Загрузка печей

Угольная шихта поступает из углеподготовительного цеха в верхнюю часть угольной башни, вместимость кото­рой позволяет обеспечить бесперебойную подачу шихты в течени; 14—16 ч и более. Угольная башня состоит из не­скольких самостоятельных секций (трех-четырех), каждая из которых позволяет выгружать шихту в углезагрузочный вагон через несколько рядов воронок.

При выгрузке шихты из башни должно соблюдаться чередование секций и рядов воронок. Это предотвращает задержку шихты в отдельных участках башни и способ­ствует ее усреднению. Угольная башня должна быть за­полнена шихтой по крайней мере на 2/3. Это дает возмож­ность обеспечить бесперебойную работу коксового цеха„ предотвратить сегрегацию шихты (разделение по крупности при падении) и усреднить ее.

В угольных башнях имеются пневматические устрой­ства для разрыхления шихты у стен воздухом. Предусмот­рен также обогрев затворов башни горячим воздухом или продуктами горения.

Для нормальной эксплуатации печей необходимо, чтобы количество загружаемой в каждую камеру шихты было постоянным. Если печи недогружены, снижается их про­изводительность, увеличивается объем подсводового про­странства и повышается температура в нем, увеличивается время пребывания газов и паров в этом пространстве, что вызывает усиленное протекание реакций пиролиза. Послед­ние приводят к ухудшению качества смолы (возрастает плотность, увеличивается выход пека и уменьшается выход масел, фенолов) и сырого бензола, к увеличению отложения твердого продукта этих реакций — углерода (так называе­мого графита) на своде и стенах камер коксования, в трубах и коленах стояков и даже в газосборниках и газопро­водах.

Перегруз печей также нежелателен, потому что при этом верхняя часть загрузки недостаточно прогревается и из нее получается бракованный кокс-недопал, который может в момент выдачи касаться стен и вызывать явление тугого хода коксового пирога.

В связи с этим большое значение имеет контроль количе­ства загружаемой в каждую печь шихты. Он может осуще­ствляться либо по объему, либо по массе. При контроле объема обеспечивается постоянный уровень шихты в каме­ре, однако при этом в случае изменения влажности или степени измельчения может измениться насыпная плотность шихты, а следовательно, и температура кокса к моменту его выдачи. Поэюму в данном случае загружаемую шихту необходимо периодически взвешивать. Контроль по объему легко автоматизировать. Отклонение объема от установлен­ной нормы не должно превышать 0,1 м³.

При контроле массы шихты колебания температуры кок­са перед выдачей будут меньшими, однако в этом случае может измениться уровень загрузки. Допускается, чтобы массы разовых загрузок отклонялись от установленной нормы на 100 кг. Стабильность величины загрузки оцени­вается при помощи коэффициента загрузки, определяемого по формуле

где n_c— количество печей, загруженных в данной смене;

— количество печей в смене, загруженных с отклонением от установленной нормы, превышающим ±100 кг.

Величину загрузки контролируют с помощью массоизмерительных устройств на углезагрузочном вагоне или на платформе под угольной башней.

Норма загрузки для печей устанавливается такой, чтобы после планирования шихты высота подсводового про­странства в камере составляла 300 мм. Неправильно про­веденное планирование может привести к излишнему уплот­нению верхнего слоя шихты на коксовой стороне, забиванию газоотводящих и загрузочных люков, появлению скосов щихты у дверей, увеличению количества выгребаемой шихты при обратном ходе штанги, недогрузу печей. Высота под­сводового пространства печей после загрузки камеры пе­риодически проверяется. Временем загрузки печи считается точно фиксируемое время подачи в печь планирной штанги.

Большое значение имеет распределение шихты по бун­керам углезагрузочного вагона. Оно зависит от конусности камеры, количества загрузочных люков, расстояния между ними и порядка планирования шихты. При трех люках распределение шихты по бункерам составляет, %: 20 через средний люк и 80 — через крайние.

Шихта из бункеров вагона выгружается в камеру в оп­ределенной последовательности, которая определяется про­должительностью загрузки, условиями отсасывания газов и количеством выгребаемой при планировании шихты. Чаще всего вначале выгружается бункер коксовой сторо­ны (№ 3), затем бункер машинной стороны (№1) и лишь после их опорожнения средний (№2), причем одновремен­но с подачей шихты из последнего производится планиро­вание ее в камере. Вместимость бункера коксовой стороны на 10—20% больше вместимости бункера машинной сто­роны.

Если во время загрузки не принимать специальных мер, то заполнявший пустую камеру воздух в смеси с образую­щимися у стен газами вытесняется в атмосферу. Смесь га­зов увлекает с собой значительное количество угольной пыли. Исследования показали, что при загрузке каждой камеры в окружающее пространство попадает 1,5—2,5 кг угольной пыли и 40—70 м³ газа. При этом резко ухудша­ются условия труда на верху коксовой батареи. Концентра­ция пыли составляет в среднем 280 мг/м³ при санитарной норме 10 мг/м³, возрастает концентрация в воздухе окиси углерода, аммиака, цианидов и других вредных для здо­ровья веществ. К этому следует добавить, что при загрузке печей может происходить выбивание пламени из загрузоч­ных люков и газоотводящих стояков, что увеличивает ин­тенсивность тепловыделения па верху батарей.

В настоящее время уже применяются различные методы бездымной загрузки печей.

Среди этих методов наибольшее распространение в России и за рубежом получил метод пароинжекции. По этому ме­тоду в момент загрузки подают в форсунку, установленную в стояке, водяной пар давлением 0,7—1 МПа. Благодаря этому в верхней части камеры под средним люком созда­ется разрежение (100—700) Па, увеличивающееся по на­правлению к стояку. Вследствие этого газы загрузки ув­лекаются в газосборник, а выделение пыли и газов в ат­мосферу резко снижается. V

Особенно эффективна такая бездымная загрузка в том случае, если разгрузку бункеров производят последова­тельно. После опорожнения каждого бункера соответствующий люк закрывается и обрабатывается. Однако при этом увеличивается продолжительность загрузки печей шихтой (на 3 мин) по сравнению с обычной загрузкой.

Подача шихты во всех случаях производится при вклю­ченной в оба стояка подаче пара. Планирование шихты начинается во время разгрузки среднего бункера. После окончания планирования подача пара прекращается. Ме­тод пароинжекции позволяет значительно сократить выде­ления пыли и газа в атмосферу, однако ему свойственны и такие существенные недостатки:

1. Увеличивается за счет конденсируемого пара коли­чество воды, подлежащей переработке.

2. При повышенных разрежениях в камере увеличи­вается подсос воздуха через люки (50—60 м⁸ на печь) и про­дуктов горения из отопительной системы, что приводит к нарушениям гидравлического режима печей, росту со­держания окислов азота в прямом коксовом газе и к раз-графичиванию кладки печей.

3. Повышается унос в газосборник угольной пыли (4—16 кг на печь). Эта пыль частично обгорает в подсво-довом пространстве печи за счет подсасываемого воздуха и ее зольность в два—три раза превышает зольность шихты, что приводит к повышению зольности смолы.

4. Увеличиваются объем и температура отсасываемых газов.

В качестве инжектирующего агента может применяться не только водяной пар. Имеется опыт по использованию метода газоинжекции. При этом для инжекции приме­няют сжатый коксовый газ, передаваемый с некоторых коксохимических заводов азотнотуковым предприятиям. Основным преимуществом газоинжекции по сравнению с пароинжекцией является уменьшение количества перера­батываемой надсмольной воды.

В последние годы на ряде заводов начали применять метод гидроинжекции. При этом инжекция газов в газо­сборник осуществляется за счет подачи под высоким давле­нием (2—2,5 МПа) в форсунку стояка надсмольной воды. Распыленная вода инжектирует газы в газосборник, одновременно промывая внутреннюю поверхность клапан­ной коробки стояка. После окончания загрузки произво­дится переключение и в форсунку стояка поступает вода под обычным давлением 0,1—0,2 МПа. Метод гидроин­жекции достаточно эффективен и лишен многих недостат­ков пароинжекции (уменьшается количество перерабаты­ваемой надсмольной воды, снижается температура газов, уменьшается отложение пыли в колене стояка и др.).

При любом инжекционном методе бездымной загрузки инжектирующий агент должен подаваться только во время загрузки, чтобы предотвратить подсос воздуха и продуктов горения в камеру, который приводит к разграфичиванию кладки и горению кокса.

Помимо инжекционных методов бездымной загрузки в последние годы начинают применять методы, при кото­рых газы, выделяющиеся из печи при загрузке, проходят мокрую очистку в специальных скрубберах, установлен­ных на загрузочном вагоне, и затем сразу выпускаются в атмосферу или после предварительного сжигания. Эти методы значительно сложнее инжекционных и, по-види­мому, могут найти применение лишь при загрузке печей термически подготовленной шихтой.