张帅，杨涛 (济钢集团国际工程技术有限公司，山东 济南 250000)
随着国内干熄焦技术［1］的大面积推广，以及国家环保政策的严格要求，国内钢铁联合企业、焦化厂等纷纷启动了新一轮的焦化环保投资。其中备受欢迎的是：在线运行1套干法熄焦装置，并将原湿法熄焦技术作为备用。
与湿法熄焦技术相比［2］，干熄焦技术具有以下优点：
(1)焦炭质量明显提升
从焦炉炭化室推出至熄焦车约1 000 ℃的红焦，采用湿法熄焦时，因湿熄塔高压水流喷水对红焦的急剧冷却，导致焦炭内部结构产生较大的热应力，网状裂纹较多，转运过程容易破碎成小块。而约1 000 ℃的红焦在干熄炉内经循环气体(主要成分为氮气)的缓慢冷却，降低了焦炭内部热应力，减少了网状裂纹，因而提高了焦炭机械强度。且焦炭在干熄炉内冷却的过程中，层料间相对运动，增加了焦块之间的摩擦，利于焦炭整理粒度，提高了焦块的均匀性。焦炭在干熄炉预存室的保温相当于焦炉中的焖炉，利于焦炭的成熟，使其结构致密，利于降低反应性，提高强度。干法熄焦改善了焦炭质量，扩大了弱黏结性煤的用量，扩大了炼焦煤源，降低了炼焦成本。
(2)利用红焦热量，节约能源
湿熄焦产生的蒸汽，被直接外排至大气，红焦的显热随之浪费。而干熄焦红焦80%以上的显热被余热锅炉以蒸汽的形式进行回收利用，用以蒸汽轮机发电，节约能源，减少厂区电力的消耗。
(3)减少环境污染，保护环境
废气中粉尘及苯等有害气体的排放量较湿法熄焦显著减少，对改善大气环境有重要作用，直接环境效益明显。干法熄焦将红焦的显热以蒸汽的方式回收，避免了燃煤或燃气产生同等数量蒸汽而带来的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，间接地起到了保护环境的作用。
(4)经济效益
从节能效益看，150 t/h干熄焦装置每年可回收12～13万吨动力煤，节能效益良好。从环保效益看，建设干熄焦配套装置，可以减少湿法熄焦排放到大气中的水蒸气夹带的酚、氰等有害物质及粉尘等对环境的污染，环保效益显著。从经济效益看，主要体现在高炉炼铁上，可以降低焦比，提高高炉生产能力。相关资料显示，对大型高炉，干熄焦生产的焦炭较湿熄焦，可降低2%～5%的焦比，同时高炉生产能力提高约1%，这一部分的延展效益非常可观。
河南某焦化厂投资新建1套170 t/h的干熄焦及其余热发电项目，要求干熄焦设计院完成干熄焦配套设备设施的设计和安装，并将原湿法熄焦装置作为备用。红热的焦炭在干熄炉冷却段被循环气体冷却到排出温度T≤180 ℃，经干熄炉底部的单叉溜槽排出。通过新建冷焦输送皮带机C101，输送至焦化厂旧转运站内的下料溜槽L102中，经焦化厂旧转运站原输送湿法熄焦的J102皮带机，将冷焦输送至焦场，被汽车外运至附近钢企投入高炉炼铁。
为满足干熄焦检修时，湿熄焦备用的目的，需C101、J101两条皮带都能实现将对应熄焦装置所输出的冷焦，输送至焦化厂旧转运站的下料溜槽L102中，再通过J102皮带输送至焦场。即既要保留原J101皮带的输送功能，又要满足C101皮带冷焦输送的需要，且要实现C101皮带与J101皮带之间的切换。
某干熄焦设计院所承担范围为：干熄焦红线范围内的建筑设施，熄焦线和滑触线的延长，及C101皮带机头部分在焦化厂旧转运站内的设计和施工(干熄焦设计院实行设计总承包，将施工外包给施工单位)，转运站内部的设计资料由焦化厂提供。
焦化厂旧转运站：转运站一层(0.000 m)、二层(6.800 m)、三层(11.000 m)共设三层。其中一层主要放置转运站内设备设施的备品备件，二层布置J102运焦皮带机，三层布置湿法熄焦J101皮带机、下料溜槽L102及其头罩、检修葫芦和预留洞口。转运站尺寸：长7 m(顺J101皮带方向)，宽8 m。下料溜槽L102右侧斜板与旧转运站11 m层水平屋面夹角为31°，J101皮带头部滚筒直径D为1 m，滚筒中心高度距离11 m层约800 mm，距离转运站中心线约500 mm。
鉴于河南某焦化厂目前在运行的是2×70孔5.5 m捣固焦炉、投产较早、运营多年，且湿法熄焦输出的焦炭含硫高、水分高、焦化厂旧转运站内环境较差，导致下料溜槽L102腐蚀严重。焦化厂旧转运站运营工人为满足运焦设备生产负荷的需要，私自对下料溜槽L102进行改造加固，导致实际运行中下料溜槽L102的角度、位置等参数，与焦化厂提供给干熄焦设计院的转运站竣工图纸存在重大误差。
故产生了：C101皮带与下料溜槽L102在旧转运站内无法对接的问题，且会出现焦炭磨损J101机头滚筒、卡料的情况，转运站C101皮带安装图如图1所示。即C101皮带机头溜槽L101在转运站的安装位置，被改造后的下料溜槽L102所占据。现场的施工情况是：C101皮带通廊已施工完毕，皮带托辊支架也已焊接施工完毕，旧转运站1柱列11.000 m侧墙已开孔完毕，则C101皮带角度不宜变动(即不能改变C101皮带头部滚筒的标高和定位)，否则将产生巨大的拖期、返工工耗，即施工投入的人、物、财力的将增大。
(1)图1中，下料溜槽L102左侧斜底板即为焦化厂旧转运站运营工人改造加固的部分。经现场实际查实，L102左侧斜底板经历了数次加固，此左侧斜底板由无变成了数层，且均被严重腐蚀，足可见实际运行环境的恶劣。经运营工人改造后L102左侧斜底板的最高点，高出干熄焦设计院所设计机头溜槽L101底板的最低点约400 mm，显然改造后的下料溜槽L102无法满足机头溜槽L101的安装位置的需要。
(2)若按图1施工，机头溜槽L101将插入下料溜槽L102的内部，当湿熄焦J101皮带运行时，会出现运送而来的焦炭砸落到机头溜槽L101的顶板上，轻则磨损溜槽L101顶板，重则焦炭反弹而迸溅磨损J101机头滚筒、出现因堵塞滚筒而卡料以至于引起皮带异常停机的现象。而机头溜槽L101头罩上部的除尘管道，也无法实现较好的抽尘效果。
图1 转运站C101皮带安装图
(3) C101、J101皮带在转运站的对接施工实际上属于改造项目。焦化厂要求在不影响J101皮带正常生产的前提下完成对接，则要求干熄焦设计院必须拿出一个经过缜密考虑且切实可行的施工方案，并据此方案对焦化厂旧转运站内部的设施进行改造。
通过在现场对旧转运站现有J101皮带、头罩、下料溜槽L102、支撑钢梁、原滚筒等的位置、角度等实际数据的测量，和对多种施工方案的可行性探讨(与焦化厂相关负责人磋商花费时间较长，且多种施工方案均被否决)，最终经过焦化厂负责人和转运站运营工人的认可，确定如下施工方案及各单位的作业分工，转运站C101皮带改造图如图2所示。
图2 转运站C101皮带改造图
(1)鉴于转运站下料区域环境较差且腐蚀严重，故统一采用材质为304的不锈钢板重新焊接制作下料溜槽及头罩。其中机头溜槽L101底板用t=10 mm的材料 (长：1 200 mm；
宽：984 mm)；
侧板用t=8 mm 的材料 (长：1 225 mm；
宽：850 mm)；
头罩板用t=4 mm 的材料 (长：1 570 mm；
宽：1 200 mm；
高：857 mm)。材料由焦化厂提供，并按照设计人提供的下料尺寸对钢板进行等离子切割完成后，交由施工单位按设计图纸对L101的溜槽和头罩进行焊接拼装。
(2)在保持C101头部滚筒位置及标高均不变的前提下，协定由焦化厂组织J101皮带停机1天，并安排厂区施工队负责完成对下料溜槽L102左侧斜底板进行调整角度、换料加固、铺耐磨衬板等施工，以保证下料溜槽L102与机头溜槽L101底板的顺利对接。现场的测量结果及验收工作由施工单位协同干熄焦设计院完成，并提前做好旧转运站内的施工准备工作。
(3)为满足C101皮带的顺利下料，并防止因运行期间头轮滚筒震动、皮带因过长而下垂等情况引起的事故，新制作机头溜槽L101底板最高点距离头轮滚筒最低点保持70～80 mm的垂直间距，机头溜槽L101底板与旧转运站11 m层水平钢梁底座保持30°夹角。为保证新制作机头溜槽L101的拼接施焊方便，溜槽L101两侧侧板距离C101皮带头部滚筒两侧外边缘保持50 mm的间距。
(4)机头溜槽L101头罩上的吸尘管道位置往皮带机尾方向移动约300 mm，以确保C101皮带运输的冷焦在焦化厂旧转运站内产生的烟尘，被环境除尘系统较好的抽取。并在施工单位完成对机头溜槽底板、侧板与下料溜槽L102的左侧立板焊接、加固后，由焦化厂组织厂区施工队在每日停机约40 min的时间内，对下料溜槽L102左侧立板进行据实开口、打磨，以保证C101皮带可顺利将冷焦倾卸至下料溜槽L102中。
(5)同样，当下料溜槽L102左侧立板进行开口施工完成后，仍由焦化厂组织厂区施工队完成施工机头溜槽L101底板铺设耐磨陶瓷衬板的工作，以实现C101皮带运输来的冷焦卸料的通畅和耐磨陶瓷衬板对机头溜槽L101底板的保护作用。并对施工单位焊接制作的J101皮带跨越钢梯进行安装，以实现J101、C101皮带通廊两侧检修通道的连接。至此，机头溜槽L101的重新制作和焊接安装工作，已基本完毕。
(6)耐磨衬板铺设完成后，由施工单位完成对C101皮带溜槽头罩的安装，实现对C101皮带运输的冷焦在焦化厂旧转运站内产生烟尘的封闭吸收。新制作机头头罩与溜槽L101采用角钢封边，螺栓连接的方式，以满足检修时可拆除头罩并用手拉葫芦吊出头部滚筒的需要。溜槽的四周均采用L75×75×8的304角钢进行施焊加固，以增强溜槽自身的强度。
在焦化厂负责人、焦化厂厂区施工队、干熄焦现场施工单位等各方的共同努力下，于2021年7月按如上施工方案进行逐步实施，顺利完成了C101、J101皮带在焦化厂旧转运站内的对接，并分别通过了竣工验收和试运行，且已正常运行至今，焦化厂反馈改造后的卸料效果良好。
上述施工方案的优点在于：不需对已施工完毕的C101皮带通廊的托辊支架进行返工处理；
新制作的不锈钢机头溜槽L101和头罩，满足了实际运行环境对耐磨、耐久的需要。因焦化厂组织厂区施工队全程融入且协助施工单位施工，并给予了施工材料和施工条件方面的支持，大大减小了施工单位在焦化厂旧转运站内的施工难度，且有利于后期焦化厂对C101皮带的竣工验收和试运行。
笔者经历了由干熄焦设计院设计并订货的皮带机、溜槽、托辊等皮带机附属设施发运至焦化厂现场，皮带机托辊支架已焊接安装完毕，却出现了机头溜槽L101与下料溜槽L102无法完成对接的局面。经历了焦化厂、干熄焦设计院和施工单位三方之间互相推责扯皮的经过，最后经各方调解：由施工单位配合设计人实际测量旧转运站内现有设备设施的相关尺寸和实际参数，焦化厂区施工队给予相关的条件的配合与支持，设计人根据实测数据给出施工方案以完成旧转运站内的改造工作。
但由于焦化厂运营人员有自己生产方面的考虑，且难以权衡，设计人的数个施工方案都被予以否决，并耗时数月，毫无进展，导致C101皮带机安装工期严重滞后。最终经综合焦化厂方面给出的意见，所做的上述施工方案得到了充分的肯定，且转运站目前正常生产运营，卸料效果良好。
综上所述，其他干熄焦设计院后期在开展新旧皮带机在旧转运站的对接相关设计时，应充分借鉴以下设计经验：
(1)干熄焦设计院必须要求用户在设计人开展皮带机施工图设计之前，提供精确详细的转运站竣工图纸。若有改动，则要求用户必须在图纸上标注出改动内容、改动位置，以及现场实测数据。如有必要，应安排设计人出差前往用户旧转运站进行实地勘测，务必将用户旧转运站内的设备设施及详细的相关数据、尺寸弄清楚，拿出一个经过缜密考虑且切实可行的施工方案。
(2)干熄焦设计院务必在收到精确的转运站竣工图纸或获得旧转运站实测数据后，再开展C101皮带机在转运站内的相关设计，避免产生皮带机厂家的机械设备按施工图生产制作完毕，发至用户现场却无法安装对接的局面。
(3)干熄焦设计院需要提前预判用户现场旧转运站内的改造难度，并对旧转运站内的改造施工工耗进行概预算的综合衡定，将旧转运站内产生的额外改造费用提前增加至干熄焦项目的投资总额中。以免在转运站内改造的过程中，因与用户和施工单位之间的互相推责扯皮，而产生的施工拖期、返工工耗，导致施工费用的超额支出。
(4)鉴于用户旧转运站内的生产设备不停机，旧转运站内空间狭小、施工难度大，受生产限制较大等因素，干熄焦设计院应当在投标文件或与用户签订的技术协议里约定：用户旧转运站内不间断生产设施的改造，由用户负责完成。因对用户转运站内现有设施的改造，本身就是一项非常复杂的工作，既要顺利地完成改造施工，又要得到用户对改造施工的认可和竣工验收，更加不易。
(5)倘若用户要求必须由干熄焦设计院完成转运站内的改造工作，设计人拿出的改造方案应提前与用户做好沟通，在得到用户书面对施工方案的同意执行文件后，再安排施工单位按确定好的施工方案进行施工，以确保工程施工计划的正常推进。应注意：施工方案中应当注明由用户配合施工或有利于施工的相关条件支持，以确保施工方案的顺利推进和改造工作的顺利完成。
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