浅谈焦炉加热制度

浅谈焦炉加热制度

王万厂

（内蒙古恒坤化工有限公司，内蒙鄂尔多斯016200）

摘要：本文介绍了焦炉的温度制度、压力制度，并结合我厂实际生产情况进行了详细的阐述。

关键词：温度；压力；生产状况

随着我国钢铁行业的飞速发展，炼焦行业也出现了快速增长。我国的焦炭产量已多年居世界第一。生产焦炭的主体的设备是焦炉，为了焦炉达到稳定、优质、低耗、长寿的目的，要求我们管理好焦炉的加热制度，要求各炭化室的焦饼在结焦时间内沿长向和高向均匀成熟，而焦炉加热制度制定的原则是:炉温均匀、合理的温度制度和合理的压力制度。根据以上两点原则，结合我厂的实际生产情况，谈一谈我对焦炉加热制度的认识。

1、炉温均匀，合理的温度制度

1.1标准温度和直行温度

标准温度是指机、焦侧测温火道平均温度的控制值，是规定结焦时间内保证焦饼成熟的主要指标。标准温度与结焦时间的关系涉及炭化室炉墙的厚度、炭化室宽度焦饼中心温度、加热煤气种类、水份、煤种性质及炉体结构等。按实测的焦饼中心温度和焦饼成熟程度加以校正。我厂生产不稳定、结焦时间、煤种变更快，在实际制定标准温度时要灵活。一般在这样情况下，看一看焦炭的挥发份指标，推焦过程中用测温计测量焦饼中心温度的方式来迅速的制定出结焦时间内的标准温度。

直行温度是指全炉各燃烧室机侧、焦侧测温火道所测得的温度值。其目的是检查焦炉沿各燃烧室温度分布的均匀性和昼夜温度的稳定性。直行温度的评定：K均和K安（均匀系数和安定系数）。直行温度的稳定性就有以下几个方面影响：①装煤量和装炉煤水分。每孔煤装入量不大于±1%，装入煤水分每增减1%，炉温就会升降5-7℃.这就要求装煤量和装炉煤水分要稳定。②加热用煤气的发热值。加热用煤气的发热值与煤气的组成、温度和压力温度等有关。焦炉煤气的发热值主要与配煤比例和焦炉操作有关系，炭化室压力不稳定，会使焦炉煤气组成产生很大的波动，全炉的焦炉煤气量是各炭化室所产生煤气的混合气，因此不受结焦期的影响，但焦炉周期操作中的检修后期，全炉煤气热值降低，根据焦炉生产中这一特性，在检修时间过长的情况下，我厂焦炉上升管专门设计五级翻版控制，根据结焦时间进行控制，保证煤气发热值的稳定，炉温和大气温度变化相反，白天煤气温度高、密度小、湿度增加，实际情况下的湿煤气热值降低，炉温趋于下降，中班变化不大，夜班则炉温趋于上升，掌握大气温度变化对炉温影响的规律，争取调节主动。③空气过剩系数。焦炉空气过剩系数在1.2-1.25之间，高炉空气过剩系数在1.15-1.2之间，当空气过剩系数过1时，煤气量相对过高，煤气不完全燃烧，使温度降低，反之空气过剩系数过大时，使火道温度偏高，造成焦饼上下温差加大，容易使焦饼上部产生生焦，空气系数除用仪器分析外，为了及时掌握情况还应通过观察火焰来检查，观察火焰注意打开看火孔的时间，因为时间过长，看火孔内的吸力系统已改变，火焰的燃烧程度已发生改变。用焦炉煤气加热时正常火焰是稻黄色，若火焰发暗、冒烟，空气少、煤气多即空气量过小；火焰发白、发短，而不稳，空气多、煤气少即空气过剩系数大，火焰相对较亮，火道温度高，煤气和空气过剩系数适量。④大气温度和风向影响。风向和气温的改变对炉温稳定性的影响是比较容易的，由于大气密度发生变化，炉内的热学力就产生变化，从而使炉内燃烧系统吸力和空气过剩系数发生变化，在冬季和夏季同样影响，这时通过进风口开度和分烟道吸力来调整。⑤检修时焦炉均已装煤，且大多数处于结焦前期，炉温趋于下降，如检修2h，炉温下降5-8℃，结焦时间较长检修时间也长，炉温波动大检修时间分段进行。⑥我厂人为向煤气管内注入氮气、氢气和甲烷等气体，当向煤气主管内注入氮气和氢气时，煤气热值较小，因而要加大煤气流量来保证直行温度的稳定性，同时也由于废气量增加，因而还要加大吸力。当向煤气主管内注入甲烷时，甲烷气体热值高，同样状况下空气消耗量大，产生废气多，因此在保证同样温度下要降低煤气流量，和增加烟道吸力来调整，如果量大的话，还要调整进风口的开度。

1.2直行温度均匀性的调节是在保证直行温度稳定性的前提下调节，影响炉温均匀性因素：

①周转时间和出炉操作:每个燃烧室的温度均随相应所处的不同结焦时间而变化，周转时间越长，推焦越不均衡，直行温度均匀性越差。

②炉体状况:用焦炉煤气加热时，当蓄热室窜漏，格子砖堵塞，斜道区裂缝或堵塞都令空气量不足，从而使火道内煤气相对过剩而燃烧不完全导致炉温下降。

③煤气量调控:以供给各燃烧室煤气量相同，以安装在煤气支管上的分配孔极来调节，各燃烧室煤气量的均匀分配是是靠孔板直径沿焦炉方向适当的排列来实现的。

④空气量的调节:各燃烧室内煤气量一致，空气量也要保持一致。除边火道和次边火道进风口开度，其他进风口开度一致，一般把中部位置的交换开闭器翻版开度配置在中间位置作为蓄顶吸力标准使两端的翻版有调节余地。

1.3炉头火道散热越多，温度低且波动大，为防止焦饼不熟，以及装煤后炉头降温过大，使炉砖开裂变形。炉头温度≥1100℃，大幅度延长结焦时间后，炉头温度＞950℃。

造成炉头温度低的原因有三点：

炉头热损失大。一般来说，机侧和焦侧边火道的煤气供应量应分别比该侧中部火道平均煤气量多25％-45％。同样空气的供给量也要多些。焦炉侧面热损失随结焦时间的延长而增加，这部分热量主要有边火道承担，这就造成炉头炉头一对火道热量供需的不平衡，导致边火道温度偏低。

炉头一对火道存在浮力差，在正常结焦时间下，炉头一对火道具有一定的温度差，使其浮力差1-2Pa，结焦时间越长越不利于边火道加热；蓄热室封墙严密性如果蓄热室封墙不严，由于焦炉燃烧吸入一定数量的冷空气，降低炉头温度。

在我厂的实际生产中，焦炉产量是满负荷生产的70％左右，这样并不能保证炉头的温度高于1100℃，而是保证炉头温度不低于950℃，提高看火孔的压力（规定0-5Pa，实际5-10Pa），减少蓄热室封墙漏气。

2、合理的压力制度

制定正确的压力制度能够起到保护炉体，增加炉体的寿命，焦化厂制定了用各部位不同的压力指标来调整整个焦炉运行的规定称为压力制度，依据有以下几点：

a、炭化室内的煤气压力在整个结焦期间保持正压，只要保持吸力管下方炭化室在结焦末期为正压，就能保证全炉炭化室各点任何情况下均为正压，并依此来确定集气管压力。

b、在焦炉操作的所有情况下，燃烧系统各处压力必须小于相邻的炭化室压力。

c、在同一结焦时间内，沿加热系统高度方向的压力分布应当温度，控制合适的蓄热室顶部吸力实现这一原则的必由之路。

2.1集气管压力

集气管内各点压力是不相同的，两端最高、越靠近吸力管压力越低，为保证整个结焦时间内炭化室各部位压力稍大于燃烧系统的压力，规定炭化室底部压力在结焦末期不小于5Pa。

在我厂的实际生产过程中，焦炉的结焦时间长，为防止焦炉装煤冒烟，集气管压力的规定值稍小于实际测量值，而这时通过对其他的熟焦号的翻版进行控制，以达到炭化室保持正压的效果。

2.2看火孔压力

看火孔压力过大不利于观察火焰和测量温度，而且炉顶散热也多，使上部横拉条温度提高，炭化室和燃烧室墙面的石墨烧掉，过小则吸入冷空气，燃烧系统燃烧不正常。由于我厂的生产负荷较低，炉头温度不高受外部影响不易控制，当地的气候昼夜温差大吸力系统易改变，所以焦炉的看火孔压力控制在5-10Pa。

2.3蓄热室阻力和五点压力

测量蓄热室阻力是为了检查格子砖堵塞情况，通过五点压力了解全炉燃烧系统的压力分布和各部位的阻力情况，从而了解炉体状况。

3、结束语

保证焦炉正常的温度和压力制度，才能保证生产的正常有序进行，由于实际生产过程中负荷变化较大，需要不断的进行调整，如何保证焦炭成熟、延长焦炉的使用寿命需要我们不断的进行研究和探索。