Лекция 13. Эксплуатация коксовых печей

Процесс производства кокса включает следующие ос­новные технологические операции: загрузку камер коксо­вания угольной шихтой, выдачу готового кокса из печи» его тушение и сортировку, отвод прямого коксового газа из камер и обогрев печена/Указанные операции регламен­тируются правилами технической эксплуатации коксохими­ческих предприятий ПТЭ-68. В этой главе рассматриваются основные положения, относящиеся к эксплуатации печей.

1. Последовательность обслуживания печей (серийность)

В операциях по выдаче кокса из печей используются коксовыталкиватель, двересъемная машина и тушильный (коксовозный) вагон, а в загрузке печей шихтой, следующей непосредственно за выдачей кокса, — загрузочный вагон и коксовыталкиватель. Эти операции по обслуживанию пе­чей батареи, в которых заняты основные машины коксового цеха и значительная часть сменного персонала, должны осуществляться в определенной последовательности, по установленному графику.

Последовательность обслуживания печей батареи назы­вается серийностью, так как все печи батареи или блока батарей, обслуживаемых комплектом машин, разделены на несколько серий. При выборе серийности руководству­ются следующими соображениями.

1. Загрузка печи должна равномерно обогреваться с двух сторон, так как только в этом случае можно добиться получения кокса одинаковой степени готовности по всей ширине камеры.

Выше уже отмечалось, что при загрузке печи происхо­дит резкое охлаждение кладки, затем температура ее воз­растает и к концу периода коксования достигает исходного значения. Поэтому для равномерного обогрева угольной загрузки с двух сторон нужно, чтобы разность во времени, прошедшем от момента загрузки печей, смежных с обслу­живаемой в данный момент, была минимальной. Напри­мер, если сейчас должна производиться выдача кокса, а затем загрузка печи № 2, то в соседних с ней печах № 1 и 3 разность во времени, прошедшем от их загрузки до на­стоящего момента (в дальнейшем обозначается _1-3). долж­на быть минимальной. Иногда время от загрузки печи до настоящего момента отождествляют со степенью готовности кокса, в этом случае Ат 1.3 означает разность в степени готовности кокса в печах № 1 и 3.

2. Нагрузки на кладку должны быть сведены в камере печи к минимуму, что обеспечит нормальную эксплуата­цию печей в течение длительного периода времени. Эти нагрузки возникают за счет давления распирания, кото­рое постепенно нарастает и достигает максимума через 0,65—0,75 периода коксования.

Распирающие усилия, действующие на кладку со сто­роны камер (левой и правой по отношению к отопительному простенку), направлены навстречу друг другу. Большое значение .имеет величина результирующего усилия и дли­тельность его воздействия на кладку, которые различны при разных серийностях.

Нагрузка на кладку может возникнуть также в случае нарушения монолитности коксового пирога в момент его выталкивания из печи. Поэтому печи, смежные с обслужи­ваемой в данный момент (в нашем примере печи № 1 и-3), должны быть обязательно загружены. Иначе в случае давления коксового пирога на стенки камеры в момент его выталкивания (из печи № 2) кладка простенка не будет испытывать противодавления со стороны соседней, пустой камеры, что может привести к деформации простенка.

Печи, смежные с обслуживаемой в данный момент, не только должны быть загружены, но и иметь определен­ную степень готовности кокса. Если, например, в момент выдачи кокса из печи № 2 степень готовности кокса в печи № 1 велика, то в последней может появиться зазор меж­ду стенкой и коксом, и тогда, как и в предыдущем случае, не будет оказываться нужное противодавление.

Необходимо также, чтобы в момент максимального дав­ления распирания на стены печи № 2 со стороны печей № 1 и 3 оказывалось противодавление. Исследования и на­копленный опыт показали, что для этого достаточно, чтобы разность во времени, прошедшем от момента загрузки (разность в степени готовности кокса), составляла в сосед­них печах, например № 1 и 2, примерно половину периода коксования, т. е. _1-2 = /2.

3. Машины, обслуживающие коксовые печи, должны совершать минимальные пробеги, что приведет к экономии электроэнергии и увеличит эффективно используемое ма­шинами время.

4. Должно быть обеспечено равномерное распределение свежезагруженных печей по длине батареи. Это должно способствовать выравниванию состава газов в газосборнике и препятствовать охлаждению кладки на одном конце бата­реи при одновременной аккумуляции тепла на другом.

5. Желательно, чтобы избранная серийность обеспечи­вала возможность совмещения операций по обслуживанию печей на углезагрузочном вагоне и коксовыталкивателе.

6. При избранной серийности не должны ухудшаться условия труда обслуживающего персонала.

Серийность обозначается двумя цифрами. Рассмотрим серийность в общем виде, обозначив ее двумя буквами т— п. Буква т обозначает интервал между обслуживае­мыми печами в одной серии. Исходя из этого т равно числу серий, следовательно, и числу заездов машин за период коксования. Буква п означает интервал между печами двух соседних серий.

В общем виде серийность может быть представлена сле­дующим образом таб. 1.

Теоретически число возможных серийностей равно квадра­ту числа печей в батарее. Однако удовлетворяет рассмотрен­ным выше требованиям лишь несколько. В СССР применя­ются серийности «9—2», «5—2» и «2—1».

Расчетный анализ серийностей с различным значением п показал, что наименьшая разность в степени готовности кокса в печах, смежных с обслуживаемой в данный момент, _1-3 получается при п = 2.

Наиболее распространена на коксохимических заводах России серийность «9—2».

Для удобства при серийности «9—2» из нумерации исклю­чены номера печей, заканчивающиеся на нуль. При этом серия получает название по первой печи серии. Для батареи из 65 печей серийность «9—2» представится в следующем виде

Разность в степени готовности кокса в печах, смежных и обслуживаемой, _1-3 при п = 2 примерно равна затрате времени на обслуживание печей одной серии: _1-3=/m, где  — оборот печей. При серийности «9—2» _1-3 состав­ляет примерно 1,7 ч, а степень готовности кокса в печах, смежных с обслуживаемой, _1-2 = (6— 9) ч.

Увеличение т приводит к уменьшению _1-3, но при этом увеличиваются пробеги машин и, кроме того, возрастает отклонение степени готовности кокса в смежных печах от половины периода коксования. Поэтому нецелесообразно увеличивать т сверх девяти. Уменьшение же числа серий т приводит к увеличению _1-3, что нежелательно.

Иногда возникает потребность сократить пробег машин и совместить во времени выполняемые ими операции. На­пример, при обслуживании одним комплектом двух батарей по 35—55 печей загрузка всех машин возрастает (кроме ту­шильного вагона, который, как правило, всегда обслу­живает две батареи), и наиболее загруженной машиной оказывается коксовыталкиватель. При этом переходят на серийность «5—2».

В рассматриваемом случае при установке на машинной стороне двери в печи, из которой только что выдан кокс (например, № 6), можно одновременно, не переезжая, пла­нировать шихту в предшествующей печи (в данном случае № 1). Это обстоятельство, а также сокращение числа серий приводят к уменьшению общего пробега примерно в два раза. Однако при этой серийности _1-3 возрастает пример­но до 3—3,5 ч, а _1-2 а составляет только 5—7 ч. При боль­шом значении _1-3 может нарушиться равномерность обо­грева и возникнут односторонние нагрузки на стены ка­меры.

Большой интерес представляет серийность «2—1», при которой в одну серию входят все нечетные печи батареи, в другую — все четные:

К преимуществам этой серийности относится то, что _1-2 равно половине периода коксования, а _1-3 — времени, не­обходимому для обслуживания одной печи, т. е. 10—12 мин. При ее использовании значительно сокращается пробег машин как за счет уменьшения числа серий и, следователь­но, холостых пробегов между сериями, так и за счет совме­щения операций: на углезагрузочном вагоне можно со­вместить загрузку одной печи с чисткой стояков в следую­щей за ней, а на коксовыталкивателе — выдачу кокса из одной печи и планирование шихты в предыдущей.

Применение серийности «2—1» сдерживается главным образом потому, что при ее использовании ухудшаются условия труда на верху батареи, что объясняется близким расположением друг к другу печей, обслуживаемых одна вслед за другой. Учитывая это обстоятельство, серийность «2—1» рекомендована лишь для современных батарей, на которых внедрена бездымная загрузка печей и высок уро­вень механизации операций на верху батареи.