第11章炼焦炉的加热制度及特殊操作

炼焦炉的加热制度及特殊操作第十一章炼焦炉的加热制度及特殊操作第一节温度制度及其调节第二节压力制度及其调节第三节炼焦炉加热的特殊操作第四节焦炉常见事故及处理炼焦炉的加热制度及特殊操作第一节温度制度及其调节为使焦炉生产达到稳定、高产、优质、低耗、长寿的目的，要求各炭化室的焦饼在规定的结焦时间内沿长向和高向均匀成熟。而为保证焦炭的均匀成熟，需制定并严格执行焦炉加热制度。焦炉加热是一个受多种因素影响的复杂过程。焦炉操作、装煤量、入炉煤水分、煤气温度和组成等的变化都会影响焦饼的均匀成熟度以及生产的稳定性。为此要根据各自的变化，及时调节炉温。这就要求根据每座焦炉在调整时期所得的实际数据按照不同的周转时间，制定相应的加热制度，并要严格执行。炼焦炉的加热制度及特殊操作焦炉加热调节中一些全炉性的指标，如结焦时间、标准（火道）温度、机焦侧煤气流量、支管压力、标准蓄热室顶部吸力、烟道吸力、孔板直径、交换开闭器进风口尺寸等，把这些指标叫做焦炉的基本加热制度。一般结焦时间改变，各项指标均要作相应改变，因此对于不同的结焦时间，应有相应的加热制度。如表11-1为58-Ⅱ型焦炉的基本加热制度实例。表11-158-Ⅱ型焦炉加热制度实例（结焦时间16.5h，炭化室宽450mm）炼焦炉的加热制度及特殊操作表11-158-Ⅱ型焦炉加热制度实例（结焦时间16.5h，炭化室宽450mm）加热煤气种类标准温度/℃煤气流量/m3/h煤气压力/Pa烟道吸力/Pa孔板直径/mm机焦总机焦机焦机焦机焦135013408980——25200—292001540804—78417623017623842100—10513001290烟道温度/℃蓄热室顶部吸力/Pa机侧焦侧机侧焦侧机侧焦侧上煤上空下煤下空上煤上空下煤下空焦炉煤气高炉煤气65/7013065/7015023723025825042~493042~493864~686764~686744~492644~493964~687864~6874炼焦炉的加热制度及特殊操作一、标准温度焦炉的每个燃烧室有若干个立火道，各火道温度存在一定的差异。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，该火道叫做测温火道，也叫标准火道。选择时要避开装煤孔、装煤车轨道和纵拉条。基于这些考虑，一般选机侧中部和焦侧中部的火道为测温火道。如58-Ⅱ型焦炉每个燃烧室有22个火道，选机侧6#和焦侧17#火道。机、焦侧测温火道的平均温度控制值即为标准温度。该项指标是在规定的结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标。各种类型焦炉的标准温度可参考表11-2。炼焦炉的加热制度及特殊操作焦饼中心温度是确定标准温度的依据。对于标准温度的选择和确定，一般是根据已投产的焦炉（同类型）的实践资料来确定，然后再考虑以下几个方面：（1）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。实践证明，焦饼中心温度为1000℃±50℃，上下温差不超过100℃，就可保证焦饼均匀成熟。在生产中，同一结焦时间内，标准温度每改变10℃，一般焦饼中心温度可相应变化25～30℃。炼焦炉的加热制度及特殊操作表11-2各种类型焦炉的标准温度表炉型炭化室平均宽度/mm结焦时间/h标准温度/℃锥度/mm测温火道号数加热煤气种类机侧焦侧大型焦炉45017133013001380135070708、258、25焦炉煤气高炉煤气58-Ⅱ型（407mm）40715129012851340133550507、.227、22焦炉煤气高炉煤气58-Ⅱ型（450mm）45017130012851350133550507、.227、22焦炉煤气高炉煤气JN60-87（蓄热室分格）4501812951355608、25焦炉煤气JN60-834501812951355608、25焦炉煤气JN43-804501613001350507、22焦炉煤气两分下喷4201613001340406.、17焦炉煤气ΠBP4071612851345507、22焦炉煤气奥托4501712901350606、22高炉煤气66型3501212901310203、12焦炉煤气表11-2各种类型焦炉的标准温度表炼焦炉的加热制度及特殊操作（2）标准温度与焦饼的结焦时间有密切联系，还与加热煤气种类、炉型、煤料等有关。（3）在任何结焦时间下，确定的标准温度应不超过耐火材料的极限温度，对硅砖焦炉，由于其荷重软化点为1620℃，所以标准温度最高不超过1450℃，最低不得低于1100℃。（4）标准温度与配煤水分有关。一般情况下，配煤水分每波动1%，焦饼中心温度将变化25~30℃，标准温度则变化6～8℃。由生产实践经验得出，大型焦炉的结焦时间改变时，标准温度的变化大致如表11-3：炼焦炉的加热制度及特殊操作表11-3标准温度与结焦时间的关系结焦时间/h1414～1818～2121～2525结焦时间每变1h，标准温度的变化量/℃4025～3020～2510～15基本不变结焦时间过短即强化生产时，标准温度显著提高。因炉温较高，容易出现高温事故，烧坏炉体，并且炭化室、上升管内石墨生长过快，产生焦饼成熟不均，会造成焦饼难推，焦炭也易碎。所以一般认为炉宽450mm的焦炉结焦时间不应低于16h，炉宽407mm的焦炉结焦时间不低于14h。炼焦炉的加热制度及特殊操作二、直行温度直行温度是指全炉各燃烧室机、焦侧测温火道（标准火道）所测得的温度值。直行温度的测量目的是检查焦炉沿长向各燃烧室温度分布的均匀性和昼夜温度的稳定性。1.直行温度的测定焦炉火道温度因受许多因素的影响而变动，为使火道温度满足全炉各炭化室加热均匀的目的，应定时测量并及时调节，使测量火道温度符合标准温度值。测量直行温度时，火道温度在换向后处于下降气流时测量，一般为换向后下降气流过5min（或10min）后测量（因为在5min之内温度变化太快）。测量部位在炉底部烧嘴和调节砖间的火砖处。每次测量由交换机室端的焦侧开始测量，由机侧返回。炼焦炉的加热制度及特殊操作两个交换时间内全部测完，测量时间和顺序应固定不变。每隔4h测量一次，测量速度要均匀，一般每分钟测量6～7个火道。因测各火道温度时所处时间不同，温度下降值也不同，所以测得的火道温度不能代表火道的真实温度，各火道温度没有可比性。故比较各火道温度时需先进行校正，分别校正到换向后20s时的温度。当采用换向后5min开始测量，根据各区段火道温度在换向期间不同时间的测量，分别校正。当采用换向后10min开始测量时，由于换向后下降气流火道温度下降缓慢，可一次性校正。为防止焦炉砌体被烧熔，硅砖焦炉测温点在换向后的最高温度不得超过1450℃，因硅砖的荷重软化温度为1620℃左右，再加上火道测温点与最高温度点（燃烧点）间相差约100～150℃，且火道温度在整个结焦周期内有波动（波动值约25～30℃），故若有接近1400℃的火道，应及时处理，以免发生高温事故。炼焦炉的加热制度及特殊操作2.直行温度的评定由于火道温度始终随着相邻炭化室的装煤、结焦、出焦而变化，所以用其昼夜平均温度计算均匀系数K均来表明全炉各炭化室加热的均匀性。式中M——焦炉燃烧室数（检修炉和缓冲炉除外）；A机、A焦——机、焦侧测温火道温度超过其平均温度℃（边炉±30℃）的个数。直行温度不但要求均匀，而且要求直行温度的平均值应稳定，整个焦炉炉温的稳定性用K安表示：式中N——昼夜直行温度的测定次数；、——机、焦侧平均温度与加热制度所规定的标准温度偏差超过±7℃的次数。MAMAMK2)()(焦机均20NAANK2)(2//焦机安机/A焦/A炼焦炉的加热制度及特殊操作3.直行温度稳定性的调节焦炉生产中，由于有许多因素的变化而导致直行温度的稳定性发生波动，为了使火道温度满足全炉各炭化室加热均匀、焦炭均匀成熟的要求，必须定时测量，及时调节，使直行温度符合标准温度，从而生产出优质产品。（1）装煤量和装炉煤水分炭化室装煤力求稳定，每炉装煤的波动范围不大于150kg。装入炭化室的煤量不得低于规定值的99%，若少于规定值约１t以上时要二次装煤，否则必然破坏直行温度的均匀性和稳定性，同时使焦炭的质量和产量受到影响。装炉煤水分稳定与否，对直行温度的均匀性和稳定性影响很大。配煤水分每变化1%，炉温变化约5～7℃，自然界中雨水以及来煤直接进配煤槽都会使煤质发生波动，所以应采取相应的措施以稳定装炉煤水分，并及时调整炉温，保证焦饼均匀成熟。炼焦炉的加热制度及特殊操作（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、压力、湿度等有关。这些因素的不稳定，影响了煤气的发热值的不稳定，也引发了焦炉炉温的不稳定。例如煤气管道有很长的管线暴露在大气中，受到春、夏、秋、冬的温差变化，甚至在一天之内，温度变化也可达5～10℃，可见直行温度保持恒定是困难的，再加上装煤水分、炉体散热、台风、大雨等对炉温的影响，更加大了控制炉温的难度。因此必须不断地总结经验，掌握各种大气变化对炉温变化的规律，采取相应的措施，争取调节的主动权，使各种因素对直行温度的影响减到最低。炼焦炉的加热制度及特殊操作（3）空气过剩系数煤气燃烧总是在一定的空气量的配合下进行的，炉温的高低不仅与煤气量有关，还与空气过剩系数有关。当空气过剩系数小时，煤气量相对过多，这部分煤气就会燃烧不完全，使温度降低。反之，空气过剩系数过大时，使火道底部温度偏高，造成焦饼上下温差加大，容易使焦饼上部产生生焦。空气过剩系数除可以用仪器测量外，还可以通过观察火焰及时地、粗略地判断空气过剩系数的大小。生产中，通常较多的是用肉眼来观察火焰，判断煤气和空气的配合是否恰当，有无“短路”，火嘴有无破裂，喷嘴有无掉落和砖煤气道有无漏气等情况。根据经验，当用焦炉煤气加热时，正常火焰是稻黄色，火焰发暗且冒烟，空气少，煤气多，即空气过剩系数小；火焰发白，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、空气过剩系数适当。炼焦炉的加热制度及特殊操作此外，空气过剩系数还和大气温度及风向有关。根据观察可及时调节空气量和煤气量，一般总是同时进行调节。如煤气量增减较小时，用调节烟道吸力的方法来调节空气量。而当煤气量增减较大时，烟道吸力要配合风口开度来调节空气过剩系数的大小。根据生产经验，在正常结焦时间下，煤气流量、烟道吸力与直行平均温度关系如表11-4。表11-4正常结焦时间、煤气流量、烟道吸力与直行平均温度的关系炉型和孔数煤气流量/（m3/h）烟道吸力/Pa直行平均温度/℃65孔大型焦炉±200～300±4.7±2～336～42孔大型焦炉±100±4.7±2～325孔小型焦炉±50±2.9～4.9±5～7炼焦炉的加热制度及特殊操作(4)检修时间检修时，焦炉均已装煤，且大多数处于结焦前期，所以炉温趋于下降，下降的幅度与检修时间有关，检修时间越长，下降幅度越大。如检修2小时，炉温下降量约为5～8℃。结焦时间较长时，检修时间也长，炉温波动大，为减少对直行温度准确性的影响，应将较长的检修时间分段来进行。总之对直行温度稳定性的调节，应注意以下几点：（1）在测量直行温度时要避免因测温时间的不均匀性所带来的误差，要求测温时间准确，速度均匀，避免直行温度产生较大误差。（2）调节温度时，煤气调节幅度不宜过大，因为温度变化远远滞后于煤气流量的调节，煤气流量调节后，一般要经过3～5ｈ才能明显体现出来。若要改变炉温的上升或下降趋势，时间还要更长一些。另外，调节也不宜过于频繁，频繁调节和调幅过大都会引起直行温度的波动。炼焦炉的加热制度及特殊操作（3）要根据结焦时间的长短及时调节煤气流量。由于某些原因，造成了同一班次各炉计划的结焦时间不统一，应根据计划的结焦时间长短提前增减煤气流量，以保证直行温度的稳定。若影响了推焦或装煤，要如实填写推焦和装煤时间。若按正点推焦时间和装煤时间填写，会使下一循环计划结焦时间发生变化而影响炉温的波动，使直行稳定遭到破坏。（4）除测量炉温外，要不断的总结经验，经常检查出炉焦饼的成熟情况，注意观察燃烧室火