Проект установки сухого тушения кокса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Рождение коксового цеха №2 - 1 мая 1972 года, день выдачи первого кокса на 7 батареи.

Коксовый цех №2 состоит из 4-х батарей 7-8 и 9-10, объемом камер 32,3 м³.

Коксовый цех №2 впервые в мировой практики был построен только с «сухим» тушением кокса без резервного «мокрого». После успешно освоения установки сухого тушения кокса (УСТК), коллектив участка не останавливается на достигнутом и постоянно продолжают совершенствовать технологию сухого тушения кокса.

Таблица 1 - Характеристика выбросов при различных системах тушения кокса

За последнее время на участке проведены большие работы по снижению затрат на производство кокса, увеличению производительности камер УСТК и снижению угара кокса. Внедрены мероприятия по стабилизации гидравлического режима камер УСТК, что позволило снизить угар кокса за последние три года и увеличить производительность камер УСТК.

Общее снижение затрат на производство кокса составило более 1,5 млн. рублей год. Все эти отличные результаты - плоды работы нашего сплоченного коллектива.

Очень важные задачи поставлены перед коллективом на будущее. Это снижение себестоимости коксовой продукции и предстоящая реконструкция УСТК-3 и коксосортировки №4 в условиях действующего цеха.

В наше время осуществляется жесткий контроль за сбросы и выбросы вредных веществ в атмосферу. При проектировании коксовых печей большое внимание уделяется защите окружающей среды и уменьшении загрязнения. При работе коксовой батареи в окружающую среду выбрасывается наибольшее количество пыли в процессах: сухого тушения кокса, коксосортировки, загрузки камеры, и выдачи камеры.

Необходимость реконструкции камеры УСТК необходима для решения улучшения социальных проблем, экологических проблем, т.е. уменьшения выбросов в атмосферу, улучшения экологической обстановки в цехе, т.к. из-за высокой запыленности ухудшается здоровье и работоспособность рабочих.

1. Общая часть

1.1 Описание технологической схемы УСТК-3

УСТК предназначена для тушения кокса, выдаваемого из печей и выработки пара. УСТК-3 состоит из 6-ти блоков. В каждый блок входят: камера тушения (производительность по коксу 52-56 т), котел - утилизатор, дымососы (основной и резервный), пылеулавливающее и вспомогательное оборудование. УСТК оборудована тремя передвижными подъемниками, тремя стягивающими устройствами и тремя шахтами для подъема кузова коксовозного вагона наверх камер тушения. Установка обслуживает блок батарей №9-10 и должна обеспечивать ритмичную устойчивую работу по выдаче кокса по заданному графику, а также выработку пара заданных параметров.

Раскаленный кокс из коксовых печей выдается в приемный кузов коксокозного вагона, кузов с коксом доставляется электровозом к одному из стягивающих устройств подъемной шахты. Передвижная платформа вместе с кузовом перемещается при помощи специального стягивающего устройства к шахте подъемника камер тушения. Затем кузов с раскаленным коксом специальным подъемником поднимается наверх и перемещается к одной из работающих камер.

При подходе подъемника к загружаемой камере открывается крышка загрузочного люка, а на ее место устанавливается коксонаправляюшая воронка.

После установки подъемника с кузовом по оси загрузочного люка кузов опускается на опорные тумбы загрузочного устройства. От собственного веса открываются затворы в днище кузова и кокс выгружается в камеру. По окончании загрузки опорожненный кузов подается подъемником к шахте, опускается вниз и устанавливается на передвижную платформу коксовозного вагона.

Проект реконструкции камеры УСТК состоит в следующем: к загрузочному люку монтируют устройство, которое предназначено для улавливания пыли, далее пыль подается по трубопроводу на пылеосадительную станцию. Тем самым снижаются выбросы в окружающую среду.

Штангой стягивающего устройства платформа с кузовом перемешается на лафет коксовозного вагона.

Коксовозный вагон электровозом транспортируется для приема кокса из очередной выдаваемой печи.

После загрузки в камеру горячего кокса загрузочный люк закрывается, крышкой. Герметизация загрузочного устройства достигается за счет применения гидрозатвора высотой 50-70 мм.

Из верхней части камеры тушения (форкамеры) кокс по мере выгрузки потушенного кокса опускается в нижнюю часть камеры, где и происходит его тушение циркуляционными газами.

После прохода зоны тушения кокс охлаждается до температуры 170-200^оС.

Выгрузка потушенного кокса во избежание выбросов циркуляционного газа осуществляется двухкамерными разгрузочными устройствами порциями 1,5-2,0 тонны на рампу холодного кокса.

С рампы кокс через перекидной лоток выгружается на один из двух конвейеров и направляется на коксосортировку.

Тушение кокса производится газом, циркулирующим в замкнутой системе. Газ с температурой 170-200°С дымососом MB 160/850 нагнетается в распределительные каналы нижней части камеры и через дутьевое устройство поступает в зону тушения кокса.

Дутьевое устройство представляет собой две воронки, установленные в бетонном бункере одна над другой так, что низ верхней воронки и верх нижней воронки образуют щель по всему периметру ~ 105 мм, через которую циркулирующий газ под напором проникает в камеру. По центру находится дутьевая головка, которая устанавливается на верхний рассекатель, представляющий собой трубу, концы которой входят в кольцевые каналы железобетонного бункера. В кольцевые каналы бункера нагнетается циркуляционный газ, который по трубам и верхнему рассекателю попадает через жалюзи дутьевой головки в камеру. Для лучшего протушивания кокса в центре камеры, дополнительно на верхней части дутьевой головки установлено шесть насадок. Насадки закрыты специальными колпачками, через которые подается циркулирующий газ по центру камеры.

Газ движется снизу вверх навстречу потоку кокса и на пути от входа до выхода из камеры тушения нагревается до 600-800°С. нагретый газ поступает в верхний сборный кольцевой канал. На выходе из косых ходов в кольцевой канал устанавливаются регистры, которыми регулируется равномерное распределение газа по площади камеры.

Из кольцевого канала газ поступает в котел - утилизатор типа КСТ-80. Перед входом в котел КСТ-80 предусмотрена очистка газа от крупной коксовой пыли в пылеосадительном бункере.

В котле газ последовательно проходит через пароперегреватель, испарительную поверхность и водяной экономайзер. В котле происходит охлаждение газа за счет отдачи тепла воде и пару до температуры 180-200°С. После котла утилизатора перед входом в дымосос циркулирующий газ переходит вторичную очистку от пыли в пылеулавливающих циклонах и дымососом снова возвращается в нижнюю часть камеры.

Для удаления пыли, которая улавливается в пылеосадительных бункерах и циклонах, установка сухого тушения оборудована системой пневмотранспорта. Пыль отводится в сборный бункер осади тельной станции, откуда с помощью двух смачиваемых шнеков грузится в железнодорожные вагоны или автомашины. Выгрузку пыли из сборного бункера пылеосадительной станции производит машинист УС'ГК.

Для обеспечения нормальных санитарных условий на УСТК предусмотрена вытяжная и приточная вентиляции.

Из насосной шламовых вод вода перекачивается насосом ПМВГ-2 в шламовый отстойник на УСТК-2. Шлам со скруберов ЦС-21 отводится по трубам сточной канавы в шламовый отстойник. Шламовый отстойник оборудован тельфером для очистки отстойника и погрузки шлама в автомашины. Откачку пыли с бункеров после батарейных циклонов на пылеосадительную станцию производит один раз в сутки нижний машинист УСТК. Время откачки пыли устанавливается распоряжением по цеху.

Пневмотранспорт пыли oт батарейных циклонов до центрального трубопровода обслуживает нижний машинист УСТК.

Для сбора дренажных вод под фундаментами УСТК предусмотрена дренажная система, которая заканчивается насосной дренажных вод. Дренажную систему и насосную дренажных вод обслуживает персонал УСТК - нижний машинист. [2,7,9,10]

Рисунок 1 - Общий вид камерной УСТК: 1 - камера тушения; 2 - форкамера; 3 - верхний кольцевой канал с зоной косых ходов; 4 - пылеосадительный бункер с перегородкой; 5 - котел-утилизатор; 6-дымосос; 7 - разгрузочное устройство; 8 - рампа холодного кокса; 9 - обеспыливающий циклон

1.2 Характеристика основного оборудования УСТК

В состав каждого блока УСТК входит камера тушения кокса, котел-утилизатор, пылеосадительное устройство, дымосос (газодувка), мельничный вентилятор ВМ-160/850 и резервный дымосос Д-12, Д-5.

Камера тушения кокса - емкость цилиндрической формы, верхняя и нижняя часть - конусные. Она оборудована загрузочным и разгрузочным устройствами. Камера тушения имеет форкамеру, служащую для поддержания нормальной температуры газа перед котлом - утилизатором, а также позволяющую повысить реакционную способность кокса, его однородность и равномерность по прочности и крупности.

Котел-утилизатор КСТ-80 змеевиковый, конвекционный с многократной принудительной циркуляцией рассчитан на пропуск 80 000 м³/ч циркулирующих газов при начальной температуре до 800°С и утилизацию тепла горячего кокса производительностью 52-56 т/ч. Производительность котла 25 т/ч при давлении пара 40 кгс/м (4 МПа) и температуре перегрева 450°С. [2,3,7,9,10]

Циклоны

Наиболее распространенными сухими центробежными пылеуловителями являются циклоны и батарейные циклоны. Очистка газа от пыли в этих аппаратах основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращательном движении газового потока. Поскольку центробежные силы во много раз больше сил тяжести, в центробежных аппаратах улавливаются частицы более мелкого размера, чем в пылеосадительных камерах. В центробежных пылеуловителях могут улавливаться частицы с размерами > 5 мкм. Однако с высокой эффективностью циклоны способны улавливать пыль только размером 15…20 мкм.

Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри его корпуса. Это вращение достигается путем тангенциального ввода газа в циклон.

В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока. Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 2). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении вращающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, поэтому циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально. [4]

Рисунок 2 - Циклон НИИОгаз серии ЦН

Характеристика основного оборудования коксового цеха №2 представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика основного оборудования коксового цеха 2

1.3 Технологический режим загрузки камер УСТК

При передвижении от направляющих к оси камеры подъемник приводит в действие загрузочное устройство через систему рычагов, при этом поднимается крышка загрузочного люка камеры, передвигается тележка загрузочного устройства и устанавливается загрузочная воронка на ось люка камеры. Кокс выгружается в камеру при посадке кузова на тумбы загрузочного устройства через открывающиеся створки днища кузова и загрузочную воронку, футерованную стальными полосами. Уплотнение загрузочного устройства достигается гидрозатвором между рамой и зонтом крышки люка, рассчитанного на максимальное давление 100 мм вод. ст.

Потушенный кокс выгружается из камеры небольшими порциями (около 300 кг) через автоматически действующее четырехзатворное разгрузочное устройство двустороннего действия. Как показал опыт эксплуатации опытно-промышленной УСТК, при односторонней разгрузке очень трудно добиться равномерного схода кокса в камеры. Для уменьшения запыленности и выбросов газов при выгрузке в конструкции разгрузочного устройства применен принцип шлюзования. При открытии первых затворов-отсекателей кокс заполняет нижнюю воронку, затем, после закрытия отсекателей и открытия промежуточных затворов, перегружается в промежуточный бункер и далее, при закрытии промежуточных и открытии нижних затворов - на рампу и ленточный конвейер, которым потушенный кокс транспортируется на коксосортировку. [8]

1.4 Контроль технологического режима

Контроль качества продукции осуществляется по схеме контроля, утвержденной главным инженером КХП. [1]

Соблюдение установленного в цехах технологического режима. Контроль технологического процесса коксового цеха разделяется на:

а) контроль осуществляемый цехом по данным стационарно установленных приборов;

б) контроль, осуществляемый лабораторией завода.

Виды контроля технологического режима УСТК

Схема лабораторного контроля циркулирующего газа

Плановые остановки с охлаждением кладки камер и полной разгрузкой кокса производится в следующем порядке:

1. Прекращается загрузка горячего кокса.

2. Кокс разгружается на К) отсечек ниже до датчика нижнего уровня.

3. Подается азот в короб дымососа и нижнюю часть котла.

4. После этого - дымосос работает с полной нагрузкой до исчезновения огня и установления суммарного содержания горючих компонентов в газе (СО+Н₂+СН₄ не более 4%).

5. При установлении концентрации (СО+Н₂+СН₄) в циркуляционном газе не более 4% возобновляется разгрузка кокса, при разгрузке кокс визуально контролируется через, загрузочный люк.

6. В конце разгрузки открываются продувочные свечи.

7. После полной выгрузки кокса открываются крышки люков на котле и крышка люка на камере.

8. Берется анализ на содержание окиси углерода (СО) и водорода (Н₂) в циркулирующем контуре, при их отсутствии останавливается дымосос (основной и резервный). [2,5]

Таблица 6 - Метрологическое обеспечение УСТК 3

1.6 Общие сведения о существующей автоматизированной системе управления тепловым режимом УСТК

Наименование АС и время ввода в эксплуатацию