图为旋转密封阀。
图为旋转密封阀示意图。
干法熄焦工艺技术(简称干熄焦技术或干熄焦)是相对于用水熄灭炽热焦炭的湿法熄焦工艺技术而言的。其原理是利用氮气在干熄焦炉中与赤热红焦(950℃~1050℃)进行热能置换,从而实现红焦冷却,将焦炭冷却至250℃以下;吸收了红焦热量的氮气(约为850℃)将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽,被冷却的氮气再由循环风机鼓入干熄焦炉内冷却红焦;干熄焦锅炉产生的中压(或高压)蒸汽用于发电;冷却后的焦炭经排焦系统卸到胶带输送机上,再经炉前焦库输送至筛分系统。干熄焦技术能够提高焦炭的质量,避免湿法熄焦对环境的污染,回收红焦显热,可起到节能与环保的双重作用。实现干熄焦技术及设备国产化、大型化、系列化,才能更好地推广干熄焦技术。“九五”计划期间,国家经贸委将干熄焦技术列入国家重大装备技术引进、消化吸收一条龙项目。
21世纪初,秦皇岛秦冶重工有限公司(简称秦冶),作为首批参加国家重大装备技术引进、消化吸收国产化项目——干熄焦技术国产化的企业之一,开始参加由鞍山华泰干熄焦技术有限公司(中冶焦耐工程技术有限公司)组织的干熄焦设备研发和制造工作,秦冶是国内干熄焦设备研发制造最早的参与者和领军企业,开始了干熄焦旋转密封阀的研制。
干熄焦旋转密封阀的研发
旋转密封阀(亦称旋转排出阀)是干熄焦排出系统中最关键的设备,安装在干熄炉底部出口处,系焦炭排送设备,焦炭由入料口进入,经转筒上的叶片分切,再由出料仓均匀地排出。该设备既能连续定量地排料,又具有良好的密封性能;可以有效地控制旋转密封阀以上设备内的气体和粉尘的外泄,达到保护环境的目的;同时具有耐高温耐磨、使用寿命长、维护费用低的特点。
我国早期干熄焦技术源于国外,关键设备也是从国外进口,旋转密封阀是主要进口设备之一,当时旋转密封阀技术被国外垄断,制约了我国干熄焦技术的发展。为打破国外的垄断,秦冶和鞍山华泰、宝钢三家联合研制旋转密封阀,并于2002年在秦冶试制成功,其排焦试验、密封试验、耐磨试验各项性能检测结果均达到预定标准。同年,该旋转密封阀在宝钢上线使用,多次跟踪检测的结果表明其运行稳定、密封良好、焦炭排出顺畅,完全达到并超越了进口设备各项技术指标,该阀在线运行4年后才下线进行第一次修复。秦冶制造的旋转密封阀成功实现国产化并得到国内用户认可,迅速推广应用,很快占领国内市场,最终实现出口创汇,成为我国重大装备引进技术国产化再创新最成功的典范。
秦冶研制干熄焦旋转密封阀的主要特点:
先进的结构:采用减速机直联转子结构,故障率低;连续排焦,效率高;两侧密封采用金属硬密封结构,并在此处设计有气体辅助密封,可保证端面密封装置正常运行;下料槽磨损严重部分采用特殊料磨料结构设计,大大延长使用寿命。其他与焦炭接触部位镶耐磨衬板,保证设备连续运行寿命达二年以上。在入口和出口处均设有检修人口,方便了设备的检修维护和故障处理。
合理的选材:根据旋转密封的使用环境,各部件采用不同材质进行制作,保证设备运行稳定可靠。各部位衬板根据磨损情况,分别选用了进口原材料制造的耐磨衬板、高铬铸铁、合金堆焊等材料;密封副设计为用铜合金和耐磨钢软硬搭配的结构;主体采用低合金结构钢,保证了设备整体强度和刚度。
高端配置:电机减速机、主要承载轴承、油封以及外购件均采用了知名品牌产品。
自动化程度高:配置了智能自动给脂装置,定时定量给旋转密封阀润滑部位给油,并且对润滑泵、各分配器均设有自动监控装置,当缺油、管道泄漏、油压不足、润滑油没有到达润滑点时会自动报警,并有信号输出到中控室内。两侧的氮气密封处设置了智能压力表,压力不足或过高都会自动报警。
设备规格齐全:秦冶可生产各种规格的旋转密封阀,覆盖了75t/h~300t/h全系列规格产品。
节能环保:驱动装置采用了高效节能产品,满足用户节能环保要求。可配备带有热量回收孔的产品,满足设计院新工艺及热量回收的需求。
近几年,秦冶针对氮气成本较高的独立焦化厂,研制出无气体密封新型旋转密封阀,无气体密封干熄焦旋转密封阀采用了新型的非接触式密封结构,结构简单、维护方便,运行更稳定。密封面不需要润滑,只需要定期对轴承进行润滑,节约润滑成本。不需要氮气密封,节省了氮气的成本。轴承外置,延长轴承使用寿命。无气体密封干熄焦旋转密封阀解决了常规旋转密封阀日常维护复杂、运行费用高的问题,方便了使用单位的日常维护,大大降低运行成本。
不断创新引领行业发展
秦冶自主研发的旋转密封阀获得巨大成功,彻底取代了进口设备,实现了关键设备国产化且不断推广,市场占有率达到70%以上。2003年后,秦冶又相继开发了焦罐运载车、旋转焦罐、方型焦罐、电机车、供气装置、装入装置、振动给料器、平板闸门、迁车台车及检修站等干熄焦系统主体设备,以上创新产品均为专利产品,技术指标达到国际先进水平。多项产品获第十七届“全国发明展览会”金奖等荣誉。
同时,根据国家节能减排产业政策要求,推广先进节能技术,提高节能管理水平,提高市场准入门槛,淘汰落后生产工艺,对能源消耗高的工序制定相关标准,建立多层次、立体化的节能标准体系显得非常急迫,秦冶先后主持制定了YB/T4156-2007干熄焦旋转排出阀、YB/T 4343-2013焦罐运载车、YB/T 4345-2013旋转焦罐、YB/T 4344-2013矩形焦罐等系列冶金行业标准,推动了新技术的应用,引领着行业发展。
干熄焦设备走出国门
秦冶研制的干熄焦设备及技术应用于国内几百家钢铁企业,成为国内唯一一家全流程干熄焦设备生产商,彻底摆脱了干熄焦设备依赖进口的局面,对于焦化企业,仅设备购置资金就节省2/3,给用户带来巨大经济效益。近几年,秦冶除了向日本、俄罗斯出口外,还向印度JSW钢铁公司、伊朗ZARAND公司出口了焦罐及运载车、旋转密封阀、牵引装置、(APS)自动对位装置等干熄焦成套设备,成为我国实施“一带一路”倡议的绿色亮点。(中国冶金报社)
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