筒旁焊接2组相向且合适的角钢, 横切面做切割标记后, 断面的相对位移可体现抵抗墙的位移, 在间台和端台各设三处测量点, 分别为机焦两侧和中间位置。根据在烘炉过程中测定的抵抗墙位移数量来调节纵向拉条的负荷。

(2) 横向膨胀

为防止砌体在焦炉纵向的松散, 要通过焦炉护炉铁件使砌体结为一体。为了保证砌体一体性结合, 通过弹簧和顶丝把力量从炉柱传递到下列重要的部位:炉顶的半硅砖部分、上部焦炉的硅砖部分、斜道区的硅砖部分、蓄热室的硅砖部分。炭化室长度方向的砌体膨胀和不同结构部分的位移要在机、焦侧不同高度位置进行测量。

设置七个测量平面, 在两端抵抗墙侧面各焊接7个测线架。7对支架两两对应, 每组支架自由端的长度在烘炉过程中炉柱膨胀后不能超出这一范围。同时, 整个测量线的布置要完全平行于焦炉的纵向中心线, 位于焦侧还是位于机侧各测量平面的测量线必须与水平面保持完全垂直。

用于测量宽向膨胀的测量线必须能够保证在测量过程中不降低其应力。测量线要用Φ1.5mm的钢线, 测量线要在两个支架上通过刻槽固定。每次膨胀测量之前需要进行下列工作:必须检查, 测量线是否在支架的刻槽里;检查支架范围里固定点的尺寸是否仍然还与初始尺寸保持一致。在实际操作过程中, 会出现钢线因距离过远受重力影响而下垂, 即使通过紧线器也无法让其纵向拉直, 这样一来, 即便是在搭建平台上来回走动, 钢线也会受影响出现晃动, 影响测量。处理的办法是在中间炉柱与测线架相同平面上做支架, 起到支持的作用, 但中间炉柱会因膨胀而变化, 所以每次测量前, 先将钢线脱离炉柱支点自然下垂, 测量线与炉柱的距离, 再将钢线返至支架与炉柱相同距离, 固定后, 测量数据。

第一次测量的值通常要作为常温尺寸进行记录, 同时可能要作为原始记录参考, 因此需要做的事情非常多, 并且十分重要。首先要确定合理的测量部位, 对测量的位置要用红漆或白漆油笔做好标记, 同时将确定的测量点告知所有测量人员, 保证测量数据查有所依。炉长的测量工具采用钢板尺, 测量时, 读数统一规定在钢线的外侧。

(3) 焦炉高向膨胀

焦炉基础顶板到炉顶的方向的膨胀。为自由作用, 它无须通过任何固定来保持, 为了监测膨胀过程和检查最重要构件/结构部分位移情况, 要在三个主膨胀方向上进行各种膨胀测量。

高向膨胀测量的项目有:焦炉顶部标高、炉门框标高、炭化室底部标高、炉柱底部间隙等, 由测量队用水准仪进行测定。

在1#、2#、35#、36#看火孔上;在8#和29#看火孔对应的座砖上。烘炉前进行冷态测定作为原始值。

2. 膨胀项目中的各处滑动标记

为配合烘炉膨胀检查, 便于直观地发现膨胀的状况, 需要使用油漆在焦炉的相关部位做一些滑动的标记, 主要包括:抵抗墙滚轮、钢柱地脚、废气开闭器、S12.1弹簧顶丝所在位置等。

3. 膨胀数据原始值的测量

只有知道膨胀数据原始值, 才能根据烘炉期间测定的数据计算出该温度点的膨胀值。因此, 膨胀数据原始值的测量非常重要。在测量原始值时, 必须首先检查测线架有无倾斜, 测线架上钢线的位置是否正确, 钢线是否和其他物品打架, 测量位置是否已标识, 同时尽可能安排同一个人对同一组数据进行测量, 以减小测量误差。

膨胀数据原始值的测量至少应该进行2次, 之后对2次的结果进行分析、比较, 如果误差太大, 则进行第3次的测量, 看第3次的数据和前2次的哪一次数据接近, 之后取2次数据的平均值或取任意一次的数据作为原始值。

4. 测量结果的处理

为了进行测量值的处理, 要先印制需要记录数据的表格。表格最好能反映炉体膨胀和温度的对应关系, 在图标中同时进行实际膨胀与理论膨胀的比较。

二、生产运行期间膨胀管理

当烘炉完成正常生产以后, 为保护焦炉炉体, 延长焦炉寿命, 仍需编制合理的炉体膨胀测量计划, 在投产后的第一年内, 山东兖矿国际焦化公司铁件测量班组执行每季度一次的焦炉膨胀测量计划, 测量过程中对于发现的问题及时汇总, 讨论, 通过对焦炉铁件的管理来实现焦炉合理的膨胀;投产一年后至今, 我公司铁件测量班组执行每半年一次的焦炉膨胀测量计划, 同时对比以前数据, 做好炉体膨胀管理台账。

现阶段山东兖矿国际焦化公司焦炉铁件管理及炉体膨胀管理比较到位, 炉体保护不错, 工艺生产正常运转, 焦炭及其它化工产品无论是产量还是质量都已完全达到设计要求。