6m焦炉炉顶空间温度的优化调节

炉顶空间温度是指焦炉炭化室顶部没有装煤部分的空间温度, 该空间是煤在炼焦过程中产生荒煤气汇集和导出的地方, 炉顶空间温度也就是此处荒煤气的温度。炉顶空间温度的高低, 影响化学产品的产率和质量, 以及炉顶石墨生成情况。

一、影响炉顶空间温度原因分析

1. 标准温度

焦炉设定过高的标准温度, 炭化室炉墙温度以及焦饼中心温度相应升高, 炭化室炉墙传递给炉顶空间荒煤气的热量也会增加, 使荒煤气温度升高;同样, 过高的焦饼中心温度, 会使煤在形成焦炭的干馏过程中分解产生的荒煤气携带更多的热量, 这样都会导致炉顶空间温度进一步升高。

标准温度的设定, 应在保证焦炭成熟的前提下, 尽可能的降低焦饼中心温度。

2. 集气管压力

焦炉集气管压力是依据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期不小于5Pa来设定的, 同时受大气温度变化的影响, 集气管压力冬季比夏季高10-20Pa。集气管压力设定偏小, 可能会使炭化室产生负压, 空气从炉门等密封不严出吸入炭化室, 与刚从煤中分解的荒煤气燃烧, 不但使炉顶空间温度升高, 而且降低化产品的质量和收率。同时, 由于集气管压力设定偏大, 焦炉烟火控制难度加大, 冒烟冒火现象加剧, 不利于环保控制。

集气管压力的设定, 应在控制焦炉烟火的情况下, 尽量提高保持值。

3. 装煤量

焦炉炭化室的有效容积是固定的, 若装煤量不足, 炉顶空间增大, 炉墙与炉顶空间接触传热的面积增大, 裂解产生的荒煤气热量增加, 从而使炉顶空间温度升高。此外, 在加热制度相同的条件下, 装煤量越少, 煤干馏过程中所吸收的热量越少, 炉顶空间得到的热量增加, 再次促使炉顶空间温度升高。

在同样的加热制度下, 要保证装煤量均匀稳定, 达到装满、平、实。

4. 配合煤挥发分

配合煤挥发分的大小直接影响荒煤气的产生量, 产生的荒煤气会带走大量的热量。但当上升管、桥管清扫不及时, 沉积物过多导致荒煤气导出不畅, 荒煤气长时间停留在炭化室, 发生裂解会使炉墙石墨增多, 炉顶空间温度升高, 减少化产品产量。

5. 炉体串漏

受炉龄增长的影响, 炉体串漏日趋严重, 加之炉门维护不及时, 炉门冒烟冒火现象严重, 集气管压力波动导致炭化室负压时, 空气漏入炭化室内与荒煤气接触后燃烧, 使炉顶空间温度升高。

二、采取措施

1. 降低标准温度

焦饼中心温度是判定焦炭成熟和确定标准温度的主要依据, 通过测量不同标准温度下的炉顶空间温度可以发现, 标准温度、焦饼中心温度与炉顶空间温度成正比例关系, 比值大约为1:3:2, 即标准温度每升高1℃, 焦饼中心温度和炉顶空间温度分别升高3℃和2℃。通过观察测量数据, 6m焦炉在结焦时间为19h的情况下, 为保证焦炭均匀成熟, 标准温度设定在机侧1255℃, 焦侧1315℃对降低炉顶空间温度效果较好。

2. 提高集气管压力

利用焦炉检修时间, 改变集气管压力保持值, 测量相应的炉顶空间温度。通过测量数据可以发现, 炉顶空间温度变化与集气管压力成反比, 随着集气管压力的升高, 炉顶空间温度逐渐降低, 但当集气管压力设定值在160Pa时, 焦炉烟火控制难度增大, 因此暂时将集气管设定值调整为140Pa来进行调节。下一步需要加强炉门、炉框和小炉门的清扫以及加煤口盖的密封, 在保证环保达标的情况下, 继续对集气管压力进行调整。

3. 加强操作, 稳定装煤量

在相同加热制度下, 装煤量越少, 炉顶空间温度越高。但在实际工作中, 受配合煤组成、水分、细度变化, 职工操作配合以及设备缺陷等因素的影响, 装煤量变化幅度较大。为了稳定装煤量, 保证炉顶空间温度保持在较低的水平, 我们采取了一系列措施。

(1) 加强职工操作技能培训, 推进标准化操作, 通过开展技术比武、岗位练兵活动, 提高装煤车与推焦车司机之间的配合操作能力, 优化装平煤操作, 加强日常工艺纪律检查, 保证煤线稳定在 (400±50) mm的范围内。

(2) 对装煤操作进行优化改造, 引进“一键式”装煤操作系统, 把手动操作改为自动操作, 通过设定程序, 系统自动控制装煤转速及转数, 自动发出平煤信号, 在煤质变化时对程序进行相应调整, 减少人为因素对装煤稳定性的影响, 确保装满、平、实。

(3) 通过对煤塔秤计量及煤线的测量, 结合焦炭单炉产量, 建立装煤量数据模型, 绘制装煤量与煤线及炉顶空间温度的线性关系图, 确保能够及时发现装煤量的变化并采取相应控制措施。

4. 加强荒煤气导出设备清扫

配合煤挥发分主要受配合煤组成影响, 而配合煤的配比还受公司决策、生产成本以及化产品市场的影响, 炼焦车间无法控制。对此, 炼焦车间制定并完善清扫制度, 加强对荒煤气导出系统, 主要是桥管、上升管和集气管的清扫及日常检查频次, 避免由于沉积物过多导致荒煤气导出困难。

5. 加强炉体串漏治理

加强热修管理, 通过炉顶表面灌浆, 炉头、蓄热室封墙及看火孔抹补的方法有效治理炉体串漏, 同时加强机焦侧炉门和机侧小炉门的密封处理, 增加炉体严密性, 防止空气进入炭化室。

结语

通过降低标准温度, 提高集气管压力, 稳定装平煤操作, 加强炉体串漏治理和荒煤气导出设备清扫, 有效降低炉顶空间温度, 提高化产品收率, 降低了焦炉耗热量。

摘要：合适的炉顶空间温度, 有利于提高化学产品的产率和质量, 并能减缓石墨的增长。通过研究标准温度、集气管压力、煤线以及配合煤挥发分与炉顶空间温度的关系, 采取措施优化炉顶空间温度, 达到降低焦炉耗热量的目的。

关键词：炉顶空间温度,标准温度,集气管压力,煤线,挥发分