顶装焦炉推焦车（共4篇）
顶装焦炉推焦车 篇1
7m顶装焦炉推焦车 (图1) 工作于焦炉机侧, 用来推出炭化室的焦炭, 完成机侧炉门的启闭, 对机侧炉门炉框进行清扫, 对溢出的焦炭进行收集处理, 装煤时对炭化室内部的煤粉进行平煤。推焦车的装配分为部件装配和总装配, 部件装配指先将基本的零部件组装成较大的部件, 较大的部件装配成产品的过程称为总装配。
一、部件装配过程控制
1走行装置。轮轴的安装为走行装置安装的关键:由于车轮和车轴为过盈配合, 需根据过盈量、材质及车轮的形状计算出车轮需要加热的温度、加热的时间以及保温的时间;在加热车轮前需核查轮轴的过盈配合尺寸, 在车轴的配合处凃油并将吊环螺钉拧到车轴上;根据要求对车轮进行加热, 取出后基面向上吊放于支架上, 将轴吊装于车轮, 轴肩必须靠平, 待自然冷却。走行传动中电机和减速机轴的同轴度误差会影响到电机和减速机的使用寿命, 但两轴的同轴度无法直接测量, 为了控制两轴的同轴度, 需对电机和减速机之间的联轴器进行控制, 通过控制联轴器的圆跳动, 两轴的同轴度也得到了有效的控制。
2推焦装置。推焦装置包括推焦杆装置、推焦传动装置和托辊等, 其中推焦杆装置由推焦头、齿条、推焦杆和滑靴组成。齿条用铆钉铆到推焦杆的上表面, 两齿条连接处的齿距误差会对齿条的受力情况和推焦杆运动的稳定性产生较大的影响, 所以需要在安装前制作齿条样板对齿条的安装进行控制。
3取门装置 (图2) 。取门装置台车移动采用液压缸驱动, 台车两侧各装有两个车轮在台车架轨道上移动, 为保证台车运行平稳, 需要保证同一轨道上任意两点的高度差在2mm以内, 同一断面上两轨道的高度差在2mm以内。为了应对现场炉门的高度误差, 安装好后取门钩通过调节螺母应该可以上下调整。
4炉门清扫装置。炉门清扫装置在取门机取下炉门退到后极限位置时, 对炉门四周上的刀边、砖槽进行清扫, 清扫采用螺旋铣刀加高压水相结合的方式。主铣刀安装在铣刀台车上, 采用链条传动的方式上下移动。链条的上下端安装有驱动链轮和转向链轮, 为了减少链轮和链条的磨损, 需保证两链轮中心线偏差在1mm以内。
5炉框清扫装置。炉框清扫装置位于推焦杆的侧边, 用来清扫炉框的镜面、内侧面和炭化室底部, 除去焦油以保证炉门炉框间的密封效果, 主要有清框头、回转臂、移动台车等组成。炉框清扫装置的运动全部由油缸驱动, 装配时要注意对油缸的保护, 不得损坏油缸的密封, 以防漏油。
6平煤装置。平煤装置设置在二层平台上, 其功能为当装煤车装煤时防止煤峰堵塞装煤孔底部烟道, 以保证炉内烟气畅通。平煤杆在支辊上运动, 为了保证平煤杆的运行平稳, 需在安装时限制平煤杆对接处的平面度在2mm内。
7头尾焦回收装置。头尾焦回收装置由刮板机和余焦斗组成, 刮板机将掉落的余焦回收到余焦斗, 余焦斗定期放焦。刮板机安装好后要求能进行正反方向运动, 运动时灵活无卡阻。
二、总装配过程控制
1走行装置的安装。在安装前需模拟现场情况, 在地面上按图纸铺设钢板, 钢板的平面度需用水平仪检测, 不大于0.5mm。待满足要求后铺设四段钢轨, 调整直线度和平面度后固定。吊装走形装置于轨道上, 保证轮距和跨距误差在2mm内, 同侧车轮直线度小于1mm, 车轮的垂直度小于0.7mm, 合格后用零时拉撑固定走行机构。
2一层钢结构的安装。吊装一层钢结构按图分别对正位置后装于走行架上, 测量一层平台标高、平面度以及推焦梁相对于前轨中心线的垂直度, 必须满足要求。合格后用经纬仪将前, 后轨距中心线引至一层平台端梁上, 打洋冲并用油漆进行标记, 分别划前后轨中心线、推焦中心线、取门装置中心线、炉门清扫装置中心线、炉框清扫装置中心线、平煤装置中心线以及各立柱安装位置线, 并进行复查, 保证平行度和垂直度满足要求。
3各机构的安装。根据划线对推焦装置、炉门清扫装置、炉框清扫装置等部件进行安装。用加减调整垫的方法调整推焦杆支撑辊至同一高度, 以确保对推焦杆的支撑力均衡。安装取门装置时需注意托架的垂直度, 以免影响取门机的垂直度。炉框清扫装置的S轨道的位置决定着炉框清扫头是否能准确对位, 为了保证精度, 应配合调试情况进行微调, 直到炉框清扫头的位置能够达到设计要求。
4二层平台及平煤装置的安装。按图吊装二层平台后, 将平煤中心线引至二层平台, 吊装平煤装置各部件。平煤杆由卷筒装置带动钢丝绳拖动, 安装钢丝绳时要注意松紧, 太紧钢丝绳长期处于负载状态会缩短使用寿命, 太松平煤杆会出现抖动。
结语
推焦车的性能虽然取决于很多因素, 但装配过程的控制起着很重要的作用。7m顶装焦炉推焦车是我国近几年才开始自主设计和生产的机械产品, 还有很多不足, 需要不断的对出现的问题进行分析, 对一些影响产品性能的装配过程进行控制, 产品的质量才会越来越好。
参考文献
[1]曾志新, 吕明.机械制造技术基础[M].北京:科学技术出版社, 2001:232.
[2]胡敏英, 郝建军.焊接结构与制造[M].北京:科学技术出版社, 2010:125.
顶装焦炉推焦车 篇2
随着国家产业政策的调整,各行业对环保的要求越来越高,对焦炉设备的环保要求更高。干式地面除尘站烟尘控制技术是目前炼焦生产企业焦炉除尘技术最成熟、效率最高、应用最广泛的技术,这项技术通常应用在焦炉炉顶和焦炉焦侧;由于成本高、前期投资大,焦炉机侧一般不配备地面除尘站。
顶装焦炉推焦车运行在焦炉机侧的轨道上,烟尘捕集装置通常选用车载除尘,受空间及土建尺寸的影响,车载除尘风机的功率、烟囱的高度、除尘器的大小均受到限制。现场存在的问题是:烟尘不能完全收集进来,推焦和平煤风量及负压分散,烟气温度高、颗粒大引起布袋烧坏。本文针对某焦化厂顶装焦炉推焦车在运行过程中出现的问题进行了研究和探讨。
1顶装焦炉推焦车操作环境及功能组成
顶装焦炉推焦车在露天放置,用来推出炭化室内成熟的焦炭,完成推焦前与推焦后机侧炉门的启闭,对焦炉的炉门和炉门框进行机械化清扫,对炉门溢出的焦炭进行收集处理,推焦时吹扫炭化室顶部的石墨和上升管根部的石墨,对推焦、清门、平煤时产生的烟尘进行收集和净化;装煤时对炭化室内部的煤粉进行平煤,平煤杆进出炭化室前后启闭小炉门等。推焦杆、平煤杆需穿过1 000℃左右的炭化室,炉前操作台气流温度最高达200 ℃。推焦车最大运行速度为90m/min, 启动、停止加速度为0.1 m/s２,运行时有振动和冲击现象,处在高温、多尘并且具有腐蚀性的环境中。
顶装焦炉推焦车由一层钢结构、走行机构、推焦机构、启闭炉门装置、平煤机构、炉门清扫装置、炉框清扫装置、头尾焦回收装置、烟尘捕集装置、止推锁紧装置、二层钢结构、司机室、电气室、液压室、高压水室、气路系统、液压系统、润滑系统和电气系统等组成。走行机构、止推锁紧装置布置在走行梁的下方;推焦机构、启闭炉门装置、烟尘捕集装置、炉门清扫装置、炉框清扫装置、头尾焦回收装置、液压室、高压水室布置在一层钢结构上;平煤机构、司机室、电气室等布置在二层钢结构上。
2烟尘捕集装置的组成
烟尘捕集装置布置在顶装焦炉推焦车一层钢结构平台的右侧边缘(人面向焦炉进行观察),用来抽吸启闭炉门、推焦、清门、平煤过程中产生的烟尘,它主要由烟尘吸收罩、集尘管道、车载除尘器等组成。
在推焦、平煤、清门上方均有收集烟气的集尘罩, 其中推焦、平煤上方的集尘罩为旋风式结构,该结构是利用烟气的热浮力吸收外溢的烟气。
集尘管道分为主管道和分支管道,在推焦、平煤、 清门处均有分支管道,在分支管道处均设有调节风量的可开闭翻板阀,该翻板阀靠油缸驱动。
车载除尘器主要由预分离室、布袋过滤室、风机、 消声器及烟气排放烟囱组成。预分离室设置在除尘器的最前端,其主要功能是将烟尘中的大颗粒杂物分离出来,其内部设有阻燃板,可降低烟尘的温度,增加其安全性。布袋过滤室的功能是将烟气与灰尘分开,净化后的烟气经烟囱直接排放到大气中,过滤后的灰尘经下部的刮板机排放到集灰斗中。
3烟尘捕集装置的布置方式
烟尘捕集装置的主视图和俯视图分别见图1、图2。
4现场测试
为了验证设计方案的实际运行效果,并取得运行过程的第一手技术资料,我们委托专业测试机构对整套设备各关键参数进行了测试,将推焦车的烟尘捕集、 流量分布等的测试列为首要工作。由于成套设备用户受煤炭来源和后续化工产品要求等诸多方面的影响, 入炉煤的挥发份达到了32%~35%,造成整个炼焦过程污染物排放量的增加,因此需要在设备操作的每个环节进行综合考虑,以减少无组织排放量。推焦车主要面对的污染源有以下两个:1在开启小炉门进行平煤操作时,时长约1min~1.5min,此时,炉内装煤已结束,入炉煤已经与高温炉墙接触约2min,产生的荒煤气等烟尘量大;2在开启大炉门进行推焦操作时,时长约3.5min,此时,焦炭成熟,以粉尘溢散为主。针对实际工况,我们设计了3种不同的操作方式进行测试,分别对推焦、平煤入口处和烟囱出口处的风速、流量进行了测量(清门处烟尘较小,现场使用效果良好, 故没有对其进行测试)。测点位置见图3,测试数据见表1。表1中,罩子区域的数据在一个范围内,取中间值。
工况1:打开平煤集尘罩、关闭推焦集尘罩;
工况2:打开平煤集尘罩、打开推焦集尘罩;
工况3:关闭平煤集尘罩、打开推焦集尘罩。
推焦车工艺要求是一点定位、5-2串序,工作时是按照工况2操作的,从表1中可以看出,推焦集尘罩处两个入口的速度相差2.18倍、流量相差2倍,说明推焦集尘罩处两个入口风量分散。
工况2中平煤集尘管道入口处的速度比集尘罩两个入口处的速度大5倍~9倍、流量大4倍~8倍;与工况1(只打开平煤集尘罩)的数据比较接近,说明平煤集尘管道入口处的数据较稳定。
5改进措施
5.1增加挡风机构
大型顶装焦炉炉体高,集尘罩位于焦炉炉口上方, 受外部横风影响,烟尘向两侧扩散;受焦炉炉体本身炉柱、横拉条、挡烟板等的影响,推焦集尘罩不能完全靠近炉体,造成烟尘沿空隙处向上冒出,烟尘不能完全收集。因此建议:1在推焦集尘支架两侧增加活动集尘板;2将推焦集尘罩抬高到炉体挡烟板的上方,集尘罩前部增加由弹簧钢制作的旋转挡板,配合炉体原有的挡烟板,以有效地防止烟尘的扩散。
5.2负压向前延伸
通过现场测试和人为观察,能看出推焦集尘罩处风量小,导致推焦时炉口的烟尘向侧面和下面扩散。 因此将推焦集尘罩的底部2/3处封闭,在集尘罩里面加导烟板使负压向前延伸,吸力增大。
5.3电气程序的改进
推焦车整体工艺要求是一点定位、5-2串序,在取门、推焦的同时进行上一炉号的平煤操作,推焦装置与平煤装置的中心线相差5个炉距。顶装焦炉推焦车的工作顺序框图见图4。
现有电气程序为:推焦、平煤集尘罩旋转伸出时, 除尘风机启动,推焦、平煤集尘启动。由此引起的问题是:平煤集尘罩处的风量大,推焦集尘罩处的风量小。
理论上推焦和平煤同时动作,但在实际运行中,推焦和平煤动作有时间差。因此建议根据现场实际情况进行电气程序的调整:推焦集尘罩旋转伸出—除尘风机启动—推焦集尘启动—关闭平煤集尘闸板待推焦完毕—关闭推焦集尘取门侧闸板(保留推焦集尘清框侧闸板)—平煤集尘罩旋转伸出—小炉门开启—平煤集尘启动。这样推焦和平煤风量及负压分散的问题得到有效改善。
5.4车载除尘器的改进
顶装焦炉推焦车属于移动设备,车上的布袋除尘器为露天放置,没有防雨防尘措施,且要求该除尘器具备防爆和耐高温阻燃性能。焦炉推焦过程产生的烟尘属于阵发性,每个过程时间短,烟气量大,烟尘温度高, 且次数频繁。针对以上特点,借鉴焦炉地面除尘站中布袋除尘器的一些成熟技术,做了以下改进:1为防止高温烟气和带有明火的烟气吸入布袋,发生烧毁布袋现象,在前部除尘管道上增加阻隔板、设置冷却灭火器,以有效地将高温烟气降温并把火花扑灭;2在吸烟管道上安装温度传感器,当烟气温度大于220 ℃时发出报警信号,此时将停止风机运转,防止布袋被烧毁;3除尘器采用预喷涂装置,添加焦粉,防止烟气中焦油粘结滤袋;4风机采用变频调速,能稳定运行,使烟气顺利流入烟道中。同时减少除尘器负荷,以延长设备的使用寿命和节省能量消耗。
6结束语
顶装焦炉推焦车 篇3
八钢炼铁分公司焦化分厂老区4.3米捣固焦炉为单座49孔捣固式焦炉, 机侧所使用的是装煤推焦一体式车辆, 满载总重约410吨。为装煤推焦车配备的是120公斤/米的重轨。此焦炉自2005年投入使用, 至2009年开始出现远离焦炉的轨道断裂。因为是单机作业, 此类事故频发对焦炉生产节奏造成很大影响, 故障时间居高不下。对于完成年作业率指标极为不利。投入的人工和资材也大幅度增加。由于使用的是一体式车辆, 轨道断裂后, 车辆无法行走, 多次造成烧空炉的事故, 对焦炉砌体本身也有很大损害。
2 轨道特征
装煤推焦车轨道安装简图如图1:
3 存在问题
在轨道基础施工完毕后发现间距比装煤推焦车轮距小, 为了减少损失就将外部轨道基础做了设计变更如图2。所以外侧轨道是两次施工完成, 强度较内侧低, 由于推焦杆的和液压站的重量集中在车体尾部, 且外侧轨道由于车体结构决定了受力更大, 就造成了外侧轨道经常断轨。
4 理论依据
经现场观察, 轨道断裂处的垫板已经出现了弯曲变形, 部分已经断裂, 垫板下部的混凝土基础出现凹坑, 轨道下垫板的部分已经嵌入混凝土基础中如图3所示。由图可知此种现象是由于混凝土基础强度偏低所造成的。按照轨道安装对基础的要求, 螺栓处400mm宽度范围内顶面不水平度≤5mm;任意610m长度内务螺栓处顶面标高差±3mm;沿全长各螺栓处顶面标高差±5m。而现场高差由于基础下沉, 有些已经达到25~30mm。在车辆行走过程中, 基础塌陷处的轨道产生弹性变形, 形成一种恶性循环, 加剧了该处的劣化程度, 最终超出轨道的强度极限, 发生断裂。
由图4可以做出轨道的受力分析, 如图4所示, 假设2点下部为垫板变形处, 那么该点在车轮经过时受力如图5所示, 在1点和3点有向上的反作用力, 而2点只有向下的压力, 那么就会在2点处形成一种弯曲变形, 当变形超过轨道所能承受的强度极限, 就会发生断裂。
5 内容
从以上内容可以看出, 轨道混凝土基础重新处理约需要6~7天的时间, 在时间上无法满足, 那么只有增加垫板的接触面积, 以弥补强度不足的问题, 首先准备δ=40mm的钢板, 依照原装垫板的宽度下料, 按照预埋螺栓的间距尺寸开孔, 间隔2~3米制作一个找平螺杆, 钢垫板按照钢板长度方向下料, 每块垫板长约6米, 两头开坡口, 以备完工后焊接。如下图:
钢垫板预制好后, 计划停产24小时, 首先拆除所有轨道及原装垫板, 然后用风镐将基础表面向下剔除, 直至标高可以将钢垫板放入, 并在钢垫板下预留40~50mm二次灌浆空间。如图7所示, 用找平螺栓进行找平, 水平在±5mm范围, 并以内侧轨道为基准测量规距, 安装轨道。清理基础上的煤灰及碎屑杂物, 浇水浸润, 30分钟后将残余的水用空压气吹扫干净, 进行支模, 用H60灌浆料进行二次灌浆。需要特别注意的是, 灌浆料一定要严格控制水灰比, 否则不容易凝固, 将直接影响到开机时间。
6 效果评价
顶装焦炉推焦车 篇4
关键词：推焦车,电气控制,PLC
0引言
捣固炼焦技术是一种可根据焦炭的不同用途,配入较多的高挥发煤及弱黏结性煤,在装煤车的煤箱内用捣固机将已配好的煤捣实后,从焦炉侧推入炭化室内进行高温干馏的炼焦技术[1]。捣固炼焦技术能提高焦炭的生产率,大幅度降低焦炭生产成本,增加企业利润,特别是采用捣固工艺技术可以节省不可再生的优质焦煤 资源,是焦化行 业发展的 主要方向[2]。 6.25m捣固焦炉是目前国际上最大的捣固焦炉炉型, 太原重工股份有限公司生产的国内首套6.25m分体捣固焦炉设备,在5.5m捣固焦炉设备的基础上采用更加先进的控制系统,提高了焦炉机械的自动化水平, 为我国焦炉大型化发展、炼焦工艺的运用和改进提供了重要支撑[3]。
推焦车作为捣固焦炉成套设备之一,在整个炼焦过程中起着举足轻重的作用,推焦车安装于焦炉机侧, 用途是用推焦杆将炭化室内焦炭推出至熄焦车上,同时完成推焦前与装煤后启闭炉门及清扫炉门、炉框等工作。
1推焦车的控制系统组成及控制方式
1.1推焦车的控制系统组成
推焦车主要由运行、推焦、取门、清门、清框及余焦回收等机构组成,采用三相交流380V、50 Hz滑触线供电。设备的总电源由滑触器引入到车上受电控制柜,柜内主回路经过不同的开关分成动力回路和控制回路。各机构动力回路主要包括总动力开关和总接触器。总动力开关带有分励脱扣器,可在紧急情况下切断车上动力电源,方便检修整车电气设备;总进线接触器仅用于动力电源的接通与分断,给每一机构供电,在检修或交接班时可方便地断开主回路动力电源,以保证安全。与此同时,照明、控制电源保持正常接通状 态,车辆间的通讯及车辆内部的状态显示均保持工作状态。
1.2机构控制方式
走行机构和推焦机构均采用变频调速 的控制方式。变频调速系统的原理是通过改变电动机的供电频率来改变电动机的转速,其特点如下:①可以实现无极调速,启动电流小,对机械的冲击较小,可以得到大的启动转矩;②低速运行性能稳定,调速精度高,能提高车辆对位的精确性,因而容易实现自动化控制;③变频器内部集成了电机过载、过压、欠压及缺相等很多保护功能。
变频器带有制动斩波器,制动时,当变频器内的直流回路母线电压值达到制动斩波器的阈值导通电压时,制动斩波器投入运行,制动时产生的再生能量就可以通过制动电阻消耗掉,从而保护变频器,且能够快速准确停车。
推焦车的走行机构由4台6极电机驱动,采用2套变频器控制,1台变频器控制2台走行电机。在一套变频器或电机出现故障时,另一套变频器或电机仍能够拖动大车低速运行。走行电机带有速度反馈编码器,可实现走行闭环控制,以保证走行精确定位。
推焦机构采用一拖一变频调速,通过主令控制器有级给定调节推焦的速度。
推焦时通过工控机显示和记录推焦电流,当电流过大时有过载报警和过载断电等轻、重故障报警保护功能;通过旋转编码器实时检测推焦杆的位置,并通过工控机实时显示推焦杆行程。
通过操作台上推焦操作手柄来控制推焦过程:快速前进—慢速前进—快速前进—慢速前进—停止—快速后退—慢速后退—停止。
2 PLC控制系统架构及控制流程
2.1 PLC控制系统架构
推焦车整车采用PLC控制系统,硬件采用西门子S7-300可编程控制器,专用电源模块为CPU模块供电,PLC输入输出电源为集成一体化电源。CPU模块带有以太网及Profibus-DP通讯接口,可实现与上位机、变频器、编码器及机旁操作箱之间的数据通讯功能。推焦车通讯网络及控制架构如图1所示。
2.2控制程序流程
推焦车控制程序流程图如图2所示。
3工业级工控机及操作方式
推焦车采用工业级工控机进行监控和操作,其主要功能如下:①运行、推焦、取门、清门、清框、余焦回收及液压等机构由独立画面显示;②各机构电机过载、短路、缺相及PLC系统硬件故障诊断及报警显示;③输入模块的输入点、输出模块的输出点、各机构动作检测开关的状态实时显示;④用于操作的各机构按钮的独立操作界面。
操作方式有单元程序控制、单元手动控制及机旁操作三种方式,由人机界面和机旁操作箱两种方式来完成各种动作的操作和不同信号的显示。
(1)自动方式:根据推焦车各单元的工作顺序动作,系统将通过自动检测各个单元运行条件是否满足来决定是否执行下一步的操作。
(2)手动方式:通过操作台上的按钮和工控机实现手动操作,需要人工按照设备工艺顺序一步一步完成,手动操作的过程中,系统也将通过各个检测开关的状态来对操作过程进行监控。
(3)机旁操作方式:当设备分布调试时,或自动及手动操作方式出现故障时,或设备需要检修的情况下, 会用到这种操作方式,因为机构动作没有联锁,使用机旁操作时,必须做好安全措施,一般会采取点动的方式。
4自动对位及联锁系统
4.1联锁及保护
变频驱动系统为电机提供过压、过流、缺相、接地等保护;非变频驱动系统将为电动机的过载、短路提供保护。
在司机室控制台上的各机构手柄设有零位触点, 可对运行过程中发生的误操作进行保护。具体来说, 如果机构动作过程中设备突然断电,而此时主令的手柄不在零位上,来电后,机构不会自动动作,只有将主令手柄打到零位后,电动机才能启动,相当于起到一个故障复位的功能。
推焦杆、取门、清门、清框机构等均设有行程检测开关,由行程检测开关通过PLC控制各机构的位置, 同时各机构之间还设有相应的联锁。
推焦车第四条滑线与焦侧电机车第四条滑线相连作为联锁控制线,当推焦出现故障时电机车能够停止推焦,避免事故扩大化。
车上均设有走行声光报警及车载电话;车体两侧安装的激光防碰撞接近开关可以检测到推焦车与两侧车辆的距离,发出减速或停车的指令;车上配有四头一尾的工业级监视系统,用于监控大车走行两侧、取门及清门动作情况。
4.2自动对位系统
推焦车采用自动对位与联锁系统,能自动识别推焦车的工作状态、车号及所处的位置,并且在车载显示屏和地面站上位机上显示对应的炉号。在联锁状态下,系统能根据推焦车与计划炉号中心位置的对位情况等来判断是否满足推焦条件,条件不足不能启动操作。编码电缆感应无线式检测地址方式得到的是机车的绝对地址,即使系统断电,一旦恢复供电系统便可立即得到可靠的机车位置,消除机车因各种原因(如掉电、下雨打滑)而引起的位置偏差。
推焦车采用感应无线车上检测地址定位系统,实时性强,地址检测速度快,是实现推焦车联锁、自动走行、自动对位功能的先决条件。采用编码电缆作为位置检测的传感媒介,可以获得机车的绝对、连续地址, 在推焦车运行过程中不受影响。
图3为推焦车自动定位示意图。
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