降低焦炉顶空间温度的探索

降低焦炉顶空间温度的探索

覃定驰

广西钢铁焦化厂  广西防城港  538003

【摘要】本文介绍柳钢焦化厂一焦车间炉顶空间温度偏高的探索，从使用标温、热工加热制度、煤的细度影响等方面分析对炉顶温度的影响，选择合适的热工加热制度。

【关键词】炉顶空间温度，标准温度，煤细度

1   现 状

炉顶空间是指焦炉炭化室加满煤后距离炭化室顶的空间，主要是便于煤料在炭化室内干馏后挥发性气体（荒煤气）顺畅导出。炉顶空间温度的高低直接影响荒煤气的质量，炉顶空间温度过高会让荒煤气受热产生再次裂解，生成石墨附在炭化室墙面上，严重影响焦炉生产。

难推焦一直以来是一焦车间面临的重点问题，在2011年对难推焦事故的分析和处理方法上，我们也找到影响难推焦最主要因素是炭化室墙面石墨。在2011年下半年对全炉炭化室墙面石墨的清理，组织人员制作6～7m长的清条在推完焦后从装煤口伸入进行清理，直接有效的控制难推焦的发生；热工班加强对炉顶空间温度、焦饼中心温度的测量，选择合适的较低标温，以及对集气管压力的标定，从根本上控制墙面石墨的增长。2011年在煤水分稳定（＜13%）、外部天气好的情况下，所选用的标温在1235/1285左右。2011年下半年没有发生一次难推焦。

2012年1月12日中班17:35左右2#炉78#发生难推焦。这次难推焦不仅给逐步习惯满足于去年下半年的成绩的我们一次警钟，同时也让我们明白，难推焦的问题一刻都不能放松。经历这次开年的第一次难推焦后，13日车间开始对1#、2#炉全炉进行烧空炉，同时热工班、生产班也组织人员对炭化室墙面石墨进行清理，直到20日停止烧空炉，生产恢复稳定，周转时间19h，标温分别为1#炉1235/1280℃，2#炉1230/1280℃。在这期间，1#、2#炉推焦平均电流出现明显的下降，1#炉维持在165～175A，2#炉维持在175～185A。

但是，在生产正常后，两座焦炉炉顶空间温度异常偏高（尤其是1#炉使用焦炉煤气加热），炉顶空间出现明显石墨增长情况。

2  原因探索

2.1  降低标准温度

标准温度是指机、焦侧测温火道平均温度的控制值，是在规定结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标。标准温度的选择直接影响到炉顶空间温度，也影响到焦炭质量。在1月份同一结焦时间下，不同标温测量炉顶空间温度：

表1  不同标温下炉顶空间温度

通过降低标温，炉顶空间温度有所下降，但因标准温度的选择依据是根据焦饼成熟来确定，在此标温下测量1#、2#炉焦饼中心温度。

表2  焦饼中心温度的测量值

从所测量的焦饼中心温度来看，温度偏高。焦饼中心温度一般控制在1000±30℃，由此可见，标准温度还可以下调。

2.2  风门开度

风门开度的大小，影响进入加热系统的空气量。空气量较小，加热煤气火焰将被拉长，影响燃烧室上部温度，进而影响炉顶空间温度。

在试验1#炉炉顶空间温度的方法上，元月2日下午和3日上午分别测量同一炭化室16#炉顶空间温度的对比：

表3  不同风门开度时炉顶空间温度对比

从对同一炭化室炉顶空间温度的测量看出，风门增大40mm后温度没有变化。

空气过剩系数对炉顶空间温度有一定的影响，但风门一定大时，产生的废气大，大量的废气带走热量在加热系统内进行循环，从立火道上部跨越孔下降到相邻立火道，带走的热量在立火道上部影响上部温度，从而影响炉顶空间温度。因此，风门开度应适当，通过分析空气过剩系数来确定风门开度。

2.3  煤细度变化

从1月31日开始观察焦饼成熟情况，焦饼成熟好，显亮，收缩量大。对比配合煤的质量情况分析，目前，一焦配合煤已启用破碎机，配合煤的细度提高，相比以前，细度提高了20%左右，现在的配合煤细度在65%～70%之间，同时配合煤的挥发分也提高了近4%，达到29%以上。焦饼收缩较好，下表是不同时期焦饼收缩情况：

表4  不同煤细度下焦饼收缩度

焦饼收缩较之前多了近200mm，炉顶空间变大，也成为炉顶空间温度偏高的原因。从配合煤的质量来看，最大的原因还是配合煤的细度影响重力加煤的堆密度，堆密度降低，焦饼焦线较低，呈现出较大的炉顶空间，单炉产量也较低。单从炭化室2、3、4孔加煤时多加2圈煤，由于受平煤影响，多加2圈煤来提高焦线作用不是很大。

2.4  集气管压力影响

    集气管压力大小影响荒煤气导出速率，影响荒煤气在炉顶空间温度的停留时间。集气管压力过大，荒煤气导出不畅，停留时间长，温度升高，炉顶空间温度偏高。2月初对1#炉集气管压力进行测量标定，标定值设为120Pa为集气管压力中心值。

3  措施

（1）炉顶空间温度较高，石墨增长过快，炉顶墙面已形成薄薄的石墨层，另一方面来看对炉顶墙面密封性来说是有利的，但是要控制好焦线以下墙面石墨的增长，炉顶空间石墨不能太厚，需要及时的进行清理。

（2）由于以前焦炉炉墙石墨较厚，影响焦炉炉体传热性，所需热量多，经过烧空炉和墙面石墨清理，墙面也基本上较为干净，炉体传热性好，标温用得较低。标温的选择要以保证焦饼正常成熟为主，经过对此测量焦饼中心温度，控制温度在1000±30℃范围内，所选用最低标温：1200/1245℃，在此标温操作时炉头温度也能保证，满产时炉头温度平均大于1100℃。

（3）受配合煤质量影响，焦饼收缩较好，炉顶空间变大。主要是配合煤细度变大，在探索配合煤细度对一焦炭化室堆比重的影响，控制好配合煤细度，观察焦饼收缩情况和焦线高度，以及推焦电流的变化，一方面也可以提高单炉产量。

（4）加热制度方面，在调整风门开度、分烟道吸力和煤气压力时，在保证煤气燃烧充分的情况，也要控制好废气量，过大的风门会产生过多的废气，从立火道上不跨越孔的废气带走热量多。风门开度、分烟道吸力和煤气压力要选择合适的匹对。

（5）加强对集气管压力的标定，选择合适的集气管压力，检查各执行翻板工作正常，确保上升管、桥管等通畅，保持集气管压力稳定，荒煤气顺利导出。

4  结论

目前，经过不断探索，在配合煤的细度保持在70±5%，标温最低用至1200/1245℃，集气管压力设定值为120Pa，风门开度：1#炉（使用COG加热）机侧110×350/150×250mm，焦侧140×350/160×250mm；2#炉（使用BFG加热）机侧180×350，焦侧190×350mm，空气过剩系数保持在1.2～1.4。在此加热制度下，焦饼中心温度和炉顶空间温度控制得较好，焦饼中心温度基本上在1000℃左右，炉顶空间温度在800℃左右。炉顶空间温度得到很好的控制。