以140th干熄焦炉设备为例:焦炉砌筑及施工要点

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  熄焦是焦炭生产过程中的重要环节。熄焦的方式有湿法熄焦和干法熄焦两种。湿法熄焦是用水作载体,达到熄焦目的。这种方法虽然有很多缺点,但因工艺简单、投资省,目前国内仍然普遍采用。随着社会的发展,环保及能源要求越来越高,近年来,我国许多钢厂采用了干法熄焦装置。

  熄焦罐是干法熄焦装置中的主要组成部分,由上部锥体、预存室(环形气道)、斜风道和冷却室组成。焦炭由于自重在熄焦罐中从上面的上部锥体经预存室进入冷却室,冷惰性气体(N2)从下面的风帽进入冷却室,在冷却室中进行热交换后,热惰性气体由斜风道进入环气风道,在开口部汇集,再经过除尘净化,经余热锅炉回收热量后,继续循环使用。

  与湿法熄焦相比,干法熄焦具有减少水的浪费和有效利用焦炭热能达80%,能改善焦炭质量和生产环境等特点。

  本文主要介绍干熄焦设备的砌筑。一台熄焦能力为140t/h的熄焦罐,砌体全高20.25m,直径最大9.1m,预存室容积297m3,冷却室容积390m3,内衬材料有:莫来石砖、黏土砖、碳化硅砖、隔热砖等,见表6-12。

  干熄焦系由熄焦罐、室式除尘器(一次除尘)、余热锅炉等设备组成的干式熄焦装置。与焦炉配套,通常有两组或两组以上装置。其结构复杂,安装量大。施工时各专业相互穿插,密切配合。筑炉和安装专业同时进行,因此必须安排好筑炉的施工程序、临时设施和运输路线。

  临时设施主要有搅拌站、喷涂设施、砖加工房、耐火材料及工具仓库等。为便于集中管理,这些临时设施可以设在一个厂房内。

  要求一块10m*4m,标高偏差不大于5mm的混凝土地坪或普通黏土砖抹灰地坪,必须有防雨措施。

  干熄焦装置内衬结构复杂,砖号多,几何尺寸要求严格,所以将具有代表性、能全面反映存在技术问题的部位,在开工前进行预砌筑。预砌筑的部位和项目见表6-14。

  预砌筑同正式砌筑一样,使用的泥浆同设计要求一致。砌筑时釆用一部分打灰一部分用灰团垫砌的方法。

  预砌筑的结果,包括耐火砖尺寸、砖层错缝、砖缝大小以及结构相应几何尺寸都应做详细记录。作为施工前解决技术问题的重要依据。

  熄焦罐上部锥体(装入区)部位的喷涂,既可以在整个锥体砌筑前进行,也可以在砌体砌至锥体下部时进行,但要对砌体进行保护。

  熄焦罐施工前,在冷却段下部(即炉墙托圈下面)设置保护平台(见图6-24)。不仅保护风帽和下部排除装置,又要在上面搭设砌砖操作台。保护平台的四根主梁由工字钢组成,端头焊上与斗壁相同斜度的钢板,次梁也用工字钢制作,采用螺栓与主梁连接。在主梁的四角用螺栓连接四根斜支脚,支撐在漏斗上。主梁和次梁安装时,表面在同一平面上,上面铺设50mm厚定型木板,木板上再铺一层薄铁皮。支撑在斗壁的钢板要垫上橡胶垫。

  熄焦罐保护平台上部,随砌体的砌筑进度搭设操作平台,采用钢管制作,共12步,第1步设在进料口(入孔)下部,髙度1700mm;笫2步设在进料口上部,髙度1500mm;第3步以上都是1200mm。在斜风道以上,因内衬直径由9100mm变为7700mm,故设计制作时将水平支撑端部设计为槽钢,收缩700mm,平台表面采用50mm厚加工成型的木板铺设。中部留设上料口,四周设安全防护栏杆,每层平台均设有梯子。罐顶用槽钢或工字钢焊接一个电动葫芦支架,其上安装一台3t电动葫芦,作为罐内砌筑材料垂直运输工具。上锥体施工时,在最后一步架上搭设钢管架作为施工脚手架。熄焦罐内衬砌筑及材料运输如图6-25所示。

  室式除尘器施工时,先将漏斗下部施工至进料口处,然后搭设满堂脚手架,上面铺设跳板,第1步架平上料口下沿,第2步以上依据托砖板位置搭设,脚手架横杆架设在炉壁托砖板上,每步架设梯子。在第1步脚手平台上铺设一条由进料口通入室内的小车轨道,用来进料,并在脚手架中部留设上料口。在除尘器顶部正对下部上料口位置开设一个方口,口上焊接一电动葫芦支架,上面安装一台2t电动葫芦,作为砌筑材料垂直运输用。

  余热锅炉绝大部分是耐火浇注料,除少数部分炉膛、梁在安装后施工外,支撑梁、壁板、顶板、伸缩器等浇注料,均在地面进行预制。预制场地应设在锅炉正面吊车能直接吊装的位置。

  熄焦罐上部锥体(装入区)部位喷涂,喷涂层厚度为50mm。喷涂前应清除壳体表面浮锈。喷涂料应采用洁净水,不得使用海水,水中氯离子(Cl_)含量不应大于300mg/L。水的温度以5~30℃为宜。

  喷涂顺序为从上往下喷,先在800〜900mm高的范围内喷涂一周。喷涂以壳体为导面,使用探针检査喷涂层厚度。由于从喷枪喷出的料,中心部位的粗颗粒集中,比重较大,故喷嘴要不停做媒旋式移动。喷涂距离一般为左右,喷嘴与受喷面垂直。喷涂过程中,压缩空气、水量均保持稳定,尽可能不要出现接缝。如果必须终止时,接缝部的端面与喷料面应该在基本切削成直角后再进行喷料。喷涂厚度的修整和表面加工应与喷料面作业同时进行。切削的喷涂料和回弹料不得再使用。喷料结束后,在24h内不得受冲击和振动,并采取防雨措施和防冻措施,进行养生及自然干燥。

  1~50层以壳体为导面,不设置半径规,砌筑前,将60层砖顶面的标高与下部托圈标高之间的高度,按砖层算出每层砖的厚度,并在铁壳表面放出砖层线。根据所放砖层线对底部用浇注料进行找平,然后砌筑内环莫来石砖,其半径采用弧形板(R4550mm)控制,外环黏土砖紧贴莫来石砌筑,每砌完6层就要进行一次散装耐火纤维填塞,填充时使用工具将耐火纤维寒密实,按照上述方法砌砖与填充耐火纤维交替施工。为减少加工砖,第一层砌砖时先干排验缝,从第二层开始再由每人分段压中砌筑。

  第18层开始留设入孔,入孔两侧墙表面不能加工,要加工砖只能加工与表面砖相邻的砖。入孔拱顶采用错缝砌筑,砌前在拱胎上先干排验缝,定出每块砖错台尺寸及砖缝大小,再砌筑拱顶,拱顶上面找平采用阶梯竖茬,高度与炉墙相应砖层相同,51~60层设置半径规,控制半径误差±7mm。

  标高控制采用水准仪在每根分度线上定出标离控制点。砌砖时用水平尺找平。斜风道砌筑如图6-30所示,每砌完一层,填平砌体与纤维纸间的浇注料。

  砌筑前将硅酸铝纤维毯沿铁壳粘贴好,在其上面再粘贴一层纤维纸,然后开始砌砖。分隔墙碳化硅砖砌筑前,先在砖表面画出屮心线,再根据分度线从中心轮杆拉线砌筑完分隔墙,随后砌中间填心砖。隔墙逐层向炉内延伸,要防止倾斜,砌时用水平尺控制水平,分隔墙过顶砖砌筑时要制作拱胎砌筑。因碳化硅砖离标高控制点有一段距离,砌筑时用2m靠尺上放水平尺的方法控制标高。砌筑莫来石砖、黏土砖时要严格控制表面与碳化硅砖平。填充浇注料应注意其标髙和密实度。

  上、下部调节孔中心与斜风道分隔墙中心差9°。放线时以熄焦罐与室式除尘器纵中心线°的分度线根分度线,此线连接至环气道过顶。上、下调节孔中心及尺寸以此线为控制依据,外环墙砖层线层。内环墙无法放线,砌筑时在砖工作面上每隔500~700mm给出-个标髙控制点,以此点为依据用砖层控制杆控制每层砖的砌筑标高。开口部处根据室式除尘器纵中心线层砖表面给出两侧墙的位置线,安设线杆控制开口部墙的位置标髙。

  107~154层外环墙及107~148层内环墙以180°分隔墙处向两边砌筑,与开口部直墙连接处砖按相交线进行加工。

  开口部拱为5100mm、跨度180°的拱,砌筑前先排验缝,严格按预砌筑吋的实际配比及砖缝大小进行砌筑。

  调节孔中心要拉线砌筑、检查。将靠铁壳的黏土砖施工后,将调节孔中心径向控制线用挂线坠的方式引到黏土砖墙面上,然后通过中心轮杆拉线控制调节孔中心,这几层砖用水平尺和2m靠尺严格控制表面平整度和标高,半径用中心轮杆控制,以保证和环气道内环墙吻合。

  此部位为圆台形,砖层线无法连接,用水准仪间隔500~700mm在喷涂层表面放出标髙控制点,每两层放一次。

  莫来石砖砌筑后,在与隔热砖之间填充浇注料,隔热砖与喷涂层之间填充纤维散料。如图6-33所示。

  由于半径逐渐减小,中心轮杆须砌筑一段截断一段。砖是斜形,易向内倾斜,砌筑用水平尺严格控制水平。166-206层之间每层砖标高严格控制,在183-187层之间留设旁通管。

  最上面一步架空间太小,钢管架装载重量小,上面几层砖及泥浆先吊至炉顶,施工时料从炉口送。水封槽及装入装置要求较高,206层标高要求0~3mm,内径要求0~3均要严格保证。



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