高压水炉门清扫技术.doc

济钢集团总公司焦化厂 2020-2-29高压水炉门清扫技术一、工艺概述高压水清扫炉门装置主要任务是实现焦炉炉门的自动清扫，它可以方便高效地将附着在焦炉炉门刀边上的焦油、焦渣等杂物清除掉，使炉门和焦炉配合紧密，保证焦炉炉门在炼焦过程中不泄漏烟尘。目前，国内大多数企业采用人工清扫的办法，部分焦化厂使用机械清扫。但是由于焦油在200以上的温度下，已经粘在刀边上，人工和机械清扫不干净、不彻底，并且机械清扫装置运行不稳定，容易刮坏炉门刀边，清扫效果也不理想。而采用本装置后可彻底解决上述问题，清扫效果令人满意。该装置采用高压水与机械刀具联合清扫的方式，刀边和密封槽使用高压水清扫，炉门砖的边部和底部采用螺旋铣刀清扫；整套装置一个炉门的清扫时间约为300秒，且清门工序可与推焦同时进行，因此清门并不影响正常的推焦操作。高压水清门示意图二、主体设备及工作原理1、基本工作原理本装置采用高压水与机械刀具联合清扫的方式，高压水装置主要清扫炉门刀边和密封槽。工作时，利用高压水泵把水的压力升高到65Mpa，通过三联切换阀实现高压水的切换，然后通过旋转喷枪把高压水打到炉门刀边上，实现炉门刀边的高压水清扫。螺旋铣刀用来除去炉门砖上的焦油和焦渣。2、设备组成2.1 炉门清扫装置炉门清扫装置主要由下部扫除机、上下扫除机、顶部扫除机、框架、链轮传动装置、限位装置、干油润滑装置等组成。2.1.1 下部扫除机由油缸、连杆、移动小车、螺旋铣刀、高压水喷枪等组成，螺旋铣刀清扫炉门底部耐火砖，高压水清扫底部刀边及密封槽。小车左右移动，满足高压水清扫整个炉门底部刀边。2.1.2 上下扫除机由闭合油缸、铣刀支架、连杆、移动台车、螺旋铣刀、高压水枪、导向轮等组成。通过缩小车架尺寸，由H型结构向门式结构靠拢，避免台车在整个清扫行程内与上部框架干涉及下部扫除机干涉。下扫除机清扫行程由3800mm增至4480mm，下部极限位置下移180mm，上部极限位置上移500mm,保证高压水枪可恰好清扫炉门两侧整个刀边。2.1.3 顶部扫除机由油缸、连杆、移动小车、高压水喷枪等组成，其行程为580mm，左右各290mm，保证高压水喷枪可恰好清扫炉门整个刀边。2.1.4 框架主要由型材焊接而成，通过框架的前后及左右位置的调整，确保炉门的清扫位置。2.1.5 链轮及传动装置由链条、链轮、摆线针轮减速机、链轮轴等组成，上下扫除机通过链传动实现上下的运动。2.1.6 限位装置主要由：顶部左、中、右限位；底部左、中、右限位；两侧上部、上砖、中间、下砖、下部限位。通过限位控制各扫除机的动作。2.1.7 干油润滑装置：炉门清扫下部扫除机、上下扫除机的润滑点都通过润滑管路及分配器实现集中润滑，因位置及配管等因素顶部扫除机小车采用手动分别润滑。2.2 水箱装置水箱容量约1000L(清扫一个炉门约用水100L以下)，设置进出水过滤器，水中颗粒物尺寸120目以下，过滤器面积0.3m2，与水泵联合实现堵塞报警功能，设置不锈钢液位计，可方便观察水位。2.3 高压水泵装置高压水泵是高压水清扫炉门装置的关键件，该件由日本进口，外形尺寸：200016001050，3系列柱塞泵，重量1700kg，流量22L/min700kgf/cm2，工作压力：650kgf/cm2，电机30kw，6级，50Hz。详细情况见日本提供说明资料。2.4 高压水切换三联装置高压水切换阀是高压水清扫炉门装置的关键件，该件由日本进口，通过气动及电磁阀的驱动实现高压水的切换。详细情况见日本提供说明资料。2.5 清门机液压、高压水配管及气路配管清门机液压、高压水配管主要由液压软管民、高压水软管、接头、连接法兰、密封圈等组成，可动处采用软管，固定部分采用钢管，由支架固定在钢结构上。此部分现场配管繁多，复杂，配管时应充分考虑防止各清扫台车运动时相互干涉。2.6 液压阀站液压系统利用原来的液压站及泵站，液压阀站包括四组控制阀，由各组控制阀控制各驱动油缸及液压马达的运动。如果是全新设计，可直接将高压水清门装置各阀组设计进去，若是旧车改造，必须设计制作一新液压站。2.7 电气控制系统高压水电气系统由吸水电机、高压泵电机、操作室操作台、接触器、继电器、PLC模块、限位无关、电磁阀等组成。3、主要技术性能3.1 高压水系统工作介质生活用水或工业水，水温140，水中颗粒物尺寸100目以下。工作压力65Mpa系统最高压力100Mpa（考虑系统压力冲击）3.2 液压系统工作压力7Mpa系统流量120L/min工作介质抗磨液压油3.3 气路系统工作压力0.6Mpa系统流量20L/min工作介质过滤后的压缩空气3.4 炉门清扫装置3.4.1 前后移动台车移动速度5m/min.工作行程900mm3.4.2 上下扫除机螺旋铣刀数量2件（左右各1件）升降速度4.0m/min升降行程4480mm高压水喷枪数量2件（左右各1件）喷嘴直径0.7mm3.4.3 下部扫除机和上部扫除机螺旋铣刀数量各1件移动速度1.5m/min移动行程下部650mm，上部580mm高压水喷枪数量各1件喷嘴直径0.7mm三、PLC程序部分 根据高压水动作顺序图，编写相关的PLC控制程序，并嵌入到整车的PLC控制中去。四、维护保养与安全注意事项本装置机构复杂、工作环境恶劣，为了能很好地发挥其作用，必须重视并做好维护保养工作及安全使用工作：1、制定润滑工作制度，定时手动向各润滑部位给脂，按规定时间向各减速机供给润滑油。2、每天进行一次清扫，包括炉门清扫台车、高压泵、水箱。3、每天检查高压泵工作是否正常，管路是否泄漏。高压水工作时，高压水管路区域严禁靠近，应保持35米的安全距离。4、主要部件23年要进行一次拆检、修理。其中高压水软管、高压水喷嘴的寿命为12年，必须定期更换。五、清扫效果及效益传统的人工清扫方式工人劳动强度大，清扫效果差，不能满足生产的要求，炉门冒烟成为一大难题。机械刀具清扫在原来人工清扫的基础上前进了一大步，减轻了工人的劳动强度，清扫效果也大有改观，但其对刀边的清扫效果仍然不能令人满意。特别是实际清扫中，炉门很难准确对中，对清门机前限的要求也非常高。如果刀具过于靠前，很容易刮伤刀边，而若靠后，则达不到清扫效果，这样，其实用性便大打折扣，全国不少新上焦炉其机车上的机械清门装置常常不能正常使用便是个很好的例子。而采用高压水清门却可以弥补机械清扫炉门的缺陷，由于喷枪角度可自由调整，喷出的高压水压力高达65Mpa以上，在一定范围内对刀边可以很好地实施清洗，完全可以见到其底色，而且其对机械刀具的位置要求降低了，清扫效果却非常好，因此采用高压水和机械刀具联合清扫的方式可很好地对炉门进行清扫，其实用性非常强。高压水清扫炉门装置自2003年7月在我厂1推焦机投产至今，一直稳定高效地运行，完全能够满足生产的实际需求。其产生的经济效益和社会效益十分可观。六、制作及服务成本1、制作方式在新式弹簧上炉门机车上，一般采用液压及PLC控制。如果原有机车有机械式清扫炉门装置，可采用济钢焦化厂1推焦机的模式，在原有阀站上增加四组控制阀，分别控制顶部清扫移动、顶部喷枪旋转、侧洗喷枪旋转及底部喷枪旋转。增设高压水泵、三联阀控制装置及旋转喷枪等装置，进行相应的配管，并将高压水清扫炉门装置的PLC控制模块嵌入到原有的控制系统中去；如果原车无机械式清门装置，应视空间大小决定是否能上此装置。如果空间允许，可增设一全新的高压水清扫炉门装置，其中包括机械式清门系统。相应地，液压阀站除增设喷枪旋转等控制阀组外，还需增设主铣刀闭合、主铣刀旋转、底部铣刀旋转等控制阀组。对于旧机车，如果是机械式取门机构，由于取门后无法旋转，且可供改造的空间有限，因此改造的难度很大。要想改造，首先要将机械式改为液压式的，增设一独立的液压站，保证取门机取门后能旋转90度，同时还要考虑空间和成本因素。如果成本太高，则没有什么意义。2、服务成本本厂现有部分机械式清门图纸、高压水清门原理图及动作顺序图等相关资料。如果要将此技术转换为实用的可移植的技术，还需机械、液压、电控等专业技术人员继续进行研究，将相关技术资料消化、充实，变成自己的实用的技术。现阶段比较现实的是我厂1#推焦机模式，即在有机械式清门的机车上进行改造，增设高压水清门装置。此种改造成本可以接受，难度相对较小，我们可只提供技术服务及相关资料，具体实施可由改造方进行。如果是新机车，使用单位有此意向的，一般会直接要求设计单位将此技术加入进去，我们介入的可能性不大。技术服务成本：机械和液压有1人即可，PLC程序调试