焦炉温度的分析.doc

焦炉温度的分析焦炉温度的分析摘要本文分析了焦炉温度产生波动的原因，提出了进一步稳定炉温的措施。关键词焦炉温度 1前言 焦炉加热管理包括温度的管理和压力制度的管理。其任务是按规定的结焦时间、装煤量、装煤水分及加热煤气性状等实际条件,及时测量调整焦炉加热系统各控制点的温度、压力，实现全炉各炭化室在规定时间内各部位均匀成焦， 使焦炉均衡生产并达到稳产、优质、低耗、长寿、高产。其中焦炉温度的管理贯穿于炼焦生产的始终，它对于降低热耗、提高焦炭质量、延长焦炉寿命有着决定性的意义。因此加强对炉温的分析，有助于更好地改善操作。 2炉温产生波动的原因 2.1换向期间炉温的变化 焦炉加热的特点是双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入,每30分钟要改变一次单、双火道的加热方式以保证加热均匀。焦炉直行温度一般在换向10分钟后测。由于焦炉的燃烧室较多，在测直行温度时,有的测的早,有的测的晚。测得早的火道温度下降得少一些,测得晚的火道温度下降得多些,所以测得的温度不能代表火道的真实温度，所测温度换算成换向后秒的温度，以确定该火道测温点的最高温度.冷却温度作为一个校正值,其本身受各种复杂因素的影响,如冬夏季节温度变化较大、改变加热煤气种类或结焦时间等情况.因此应加强测量以减少直行温度换算时的误差。 2.2结焦期间炉料状态的变化对炉温的影响 直行温度测量中以换算到下降后秒的温度来消除换向期间温度波动引起的误差,尚不够全面，还应该分析结焦期间炉料状态的变化对炉温的影响。 装入煤在炭化室分层结焦，煤料各层经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段而成焦炭。在整个结焦时间内，进入燃烧室的热量是保持一定的。刚装煤时，炭化室墙将大量热传给煤料,使其表面温度急剧下降。一般从装煤开始后的小时，由ºCºC降至700ºC左右.因炉墙两侧温差急剧加大，炉墙大量放热，同时提高了火焰和墙面间的温差,使火焰传给炉墙的热量也急剧增加。以后随着炭化室墙面温度的升高，热量逐渐平稳.因此,结焦开始后的小时内炉墙放出其本身的大量热，使炭化室墙面温度降至700ºC左右；以后的小时，炉墙稍有蓄热，使炭化室墙面温度缓慢升至ºCºC;而在结焦末期，炉墙有较多的蓄热，炭化室墙面温度回升至ºCºC.由此可见，炉墙在结焦过程中成为一个调节从燃烧室传给炭化室中煤料热量的换热器。由于燃烧室向炉墙的热量在整个结焦时间内作周期的变化,而供给燃烧室的热量又不可能做相应变化,因此 必然引起火道温度的变化。 根据上述分析，制定焦炉标准温度: 1#炉 机侧 1280ºC 焦侧1330ºC 2炉 机侧 1290ºC 焦侧1340ºC 2.3结焦期间火道温度的变化 我公司×孔焦炉推焦采用-串序,周转时间小时，操作时间分钟/炉。分两段进行，因而检修时间小时，操作时间小时一段。每一笺号的大致推焦时间如下: 结合图1，对相邻、炭化室进行分析。 成熟(推焦)状态：#炭化室推焦前,#炭化室处于结焦的第小时,即结焦中期,此时燃烧室一侧#炭化室需要的热量为平均值.而另一侧炭化室的热量为最小值.同样推焦前，#处于结焦第小时，也为结焦中期，此时火道温度最高。 装煤状态：在炭化室处于装煤后到小时期间,所需热量最大，这时#炭化室处于结焦的小时，所需热量小于平均值，火道温度逐渐下降.温度的变化与上同。 2.4昼夜平均炉温的变化 由图2可见，当用串序推焦时，每个周转时间火道温度（除边燃烧室外），出现两次波峰和波谷。理论上，炉墙的蓄热作用以及燃烧室两侧炭化室所需热量的相互调剂，立火道的温度波动不是很大.但实际上焦炉平均温度的变化超过ºC，单个火道温度变化超过ºC。在检修时间内平均温度达到最低值，出炉后小时则达到最大值，两者相差ºCºC，超过安定允许的范围。在不改变任何加热制度(不改变流量、吸力、空气过剩系数）的情况下,火道温度在某一段时间或高或低，有可能造成超标。 3结语 综上分析,可以通过对炉温周期性调节、加强炉体的维护、加强对交换行程的调节等措施来进一步稳定炉温。 3.1对炉温周期性调节 可根据其周期性的变化过程，按照一个结焦周期温度的平均变化及出炉、检修等状态来调整加热煤气的用量，以减少煤气流量的频繁增减对炉温的影响。火道温度的调节应结合焦炭结焦期的状态、结焦时间的长短。单个火道炉温的调节应根据一昼夜火道平均温度的变化，结合前一火道的炉温高低、横管压力、横排系数和小孔板的堵塞情况、调节砖的分布等合理地调节。 3.2加强炉体的维护 炉体的严密程度对炉温产生较大的影响.如果炉体严密程度不够，下煤过程中炭化室煤气压力过大，煤气易窜漏至燃烧室引起炉温升高或降低，使炉温产生较大的波动。 3.3加强对交换行程的调节 交换行程调节与焦炉加热有密切的关系。煤气系统行程不足或过量,交换旋塞就开关不正，影响炉内均匀和稳定地供入煤气;废气系统行程不准，则影响砣杆提起和落下高度以及空气盖板的开闭程度，进而影响空气的供入和废气的排出。因此加强对交换行程的调节,可减少炉温波动，提高炉温的稳定. 参考文献 1 姚昭章.炼焦工艺学。冶金工业出版社,1978 作者简介 郝晋，男,1971年2月生，毕业于武汉冶金科技大学,大学本科，煤化工工程师。现在新疆八一钢铁集团煤焦化分公司工作。工作8年。值在调火工作中的意义：煤气在立火道内燃烧时，必须供入适当的空气。如果空气量过少,则燃烧不完全,煤气的燃烧热不能完全利用，结果会浪费煤气或降低立火道的温度，特别是燃烧不完全的煤气跑道蓄热室后，遇着漏人的空气便会燃烧，使蓄热室产生高温，这是很危险的;如果空气量太大，则燃烧火焰短，这样不利于高向加热的均匀性，而且会降低立火道的温度。所以，经常测定值，对及时指导调火工作是很有用的. 焦炉砌筑 （一）焦炉砌砖前应具备的条件（二)铺底（一） 焦炉砌砖前应具备的条件和铺底                 （一)焦炉砌砖前应具备的条件        基础和抵抗墙的混凝土达到一定的强度，表面经抹灰找平并符合设计要求。    炉体的纵横中心线，边炭化室中心线和正面线固定在埋好的铁卡钉上。下喷煤气管的位置和标高要经过检查验收.观测炉体下沉的沉陷埋设点也作好。    在一般情况下，为了保持连续施工，斜烟道以下部位的砖全部运到耐火材料仓库。蓄热室以下部位的加工砖应全部完成。                               (二）铺底    砌砖前，应复测基础表面的标高，并作出记录,以便砌砖时找平。砌红砖，耐火粘土砖,硅藻土砖时，可将全炉分为若干个区域施工，通常是以几个燃烧室作为一个施工区域.    砌砖时，按事先在煤气管上画的砖层线拉通线砌筑，以保证砌体的标高和平直。    砌煤气侧入式焦炉底红砖时，拉条沟的位置严格按计留值,不得偏斜。待拉条安装找正后,再砌筑上层盖砖，盖砖要尽量压中，    砌体与抵抗墙之间按设计留胀缝,并将缝内清扫干净。有关于焦炉耗热量的一些资料有关于焦炉耗热量的一些资料 焦炉耗热量影响因素的分析 王长来，甘信宏 （滕州市丰达焦化有限责任公司，山东 滕州 277500） 摘要：分析了焦饼中心温度、空气过剩系数、炉头散热和炉体状况对66-IV型焦炉耗热量的影响。并采取了相应的改进措施,使焦炉的相当耗热量由3。273MJ/kg降为3。087MJ/kg，降幅达5。7,节能效果显著.关键词:焦炉;耗热量；焦饼中心温度；空气过剩系数中图分类号:TQ522。15 文献标识码：B 文章编号:1004-4620(2002)05-003102 Analysis of Influence Factors on Heat Consumption of Coke Oven WANG Chang-lai, GAN Xinhong （Tengzhou Fengda Coking Co.Ltd,Tengzhou 277500,China） Abstract：Analyzes the effects of the central temperature of coke button,air excess coefficient,heat radiating of jamb and state of oven body on the heat consumption of 66-IV type coke oven.Through adopting corresponding measures， the heat consumption of coke oven is decreased from 3.273MJ/kg to 3。087MJ/kg。 The decrease margin is 5。7%，and the effect of energy saving is remarkable。Key words：coke oven；heat consumption;central temperature of coke button；air excess coefficient 焦炉耗热量是焦炉热工效率的评价指标之一,它不但对节约焦炉煤气,降低能耗有意义，还是考核焦炉结构完善、炉体严密程度、焦炉热工操作及管理水平的主要参考指标。滕州市丰达焦化有限责任公司(简称丰达公司)现有3座66IV型焦炉，分析其耗热量及影响因素,寻求降低能耗的有效途径,进而降低生产成本意义重大.1 焦炉耗热量现状3座焦炉回炉煤气流量约占总流量的60%，计算得知，1焦炉相当耗热量为3。273MJ/kg，2焦炉为2.926MJ/kg，3焦炉为2.967MJ/kg.与红旗焦炉耗热量指标（一级焦炉指标为2.715MJ/kg，二级为2.925MJ/kg,三级为3.135MJ/kg）进行对比,可以清楚地看出，丰达公司3座焦炉耗热量明显偏高。2 影响因素分析2。1 焦饼中心温度1#焦炉焦饼中心温度分布如表1所示.表1 1焦炉焦饼中心温度结焦时间/h 13 14 15 16 17 机侧上部 950 960 980 1000 1000 下部 960 990 1010 1050 1050 焦侧 上部 950 960 1000 1010 1050 下部 970 1000 1040 1060 1060 焦饼中心温度是焦饼成熟的指标，生产中达到9501050时焦饼便已成熟。从表1看出，在结焦时间为13h时，焦饼便已成熟,焖炉时间达4h之多。留一段焖炉时间，可以改善焦炭的质量,但焦炭质量的好坏主要取决于配煤质量和焦炉温度的均匀稳定，焖炉时间过长，焦饼中心温度过高，则焦炭带走的热量越高。当焦饼温度在1000以上时再提高50，每kg 煤约增耗热量0.15MJ。2。2 空气过剩系数1焦炉小烟道废气成分及空气过剩系数()如表2所示。为使焦炉立火道内的煤气充分燃烧，要供给过量空气，过量空气与理论需求量之比为空气过剩系数，此值可按废气含量进行计算：表2 1焦炉小烟道废气成分与空气过剩系数取样点 废气成分/ CO2 O2 CO 机侧下降 3#烟道 5。0 8。6 0。2 1.70 4#烟道 5。2 8。4 0 1。69 焦侧下降 3烟道 4.4 8。0 1.0 1。60 4烟道 4.0 8.0 1。2 1.61 适宜的值是1.201。25。由表2可以看出，值较高.空气过剩系数大，表明过剩空气量多。多余的空气转入废气带走的热量增多,使炉温降低。要维持高的炉温，就需要增加供热量，使耗热量增加。另外,废气中CO含量偏高.有数据表明，废气中含有1的CO时，相当于3%4的焦炉煤气未经燃烧,耗热量增加56。2.3 炉头散热1#焦炉炉头温度如表3所示。表3 1焦炉炉头温度火道号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 机侧 1020 1040 1060 1030 1060 1060 1070 1080 1060 1050 1050 1050 1060 焦侧 1040 1060 1070 1040 1070 1080 1090 1090 1070 1070 1070 1060 1070 火道号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 机侧 1080 1070 1050 1040 1070 1070 1070 1080 1090 1070 1070 1060 1070 焦侧 1080 1080 1060 1060 1070 1080 1090 1080 1100 1090 1090 1080 1090 从表3可看出，两侧炉头温度普遍低于规定值1100.炉头火道处于最不利的部位,由于两侧炉头散热使两侧端部火道温度急剧下降。当炉头温度过低时，会导致炉头焦炭不熟及装煤后炭化室头部降温过多，出现炉砖损坏的情况。从实际情况看，影响炉头温度的因素有：（1)出焦时炉门打开时间过长。（2)蓄顶吸力过大及蓄热室封墙不严.（3)炉头和护炉铁件的散热程度较大，使耗热量增加.2.4 炉体状态炉体状态好坏对炼焦耗热量有直接影响，丰达公司1、2#焦炉炉龄分别为12年和10年。由于长期使用，炉体承受高温、机械力等，墙面剥蚀,炉墙或顶砖裂缝，导致蓄热室及炭化室窜漏等,而蓄热室和炭化室的窜漏,会造成煤气损失,增加耗热量.3 改进措施通过对耗热量影响因素的分析,找出了问题所在。为此，采取了相应的措施来降低耗热量.(1）加强炉温控制,在保证焦炭质量的前提下，将原定的标准温度由1160(焦侧)和1140分别降至1150和1130，降低了10.（2)通过多次实验对分烟道吸力和进风口开度进行调整,使空气过剩系数维持在1.4左右，最高不超过1.5。（3）改进工艺操作,一是尽量缩短推焦时炉门的打开时间，以减少热量的散失；二是增加装煤量，将每孔3。850t湿煤的装煤量提高到3。980t。(4）根据炉况制定维护和修理的措施，定期对炉体特别是炉门衬砖进行修补。4 结语焦饼的中心温度，空气过剩系数、炉头散热及炉体的密封状况是影响焦炉耗热量的主要因素,采取了相应的改进措施后,3座焦炉耗热量均有明显降低，其中1#焦炉相当耗热量降为3.087MJ/kg，下降幅度达5.7%。另外，由于严格了装煤量和炉温操作,使焦炭产量和质量也有较大提高.