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焦炉加热制度的优化与调整

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘力鑫

[导读] 摘要：焦炉热工系数主要是指安定系数、均匀系数、横排系数、炉头系数，是反映焦炉加热温度均匀性的重要技术指标。

        旭阳中燃能源有限公司
        摘要：焦炉热工系数主要是指安定系数、均匀系数、横排系数、炉头系数，是反映焦炉加热温度均匀性的重要技术指标。焦炉温度主要受炼焦操作、装煤量、入炉煤水分、煤气组成等的影响，这些因素的变化都会引起炉温的波动，使热工系数降低，影响焦饼的均匀成熟度以及生产的稳定性。为提高焦炭质量，应及时测量和调节焦炉各控制点的温度、压力，提高热工系数，实现全炉各炭化室焦饼在规定时间内均匀成熟。本文基于焦炉加热制度的优化与调整展开论述。
        关键词：焦炉加热制度；优化；调整
        引言
        焦炉温度调节的核心是控制合理的气体、气流和比例，使其在燃烧室中完全燃烧，并确保各温度指标最大限度地满足焦炉温度控制要求。热系数可以相应增加。炉温调节有多种方法和措施，相同的温度问题可能是一个或多个因素重叠引起的。因此，只有具体分析问题，找出问题的根本原因，对症下药，才能事半功倍。
        1焦炉标准温度现状
        包钢7m焦炉的每个燃烧室均由36个立火道组成，各火道尺寸存在一定的差异，为了均匀加热和便于检查控制，在每个燃烧室的机、焦两侧各选择一个具有代表性的能够反映出机、焦两侧平均火道温度的火道，称之为标准火道，所测得温度的平均值叫标准温度。在规定的结焦时间下，根据实测的焦饼中心温度和焦饼成熟情况来确定标准温度。正常情况下，焦饼中心温度为（1000±50）℃，上、下温差不超过100℃，所以炭化室炉墙温度须达到1000℃、燃烧室温度达到1100℃以上才能炼出成熟焦炭。而炭化室装煤后炉墙温度会急剧下降150～200℃，如果将标准温度定在1100℃，本来就相对较低的炉头温度会降低到800～900℃，稍有波动就会接近或者达到硅砖的晶型转化点。在装煤初期，因炉墙两侧温差急剧加大，炉墙大量放热，提高了火焰和炉墙面的温差，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，热量也逐渐平稳，在结焦末期达到1050～1100℃。7m焦炉炭化室锥度60mm，所以焦侧标准温度比机侧标准温度高50～60℃为宜。投产初期在结焦时间24小时26分钟时将7m焦炉标准温度设定为机侧1255℃、焦侧1315℃。在焦炉生产稳定后，技术人员试验降低标准温度，当机、焦侧标准温度各降低10℃时，在推焦过程中就有轻微冒黑烟现象；当标准温度各降低20℃时，焦饼成熟度不均匀，在推焦过程中偶有“花焦”并伴有较重的冒黑烟现象，所以要继续降低标准温度必须先保证焦炉横排温度的均匀性，保证焦炭均匀成熟。
        2现有焦炉工艺问题分析
        进入生产以来，一直使用炉气加热，确保焦炭成熟均匀，标准温度执行机侧1255℃，焦面1305℃，空气过剩系数控制在1.30~1.40，机器焦面尾气开废风门开废度均为52毫米，交换时间为30min。这时，对焦炉烟雾的测定结果显示，1#焦炉年气体为O2含量为8.14%，NOx含量为759毫克/m3。2#焦炉烟气O2含量为8.86%时，NOx含量为728毫克/平方米。两个焦炉NOx浓度排放平均值为744mg/m3。两个焦炉加热废气的NOx含量远远超过500mg/m3。NOx含量高的主要原因是焦炉加热使用焦炉煤气。焦炉煤气和空气在高温燃烧条件下产生NO，焦炉烟气中NOx主要以NO的形式存在，原来排放的NOx中NO约占95%，NO2约占5%。但是NO容易与大气中的氧气发生反应，慢慢转换成NOx。研究结果表明，使用焦炉煤气加热时，燃烧过程中产生的NO的形成机制主要与焦炉立化度燃烧温度、空气过剩系数有关，焦炉立化度温度达到1300℃时可产生大量NO，立化度温度越高，空气过剩系数越高，NO生成浓度越高。

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        3停止煤气加热、停排加热废气保温措施
        （1）拆下火炉排气开关废气上升气流的废气和气流下降的空气入口盖子的链条。（2）手动操作交换器，按现场急停按钮，C6油桶（气体）关闭，C4油桶（废气交换），C7油桶保持关闭，停止供气，停止空气供应，停止火炉加热。（3）关掉整个烟囱，调整襟翼和闸门。（4）检查烟囱、进水口盖子严格情况的检查确认。（5）焦炉的总烟囱执行开放操作（2个直径3300毫米的孔和1个500毫米×4500毫米的孔）和安装开关翻转板操作。为了确保施工人员进入整个烟囱的工作安全，总烟道被打通后，将烟道打开到约500毫米的高度，总烟道（开放施工处）的温度降低到约50℃。（6）火炉停止加热期间，燃烧室防火炉看到化工均为正压（> > 100Pa），为了减少热量，不手动测量温度。（7）火炉长时间停止加热，炉温大幅降低，防止石雕收缩，保温作业前要先确认保护炉的五金是否可靠有效。（8）在寒冷的季节，为了防止焦炉表面温度大幅度波动的炉体受损，请停止长时间的加热保温，尽量在夏季进行。（9）长时间停止加热保温前停止装载焦点和煤炭。停止加热后，开关停止工作，废气停止，焦炉保温依赖焦炭余热。在此期间，如果停止温度测量等，可能导致炉子热损失的工作、炉门、煤孔盖、上升管盖等设备必须密封，以确保保温效果。（10）加热交换电机和尾气开关是停止加热保温的重要操作设备，运行敏感可靠，保温期间要保证专业巡逻。（11）长时间停产保温期间，火炉炉温、烟道（调节板前）、烟囱温度迅速降低，加热停止时间在15h以内时可以直接恢复加热，炉温也迅速上升，不影响供暖恢复。
        4加热控制系统的应用
        焦炉自动加热控制系统的工作特点如下。首先，在焦炉温度的连续自动控制中，可以避免以前系统运行的间接控制问题，工作人员将及时发现储塔温度的变化情况，掌握焦炉炉温的变化情况。其次，自动加热控制系统的工作方法比较简单，施工人员可以根据焦炉设备的参数，利用计算机屏幕设置焦炉工艺参数，保持焦炉自动加热控制系统的工作稳定性。第三，在以前焦炉自动加热控制系统的运行中，操作员根据以前的经验调整参数，整个过程中出现不准确的调节问题，影响焦炉加热系统的运行状态。通过建立自动供热控制系统，可以根据炉内的稳定变化调节温度状态，提高系统的自动运行效率，保证火炉温度调节的科学性。应结合焦炭产业焦炉加热自动控制系统的运行状况，在供热控制调整中进行。首先，在自动加热系统设计中，要合理确定再生器顶部的标准温度。例如，在双火焦炉系统的构建中，再生器顶部的温度应设置在入化度温度的88%至90%之间。自动控制系统是根据这个标准来决定的。第二，暖气调节控制。焦炉加热的情况，通过再生室顶部加热调节系统工作的情况，焦炉焦炭时间以上（如甘露、个别炭化室极光维修等），焦炉加热系统不正常时，炉温变化较大。我们要大幅度调节焦炉煤气压力。这时要重新调整焦炉标准温度，充分保证供暖系统运行的稳定性。
        结束语
        通过实施优化焦炉加热制度，反复调节废气盘进风门盖板开度，不断校正机焦侧吸力，降低标准温度，稳定焦炉系数。并且改进焦炉交换设备，保证了焦炉的正常交换过程。最终在保证焦炭成熟的情况下，实现了7m焦炉加热制度的最优化，降低了吨焦煤气消耗，符合焦炉精细化管理的生产理念。
        参考文献
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