浅谈5.5米捣固焦炉的温度控制

 浅谈5.5米捣固焦炉的温度控制

黄靖

甘肃省嘉峪关市 酒泉钢铁宏兴股份有限公司焦化厂

邮编：735100

摘要：鉴于捣实焦炉机焦侧气温变化较小，且焦侧温度大于机侧，容易造成机焦侧焦炭的形成质量不佳，因此我们就在横排管中采用节流孔板的方式，改善了机焦侧气体流动情况，进而改善机焦侧气温，从而改善了机焦侧的焦炭品质，同时也进行将火落管理和标准温度控制有机的结合，调整了集合并形成所需要的标准温度控制。

关键词：捣固焦炉；温度控制；问题

一、引言

捣实炼焦工艺流程中，将煤料在焦炉外侧与炭化室长度相似的大铁箱中加以捣实，将捣固后的煤饼从焦炉机侧，经过加煤车送到炭化室内。煤料经捣实后，其堆密度可以从顶装煤的0.7~0.75t/m3增加至0.95~1.15t/m3，可以增加对煤料的黏附力，但也同时造成捣实焦炉温度的较难[1]。

二、现状分析

焦化厂投入以来，5-6焦炉的生产装置故障频频出现，由于系统大修周期短、持续时间长，造成了焦炉的结焦时间不平衡，而且塌煤情况也频频出现，致使炭化房内出现了局部高温，长期易引起锅壁的破裂现象。在推焦过程中，频频出现焦侧焦炭太热、塌焦，机侧煤焦油熏黑、推焦冒烟，煤焦油品质持续下滑。

三、焦炉烟尘问题及原因分析

（一）装煤烟尘逸出原因分析

1.集气管压力不稳

二台焦炉共四条集气，二台抽气机为变频调压。因为二个焦炉合用的一个鼓冷机组，装煤除尘工艺中使用了高压氢氧化铵，导致四个集气管的高压变化频率较高且耦合比较剧烈，当喷洒氢氧化铵、拦焦和放煤后，整个集气管的高压振荡更加剧烈，管内气压很快增加到了300~500Pa，从而造成大量荒烟气体不能再被抽进集气管，大部分烟气都从机侧炉头逸出。

2.高压氨水压力不足不稳

目前的高压氨泵泵扬程约为506m，由泵至焦炉炉顶约有20m以下的高度和800m以下的管程，通过推算，由于氨水管道阻损力约2.5MPa，所以当氨水到炉顶时压强仅为2.5MPa以下；经检测，在装煤流程中高压氨水开始喷射时，每当开启一个高压氨水喷头，压力就降低了0.6MPa，当三个喷头全部开启，则压力就降低了1.8MPa。因高压氨泵流速不足，泵扬程较小而造成的上述因素，高压氨水喷射时，由于上升管根处负压值较小，所形成的吸力也很大，因此烟气很难被吸进上升管内，而是大量通过炉门逸出。

3.高压氨水喷嘴存在问题

高压氨水喷头未能按工程设计图纸进行制造，喷头口径偏小，氨水喷射角度偏小且喷射氨水的雾化程度降低，提高管无法产生有效负压，也无法将炭化室中荒烟气有效引入提高管内。

4.装炉煤燃烧产生烟尘

经检测，入炉煤炭含水量约为13.7%以下，造成了煤饼强度的不足，在煤饼向炭化室内传递过程中有煤饼坍塌迹象，将倾倒的粉煤迅速焚烧，并产生了大量烟气；同时入炉后煤炭含水量过高也影响着装煤炭粉尘的完全燃烧，从而形成了大量黑烟，同时烟尘中水蒸气和焦油类等粘性物料增多，也容易堵塞除尘系统或提高系统阻损，从而影响了除尘效率。

（二）拦焦烟尘逸出原因分析

经考核，由于风机设备配套水平不够，拦焦除尘工艺风机的工作性能只是设计容量的60%以下，且风机总压力不足3300Pa，而炉顶的集尘干管压力-210Pa以下，总吸力明显偏小，无法有效收集烟气。炉门和拦焦车集尘罩的间距过大，水平间距为510mm，垂直距离为1306mm，烟气大量逸出[2]。

四、5.5米捣固焦炉温度控制的措施

根据捣固焦炉高温特点，从现场实践中入手，并通过实验的方法，汇总出了以下几点温度控温成功经验。

（一）优化机焦侧温差

经过调节机焦侧流量后，将焦侧环境温度降到正常机侧环境温度，可以实际看到机焦方焦炭的成熟状况良好，从而达到了焦侧环境温度比机侧环境温度低5~10℃的目的，因此可以将标准温度调至焦侧环境温度，比机侧环境温度低5~10℃。

（二）合理制定标温

因捣固焦炉煤饼中的热堆密度很高，不能通过常规的插管法测定焦饼核心热量，所以通过采取将火落管理和标定温度控制相结合的办法，修正了煤焦油成熟后所要求的标定温度控制，进而实现了减少吨焦耗热量的目的。

5-6焦炉的推焦串序则为九负二串序。根据检修时间段，在这里选取最有特色的碳化室时，所选取的碳化室应当能表达全炉各个结焦问题时期，如边段碳化室、中段碳化室等都应该在选择的区域内，并对其燃料室实行温度测试，根据调节空气过剩系数逐渐降低标准工作温度。在确保煤焦油平均一致形成的前提下，当试验炉型达到了同一结焦问题时期时，标定环境温度较原标定环境温度下降约15~20℃。

实验取得了成功后，又进一步向全炉推行，最后终于达到了全炉在同一结焦时间的标准温度，较原标定温度下降了10~15℃。

（三）根据煤气类型不同，可以采用不同的控温措施

由于5-6焦炉使用复热型焦炉，因此可以进行高温的煤、焦炉烟气加温。当五焦炉应用高炉煤气时，由于在应用高炉煤气升温系统时，热向升温能力更好，因此标准工作温度较应用焦炉煤炭的下降了5~15℃，同样，将机焦侧工作温度差提高至10~15℃。因此相对于六焦炉应用的焦炉煤炭，工作温度可减少约0.3GJ/t焦。

（四）优化炉头部位加热

由于小孔板上没有铁丝，也无挂料情况，从而降低了煤向管道内传递的压力，也增加了煤的喷射深度，从而大大减少了清洗铁丝、替换铁丝的工作量，因此不管焦炉温度的安全稳定，或是均匀度，都到达了预定目的[3]。

因降低了标准工作温度，炉头部份工作温度明显偏低，且原有的设计孔径板布置方式已无法适应炉头部份工作温度的要求，因此必须对炉头部份孔径板作出适当调节，以进一步提高炉头部份工作温度。通过理论计算和实践测试，制定了小孔板的布置顺序，主要是对炉头各部位的小孔板展开了调整。

（五）针对不同的结焦时间，采用阶梯式结构控温

随着设备的大修，在结焦问题时期温度变化频繁，在不同的结焦问题时期，温控都比较困难，所以经过历次设备大修控温经验，最后确定了不停机升温的阶梯式控温方法∶整体采用不停机升温煤气的方法，即先控熟炉型，然后再控结焦问题的中期炉型，最后控装煤气初期炉型，以便于实现全炉温度控制的平衡。

（六）煤饼倒塌后的温度处理

1.使用焦炉煤气加热

（1）当接到煤饼倾倒后的通知，按照倒塌炉型的煤气容量、倾倒情况等，向相应的煤气支管上插入调节杆。

（2）每二小时测定一次该炉型二侧的横排温度，进行适当调整并作出记录。

（3）待各炉次推焦后，及时恢复正常预热。

2.使用高炉煤气加热

（1）当收到煤饼倒塌后的通报，将该炉台的高炉煤气加温为焦炉煤气再升温。

（2）关停最后一号高温气体，从而降低了相邻号的高温气体剂量。

（3）启动本号单眼和后排的双眼焦炉煤气，并按照煤用量相应调节进风口启动程度。

（4）按照已倒塌炉型的煤气容量、倒塌情况，在相应的煤气支管上插入调节杆。

（5）每二小时测定一次该炉型二侧横排温度，然后适时调整并进行记录。

五、结语

根据捣固焦炉的现实控温条件，把焦侧温度设定为接近机侧室温，采用焦炉煤炭时，温度控制差为5~10℃，而采用高温煤炭时，温度控制差为10~15℃，从而获得了相应效果，减少了煤炭自耗，改善了煤炭品质。捣实焦炉因为配煤成分和操作工序的缘故，较比传统顶装焦炉有更多的烟气逸出，所以捣实焦炉烟气处理问题始终是中国焦化行业一直努力克服但却没有办法彻底克服的困难。某家结焦公司原已有2座65孔5.5m的捣实焦炉，配备了一个拦焦除尘处理体系，其中还有一个地面灰尘处理站，但由于焦炉除尘设备对烟气的收集效率并不理想，自投入至今二个焦炉都出现装煤、拦焦时炉门处烟气泄漏的问题，对环境污染影响相当严峻。后来济钢集团国际工程公司对其烟气泄漏的成因进行了比较详尽的剖析，并根据原来的地面除尘处理装置，对原有除尘处理体系进行了改良与完善。

参考文献：

[1]基于电磁波测距的捣固焦炉煤饼塌饼检测[J]. 朱立忠,那明钰.  信息技术与信息化. 2021(11).

[2]顶装焦炉改捣固焦炉的技术应用[J]. 刘学燕,刘成雷,许明.  燃料与化工. 2019(04).

[3]焦炉捣固机凸轮提锤装置弹性元件力学分析及结构改进[D]. 张善震.太原科技大学, 2021.