新型干熄炉炉盖与活动封罩

2021-08-27刘进

设备管理与维修 2021年11期

刘进

（山东钢铁集团日照有限公司焦化厂，山东日照 276805）

0 引言

干熄焦主要是通过循环流动的隋性气体在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦，吸收了红焦热量的循环气体将热量传递给干熄焦锅炉产生蒸汽，被锅炉吸收热量后的循环气体再由循环风机鼓入干熄炉继续冷却红焦，如此往复。确保循环气体的密闭，不仅决定着干熄焦工艺的能耗损失与环境质量，而且决定着焦碳的烧损率及生产安全。

1 新型炉盖与活动封罩提出的机理

干熄焦为循环气体提供了相对密闭的系统，循环气体与外界大气接口有以下三种形式：①有阀门保持隔断用于生产工艺调整的空气导入口和放散口；②有通过冷态堆积物料形成隔断的排焦及排灰出口；③有交替用炉盖与活动封罩通过水封构成隔断的装焦入口。前二种接口简单、稳定、可靠，最后一种通过炉盖或活动封罩构成的接口，是炉盖或活动封罩交替与坐落在干熄炉顶部的水封槽配合，形成水封或水封与物料隔断的不同方式将循环气体与大气之间形成隔断。该部位所处循环气体及装入红焦温度高达1050 ℃，环境恶劣，加之炉盖与活动封罩来回交替造成温度交变大，严重制约着传统炉盖与活动封罩的完好率与使用寿命。新型干熄炉炉盖及活动封罩设备，完美地克服了以上缺陷，改善了干熄炉的密封及效率。

2 新型炉盖与活动封罩的工作原理

水封槽通过螺栓安装于干熄炉外壳钢板上，槽内部有一定水位的循环水，活动封罩和炉盖安装在装焦装置的走行台车上，驱动装置牵引走行台车完成并排设置在水封槽上部的炉盖和活动封罩的规定动作。

干熄炉在不装料期间，炉盖上的水封环插入炉口的水封槽中，通过水封保持干熄炉口密封；干熄炉装入焦碳阶段，炉盖在驱动装置的作用下先提起，然后炉盖与活动封罩同时作水平移动，炉盖移出炉口直至活动封罩正置于水封槽上方后停止移动，然后活动封罩局部落入水封槽形成水封，配合部位通过水封，活动封罩本体通过接触性密封为主、气封为辅的组合密封，共同保持干熄炉口密封，开始装焦；当装完焦碳后，驱动装置又使活动封罩反向水平移出水封槽，带动炉盖又水平移动到水封槽上方，最后炉盖下落盖在水封槽上；如此反复，工作原理如图1 所示。

图1 干熄炉炉盖

3 新型炉盖的技术特点

新型炉盖本体为钢构造焊接件，与水封槽配合的水封环为双层结构，并通过特定的构件进行加固，双层结构形成的槽内部有一定水位的循环水，炉盖顶部下方敷设耐火浇注料，如图2 所示。

图2 新型炉盖结构

水封环材料是不锈钢，具体结构是：同轴且等高的柱形圆筒与大头朝上的锥形圆筒，底部与同心圆环满焊组成了一个V形圆环槽，锥形圆筒小圆直径比炉盖筒体直径大20 mm，圆环内径比炉盖筒体内径小8 mm，圆环外径比锥形圆筒小圆外径大8 mm，锥形圆筒与炉盖筒体呈8°夹角布置；锥形圆筒与柱形圆筒之间沿轴心间隔15°均匀布置一个直角梯形筋板，梯形筋板与炉盖筒体下端面保持50 mm 间隙，梯形筋板与炉盖筒体上端面保持120 mm 距离，梯形筋板与炉盖筒体及锥形圆筒连接部位采用满焊连接；通过外供水向V 形圆槽注入冷却循环水，并在锥形圆筒从上端面向下30 mm 最先离开炉口方向处开一个Φ25 mm 溢流口。

炉盖顶部的堵板与水封环采用满焊连接，在堵板下表面间隔100 mm 均匀焊接用Φ6 mm 圆钢制作的呈60°夹角、长约50 mm 左右的V 形铆固钉，然后在有铆固钉侧敷设厚约80 mm 耐火浇注料。

新型炉盖的有益效果是：水封环下方焊接的圆环，对炉盖筒体圆周方向起到了加固作用；水封环的内部柱形圆筒和外部大头朝上的锥形圆筒及中间的直角梯形筋板通过一体焊接，不仅对炉盖筒体沿轴心方向起到了加固作用，而且对炉盖筒体起到了双层加固的作用；水封环内充装的冷却水和堵板下方敷设的耐火浇注料，不仅保持了炉盖本体温度的恒定，而且使炉盖能完全适应约1050 ℃左右炽热焦炭高温辐射，并能经受住频繁又剧烈的温差的工作环境。

4 新型活动封罩技术特点

新型活动封罩本体为钢构造焊接件，由封罩与下漏斗两部分组成，装焦过程中，活动封罩上部的下漏斗与固定受料斗之间采用接触性密封，活动封罩下部的封罩与干熄炉之间通过水封进行密封，下漏斗与封罩之间通过接触性密封为主、气封为辅的组合密封形式密封，如图3 所示。接触性密封为主、气封为辅的组合密封的关键技术，是在封罩与下漏斗之间安装压簧式组合密封，同时压簧式组合密封连接辅助气封的气源。

图3 新型活动封罩结构

压簧式组合密封由组合密封上座和下底座两部分组成，组合密封上座安装在封罩下，下底座安装下漏斗下部，下底座呈环形，与下底座配对密封的是组合密封上座的环形游座，组合密封上座由环形导槽、环形游座、杆簧机构等组成，环形导槽呈倒置U 形水槽结构，环形游座呈正置U 形水槽结构，环形游座与环形导槽呈槽对槽安装，形成“口”形腔体，环形游座与环形导槽呈间隙配合，环形游座能在环形导槽内自由活动，24 个杆簧机构将环形游座与环形导槽连接。

杆簧机构由螺杆、限位螺母、弹簧组成，螺杆部分穿过环形导槽底部及封罩本体，螺杆与环形导槽底部及封罩本体开孔呈间隙配合，螺杆穿过环形导槽底部及封罩本体后有1 个限位螺母，弹簧置于环形导槽与环形游座之间。

环形游座分成8 块，每块都均匀安装了3 个杆簧机构，在环形游座上与下底座的接触的表面沿圆环中心线有1 个贯通的半圆气槽，每块环形游座上有1 个出气孔将半圆气槽和环形游座与环形导槽形成的“口”形腔体相连，穿过环形导槽与封罩本体的底部有1 个进气孔将外部气源管道和环形游座与环形导槽形成的“口”形腔体连通。

压簧式组合密封的下底座及环形游座都呈圆环形，下底座与环形游座的内、外直径相等，下底座及环形游座的宽度≥100 mm，封罩下落时设置导杆、导向孔，导杆与导向孔的配合间隙≤4 mm，确保接触密封的接触面积。

新型活动封罩的有益效果是：导杆与导向孔的合理配合间隙，保证封罩能够平稳地升降，同时确保压簧式组合密封的下底座与环形游座正确配合。在封罩重力及压簧式组合密封内部弹簧的作用下，环形游座与下底座形成接触密封，外部气源管道的气体通过进气孔进入“口”形腔体，然后通过环形游座上的出气孔将气体导入到环形游座与下底座之间的半圆气槽内，在接触面间再形成气封，将整体式环形游座均匀分成8 块减少变形所造成的密封不良的情况，外供气源不仅起到辅助气封的作用，同时对压簧式组合密封起到了一定的降温、清洁作用，确保设施可靠运行，确保了封罩与下漏斗之间密封效果。