一种顶装式焦炉首次装煤方法

技术领域

本发明涉及焦炉装煤技术领域，特别是涉及一种顶装式焦炉首次装煤方法。

背景技术

焦炉烘炉结束后就要对炭化室进行装煤作业，行业里习惯将本次装煤作业称为首次装煤。传统的方法是先按既定的炭化室装煤后，利用装煤后产生的荒煤气赶空气的方式。既首次装煤后，利用炭化室内产生的荒煤气依次将上升管、集气管、吸气管、煤气净化系统内的空气置换完毕，经化验分析合格后，开启煤气鼓风机，形成煤气系统循环。

该方法弊端较大，一是荒煤气直接与空气接触，极易形成爆炸性混合气体，存在较大的安全隐患；二是荒煤气置换空气的过程中需将上升管盖和集气管放散长时间打开，荒煤气会直接排入大气，一方面对环境造成污染，另一方面造成荒煤气的浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种顶装式焦炉首次装煤方法，其通过提前将煤气系统置换为氮气环境，利用煤气鼓风机及配套的大循环管线，控制焦炉集气管压力维持在稳定状态，再进行首次装煤作业，炭化室装煤后，可直接将产生的煤气引入煤气系统，避免了荒煤气放散及荒煤气置换空气的过程，可以有效减少大型焦炉首次装煤时跑烟冒火问题，同时也可有效保障装煤时产生的荒煤气安全导入煤气净化系统，进行有效的产品回收。

本发明采用的技术方案是：

一种顶装式焦炉首次装煤方法，包括如下步骤：

S1.氮气置换

将荒煤气途径的集气管件上的隔离阀、鼓风机出口阀门、煤气放散阀门均关闭状态，其余沿途管线阀门及需通过煤气的设备阀门处于打开状态，使用氮气对荒煤气途径的工艺管线和设备进行全面气体置换；

S2.系统查漏

继续向系统内充氮气，对系统进行装煤前的查漏，确保系统的气密性；

S3.启动鼓风机

系统查漏完成后启动煤气鼓风机，然后缓慢打开煤气鼓风机出口阀以及煤气大循环阀门，通过调节煤气鼓风机出口阀、煤气大循环阀门及鼓风机转速，使集气管处压力维持在100-200Pa；

S4.装煤作业

待系统压力稳定后，焦炉开始装煤作业。

进一步地，步骤S1中所述的荒煤气途径的工艺管线和设备包括：

通过管路依次连通设置的焦炉炭化室-上升管件-桥管-集气管件-吸气管件-气液分离器-初冷器-电捕焦油器-煤气鼓风机-预冷塔-脱硫再生一体塔-喷淋式饱和器-终冷器-洗苯塔-气柜；

其中，预冷塔与初冷器之间设有煤气大循环管线，并在煤气大循环管线上设置有循环调节阀；

其中，上升管件设有水封盖；

其中，桥管与集气管件之间设有隔离翻板阀和压力单调阀；

其中，煤气鼓风机与预冷塔之间设有出口阀；

其中，洗苯塔与气柜之间设有入口阀和煤气放散阀。

进一步地，步骤S1中，氮气置换分两段进行，第一段为集气管件的隔离阀后、至煤气鼓风机的出口阀前，第二段为煤气鼓风机的出口阀后、至煤气放散阀前。

进一步地，步骤S1中，置换完成后，在具有代表性的位置集气管件、鼓风机、脱硫塔、饱和器、和洗苯塔位置进行采样分析，确保氧含量低于0.5％，可燃气体低于0.2％。

进一步地，步骤S2中，使用肥皂水对系统进行装煤前的查漏。

进一步地，步骤S3中，在鼓风机出口阀打开后，整个煤气管线压力会随之波动，在操作时可以通过向系统充氮或打开对空阀门控制系统内压力，以确保系统内为氮气正压环境。

进一步地，步骤S4中，进行装煤作业时，采用从两端向中间的方式，以便于将集气管件中的氮气驱赶干净。

进一步地，步骤S4中，进行装煤作业时，包括以下具体步骤：

当装煤车到达指定炉号并对位完毕后，打开上升管件的水封盖，将烘炉时安装在上升管件根部的隔热板去除，确保炭化室与上升管件、桥管保持通畅，之后开始进行装煤作业；

装煤口下煤后，焦炉炭化室内压力会很快升高，产生大量荒煤气，当上升管盖处有荒煤气冒出后，缓慢打开集气管件的隔离阀和压力单调阀，使炭化室与集气管件连通，通过控制系统管路阀门以及调节煤气鼓风机转速和大循环调节阀的开度，控制集气管压力维持在0-100Pa左右，关闭上升管件的水封盖，将荒煤气导入集气管件内，至此该炉号装煤完成；

如此循环，依次完成其余炉号的装煤工作。

进一步地，步骤S4中，焦炉炭化室采用单孔炭化室，装煤量不超过设计值的80％。

进一步地，步骤S4中，当荒煤气导入集气管件后，可以适当开启煤气放散阀，以使煤气鼓风的压力稳定在4000-10000Pa。

本发明的有益效果如下：

1、本申请提供的装煤方法，利用氮气将工艺管线和设备进行全面气体置换，再通过煤气鼓风机及配套的大循环管线在煤气净化系统内形成纯氮气循环环境，将传统煤气赶空气的形式改为煤气直接导入集气管件和鼓风机系统，从根本上解决了煤气与空气在煤气净化系统混合的可能性，极大提高了整个装煤操作的安全性；

2、本申请提供的装煤方法，利用煤气鼓风机及配套的大循环管线，合理控制焦炉集气管的压力维持在稳定的状态，可以快速、有效的将装煤产生的荒煤气导入集气管内，无需打开上升管水封盖，相比传统装煤方法，可有效降低装煤过程中上升管荒煤气的逸散量，此外，当荒煤气进入集气管后，利用煤气鼓风机的变频调节和大循环管线调节阀的调节，严格控制集气管的压力维持在稳定范围内，可有效降低装煤过程中集气管放散点火装置荒煤气的逸散量，并通过将荒煤气引入煤气净化系统，有效回收荒煤气中的有用组分，达到节能环保的效果。

附图说明

图1为本发明的实施例中的工艺流程框图。

附图标记说明：隔离翻板阀1、压力单调阀2、风机出口阀3、气柜入口阀4、煤气放散阀5、循环调节阀6。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将通过实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但本发明可以以多种不同形式来实现，并不只限于本文所描述的实施例。凡是对本发明技术方案进行修改或同等替换，而没有创造性的成果所得到的的其他实施方案，均在本发明的保护范围之中。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。

本发明实施例中揭露的数值是近似值，并非确定值。在误差或实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

如图1所示，本实施例提供的顶装式焦炉首次装煤方法，包括如下步骤：

S1.氮气置换

使用氮气对荒煤气途径的工艺管线和设备进行全面置换。氮气置换工作分两段进行，第一段为集气管隔离阀后至煤气鼓风机出口阀前，第二段为煤气鼓风机出口阀后至煤气大放散阀前；置换完成后，在具有代表性的位置(如集气管、鼓风机、脱硫塔、饱和器、洗苯塔等)进行采样分析，确保氧含量低于0.5％，可燃气体低于0.2％，需特别注意在此期间集气管所有隔离阀、鼓风机出口阀门、煤气放散阀门均处于关闭状态，其余沿途管线阀门及需通过煤气的设备阀门处于打开状态；

其中，所述的荒煤气途径的工艺管线和设备包括：

通过管路依次连通设置的焦炉炭化室-上升管件-桥管-集气管件-吸气管件-气液分离器-初冷器-电捕焦油器-煤气鼓风机-预冷塔-脱硫再生一体塔-喷淋式饱和器-终冷器-洗苯塔-气柜；

其中，预冷塔与初冷器之间设有煤气大循环管线，并在煤气大循环管线上设置有循环调节阀；

其中，上升管件设有水封盖；

其中，桥管与集气管件之间设有隔离翻板阀和压力单调阀；

其中，煤气鼓风机与预冷塔之间设有出口阀；

其中，洗苯塔与气柜之间设有入口阀和煤气放散阀；

S2.系统查漏

继续向系统内充氮气，使用肥皂水对系统进行装煤前的最后一次查漏，确保系统的气密性；

S3.启动鼓风机

系统查漏完成后启动煤气鼓风机，然后缓慢打开煤气鼓风机出口阀以及煤气大循环阀门，通过调节煤气鼓风机出口阀、煤气大循环阀门及鼓风机转速(变频调节)，确保集气管处压力维持在100-200Pa，待系统压力稳定后，开始装煤作业；

需要注意的是，在鼓风机启动后，尤其是鼓风机出口阀打开后，整个煤气管线压力会随之波动，在操作时一定要精心，必要时可通过向系统充氮或打开对空阀门控制系统内压力，但是必须确保系统内为氮气正压环境；

S4.装煤作业

待系统压力稳定后，焦炉开始装煤作业；

进行装煤作业时，包括以下具体步骤：

根据装煤方案确定的装煤顺序，进行装煤作业，本实施例具体采用采用从两端向中间的装煤方式，也就是从边炉开始，以便于将集气管中的氮气驱赶干净，当装煤车到达指定炉号并对位完毕后，打开上升管件的水封盖，将烘炉时安装在上升管件根部的隔热板去除，确保炭化室与上升管件、桥管保持通畅，之后开始进行装煤作业；

装煤口下煤后，焦炉炭化室内压力会很快升高，产生大量荒煤气，当上升管盖处有荒煤气冒出后，缓慢打开集气管件的隔离阀和压力单调阀，使炭化室与集气管件连通，通过控制系统管路阀门以及调节煤气鼓风机转速和大循环调节阀的开度，控制集气管压力维持在0-100Pa左右，关闭上升管件的水封盖，将荒煤气导入集气管件内，至此该炉号装煤完成；

如此循环，依次完成其余炉号的装煤工作。

此处需要注意的是：

步骤S4中，焦炉炭化室采用单孔炭化室，装煤量不超过设计值的80％，装煤速度也不宜过快，应根据装煤时煤气系统的压力进行合理控制，当盖上升管水封盖后，集气管、吸气管乃至整个煤气净化系统内的压力波动会明显加剧，尤其是随着装煤炉数的增加，这种波动会更加明显，因此需要精准调控煤气鼓风机；当荒煤气导入集气管件后，可以适当开启煤气大放散阀门，维持风机后压力稳定在4000-10000Pa(该数值可根据煤气净化系统的投用范围以及后续化工装置的开工情况进行合理调整)；煤气鼓风机属于大型透平机组，在调频升速过程中需尽快通过其临界转速区域，严禁煤气鼓风机长时间在临界转速区域运转；合理利用大循环调节阀调整循环气量，确保煤气鼓风机前吸力能够满足集气管的压力需要，尤其是当煤气鼓风机通过临界转速时，应尽可能将大循坏调节阀调整为自动模式。

本实施例提供的装煤方法为无烟装煤，该方法在大型焦炉首次装煤领域为首创使用，使用该方法进行本公司-山西蔺鑫煤焦化有限责任公司的焦炉装煤使用，彻底解决了大型焦炉首次装煤时存在的安全、环保、节能方面的问题。

本申请提供的装煤方法，利用氮气将工艺管线和设备进行全面气体置换，再通过煤气鼓风机及配套的大循环管线在煤气净化系统内形成纯氮气循环环境，将传统煤气赶空气的形式改为煤气直接导入集气管件和鼓风机系统，从根本上解决了煤气与空气在煤气净化系统混合的可能性，极大提高了整个装煤操作的安全性。

本申请提供的装煤方法，利用煤气鼓风机及配套的大循环管线，合理控制焦炉集气管的压力维持在稳定的状态，可以快速、有效的将装煤产生的荒煤气导入集气管内，无需打开上升管水封盖，相比传统装煤方法，可有效降低装煤过程中上升管荒煤气的逸散量，此外，当荒煤气进入集气管后，利用煤气鼓风机的变频调节和大循环管线调节阀的调节，严格控制集气管的压力维持在稳定范围内，可有效降低装煤过程中集气管放散点火装置荒煤气的逸散量，并通过将荒煤气引入煤气净化系统，有效回收荒煤气中的有用组分，达到节能环保的效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。