大型7.63米焦炉工艺及自动化控制（工程师培训）

作者:单位:日期:书名：《7.63米焦炉工艺及自动化控制》目录TOC\o"1-4"\h\z\u第一章现代焦炉的概述 111.1现代焦炉整体结构 111.1.1焦炉炉型的分类 111.1.2现代焦炉的结构： 121.2炼焦炉的机械与设备 171.2.1护炉铁件 171.2.2焦炉加热设备 211.2.3荒煤气导出设备 241.2.4焦炉机械 271.2.5附属设备和修理装置 30第二章XX公司焦炉项目概述 312.1工程概述 312.2XX公司焦炉结构介绍 322.2.1焦炉本体基础结构介绍 322.2.2废气系统 332.2.3焦炉支撑系统 332.2.4护炉铁件 332.2.5焦炉加热系统 352.2.6废气系统 392.2.7荒煤气系统 392.2.8机械轨道 432.2.9试验、存储、修理站 442.3煤塔 462.3.1土建结构 462.3.2机械设备和工艺描述 462.3.3余煤处理装置 472.4熄焦塔 482.4.1土建结构 482.4.2机械设备和工艺描述 482.4.3熄焦水沉降设备 49第三章焦化项目的主要工艺流程简述 513.1工艺简介 513.1.1备煤作业区 513.1.2炼焦作业区 513.1.3炼焦作业区的基本布置 523.2焦炉炉体的结构参数、特点及用砖种类 533.2.1焦炉用砖 533.2.2焦炉烘炉 553.3焦炉机械的种类、性能及特点 553.3.1焦炉机械配置 553.3.2焦炉机械的主要性能及特点 553.4焦炉的主要工艺装备 583.4.1集气系统 583.4.2护炉铁件 583.4.3加热交换系统 593.4.4熄焦系统 593.4.5辅助设施 593.5焦炉烟尘的治理设施 603.5.1阵发性烟尘治理 603.5.2连续性烟尘治理 603.6焦处理设施 613.6.1概述 613.6.2工艺流程 613.6.3设施及主要设备 613.7焦炉的主要技术数据 633.7.1炼焦炉组 633.7.2煤数据 643.7.3生产数据 643.7.4煤气主要成分 653.7.5煤塔 653.7.6熄焦系统 663.7.7地点 663.7.8气候条件 663.7.9地震强度 67第四章XX公司7.63米超大型焦炉新技术介绍 674.1焦炉炉体结构简介 674.2焦炉加热系统 694.2.1蓄热室 714.2.2燃烧室内的可调节跨越孔 724.2.3加热壁 734.2.4加热系统 734.2.5焦炉煤气加热 744.2.6混合气体加热 764.2.7废气交换开闭器 784.2.8转换设备 794.2.9废气系统 804.3荒煤气导出系统 804.3.1荒煤气导出系统构成 804.3.2Proven系统构成 824.47.63米超大型焦炉成套技术分析 844.4.1烘炉 844.4.2护炉铁件 884.4.3交换机系统 914.4.4PROven系统 934.4.5BLEEDER放散系统 994.4.6炉体密封 1004.4.7稳定熄焦（CSQ） 102第五章7.63米焦炉UHDE自动化系统结构概述 1065.1PCS7系统结构简介 1075.1.1典型的系统 1075.1.2ES：工程师站 1085.1.3AS：自动化站 1095.1.4现场设备 1105.1.5OS操作站 1115.1.6工厂总线和终端总线 1145.1.7工业以太网 1145.1.8在各个层级的冗余性 1155.2软硬件概述 1165.2.1软件 1175.2.27.63米焦炉所用的硬件介绍 122第六章自动化介绍（1级、2级） 1466.1UHDE自动化技术概述 1466.1.1Reversing系统 1466.1.2Proven系统 2006.1.3Bleeder系统 2156.1.4XX公司焦炉环网 2246.2焦炉二级系统及软件介绍 2276.2.1COKEMASTER服务器软硬件配置 2276.2.2COKEMASTER系统的工作原理分析 2296.2.3自动化系统综述 2296.2.4系统及设备介绍 239第七章焦炉有关数据 2467.1配煤 2467.1.1配煤概述 2467.1.2配煤技术 2477.1.3炼焦用煤的质量等级和测定方法 2487.1.4XX公司用煤相关数据 2497.2焦炭的质量指标 2497.3焦炉等级标准 2517.3.1生产能力 2517.3.2、炼焦耗热量 2517.3.3、炉体状况 2527.47.63米焦炉的生产数据表汇总 2547.4.1横排测温数据 2557.4.2横排温度测量生成的温度曲线 2567.4.3整个炉温记录表 2577.4.4焦化调度日报表 2587.4.5当天焦炉生产情况 258第八章焦炉典型故障汇总 2598.1交换机系统典型故障汇总 2598.1.12009年4月22日A炉交换机停机 2598.1.22009年5月22日A炉夜间停机 2628.1.32009年5月29日B炉交换机停机 2648.1.42009年6月18日A炉夜班交换机停机 2698.1.52009年7月16日B炉交换机系统夜间停机 2738.1.62009年8月15日B炉交换机停机 2748.1.72009年8月20日B炉交换机停机 2769.1.82009年9月7日A炉交换机停机 2788.1.92009年12月25日A炉交换机停止加热故障 2808.1.102009年12月28日C炉交换机停机 2838.1.112010年2月4日A炉交换机停机 2878.1.122010年3月1日C炉交换机频繁停机 2908.1.132010年3月30日B炉交换机停机故障 2928.1.142010年8月3日D炉交换机停机 2988.1.152010年11月9日C炉的交换机油泵频繁报警 3038.1.16交换机停机条件及重要关系概述 3048.2PROVEN典型故障汇总 3178.2.12009年2月26A炉40#阀门定位器故障 3178.2.22009.6.25B炉16#上升管盖不能自动打开 320故障现象 3208.2.32009年9月19日B炉30#阀门定位器不自动调节，压力为负压 3228.2.42009年11月5日A炉3号上升管遇到的情况 3238.2.52010年1月28日C炉的2号阀门定位器现场手动无法回0% 3268.2.62010.3.2A炉62#手动自动均关不了上升管盖 3288.2.72010年12月13部分上升管装完煤后频繁冲洗固定杯，并且压力进度条变红 3308.2.82010年12月20日B炉PRoven的系统光纤报警 3318.2.92010年12月24日B炉18号手动阀“A”打到最左端快速喷洒不开 3348.2.102010年12月25日B炉上升管18号手动打成连通状态上升管盖开 3368.3BLEEDER系统典型故障汇总 3388.3.12010年9月4日A炉的西段放散管在下过雨后不正常放散 3388.3.22010年9月4日C炉的西部放散管测试没有电火花 339第九章焦化焦炉系统150问 3419.1工艺篇 3419.1.1简述现代焦炉生产简介？ 3419.1.2简述炼焦生产过程？ 3419.1.3炼焦厂的生产过程？ 3419.1.4什么是结焦时间周转时间操作时间检修时间推焦时间装煤时间？ 3429.1.5煤在炭化室中如何变成焦炭的? 3429.1.6焦炉建成后为什么要烘炉？ 3439.1.77.63米焦炉的结构有何特点 3449.1.87.63米焦炉的基础和烟道在设计上有什么特点？ 3449.1.97.63米焦炉的蓄热室在设计上有什么特点？ 3449.1.107.63米焦炉的燃烧室在设计有什么特点？ 3459.1.117.63米焦炉的加热水平对焦炉有什么影响？ 3459.1.127.63米焦炉为什么需要护炉铁件，护炉铁件包括哪个部分？ 3469.1.137.63米焦炉的生产过程中如何对拉条进行管理？ 3469.1.147.63米焦炉生产中如何对弹簧进行管理？ 3469.1.157.63米焦炉单炭化室压力调节系统的工作原理及优点？ 3479.1.167.63米焦炉快速装煤的技术特点？ 3479.1.17什么是标准温度保持机焦侧温差，有何意义？ 3489.1.18推焦前如何判断炭化室焦饼成熟情况？ 3489.1.19什么是K1K2K3系数,各有什么意义？ 3499.1.20德国夏尔克无尘装煤车的工作原理？ 3499.1.21开工时如何安排装煤顺序？ 3499.1.22推焦车如何进行模拟生产作业？ 3509.1.23熄焦系统及运焦系统如何进行模拟生产？ 3509.1.24装煤车如何进行模拟装煤作业？ 3509.1.25熄焦车如何进行假生产？ 3519.1.26炉门修理站如何进行模拟作业？ 3519.1.27拦焦车如何进行模拟生产作业？ 3519.1.28装煤作业的注意事项？ 3529.1.29推焦作业的注意事项？ 3529.1.30熄焦作业的注意事项？ 3529.1.31装煤操作应注意哪些问题？ 3529.1.32推焦困难的主要原因有哪些，应如何处理？ 3529.1.33推焦串序和计划？ 3539.1.34出焦时四大机车有何注意事项？ 3539.1.35大型焦炉的四大车操行的特点如何？ 3549.1.36顶装煤焦炉有哪几种装煤方式，各有何优缺点？ 3549.1.37定量装煤技术有哪几种，各有何特点？ 3549.1.38装煤时烟尘如何有效的控制？ 3559.1.39不准点推焦有什么危害？ 3559.1.40导烟管装煤消烟除尘如何进行？ 3559.1.41炼焦过程中荒煤气是怎样流动和冷却的? 3559.1.42什么是焦炉的废气循环？ 3569.1.43废气的行走途径？ 3569.1.44焦炉加热为什么要进行交换，交换过程中要经历的几个基本阶段？ 3569.1.45热煤气空气与废气交换时必须注意哪些事项？ 3579.1.46焦炉煤气主要有哪些性质？ 3579.1.47如何调节交换煤气和废气行程？ 3579.1.48焦炉煤气的加热特点？ 3579.1.49高炉煤气的加热特点？ 3589.1.50焦炉煤气为什么不经过蓄热室？ 3589.1.51焦炉煤气为什么要预热到45℃？ 3589.1.52为什么燃烧室要分成许多立火道？ 3589.1.537.63米焦炉PROVEN系统基本设计？ 3589.1.54集气管压力波动大对炉墙有什么影响？ 3599.1.55炭化室压力制定的依据？ 3599.1.56上升管堵塞的主要原因有哪些，应如何处理？ 3599.1.57桥管和集气管堵塞有何危害？ 3599.1.58氨水夹带焦油对焦炉的生产有何危害？ 3609.1.59焦炉集气管压力确定的原则？ 3609.1.60放散点火的工作原理，如何进行手动操作？ 3609.1.61炭化室负压操作有什么危害？ 3619.1.62停氨水后，集气管温度超过150℃时怎么办？ 3619.1.63高压氨水消烟装煤的原理？ 3619.1.64湿熄焦原理介绍？ 3629.1.65干熄焦原理介绍？ 3629.1.66低水分熄焦的原理？ 3629.1.67低水分熄焦的优点？ 3629.1.68稳定熄焦采用哪些措施减少粉尘的排放？ 3639.1.69干熄焦冷却焦炭的机理？ 3639.1.70衡量冶金焦的特性指标是什么？ 3649.1.71提高焦炭质量的途径？ 3649.1.72为什么炉墙会长石墨？ 3659.1.73石墨对焦炉生产的影响有哪些？ 3659.1.74炭化室石墨沉积的主要部位？ 3659.1.75如何防止煤车装煤过程中出现爆鸣？ 3659.1.76处理红焦落地的原则？ 3669.1.77在煤气输送过程中，如何防止煤气着火和爆炸？ 3669.1.78炉顶操作有哪些要求？ 3679.1.79下暴雨时焦炉炉顶怎么控制？ 3679.1.80焦炉生产过程中遇大停电的处理方法？ 3679.1.81焦炉炼焦过程管理系统现场主要一次检测仪表的焦炉生产工艺参数有哪些？ 3689.2设备维护篇 3689.2.17.63米焦炉荒煤气导出系统的组成？ 3689.2.2焦炉炼焦过程管理系统由哪些系统构成？ 3699.2.3机车的PLC系统构成？ 3699.2.4推焦车液压室的机旁箱内的四个开关及四个管道的作用？ 3699.2.5低水分熄焦的一点定位熄焦系统及作用？ 3699.2.6晾焦台的作用？ 3709.2.7炉门横铁下落不到位的原因有哪些？ 3709.2.8炉门横铁脱钩或炉门倾倒应如何处理？ 3709.2.9四大机车为什么要实现同步？ 3719.2.10焦炉炼焦过程管理系统的原理？ 3719.2.11Proven系统与四大机车的参数联系？ 3719.2.127.63焦炉的推焦杆上的红外测温仪的原理，在哪些测量点运用红外测温仪？ 3729.2.13什么是焦炉的三通一活？ 3729.2.14仪表定期排污必要性及注意事项？ 3729.3自动控制篇 3739.3.1气控制电路由哪些电路组成？ 3739.3.2什么是PLC冗余系统？ 3739.3.3修改了点PCS7的程序，编译时总报错，FC858OUTSIDEUSERRANG，如何解决？ 3739.3.4STEP7的编程语言分类？ 3739.3.5STEP7的编程语言的FC和FB的主要区别？ 3749.3.6STEP7的功能块和背景数据块的区别？ 3749.3.7SFB和SFC的作用？ 3749.3.8焦炉自动控制程序的项目结构？ 3759.3.9CPU的MCC存储卡的功能？ 3759.3.10绝对地址和符合地址的区别？ 3759.3.11STEP7的符合表中选项的R/O/M/C/CC列的含义？ 3759.3.12在PLC程序的各设备单体动作控制中，“release”的含义？ 3769.3.13四大机车系统在STEP7程序中如何与WINCC系统通讯？ 3769.3.14STEP7程序中的工程量转换如何实现？ 3769.3.15四大机车如何与焦炉控制系统通讯？ 3769.3.16什么是人机接口技术？ 3769.3.17计算机串行通讯和并行通讯各自有什么特点？ 3779.4仪器仪表篇 3779.4.1热电阻的测温原理是什么？ 3779.4.2罗斯蒙特3051型压力变送器的工作原理是什么？ 3779.4.3流量计有哪些？简述其工作原理？ 3779.4.4对于蒸汽流量的测量是否需要温度压力补正? 3789.4.5常用的液位测量方法有哪几种？ 3789.4.6数字智能显示仪表主要由哪几部分组成？其特点是什么？ 3789.4.7电磁流量计的使用有哪些局限性? 3789.4.8气动执行器如何运行维护？ 3789.4.9怎么区分表压和绝压？ 3799.4.10热电阻为什么要使用三线制？ 3799.4.11温度变送器出现故障，首先应检查什么？ 3799.4.12仪表管路的安装要求有哪些？ 3799.4.13选用节流装置时应具备哪些条件？ 3799.4.14仪表电缆的安装有哪些要求？ 3809.4.15阀门定位器在调节阀控制中起何作用？ 3809.4.16何为零点迁移？为什么要进行零点迁移？零点迁移有几种？ 3819.4.17在检查仪表线路时应注意什么？ 3819.4.18就地使用温度显示调节仪进行控制，可能出现的故障有哪些？怎么处理？ 3819.4.19保护接地和工作接地的区别？ 3819.4.20仪器仪表哪些装置应进行保护接地？ 3819.4.21干扰的分类有哪些？ 3829.4.22解决干扰的方法？ 3829.4.23信号回路接地和屏蔽接地以及保护接地可否共用？ 3829.4.24差压变送器工作不正常如何排查？ 3829.4.25接近开关的分类及工作原理？ 3829.4.26UPS电源的作用及基本组成部分？ 3839.4.27常见UPS电源的分类？ 3849.4.28热电偶的测温原理？ 3859.4.29什么叫本质安全电路，什么叫本质安全设备？ 3859.4.30本质安全型仪表安装及线路敷设一般规定？ 3859.4.31压力取压部件安装规定？ 3869.4.32流量取源部件安装规定？ 3869.4.33就地仪表一般安装规定？ 3869.4.34电磁流量计一般安装规定？ 3879.4.35电磁流量计误差产生的几个原因？ 3879.4.36仪表接线一般规定？ 3889.4.37仪表蒸汽伴热一般规定？ 3889.4.38仪表电伴热一般规定？ 388附录1 389附录2： 393参考文献： 396第一章现代焦炉的概述1.1现代焦炉整体结构1.1.1焦炉炉型的分类1.按加热火道组合特点分类两分式：燃烧室的火道按机、焦侧分成两部分，一侧是上升气流，另一侧是下降气流。在立火道顶有一水平焰道相联。如66型焦炉。双联式：燃烧室中每相邻火道成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。58型、80型及现代大容积焦炉。2.按加热方法分类从炉体结构上只能用一种煤气加热的称单热式。它又可分为焦炉煤气单热式和高炉煤气单热式。可用两种煤气加热的称为复热式。3.按焦炉煤气供给方式侧入式即焦炉煤气由焦炉两侧水平砖煤气道进入立火道。下喷式是焦炉煤气由炉下经垂直砖煤气道进入立火道。我国主要的焦炉型号一览炉型碳化室有效容积/m3碳化室尺寸/mm立火道加热水平全长有效长全高有效高平均宽锥度中心距中心距个数JN6038.515980151406000565045060130048032905M型37.6157001480060005650450601300500307555.5m大容积35.415980151405500520045070135048032900JN4323.91408013280430040004505011434802880058型21.714080133504300400040750114348028600JN5026.814080132805000470043050114348028600IIBP型21.714080133504300400040750114348028799鞍71型21.4135901275040303730450601100457286007.63m76.2518800180007630718059050367007.63m79180001720076307180610图1-1我国主要焦炉型号1.1.2现代焦炉的结构：现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：1）焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。2）劳动生产率和设备利用率高。3）加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。4）炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。现代焦炉主要由炉顶区、炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、烟道区（小烟道、分烟道、总烟道）、烟囪、基础平台和抵抗墙等部分组成，蓄热室以下为烟道与基础。图1-2焦炉的构造炭化室与燃烧室相间布置，蓄热室位于其下方，内放格子砖以回收废热，斜道区位于蓄热室顶和燃烧室底之间，通过斜道使蓄热室与燃烧室相通，炭化室与燃烧室之上为炉顶，整座焦炉砌在坚固平整的钢筋混凝土基础上，烟道一端通过废气开闭器与蓄热室连接，另一端与烟囱连接口根据炉型不同，烟道设在基础内或基础两侧。以下分别加以介绍：炭化室炭化室是煤隔绝空气干馏的地方，是由两侧炉墙、炉顶、炉底和两侧炉门合围起来的。炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部分;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。炭化室的容积、宽度与孔数对焦炉生产能力、单位产品的投资及机械设备的利用率等均有重大影响。炭化室顶部还设有1个或2个上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。图1-3炭化室锥度：为了推焦顺利，焦侧宽度大于机侧宽度，两侧宽度之差叫做炭化室锥度。炭化室锥度随炭化室的长度不同而变化，炭化室越长，锥度越大。在长度不变的情况下，其锥度越大越有利于推焦。生产几十年的炉室，由于其墙面产生不同程度的变形，此时锥度大就比锥度小利于推焦，从而可以延长炉体寿命。燃烧室双联式燃烧室每相邻火道连成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。双联火道结构具有加热均匀、气流阻力小、砌体强度高等优点，但异向气流接触面较多，结构较复杂，砖形多，我国大型焦炉均采用这种结构。每个燃烧室有28个或32个立火道。相邻两个为一对，组成双联火道结构。每对火道隔墙上部有跨越孔，下部除炉头一对火道外都有废气循环孔。砖煤气道顶部灯头砖稍高于废气循环孔的位置，使焦炉煤气火焰拉长，以改善焦炉高向加热均匀性和减少废气氮氧化物含量，还可防止产生短路。图1-4JN型焦炉斜道区结构图斜道区燃烧室与蓄热室相连接的通道称为斜道。斜道区位于炭化室及燃烧室下面、蓄热室上面，是焦炉加热系统的一个重要部位，进人燃烧室的焦炉煤气、空气及排出的废气均通过斜道，斜道区是连接蓄热室和燃烧室的通道区。由于通道多、压力差大，因此斜道区是焦炉中结构最复杂，异形砖最多，在严密性、尺寸精确性等方而要求最严格的部位。斜道出口处设有火焰调节砖及牛舌砖，更换不同厚度和高度的火焰调节砖，可以调节煤气和空气接触点的位置，以调节火焰高度。移动或更换不同厚度的牛舌砖可以调节进人火道空气。蓄热室蓄热室位子斜道下部，通过斜道与燃烧室相通，是废气与空气进行热交换的部位。蓄热室预热煤气与空气时的气流称为上升气流，废气称为下降气流。在蓄热室里装有格子砖，当由立火道下降的炽热废气经过蓄热室时，其热量大部分被格子砖吸收，每隔一定时间进行换向，上升气流为冷空气，格子砖便将热量传递给冷空气。通过上升与下降气流的换向，不断进行热交换。图1-4蓄热室结构图小烟道小烟道位于蓄热室的底部，是蓄热室连接废气盘的通道，上升气流时进冷空气，下降气流时汇集废气。炉顶区炼焦炉炭化室盖顶砖以上的部位称为炉顶区，在该区有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔、拉条沟等。烘炉孔是设在装煤孔，上升管座等处连接炭化室与燃烧室的通道。烘炉时，燃料在炭化室两封墙外的烘炉炉灶内燃烧后，废气经炭化室，烘炉孔进入燃烧室。烘炉结束后，用塞子砖堵死烘炉孔。分烟道、总烟道、烟囱、焦炉基础平台蓄热室下部设有分烟道，来自各下降蓄热室的废气流经废气盘，分别汇集到机侧成焦侧分烟道，进而在炉组端部的总烟道汇合后导向烟囱根部，借烟囱抽力排人大气。烟道用钢筋混凝土浇灌制成，内砌勃土衬砖。分烟道与总烟道连接部位之前设有吸力自动调节翻板，总烟道与烟囱根部连接部位之前设有闸板，用以分别调节吸力。焦炉基础平台位于焦炉地基之上。焦炉砌在基础平台上，依靠抵抗墙和纵拉条坚固炉体。焦炉机焦侧下部设有分烟道通过废气盘与各小烟道连接，炉内燃烧产生的废气通过分烟道汇合到总烟道，然后由烟囱排出。烟囱的作用是向高空排放燃烧废气，并产生足够的吸力，以便使燃烧所需的空气进入加热系统。1.2炼焦炉的机械与设备1.2.1护炉铁件焦炉砌体的外部应按装护炉设备，如图2-1。这些护炉设备包括：炉门框和保护板，护炉柱、纵横拉条、弹簧及炉门等。炉门采用弹簧刀边，弹簧门栓、悬挂式空冷炉门，炉门对位时位置的重复性好，弹性刀边对炉门框能始终保持一定压力，防止炉门冒烟冒火。保护板为工字型大保护板，有效保护了炉头免受破坏。炉柱采用单Ｈ型钢，沿焦炉高向设置七线小弹簧。在纵横拉条的端部设有弹簧组，能均匀地对炉体施加一定压力，保证了焦炉整体结构的完整和严密。护炉设备的作用利用可调节的弹簧的势能，连续地向砌体施加足够的、分布均匀合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整、严密，从而保证焦炉的正常生产。图1-5护炉设备装配简图保护板保护板与炉门框的主要作用是将保护性压力均匀合理地分布在砌体上，同时保证炉头砌体、保护板、炉门框和炉门刀边之间的密封。图1-6大保护板装配图图1-7中小保护板装配图弹簧弹簧分大小弹簧两种。由大小弹簧组成弹簧组，安装在焦炉机、焦侧炉柱的上下横拉条上。炉柱的高向不同部位还装有几组小弹簧。弹簧能反映出炉柱对炉体施加的压力，使炉柱靠紧保护板，又能控制炉柱所受的作用力，以免炉柱受力过大。炉柱上下弹簧组所受的压力，指示出炉体所受的总负荷。小弹簧所受的压力只能指示出各点负荷的分布情况。上部横拉条、部横拉条用的弹簧，通常叫大弹簧。它安装在拉条端部螺母和炉柱之间，其用途是保证炉柱通过保护板传给炉体的力稳定和可调节。弹簧形式为螺旋压缩弹簧，弹簧吨位由护炉压力确定。炉柱与保护板之间的加压弹簧，通常叫小弹簧。在生产过程中，炉柱的压力通过小弹簧稳定地传到保护板上，实施一定的护炉压力。按照炉墙受力的情况，在保护板上合理分配小弹簧的力是至关重要的。其中7.63米焦炉沿保护板高向均匀分布8个受力点，共计352kN,上下端各为50.4kN,中间点均为21Kn,受力点间距1.13米。炉柱炉柱是用工字钢（或槽钢）焊接而成的，也可由特制的方型的空心钢制成，安装在机、焦侧炉头保护板的外面，由上下横拉条将机、焦两侧的炉柱拉紧。上部横拉条的机侧和下部横拉条的机焦两侧均装有大弹簧。焦侧的上部横拉条因受焦并推出时烧烤，故不设弹簧。炉柱内沿高向装有若干小弹簧。炉柱通过保护板和炉门框承受炉体的膨胀压力。即护炉铁件主要靠炉柱本身应力和弹簧的外加力给炉体以保护性压力。炉柱还起着架设机、焦侧操作台、支撑集气管的作用。大型焦炉的蓄热室单墙上还装有小炉柱，小炉柱经横梁与炉柱相连，借以压紧单墙，起保护作用。横拉条横拉条包括上部、下部横拉条。下部横拉条一般由圆钢在其一端加工螺纹制作而成。上部横拉条一般由2根圆钢组成，安装在焦炉炉顶的拉条沟内。传统的下喷式焦炉下部横拉条一般一侧只有1根，安装在焦炉基础“牛腿”埋管处，即下部横拉条一般为机焦侧各1根，而侧喷式焦炉的下部横拉条一般穿过焦炉基础底部（埋管），由2个整根圆钢组成下部横拉条，也有下喷式焦炉采用侧喷式焦炉设计形成的下部横拉条，如7.63米焦炉。由于上部横拉条安装位置紧靠炉顶装煤孔和上升管孔处，易受高温烧烤和从炭化室逸出的荒煤气的作用而被腐蚀。因此，为了保护上部横拉条，一般在上述部位增加保护套。纵拉条给拉条的作用是拉住抵抗墙，使抵抗墙在不向外倾斜的条件下，克服焦炉纵向膨胀产生的推力，以保护炉体设计预留的滑动缝被压缩，确保炉体在纵向的顺利膨胀。纵拉条安装在炉顶，因内设计一般显露在炉顶表面，不加任何盖板。而国外有些设计将给拉条放在炉顶表层砖内，处于横拉条的下方（如7.63米焦炉）。纵拉条的数量视焦炉大小而定，一般大中型焦炉设置5-7根，纵拉条布置时应与炉顶装煤孔，看火孔、上升管及装煤车轨道等错开。纵拉条受力情况：纵拉条受力与炭化室高度、炉顶厚度、斜道区和炉顶区膨胀缝、滑动缝等设计情况密切相关。上述设计决定了炉体对抵抗墙产生推力的大小。焦炉抵抗墙是两个直立的混凝土的桁架结构，它的底部深埋在基础里，是直立的悬臂构件。中部和顶部承受炉体斜道区和炉顶区的推力，顶部就靠纵拉条拉紧，夹紧炉体，平衡部分炉体对抵抗墙的推力，维持抵抗墙的直立状态。纵拉条拉力不足，会造成抵抗墙向外倾斜，炉端炭化室也会跟着向外倾斜，严重时造成推焦和启闭炉门困难、炉体局部开裂损坏等现象。纵拉条两端应设弹射，维护稳定的压力，以免因炉温变化、天气变化和其他原因等导致纵拉条伸长和收缩，使炉体失去保护或纵拉条断裂。两端弹簧预留的压缩量应大于可能原因导致纵拉条的伸长量，维持纵拉条在起作用状态。为了便于调节纵拉条的拉力，纵拉条穿越抵抗墙时与炉顶面的夹角应尽可能小。炉门与炉门框一般炉门靠横铁螺栓将炉门顶紧，摘挂炉门时用推焦车和拦焦车上的拧螺栓机构将横铁螺栓松、紧，操作时间较长，而且作用力难于控制。弹簧门栓利用弹簧的压力将炉门顶紧，操作时间短，炉门受力稳定，还可简化摘挂炉门机构。弹簧门栓由于不能改变刀边对炉门框的压力，所以常同敲打刀边结合，以求对炉门框的轻度变形或局部积聚焦油渣的适应性。炉门框是固定炉门的，为此要求炉门框有一定的强度和刚度，加工面应光滑平直，以使与炉门刀边严密接触，密封炉门。炉门框安装时，应垂直对正，火直接接触炉柱，起保护炉柱的作用，故不能过矮。生产中，炉门框的刀封面应保持清洁，炉门刀边才能与其严密接触，避免冒烟冒火。四周均匀填好密封材料，并使其压紧。炉门框周边的筋可以减少炉门冒出的烟。图1-8敲打刀边炉门与弹簧门栓图1-9气封炉门断面图1.2.2焦炉加热设备焦炉加热煤气设备有煤气管系、煤气预热器、废气盘、煤气交换机。焦炉加热设备的作用是向炼焦炉输送和调节加热用煤气和空气以及排出燃烧后的废气。焦炉采用焦炉煤气加热和混合煤气加热两套系统。加热煤气主管上设有温度、压力、流量的测量和调节装置。各项操作参数的测量、显示、记录、调节和低压报警都由自动控控制仪表来完成。煤气预热器焦炉煤气系统设有煤气预热器，以保证入炉煤气温度的稳定。由于焦炉煤气中含有萘和焦油在低温时容易析出，堵塞管道和管件，故设煤气预热器供气温低时预热煤气，以防冷凝物析出。气温高时，煤气从旁通道通过。煤气预热器一般为列管立式蒸汽加热器，管内走煤气，管间通蒸汽。侧入式焦炉的煤气管系，一般由煤气总管经预热器在交换机端分为机、焦侧两根主管，煤气再经支管，交换旋塞，水平砖煤气道进入各个火道。各种炉型的高炉煤气管系的布置基本相同，由总管来的煤气分配到机焦两侧的两根高炉煤气主管，再经支管，交换旋塞，小烟道进入蓄热室，预热后送入燃烧室的火道。交换设备下喷式焦炉，焦炉煤气交换旋塞如图1-10。旋塞是入炉煤气设备中的重要部件，要定期清洗，保持严密光滑，保证自由截面畅通。特别是下喷式焦炉的交换旋塞，因为交换煤气和进入除碳空气是在同一旋塞上进行，如旋塞不严，换向时由于除碳空气与泄漏的煤气混合易产生爆鸣，损害炉体。一些厂采用油泵集中往各交换旋塞加稀润滑油，可保证芯子和外壳内表面光滑严密，对消除爆鸣也有明显效果。焦炉煤气旋塞芯子为锥形三通结构，旋塞外壳上与气流垂直的一侧开有与大气相通的除碳孔，当切断煤气时由此孔进入空气，烧除砖煤气道和烧嘴处的石墨。交换搬把后面设有压紧弹簧，并可用其后螺栓调节弹簧压力。高炉煤气的交换旋塞结构与此相似，但芯子是两通的，外壳无除碳孔，且体积较大，旋塞后部无压紧弹簧。图1-10焦炉煤气交换旋塞图废气盘废气盘又叫交换开闭器，是控制调节进入焦炉的空气、煤气及排出废气的装置。目前国内外有多种型式的废气盘，大体上可分为两种类型，一种是同交换旋塞相配合的提杆式双砣盘型；另一种为杠杆式分别传动的煤气交换砣型。（1）提杆式双砣盘型废气盘废气盘由筒体及两叉部组成。两叉部内有两条通道，一条连高炉煤气接口管和煤气蓄热室的小烟道；另一条连接进风口和空气蓄热室的小烟道。废气连接筒经烟道弯管与分烟道接通。筒体内设两层砣盘，上砣盘的套杆套在下砣盘的杆芯外面，芯杆经小链与交换拉条连接。用高炉煤气加热时，空气叉上部的空气盖板与交换链连接，煤气叉上部的空气盖板关死。上升气流时，筒体内两个砣盘落下（图2-2-19），上砣盘将煤气和空气隔开，下砣盘将筒体与烟道弯管隔开；下降气流时，煤气交换旋塞靠单独的拉条关死，空气盖板在废气交换链提起两层砣盘的同时关闭。使两叉部与烟道接通排废气。用焦炉煤气加热时，两叉部的两个空气盖板均与交换链连接，上砣盘可用卡具支起使其一直处于开启状态，仅用下砣盘开闭废气。上升气流时，砣盘落下，空气盖板提起；下降气流时则相反。（2）杠杆式废气盘与提杆式废气盘双砣型相比（如图1-11），用高炉煤气砣代替高炉煤气交换旋塞，通过杠杆、卡轴和扇形轮等转动废气砣和煤气砣，省去了高炉煤气交换拉条，每一个蓄热室单独设一个废气盘，便于调节。图1-11提杆式废气盘双砣型1.2.3荒煤气导出设备荒煤气导出设备包括上升管、桥管、阀体、水封盖、集气管、吸气弯管、高低压氨水管道以及相应的操作台等。其作用主要是:顺利导出焦炉各炭化室内发生的荒煤气，保持适当、稳定的集气管压力，既不致因煤气压力过高而引起冒烟冒火，又要使各炭化室在结焦过程中始终保持正压;将荒煤气适度冷却，保持适当的集气管温度，既不致因温度过高而引起设备变形、操作条件恶化和增大煤气净化系统的负荷，又要使焦油和氨水保持良好的流动性，以便顺利排走。图1-12荒煤气导出结构高压氮水及水封上升管盖装置高压氨水无烟装煤是在桥管部位喷射高压氨水，使上升管和炉顶空间形成较大吸力，可把装煤时产生的煤气和烟尘，及时、顺利地导入集气管内，避免逸出炉外污染环境。上升管和桥管上升管直接与炭化室相连，由钢板焊接成或铸造而成，内部衬以耐火砖。桥管为铸铁弯管，桥管上设有氨水喷嘴和蒸汽管。水封阀靠水封翻板及其上的喷洒氨水形成水封，切断上升管与集气管的连接。翻板打开时，上升管与集气管联通，见图1-13。图1-13荒煤气导出系统集气管和吸气管集气管是用钢板焊接而成的圆型或槽型的管子，沿整个炉组长向置于炉柱的托架上，以汇集各炭化室来的荒煤气。集气管上部每隔一个炭化室设有带盖的清扫孔，以清扫沉积于底部的焦油和焦油渣。通常上部还设有氨水喷嘴，以进一步冷却煤气。集气管通过“”型管、焦油盒与吸气管相连（见图1-13）。集气管中的氨水、焦油和焦油渣等靠集气管的坡度及液体的位差流走。集气管一端装有清扫氨水喷嘴和事故用水的工业水管。每个集气管上还设有两个放散管，停氨水时因集气管压力过大或开工时放散用。集气管的一端或两端设有水封式焦油盒，以备定期捞出沉积的焦油渣。“U”型管专供荒煤气排出，其上装有手动或自动的调节翻板，用以调节集气管的压力。“U”型管的下方焦油盒仅供通过焦油、氨水。经“U”型管和焦油盒后，煤气与焦油、氨水又汇合于吸气管，为使焦油、氨水顺利流至回收车间的气液分离器并保持一定的流速，吸气管应有0.01-0.015的坡度。集气管分单、双两种形式。单集气管多布在焦炉的机侧，它具有投资省、钢材用量少，炉顶通风较好等优点，但装煤时炭化室内气流阻力大，容易冒烟、冒火。炉顶机、焦两侧都装有上升管和集气管时，称双集气管。两侧集气管间，有横贯焦炉的煤气管联接，见图1-14。图1-14双集气管布置图煤气由炭化室两侧析出而汇合于吸气管，从而降低集气管两端的压力差，使全炉炭化室压力分布较均匀；装煤时降低了炉顶空间的煤气压力，减轻了冒烟冒火，易于实现无烟装煤；生产时荒煤气在炉顶空间停留时间短，减少了化学产品的分解，有利于提高化学产品的产量和质量；结焦末期由于机、焦侧集气管的压力差，使部分荒煤气经炉顶空间环流，降低了炉顶空间温度和石墨的形成。双集气管还有利于实现炉顶机械化清扫炉盖等操作。但双集气管投资多，炉顶通风较差，使操作条件变坏。桥管上装有高低压氨水喷嘴，通过三通球阀切换用于喷洒低压氨水以降低荒煤气温度或喷射高压氨水来配合装煤车的顺序装煤，较顺利地将大部分的荒煤气导入集气管，而装煤时产生的部分烟气则经除尘装煤车抽吸导入集尘干管，送至除尘地面站，实现无烟装煤操作。集气管设置高压氨水清扫装置，供定期分段清扫使用，这样减轻了工人的劳动强度。1.2.4焦炉机械焦炉机械包括：装煤车、拦焦车、推焦车和熄焦车、电机车，用以完成炼焦炉的装煤出焦任务。这些机械除完成上述任务外，还要完成许多辅助性工作。主要有：1）、装煤孔盖和炉门的开关，平煤孔盖的开闭。2）、炭化室装煤时的平煤操作。3）、平煤时余煤的处理回收。4）、炉门、炉门框、上升管的清扫。5）、炉顶及机、焦侧操作平台的清扫。6）、装备水平高的车辆还设有消烟除尘的环保设施。为完成这些工作，设有各种机械和机构，它们都顺轨道沿炉组方向移动。使用这些车辆和机械，基本上使焦炉的操作实现全部机械化。全套焦炉机械是按5-2推焦串序进行操作，采用单元程序控制,并带有手控装置。推焦机和电机车之间设有事故联锁装置。各司机室设有载波电话，提高设备运行的安全性和可靠性。图1-14焦炉机械构造图装煤车装煤车为除尘式装煤车。采用一点定位、机械揭闭装煤孔盖以及机械清扫上升管。设计采用螺旋给料、顺序装煤，并设有炉顶清扫装置。煤塔漏咀的开闭和煤塔震煤的操作均在司机室内控制，方便可靠。司机室密闭隔热，内设空调，改善了操作条件。为了实现无烟装煤操作，装煤车上设与焦侧集尘干管对接的套筒，下煤导套等。拦焦车1用途及功能拦焦机为右型结构，它设置在焦炉焦侧操作台的轨道上，其作用是取装焦侧炉门和推焦时将焦碳导入熄焦车内，同时将推焦过程中产生的烟气通过集尘罩收集后经接口阀导入集尘干管中，减少焦炉烟气对大气的污染，同时具有清扫炉门、炉框和炉台清扫的功能，减少了工人的劳动量。本机的运转操作均在司机室内运行，各装置即可采用单元程序控制又可进行手动操作。2总体结构拦焦机由钢结构组成框架，其他各种机构合理布置，配合梯子、栏杆、平台等辅助设施共同组成了一个有机的整体。它由钢结构、走行装置、导焦装置、取门装置、炉门清扫装置、清框装置、炉台清扫装置、头尾焦处理装置、集尘装置、润滑装置、气路、液压配管、液压装置、电气系统、空调装置等十几部分组成。推焦机1设备的组成及用途本设备——推焦机是在焦炉机侧的轨道上运行，并按一定的工艺程序对焦炉进行一系列操作，主要功能是取、装机侧炉门，将红焦从焦炉炭化室推出，炉门、小炉门、炉框清扫、头尾焦处理、推焦炭化室小炉门开闭、平煤、余煤处理等。本设备的操作均早司机室内操作，走行为手动操作，其它通过按钮进行自动及手动操作。2总体布置各装置在设备上的布置位置，大体为走行平台布置有走行装置，一层平台上设有推焦、取门、清门、清框、头尾焦处理、炉台清扫、液压系统等，二层平台上设有平煤、小炉门清扫、司机室、电气室、空调及空净系统等。3结构及工作原理本设备总体设计采用五炉距一次对位结构，以推焦装置为中心，平煤、清框装置设在左边，取门、清门、小炉门清扫装置设在右边，出炉按５－２顺序进行，在推焦的同时以对上一炉进行平煤和下一炉小炉门清扫操作。取门装置与炉框清扫装置分别布置在推焦装置的两边，通过S轨道旋转实现一次对位操作。熄焦车和电机车1熄焦车（1）结构熄焦车是由车架、转向架、左右端壁、前后侧壁、车门、底板、栅栏、开门机构以及制动装置所组成。左右端壁、前后侧壁、底板、车门都装有耐热板，耐热板由铸铁制成。底板与前侧壁之间用铸钢斜撑支承，以加强车箱的强度和刚性，并减少前侧壁因受热而引起的变形。底板与水平面成28°斜角，以便卸焦时让焦炭顺利流出。（2）工作原理熄焦车的开门机构采用齿轮、齿条传动。齿条与驱动气缸的活塞杆，通过销轴铰接在一起，气缸两端进气，带动齿条前后移动，装在传动主轴上的齿轮与齿条啮合，这样在齿条的移动过程中使得齿轮转动，主轴也转动，从而使装在主轴两端的摆杆带动推杆将熄焦车的车门打开(或关闭)，以达到卸焦和关门的目的。熄焦车上开门机构的摆杆可以在圆周上旋转128°角。在128°摆角的两极限位置上有刚性限位及限位开关，以保证左右车门开启位置在650±20mm范围内。限位开关只起车门开到极限位置时的信号提示作用。1.2.5附属设备和修理装置焦炉除主体机械设备外，还设有必要的附属设备和修理装置，以补充和保证各项作业的顺利进行，这些设备和装置主要包括以下几个部分。炉门修理站为满足炉门的日常循回检修，在炉台或炉间台设置炉门修理站。机械化炉门修理站设有炉门旋转架，由电动卷扬机或液压装置和一系列滑轮传动使旋转架起落，可将炉门放平检修和竖直还原，同时还能旋转180°供检修炉门背面使用。余煤单斗机和埋刮板提升机余单斗机是将推焦车卸下的余煤提升到炉顶上部煤塔旁的小斗内的机械。由支撑结构架和固定在支撑架上的导向滑轮以及运行在支撑架轨道上的翻斗组成。其传动装置为电动机通过减速机驱动卷扬机滚筒转动，由钢绳拉动翻斗运行，提升煤料。余单斗机的操作是自动化的，其行程由限位开关控制，自动停车，并可自动启动和还回。大型焦炉则没有余单斗机，由推焦车、拦焦车等设备本身自带埋刮板提升机、平煤溜槽、链式刮板机处理余煤和头尾焦。悬臂式起重机和电动葫芦悬臂式起重机设于焦炉炉顶部端台，电动葫芦悬挂安装于焦炉炉台两端的轨道梁上部。用以吊运设备，部件、耐火材料等。一般都由电机、减速机、卷筒、钢绳、滑轮、控制装置等组成。推焦杆更换装置一般在炉端台上，有四排能够移动的小车设于专用的轨道上，小车上可以储放推焦杆，供推焦杆更换或检修使用。在小炉门标高处设置检修平煤杆的架轮，以供储放或更换平煤杆之用。砂轮机及排水泵在焦炉的端台、间台或炉顶，还设有砂轮机。在焦炉地下室及烟道等处设有水泵，以定期排出积水或作防洪使用。第二章XX公司焦炉项目概述2.1工程概述XX钢铁公司XX公司钢铁联合有限责任公司位于河北省东北部，唐山市滦南县境内渤海湾北部曹妃甸岛，距大陆岸线约20km。地理坐标中心位于北纬38°56′，东经118°30′。西北方向距北京市约220km，距唐山市约80km；东北方向距秦皇岛市约170km，距XX公司港约60km；西距天津市约120km，距天津新港约70km。焦化项目工程位于河北省唐山市曹妃甸岛XX钢铁公司XX公司钢铁基地内，其北侧为炼铁区，西面为烧结区，南面为焦煤堆场，东面为精品化工区。XX钢铁公司XX公司钢铁联合有限公司最终建设规模为产钢3000万t/a，工程分三期建设。焦化一期工程建设4座7.63m特大型焦炉及配套设施，采用Uhde公司先进的COKEMASTER®自动化控制系统，使整个焦化厂能够在最佳工况下生产，该系统包括AutoThermTM自动测温系统、ManuThermTM手动测温系统、BatControl®炉温控制系统、PushSchedTM推焦计划自动编制系统和GasControl®煤气净化控制系统；采用先进的PRoven®系统，控制、调节每个炭化室压力，实现无烟装煤。本工程为XX钢铁公司XX公司钢铁联合有限公司焦化一期工程，建设规模为年产干全焦420万t/a，生产品种为冶金焦，分步实施：第一步建设2×70孔7.63m复热式焦炉；第二步建设2×70孔7.63m复热式焦炉。并建设与4×70孔7.63m复热式焦炉相配套的备煤作业区、焦处理设施、煤气净化作业区及厂区内供配电、供排水、废水处理和总图运输等生产、公辅设施。本工程主要产品为冶金焦、焦炉煤气、焦油、轻苯、精重苯、硫酸、硫铵等，净化后焦炉煤气除焦化自用外，其余外供。2.2XX公司焦炉结构介绍本节着重介绍7.63米焦炉的工程达到的设计目标2.2.1焦炉本体基础结构介绍焦炉基础结构是加强混凝土结构，包括基础钢板，在钢板上排列着炉柱、由支柱和在焦炉端台处的抵抗墙支撑的带有开孔的铺板很坚固的连接到基础板上。此外，加强混凝土结构的挡墙和维修装置被放置在焦炉的焦侧和机侧的基础板上。焦炉地下室是为了支撑焦炉结构，与抵抗墙顶部固定的纵横拉条可抵制焦炉耐火材料在纵向的热膨胀量。在焦炉焦侧的挡墙设置有窗口，窗口的大小能够确保地下室的通风安全。维修装置封锁住到焦炉顶部的焦侧和机侧的路，并在炭化室的底面有一个到焦炉的入口。维修装置的平台被设计成防水，平台的表面是从焦炉向外的方向倾斜的，有利于排雨水。在焦炉末端、焦炉之间和煤塔的平台都是加强的混凝土结构，这些平台是为了连接焦炉和炉顶煤塔、维修平台和地下室。炉顶层板被设计成能够承受装煤车的重量，这个顶板的设计尺寸足够承受备用装煤车的停车位置上并且不妨碍在用的装煤车的操作。炉顶层板还提供用于炉门、焦炉维修机械不同的试验、存放和修理站所要求的空间。焦炉耐火砖包括底部烟道、蓄热室，具有加热墙和炉顶板的炭化室底部烟道和蓄热室的分隔是蓄热室墙形成的，它是在篦子板和蓄热室的盖板之间。2.2.2废气系统废气系统的结构包括废气收集管、烟道和烟囱。这些结构都是由加强混凝土并衬有耐热衬砖以保护混凝土不受废气中高温和腐蚀的影响。废气收集管是位于焦炉地下室的焦侧且具有足够的截面积收集来自焦炉的所有废气，焦炉的废气阀连接到废气烟道的顶部。为此，在混凝土结构里有铸铁管的埋置套管。从废气收集管的中心来的废气经过烟道到焦炉的烟囱。废气收集管和烟道衬有红砖和绝热材料，为此，它们被膨胀节分为几段。焦炉烟囱是由混凝土上衬有耐酸、耐火砖的衬里组成。焦炉烟囱的直径和高度的尺寸设计具有足够的废气排放能力。2.2.3焦炉支撑系统焦炉在加热和操作期间耐火砖在热负荷和受力的情况下能够确保结构的完整性。这是由伍德公司开发的“ControlPressR”支撑系统采用的控制方式，即：这是因为整个焦炉区域都在控制的压力下运行，这个压力值取决于它们的功能并且确定相关的操作状态。焦炉支撑系统最重要的部分是机侧和焦侧的炉柱，它们通过两个下部和两个上部横向拉条互相连接。横向拉条被放置在焦炉顶板里的接管中。具有弹簧的横向拉条可抵抗作用在炉柱上的力。由铸铁制作的炉门框和保护板安装在加热墙端头的前面，利用弹簧载荷推力螺栓，所需要的力被传到保护板，最终作用到炉门框和具有衬层的壁上。弹簧载荷的分布是以炉柱到炉墙保护板后最终进入到加热壁的耐热砖衬里，再经过加热壁高度上调节以适合于需要的状态。为了密封加热壁和保护板，所有连接都由耐高温材料密封。在蓄热室下部的耐火砖在加热期间由特殊的蓄热室支撑系统夹持。它允许硅砖顺利的膨胀，对低膨胀的耐火材料没有任何损害。控制作用在炉柱上的力经过特殊弹簧到每一个蓄热室的墙上，放在炭化室的中心下面的蓄热室的隔墙用的弹簧支撑的型钢保持在这个地方，这个型钢是通过纵横拉条从顶部到底部并连接到炉柱上。上部蓄热室盖板层也是用弹簧支撑结构保持在这个地方。2.2.4护炉铁件炉门和炉门框伍德类型的具有Z形密封条的自密封炉门是用于焦侧和机侧的炉门结构。炉门本体是由耐热铸铁制造，有较好的耐热性能。在炉门和旁柱之间的密封是用Z形的钢条形成，它们可用弹簧调整进入安装位置，以防止泄漏。在上部和下部开闭装置之间密封条的实际压缩力总计大约为10N/mm，而且在开闭装置外侧向着炉门端头的密封条长度上逐渐增加从大约10N/mm到大约16N/mm。炉门被垂直的支撑在炉门框上，这是利用水平安装的承载梁通过炉门本体上的凸轮来实现的。在炉门框的斜内衬表面和门塞侧表面之间、在炉门框两侧都有煤气排气的沟槽，它们能够用机械的方法清理。在炉门密封的后面扩散的煤气能够自由的进入装料顶部的自由气体空间，因此，在密封处产生了一个过度的煤气压力，用这个密封是安全的。在炉门塞和炉墙之间的距离是大约15mm，这个窄的间隙是防止煤进入到气体排气沟槽的进口并且导致在密封处的压力积累。炉门装备有弹簧压紧锁销机构，这个系统确保炉门密封的严密性，甚至在炭化室里的压力高时，因为密封系统的接触压力由高的弹簧力产生，这个弹簧系统确保即快又可靠的炉门操作。炉门本体的校平机架是由铸铁制造的，一个Z形的弹簧加压密封条卡在炉门校平机架本体，而且可以自动地适合于炉门框校平机架的接触的加工表面。炉门本体的校平机架有一个中心弹簧压紧栓，它用铰链被安装，朝上为开。机侧和焦侧的炉门框由耐热铸铁制造，它们的剖面是近乎矩形。这种材料和形状的设计对热应力最不敏感而且因此保持较低的挠曲变形。炉门框用螺栓固定在炉墙保护板上，侧壁上固定的形状和种类方式要便于在操作期间容易更换。一对弹簧钩用螺栓固定在每个炉门框上以调节炉门。支撑凸轮铸在炉门框上，用于垂直炉门的支撑，在炉门框前面与炉门密封条接触的密封面为加工面。炉门和炉门两侧的壁设计为便于机械清理。焦炉顶部护炉铁件每个炭化室有4个铸铁的装煤孔座和盖，在装煤期间，装煤车的嵌入结构能够直接进入到装煤孔座，因此在装煤期间装煤车和炭化室之间有一个可靠的密封。装煤孔座和盖的设计特性如下所示：·装煤孔座和盖的外形是圆的，由于铸件受热应力的影响，因此要降低裂纹倾向。并将热辐射降低到最小。·在装煤孔座和盖之间的密封表面被加工成圆锥形/球状，确保良好的密封特性。·由于金属之间的密封不能是完全严密的，因此推荐用复合密封泥密封在装煤孔的盖上。为此，在盖的周围上有一个沟槽。装煤孔盖的泥封应由装煤车上的装置完成。装煤孔座的设计要适合于装煤孔盖、装煤嵌入，孔座的清洁器安装在装煤车上以“自动对中”，达到优化装煤过程的目的。·装煤孔盖上装配有绝热材料以降低热辐射到最低值。·装煤孔盖上用特殊的设计确保不倾斜。·铸铁装煤孔盖可适用于磁性提升的操作。此外，用于焦炉顶部加热烟道的检查的检查孔座和盖由铸铁制造，检查孔座和盖的设计特性类似于装煤孔座和盖。2.2.5焦炉加热系统为了在焦炉里分布热以适应于装煤的需要，准确的调整每一个燃烧介质的流量是不可缺少的，即：分别调整焦炉煤气、混合气体、燃烧空气、废气的流量以适应工艺的要求。气体流量的测定仅仅能由产生的压力损失来实现。这被称为具有精确的调节和控制装置的分布系统。到焦炉的气体流量被传入到焦炉长度方向，炭化室长度和高度方向，每个地方都需要适合的介质分布。基于伍德公司焦炉复合技术“COMBIFLAMER”，它具有可调装置，对于所有燃烧介质提供确切的压力损失。第一个装置是用于加热壁的气体流量的测定，第二个装置用于双通道每一个系统的气体流量，第三个装置允许用于加热整个高度上的分布，这些应用适合于燃烧介质的进口流量和出口流量两种情况。为了满足这些需要，“COMBIFLAMER”焦炉的加热系统由单个的、独立的加热单元组成。每个加热单元由2个加热通道组成（双烟道），烟道与用于混合气体，燃烧空气和废气的恰当的蓄热室单元相连，这些单个的加热单元被设计成在相邻加热单元中能够独立工作，并因此独立地被调节。具有“COMBIFLAMER”复合焦炉技术的蓄热室和加热壁结构的特性进一步详细的说明。蓄热室蓄热室被安置在炭化室和加热室的下面，作为连续的单个蓄热室。它们从机侧连续延伸到焦侧，并且再分布成为单个的蓄热室。这个划分由蓄热室分隔墙的砖来实现的，用这种方式，在底部烟道上的单个的蓄热室到蓄热室上部的盖板都能够完全的互相分开。由于在蓄热室中的这种严格的分隔，确保了单个的燃烧介质的体积流量能够测量以及相关的蓄热室的调节保持不变直到它们达到相关的加热烟道。每一套双烟道都配置一个蓄热室，那么蓄热室的数量由加热烟道的数量来决定，即：蓄热室的数量是加热烟道的一半。每一个蓄热室有一个篦子板，单个的篦子板用简单的方式互相钩住，以至于在一个蓄热室下面的所有篦子板能从台阶通道方向的合理的截面中抽出和/或再次推进到下部烟道。这些篦子板上所有的开孔尺寸能够由可调盖板改变。因此相关的介质流量（空气和混合气体）被确定，这个流体进入到底部烟道，由在蓄热室上测量用篦子板来分布，用这个篦子板在每个加热壁的长度方向上的温度是可调的。在调试期间，篦子板被适当地调节并达到要求。通常在以后操作进程中、没有其他变化或实施修改除非操作条件非常严重。然而，如果以后焦炉存在进程中出现严重的变化，篦子板有利于允许在冷侧进行调节。在焦炉加热模式里，燃烧空气在两个邻接的蓄热室分隔区里被预热，这时两个其它的分隔区储存排放烟道的热量。在混合气体加热模式里，燃烧空气和混合气体在一个蓄热室分隔区里预热。空气预热器的分隔也在长度方向上划分，尽管在底部烟道和废气阀之中的连接件上的开口是可调的，但是，在底部空气段之间的空气分布能够从外部调节，用这种方法，在焦炉高度上的热分布可被调节。蓄热室由双层的砌砖被互相分离，这个砖墙的垂直和水平胶泥缝确保了蓄热室隔板和支撑壁有一个最适宜的气密。这对于下喷式的焦炉（“underjetoven”）具有特殊的重要性。在焦炉煤气加热模式里，气体经过蓄热室支撑壁进入到加热烟道。基于热量收集和排放这种功能，蓄热室在蓄热循环中要受温度波动的影响，在蓄热室里用的耐火材料要考虑这个物性。在底部炭化室、底部烟道和蓄热室（大约蓄热室高度的65%）的底部区域里，工作温度是在1000C到8000C之间的范围内。因此，这个部分用耐火砖建造，在这个温度范围内其线膨胀是硅砖线膨胀的一半。由于这个原因，耐火砖比硅砖有较好的抵抗温度变化的特性。但硅砖有利于支撑和隔板壁的气密。在蓄热室的上部的温度是8000C，因此，在上部蓄热室区、“COMBIFLAMER”炭化室的坚固的炭化室中心结构都用硅砖材料建造。这是因为硅材料的热膨胀和机械性能的特殊性质。加热壁每个加热壁被再分为一对加热烟道，这些双烟道中的每一个都包括在上部燃烧加热烟道和下部燃烧加热通道。在加热烟道底部介质的进口（煤气和第一空气段）以及结合通道（第二、第三空气段）。每一段都能满足单独加热烟道的需要。这种对进口气体所做的调节能够对加热烟道产生影响，但不影响邻接的加热烟道。这种调节可用于进气口和气体排放侧。在“COMBIFLAMER”焦炉的加热烟道装备有底部空气段和侧壁空气段以及内部废气再循环系统（Koppers-再循环加热）。它意味着燃烧空气被送到3个阶段（第一段是加热烟道底部，第二段和第三段分别是壁高度的1/3和2/3）进入到加热烟道。仅这一特点就能导致减少NO2的形成，这是由于在加热烟道底部的燃烧是经过化学计量的计算。此外，在隔墙底部的废气再循环能够使废气从下部燃烧再循环进入到上部燃烧的加热烟道。因此，在底部的燃烧变成贫气。火焰最高点的温度下降，而且NOX的形成进一步的降低。除此之外，在加热烟道里可达到非常一致的温度分布。两种办法的结合使得用于焦炉加热的加热系统是极好的，它能确保NOX的生成量最小，而且优化温度的分布。燃气-焦炉煤气或混合气仅被送到加热烟道的底部，在加热烟道的最高区域里，在转化点或被称为“突转点（急变点）”。“COMBIFLAMER”焦炉装有不同的加热系统，如下所述：当热焦碳被推出时，加热壁表面的温度为10000C到12500C之间。确切的温度取决于相关的操作时间。硅材料的膨胀在这个温度范围内几乎是不变的，在这出现的温度变化对于加热壁的砖的影响实际上可以忽略不计。加热壁端头（焦炉外角）采用硅线石砖建造，这种材料与硅砖相比，能够适应较高的温度和突然的温度变化。因而对于在加热壁外角出现的温度变化，例如：在开、关炉门时，这种材料都能够有较好的适应性。以这种设计和结构方式，即：由硅线石砖砌筑的加热壁外角与硅砖用互相嵌入的方式进行连接，这样能够确保在硅线石与硅砖之间没有砖缝。不同的加热系统装入焦炉的煤的性质和结焦的时间长度是以煤的收缩性为确定因素，结合温度的“急变点”，在上部燃烧和下流体加热烟道之间都将影响到热辐射进入到焦碳上部空间煤气收集区的程度。为了防止过度的炭积聚在焦炉的上部空间，并且消除操作的麻烦，设计考虑了积炭产生的原因，从而确保煤在炉内一直到炉顶都能完全碳化。炭化室都配有不同的加热系统，这个系统允许在煤气收集空间的温度上升和下降，而且能够应对各种可能用到的不同收缩性的煤。特别是对于用混煤时有形成石墨的倾向时，这个特点具有明显的优点。因此这种加热系统能够很容易和顺利的实现快速适合于不同的操作条件和其它种类的煤。焦炉煤气加热煤的碳化所需的能量是在焦炉煤气作为燃料的情况下所提供的。用于这个目的所需的煤气量要考虑能够通过供气主管上的压力控制挡板和克服往下的通道的总阻力一直到单个的加热壁。这个煤气压力是由设计值来确定的而且煤气量是能适当的调整，它是通过在加热壁上的连接管线上的流量孔板来设定的。这个压力通过现场的压力表显示，并且在控制室中有记录。控制挡板的位置在控制室里整个控制区域里被显示。在控制失败时，挡板能够在现场经过一个附带的手动操作的泵被重新调整。加热煤气的量通过测量孔板用绝压和正常状态下的温度转换，其加热量有热值的测量共同决定。这个连续计算的结果是随着整个操作时间进行的。当达到预先计算的值时，反向旋塞阀关闭，当前的燃烧状态被终止。终止时间是变化的，取决于煤气的质量。终止的时间由正常的换向阶段（通常20分钟）和燃烧段的持续时间的差值产生，并且要考虑档板变化和吹扫阶段需要时间。在换向期间，煤气压力控制档板被留在燃烧段终止前的最后一次的位置上。这个煤气量、煤气温度和煤气压力在控制室被测量并记录。冷凝系统在连接到焦炉的煤气主管上，由于煤气冷却造成煤气中含有冷凝液，为了预防冷凝液在管子底部聚积并防止在流量孔板处造成堵塞。这些冷凝液必须抽出和清除。在煤气主管和分管的各处都设有排冷凝液的点，煤气冷凝液经过有斜度的管线被送到密封槽，这个密封槽是用于冷凝液与焦炉煤气和混合气分离的。这里，由于有足够的的液封高度可防止煤气泄漏，所以每个管线都是安全的，这些密封槽的压力很低，它们的排出口一直接到焦炉顶部。冷凝液罐的液封要确保是服务用水，经控制阀和电磁阀，如果需要增加液位，再补入服务用水。从密封槽，剩余的煤气冷凝水混合液进入到一个泵储存区。从那，这些混合液被间断的用泵打到集气管，经过一个转向开关的测量点，泵的操作是被控制液位来实现的。并连接低压蒸汽用于这些罐的蒸发。从这些密封槽溢流的水或冲洗液被收集到一个储槽并且随着控制的液位用泵打到储液罐。转换设备转换设备的操作由电动和液压实现。在故障的情况下，它总是能够处在安全的位置。在焦炉煤气和混合煤气加热模式里，能够使可调的加热站暂时中断，允许即刻修正给焦炉的供热（不需要调整工作）。从焦炉煤气转换到混合煤气能够由控制室的信号实现，反过来从混合煤气转换到焦炉煤气也一样。转换设备主要由两个液压泵机组组成（它的一套机组作为备用），这个机组装备有电动驱动，一套机组装备有气动电动装置。一个用于液压流体的储罐，一个用于3个另外转换的蓄电站（在电力驱动故障时），一个液压控制设施和液压缸能够驱动加热阀和电枢的拉条和连杆。焦炉煤气和混合煤气加热的转换阶段、与这个顺序有关的时间以及它们的吹扫和间歇加热都在控制室里预先定好。通过电磁阀和液压控制阀，液压流体的流量被预先明确以适合这些要求。在液压控制单元里。各种功能的顺序是互相连锁的。因此，与安全有关的一系列单独的动作被作为液压的顺序永久的固定。液压缸被安置在抵抗墙处。在这，拉杆在机侧和焦侧的台式通道经过焦炉地下室并且绕到对面的抵抗墙上。极限开关监测这个液压缸的运动和最终的位置。每个拉条和沿着焦炉与转换结构连接的拉杆也是由远距离控制的。在故障情况下，能够达到安全的位置。即煤气的旋塞是关闭的，利用蓄电站，即使在液压机组供电出现故障的情况下，仍然能够达到安全位置上。转换站应由DCS控制，现场操作和控制元件，例如：按钮、开关、信号灯和电压表应被安置在绞盘的房间里。电池充电器和电池应提供24V直流电。操作发生问题时可利用声光报警器发出报警信号。中心润滑站有一个中心润滑系统用于焦炉煤气和混合煤气的转换旋塞的自动润滑，在预先确定的自动润滑区里应确保旋塞的良好气密和易操作性。由于用于这两个旋塞的油脂的种类有很大的不同，自动润滑系统被设计成双线系统，一个用于焦炉煤气，另一个用于混合煤气。中心润滑系统主要包括润滑油储罐、气动泵、带有阀门的润滑油管线和到每一个润滑点的分布管。在油管的端头是压力控制器。润滑的顺序由控制台调节。2.2.6废气系统从焦炉来的废气经焦侧的废气阀被抽出。废气通过废气阀从底部烟道传进入位于焦炉地下室的废气收集烟道。经主烟道和焦炉的烟囱废气被排入大气。在废气阀的每一个支管上都有自己的调节翻板，以便于烟道的抽力能够被精确的调整。这些支管连接到蓄热室底部烟道（带有废气阀）。焦炉烟囱的直径和高度的设计考虑到能够处理用混合煤气在规定的最小的炭化时间里加热焦炉的废气。烟囱所产生的不同的吸力的条件取决于大气的状况和烟气的温度和密度。然而，作为焦炉加热系统所需的恒定吸力，这个恒定的吸力是通过设计确定吸力控制翻板来保持的。用于烟囱吸力的压力控制是与氧气的测量值有关，用这种方法烟囱吸力的测量值被保持恒定，根据废气中预先设定的氧含量可以预防NOX放散超标。被控制的烟囱吸力测量被记录在控制室里，同时也能在现场看到。在电动液压装置故障时，翻板被阻滞和停止，它能够在现场用手动泵的方法重新调节。如果烟囱的吸力低到低于设定点，即烟囱的吸力不够，有一个信号传送到转换单元干扰正在运行的加热阶段。为了从烟囱排出的气体系统中分离出废气，有一个调节风门被安装，废气立刻向上流动进入到烟囱。这个调节风门将用电动绳索绞盘进行重新调节。冷凝水和地表水如果出现在烟道里，将被收集到一个储槽，经水位调节泵打到排放系统。在主烟道安装有氧化锆分析仪来分析烟道内的含氧量并且在焦炉烟囱里安装有废气分析仪记录排放情况。2.2.7荒煤气系统荒煤气系统是由上升管、集气管和切断闸板阀组成，它可把吸煤气管连接到煤气净化处理厂。上升管有由碳钢制造，在炭化室里产生的煤气经上升管进入到集气管，这些上升管内部衬有耐火材料，设计和结构要能够适应热膨胀和防止泄漏污染。在上升管水封盖的水封确保完全与大气密封，上升管水封盖是由气动缸动作的，上升管水封盖密封所用的水是连续提供的。溢出的水通过水槽被排走。所有炭化室均装有PROvenR（压力调节焦炉）系统。在桥管和集气管之间用沥青质在大气这侧进行密封，在这可直接吸收垂直和水平方向上的胀缩量。荒煤气里的部分冷凝液受到氨水的影响，氨水在上升管桥管处通过喷嘴以细的弥散的雾状喷洒。还要注意这些喷嘴把液体喷到桥管的壁上，保持喷洒没有颗粒和尽可能的没有冷凝液的沉积。集气管安装在焦炉的机侧，它由3个部分组成，每个集气部件都装有放气管，为了在紧急情况下能够直接排放荒煤气到焦炉里，水封阀在集气管和大气之间形成环向密封。放气阀是由气动驱动，在集气管里预先设定的最大压力下自动打开。荒煤气的点火受到电弧系统的影响，在打开放气阀前，电弧系统立即开始点火。沿着集气管的整个长度上安装有检修平台和保护用的栏杆，可通过梯子从焦炉顶部进入，同样的，也可进入到每一个吸煤气管。在上升管之间的平台还设有一个路径到上升管水封盖处。在整个集气管长度上装有清扫口，清扫口是由铸铁盖封闭的。切断闸板阀包括控制设施并且装有电动驱动装置的切断闸板，允许附加的干涉用于连接到吸煤气主管的。集气管的压力控制集气管是在负压200到300pa下操作。集气管的压力在每一个切断闸板阀里由控制阀控制，节流阀的负压是从控制翻板的上游风机提供的负压，以至于在集气管里仅仅排出的荒煤气是保持设定压力所需要的量。在控制翻板的电动液压动作故障时，它能够在现场用一个手动操作泵用手动操作。这个翻板的位置在控制室里的整个控制范围内都可以显示。荒煤气温度和压力的监测在控制室和现场都有安装的仪表显示。超过和低于设计确定的温度和压力值都能够传到控制站。切断闸板阀装配有电动驱动的切断闸板。在闸板处，当切断闸板阀关闭时，冲洗氨水经旁路进入到荒煤气集气管。炭化室压力的调节（PROvenRSystem）炭化室的压力是