Авторы: Колодова М.А., Дедовец И.Г.
Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов / Сборник материалов XVII международной научной Конференции аспирантов и обучающихся (Донецк, 18-20 апреля 2023 года) - Донецк, ФГБОУВО "ДонНТУ" - 2023, с. 104-106.
Анотация: В докладе обсуждается опыт коксохимических заводов Донбасса по сохранению коксовых печей в экстренных и аварийных ситуациях. Ценность полученной информации о поведении вещества и оборудования в таких уникальных условиях в том, что существенно расширяет диапазон технологических параметров, при которых проводился производственный процесс.
Ключевые слова: КОКС, КАЧЕСТВО, ТЕМПЕРАТУРА, КОКСОВАЯ ПЕЧЬ
The report discusses the experience of the coke chemical plants of Donbass on the preservation of coke furnaces in emergency and emergency situations. The value of the received information on the behavior of the substance and equipment under such unique conditions in that it significantly expands the range of technological parameters under which the production process was carried out.
Keywords: COKE, QUALITY, TEMPERATURE, COKE FURNACE
Коксохимия, которая всегда была одной из важнейших отраслей промышленности Донбасса, во время затяжного политического и военного конфликтов, очень сильно пострадала.
Всё последнее время углеперерабатывающие производства пытались делать посильный вклад в экономику региона, однако все, без исключения, коксохимические предприятия в различной степени пострадали. Как результат, на территории ДНР осталось всего три действующих коксохимических завода.
Следует отметить, что разрушение коксовых печей связанно не столько с внешними повреждениями, а с невозможностью поддерживать нормы технологического режима, для работы при которых это оборудование было предназначено.
Вынужденные условия, в которых продолжают свою работу КХП ДНР, достаточно уникальны и на сегодня являются достойным предметом исследования теоретических и практических возможностей, а также возможных средств совершенствования и разработки мероприятий по улучшению качества кокса и углей при подготовке к коксованию.
Качество кокса напрямую зависит как от компонентного состава угольной шихты, так и от степени подготовки компонентов к процессу коксования по таким показателям, как: гранулометрический состав, насыпная плотность, влажность, исходная температура угольной массы, содержание в смеси углей золы, серы, фосфора, летучих веществ, ожидаемый выход химических продуктов коксования.
Наравне с этими показателями, немаловажным фактором, также влияющим на качество кокса, является соблюдения технологии коксования (выдерживания) основных режимов работы коксового цеха: температур режима коксования, т.е. установленных температур в отопительной системе коксовых печей и температуры готового кокса; гидравлического режима коксовых печей, от которого зависит температурный режим, сохранность кладки коксовых печей; режима выдачи и загрузки печей, и режима охлаждения сортировки кокса.
К началу 2014 года КХП теперешней республики были модернизированы и набирали мощность по выдаче и снабжению коксом как зарубежные страны, так и отдельные области Украины. Печной фонд коксохимических предприятий обновлялся, заводы были оснащены достаточно широким ассортиментом продукции: в том числе кокс литейный и кокс марки «Премиум», соответствующий мировым стандартам.
Однако уже в августе того же года, из-за сильных боевых действий, технологический процесс загрузки и выдачи коксовых печей на некоторых КХП пришлось прекратить.
Как известно, особенностью коксовых печей является то, что они разогреваются один раз и один раз останавливаются. Во избежание более критических ситуаций основной задачей на тот момент было разработать уникальную технологическую схему чтобы сохранить температурный режим в коксовых печах на максимально продолжительное время. Ведь существуют методики только однократного запуска коксовых батарей и остановки обогрева, по необходимости, в аварийных ситуациях на не длительный срок. Однако, не в теории, ни на практике опыт по возобновлению рабочего режима после длительной остановки производства ранее не опробовался. На тот момент это был достаточно большой риск для дальнейшего существования предприятия.
Известен случай, что в следствии повреждения линии электропередач, на одном из предприятий, даже прекратилась поставка электроэнергии на завод. Производство перешло на схему внутреннего электроснабжения. Этого едва хватало для обеспечения экстренной технологической цепочки, действующей на тот момент.
Эксплуатация в таких непростых условиях оказалась более чем сложной. И чтобы не усугубить ситуацию и полностью не вывести из строя электрогенератор паровой турбины, было принято решение об остановке производства.
В итоге три из четырех работающих батарей решили перевести на холодную консервацию, а одну оставить с коксом. В теории по этому методу коксовая печь может находиться в таком состоянии до трех месяцев.
Самой главной задачей было не дать ей остыть. К тому времени в некоторых печах температура уже понизилась до 500 °С, а на отдельных участках кладки и до 300 °С.
В таком положении загруженная коксовая печь находилась больше месяца. Температуру в ней приходилось поддерживать даже сжиганием дров. Продолжительность подготовки батареи к выдаче кокса составила одну неделю. Розжиг производили от специально подведенного природного газа. Одновременно прогревали простенки (вертикалы) и дымовую трубу.
Руководство завода и технический персонал шел на большой риск, т.к. никто не знал, как батарея себя поведет и на практике такой метод опробовался впервые. Но в конце сентября кокс был выдан. Удовлетворительное состояние кладки было обеспечено теплотой кокса, который находился в коксовой печи. Конечно, говорить о его качестве по такой технологии трудно, но на тот момент целью было любой ценой сохранить коксохимическое производство.
Вскоре батарею снова загрузили. А уже на следующий день коксовая печь выдала первый кокс.
Также имеются данные о возобновлении технологического режима ранее остановленных коксовых батарей. Пусть не все, но их все же удалось запустить после длительного простоя. Что тоже уникально.
Этот пример приведен нами для того, чтобы показать, что за этот тяжелый период на коксохимических предприятиях Донбасса накопилось много фактических данных о поведении коксующейся массы, оборудования и конструкционных материалов в условиях, при которых работа коксовых цехов считается невозможной.
Этот материал при соответствующей обработке и обобщении будет иметь большую научную и практическую пользу. В частности, имеются интересные данные о качестве кокса.
Правилами технической эксплуатации процесс коксования считается законченным, когда температура кокса достигнет уровня 1050 °С. Если по каким-либо причинам происходит задержка выдачи кокса сверх установленного времени периода коксования – «перестой печей», то кокс становится более мелким, В нем уменьшается количество крупных классов > 60 мм и особенно крупнее 80 мм. Одновременно возрастает количество класса 25 - 40 мм.
При этом кокс становится прочнее и его истираемость уменьшается, показатели прочности кокса М25 могут увеличиваться, показатель М10 уменьшается, что свидетельствует о возрастании прочности вещества кокса и его устойчивости к истирающим усилиям. В условиях перестоя печей может уменьшаться также показатель М40. Это следствие уменьшения среднего диаметра куска кокса в результате развития трещиноватости кокса.
При снижении температуры коксования и температуры кокса прочность кокса уменьшается, он становится более истирающимся.
Проведенные опробования выданного кокса в столь экстремальном режиме работы доказывают, что данное уникальное событие достойно дополнительных исследований по возможности внедрения новых технологий как по улучшению качества кокса, так и по самой технологии его производства.
1. Е. Чернухина / ЯКХЗ: ранен, но жив / Макеевский Рабочий -2014 - № 81 http://makrab.news/?m_ob=STO&m_id=11621&f_ob=TPS&f_id=1
2. Кауфман А. А. / Электронное издание / институт ВУХИН и финансировано Торговый Дом Национальной Коксохимической Ассоциации https://mylektsii.su/13-67612.html
3. Ульева Г.А., Емельянова О.В., Ахметова Г.Е. / Учебное пособие - Коксохимическое производство / Нур-Султан: Некоммерческое акционерное общество «Talap», 2020 г. – 299с.