高压水自动清洗炉门装置的开发

高压水自动清洗炉门装置的开发

焦油和焦油的聚集将减少焦门的密封性能，导致挥杆的泄漏，即浪费能量和污染环境。因此，应彻底清洁门的异构环境。目前,对炉门结垢进行扫除主要是通过刮刀技术来实现的,但刮刀技术存在以下缺陷:一方面是刮刀行程受限,不能对炉门形成全方位的彻底扫除;另一方面,刮刀和炉门密封面之间是硬性接触,接触不良则使扫除效果不理想,接触过紧常常会破坏炉门的密封面,增加外泄的可能性。目前济钢焦化厂正在生产和使用的炉门清扫装置为机械清扫,即炉门砖采用螺旋铣刀清扫,炉门两侧密封槽及底部密封槽用刮刀清扫。受结构及功能影响,现有的炉门清扫装置有以下缺陷:炉门顶部密封槽无法清扫;炉门两侧及底部密封槽清扫行程达不到整个炉门密封槽,清扫范围小、清扫效果差,有时还会刮伤不锈钢刀边;螺旋铣刀的清扫行程不够。以上缺陷造成了炉门密封不严及炉门损坏的后果。济钢集团机械设备制造厂新研制出的焦炉炉门高压水自动清扫装置彻底避免了机械清扫法的缺点。2基于高压自动清洁装置的技术和开发要点2.1主要技术2.1.1高压水系统工作介质为生活用水或工业水,水温1～40℃,水中颗粒物粒度为100目(0.147mm)以下;工作水压65MPa。2.1.2原油系统工作介质为抗磨液压油;工作压力7MPa;工作流量120L/min。2.1.3天然气系统工作介质为空气;工作压力为58.8N(6kgf);工作排量为20L/min。2.2炉门清扫系统焦炉炉门高压水自动清扫系统由炉门清扫装置、液压系统、电气系统、气路、水箱、高压泵、高压切换阀、液压配管、高压水配管、气路配管等组成(高压水清扫示意于图1)。炉门清扫装置为该系统的执行机构,由底部扫除机、顶部扫除机、两侧扫除机、链轮驱动装置、前后移动装置、框架等组成(炉门清扫装置结构见图2)。底部扫除机由一个螺旋铣刀及一个高压水喷枪组成,用于炉门底部耐火砖及刀边的清扫;两侧扫除机由两个螺旋铣刀及两个高压水喷枪组成,用于炉门两侧耐火砖及刀边的清扫;顶部扫除机由一个高压水喷枪组成,用于炉门顶部炉门刀边的清扫。焦炉炉门高压水自动清扫装置和现有清扫技术相比,具有设计合理、使用方便、清扫效率高、清扫彻底、智能化程度高等特点。2.3技术特点2.3.1垢结焦油的处理高压泵的流量为22L/min,清扫一个炉门喷水的时间约为5min,则用水量约为110L。根据焦炉运行情况及炉门结垢结焦油的情况,每个工作台班(8h)需对4个炉门进行清扫,需用水合计约440L。清扫用水有30%的汽化,其余会顺着炉门流下,因此清扫后每个工作台班会有约300L的污水流到推焦机平台上,又会带来二次污染。该装置设有容积为1.2m3的蓄水箱,并在炉门清扫装置下设流水托盘,将污水导入刮板机中,既弥补了刮板机处理头尾焦对水的需求量,又解决了二次污染的难题。2.3.2高压水需要上分层扫描现有的炉门清扫装置设有两侧清扫台车及底部清扫台车,两侧清扫台车由左右两个螺旋铣刀及刮刀组成,底部清扫台车由一个螺旋铣刀及刮刀组成,由于结构及尺寸原因,螺旋铣刀及刮刀无法清扫整个炉门。为了达到全面的清扫效果,设计高压水清扫炉门装置用高压水喷枪代替刮刀,设有两侧清扫台车;底部清扫台车及顶部清扫台车,两侧清扫台车由左右两个螺旋铣刀及左右两个喷枪组成;底部清扫台车由一个螺旋铣刀及一个喷枪组成;顶部清扫台车由一个高压水喷枪组成。2.3.3硬管与硬管接头焊接高压泵的工作压力为65MPa,如何保证该系统管路的密封及安全工作具有一定难度。并且,水作为工作介质容易对金属产生腐蚀。选用Φ17mm×4mm不锈钢无缝管作为高压管路硬管;软管选用BRIDGESTONE的JWK04-SA型高压软管。具体联接线路为:高压泵、高压阀、高压水喷枪通过不锈钢接头及高压软管与高压硬管联接,硬管与硬管间用自制不锈钢高压法兰连接和加长,硬管拐弯处采取不锈钢弯头焊接。通过生产检验证明高压水路是可靠的。2.3.4炉门清算装置由于炉门清扫装置功能的增加及清扫行程的加大,清扫时间及清扫执行机构动作顺序的控制是必须解决的难题。根据焦炉炼焦工艺需要,焦炉机械清卸每孔焦炭的操作时间要求小于10min,所以炉门清扫装置清扫一个炉门的时间应控制在5min左右。为了保证清扫效果,清扫台车运行的速度还不能过快,三个清扫台车动作不能相互干涉。装置设计中采用了顶部和底部同时清扫,增加了行程控制两侧铣刀的开闭,确定了三个清扫台车最佳的初始位置及动作方向及顺序,满足了实际清扫工作的要求。3清除焦炉内的垢(1)高压水清扫装置启用后,炉门上的焦油及焦炭等结垢被完全清除,保证了炉门与焦炉本体的密封性,大大降低了环境的污染。(2)提高了焦炉炉门的使用寿命,年节省炉门刀边60个,年节约使用及维护成本30余万元。4焦炉炉门高压水自动清理技术焦炉炉门高压水自动清扫装置,在济钢焦化厂投入使用以来,运行平稳,工作可靠。由于自动化程度的提高及炉门不锈钢刀边、密封槽以及耐火砖获得全面彻底清扫,从而降低了操作者的劳动强度和改善了工作环境,并提高了