降低5.5米捣固焦炉煤气消耗的研究

降低5.5米捣固焦炉煤气消耗的研究巩伦昊石姜国（江苏伟天化工集团徐州腾达焦化有限公司生产技术科，江苏徐州221137）袁中飞陈十军（江苏沙钢集团宏发焦化厂炼焦二车间，江苏张家港，215625）摘要：对徐州腾达焦化有限公司2#焦炉煤气消耗情况进行了分析，确定了导致煤气消耗增加的主要原因，针对问题采取了相应的措施，逐步减小了单孔煤气消耗量，降低了焦炉烟道温度。关键词：5.5米捣固焦炉降低煤气消耗烟道温度一、基本情况徐州腾达焦化有限公司1#、2#焦炉为65孔大型捣固焦炉，主要采用焦炉煤气加热。2013年10月初期，1#和2#焦炉自身煤气耗量出现较大差值（2#焦炉比1#焦炉多耗煤气均值：2600m3/小时），10月16日提产后更为明显，具体情况如下图：10月提产后两炉单孔煤气消耗情况5000.05500.06000.06500.07000.07500.08000.010-2010-2110-2210-2310-2410-2510-2610-27日期流量（m3）1#焦炉2#焦炉随着煤气消耗量的持续上升，2#焦炉机、焦侧烟道温度从10月20日左右急剧上升，焦侧最高接近400℃，远远高于工艺控制值350℃，极易产生烟道高温事故，威胁焦炉安全。二、原因分析1、炉体（主要是蓄热室中、下部位）窜漏焦炉砖煤气道是加热用焦炉煤气的必经之路，由于炉体的膨胀、焦炉蓄热室部位温度变化，引起泥浆脱落，上、下砖层错台，产生裂缝，焦炉煤气窜漏、短路，造成小烟道下火，使煤气在立火道内燃烧效果不好，温度紊乱，全炉温度均匀性很难控制，最终使焦饼成熟不匀，且耗热量上升。为保证炉温各系数达标，煤气小孔板内插入大量调节棒，相当于小孔板尺寸被缩小，而孔板尺寸不断加大(由设计46mm扩大至目前的53mm左右）。为保证加热煤气流量，势必造成地下室煤气主管和横管压力升高。因小孔板尺寸间接缩小，焦炉煤气从小孔板处至蓄热室下部压力相应提高，而这一区域最易发生煤气窜漏（窜漏至上升与下降气流）。2、部分火道内煤气燃烧不完全，看火孔压力过大（大于40Pa）如原因1所述，砖煤气道的不严密导致加热煤气窜漏至相邻的蓄热室。对于窜漏至上升气流的煤气，需消耗上升气流的空气量，产生废气带入上升火道中。为保证火道燃烧正常，需加大废气开闭器的风门开度，2#焦炉部分风门开度达180mm，大于平均140-150mm。而对于窜漏至下降气流的加热煤气与火道内燃烧过剩的煤气，与炉体不严密处吸入的空气燃烧，势必增加烟道内废气温度。3、地下室交换过程中“放炮”严重焦炉地下室放炮，归根结底是因为横管、下喷管、砖煤气道内残余煤气在交换过程中与进入的除碳空气混合发生回火爆炸。“放炮”越严重，说明交换旋塞从关闭到除碳口打开过程中，残余煤气量越大，损失煤气量越多。（检查过程中，有小部分交换旋塞开关不正、不严密，不过这不是主因。）2#焦炉横管煤气压力太大直接导致交换后残留在横管内部的煤气量大，2#焦炉地下室放炮现象较为严重。三、改进措施：1、2013年11月1日至20日，2#焦炉主要工作是抽出小孔板内的调节棒，采用更换小孔板、通透斜道口、拨调节砖、调整部分风门开度的方法处理低温火道号，地下室末端压力下降至＜1500Pa，砖煤气道内加热煤气压力下降，与上升和下降气流蓄热室压差减小，减少了全炉窜漏煤气量，地下室放炮现象明显减少。K均、K安、K横经调整于月底恢复正常，本阶段2#焦炉单孔煤气消耗开始稳步下降。项目调整前调整后变化值末端压力最高2000Pa1500Pa左右500Pa横管压力平均860Pa最大650Pa看火孔压力30Pa30Pa0蓄热室顶部吸力65Pa70Pa5Pa孔板直径50mm52mm2mm单孔煤气消耗量约7200m3约6600m3600m3风门开度150mm140mm10mm烟道温度380℃/350℃360℃/340℃15℃炉头温度1205℃1230℃25℃焦炉热工调整前后参数变化情况随着2#焦炉末端压力和横管压力的降低，煤气消耗和机焦侧烟道温度变化情况如下图所示：11月份1#、2#单孔煤气消耗情况5000.006000.007000.008000.001357911131517192123252729日期流量（m3）1#焦炉2#焦炉2、通过测量废气开闭器表面温度并检查下降气流小烟道内下火情况，确定了窜漏砖煤气道号；12月份主要对窜漏严重号进行砖煤气道喷浆严密，期间多次调整喷浆料配比，喷浆效果逐步提高，交换后5分钟机侧分烟道温度由11月的360℃下降至目前的340℃，焦侧由340℃下降至目前的320℃左右，单孔煤气消耗量进一步下降至当前的6200m3左右。从2#焦炉窜漏情况来看，主要集中于机、焦侧炉头部分（蓄热室下部）砖煤气道，机、焦侧共计65个严重号。砖煤气道的不严密导致加热煤气窜漏至相邻的蓄热室，对于窜漏至上升气流蓄热室的煤气，需消耗上升气流的空气量，产生废气带入上升火道中；窜漏至下降气流的加热煤气与火道内燃烧过剩的煤气，与炉体不严密处吸入的空气燃烧，使小烟道温度居高不下，势必增加了机焦侧烟道温度。12月份1#、2#单孔煤气消耗情况5000.06000.07000.08000.012345678910111213141516171819202122232425日期流量（m3）1#焦炉2#焦炉2#焦炉烟道温度变化情况3203303403503603703803904001357911131517192123252729日期烟道温度（℃）机侧焦侧12月份2#焦炉烟道温度变化情况300.00310.00320.00330.00340.00350.00360.00370.00135791113151719212325272931日期温度（℃）机侧焦侧四、2#焦炉降低煤气消耗工作效果1、煤气消耗量大幅下降2#焦炉技术攻关前：日耗煤气量=454926m3，小时耗煤气量=18955m3；技术攻关后：日耗煤气量=406136m3，小时耗煤气量=16922m3；日耗煤气差值量（节约量）=↓48790m3，小时耗煤气差值量（节约量）=↓2000m32、机、焦侧烟道温度大幅下降2#焦炉机侧烟道温度由最高390℃稳步下降至目前的340℃，焦侧烟道温度由最高350℃下降至320℃，砖煤气道窜漏情况大幅减少。3、地下室放炮现象显著减少。2#焦炉烟道温度变化情况32033034035036037038039040011-111-811-1511-2211-2912-612-1312-20日期温度（℃）机侧焦侧