论降低炼焦耗热量的主要途径

2022-09-10

节能降耗是企业一贯所倡导的。在焦化厂, 炼焦耗热量的大小, 是影响企业成本的一个重要指标。因此, 必须在保证焦炭成熟的前提下, 千方百计使炼焦耗热量降到最低, 提高企业的综合效益, 追索企业利润最大化。影响炼焦耗热量的因素主要与焦饼中心温度和标准温度、炉顶空间温度、空气过剩系数、废气温度、装煤水份、周转时间、炉体的严密性和绝热程度有关。在炼焦生产过程中, 当客观条件发生变化时, 调节焦炉的供热量, 采取相应措施, 降低煤气自耗, 从而降低炼焦耗热量。使炼焦耗热量降低, 须从以下途径进行调节:

一、焦饼中心温度和标准温度

根据焦炉的热平衡可看出, 焦炭带出的热量很多的, 占总支出热量的40%左右。若以焦饼最终平均温度为1000℃计, 则焦饼温度每增减50℃, 焦炭带走的热量增减5%左右。国内外研究表明, 焦炭最终温度降至1000℃不会变坏焦炭质量。如焦饼中心温度从1050℃降到1000℃, 炼焦耗热量可降低11千卡/公斤左右, 因此, 应当在保证焦炭质量的前提下, 使焦饼中心最终温度维持在较低值。

若降低焦饼中心温度就需要降低焦炉标准温度, 而降低标准温度的前提是炉温必须均匀稳定, 按正点推焦, 使焦饼同时均匀成熟。因此调好炉温, 确定合理的加热制度是降低耗热量的主要措施。

二、炉顶空间温度

从炉顶排出的荒煤气带走的热量也是较多的。当结焦时间装入煤量一定时, 荒煤气出口温度每降10℃, 耗热量降低3-4千卡/公斤左右。因此降低炉顶空间温度对降低耗热量也是有利的。这就要求炭化室装满煤, 减少荒煤气在炉顶的停留时间, 并在保证焦饼高向加热均匀的前提下, 降低焦饼的上部温度。

三、空气过剩系数

使加热煤气和空气能有正确比例, 达到合理燃烧, 对降低耗热量有较大意义。当空气过剩系数过大时, 废气量增多, 带走的热量增加;当空气过剩系统过小, 使燃烧不完全, 有部分可燃气体损失, 对耗热量影响更大。

一般来说, 空气过剩系数较大时, 每再增加0.1, 对使用高炉煤气加热耗热量的增加8-9千卡/公斤。如燃烧不完全, 废气中含有1%的一氧化碳时, 则相当于3%-4%的焦炉煤气或6%-7%的高炉煤气未经燃烧, 耗热量将增加30-40千卡/公斤。

α值的变化还将引起火焰长短的改变, 从而影响高向加热的均匀性。因此焦炉热工操作中, 控制合适的空气过剩系数, 并调节均匀稳定十分重要。

四、废气温度

在结焦时间一定的条件下, 废气出口温度降低25℃, 可使焦炉的热效率提高1%, 耗热量降低6-9千卡/公斤。废气温度的降低, 主要依靠改善蓄热室传热过程来实现, 为此可采取以下措施:

1. 选择结构和尺寸合理的格子砖, 提高单位体积格子砖的传热面积, 即采用薄壁, 高周边长的格子砖。

2. 提高格子砖材质的密度, 比热和热扩散率, 使格子砖内传热系数Φ增高, 从而提高格子砖与气流的总传热系数。

3. 提高蓄热室内气流分布均匀程度, 定期吹扫格子砖积灰, 充分发挥蓄热表面的作用。

4. 严密封墙, 改善隔热, 避免冷空气抽入, 并减少散热。

5. 选择适当的换向周期, 换向未期由于格子砖温度显著升高或降低, 减小了传热温差, 使传热效率降低, 故换向周期不能过长。但换向周期短时, 由于频繁换向, 使煤气损失量增加, 也会增加热耗。故应根据蓄热室气流的温度变化情况合理选定换向周期, 一般用高炉煤气加热时换向周期为20分钟, 用焦炉煤气加热时, 由于废气量少, 蓄热室容量相对增大, 故可延长至30分钟。

五、装入煤水份

煤料在炼焦中由于水蒸气带走的热量也是较多的。煤的水份变化1%, 湿煤耗热量相应变化7-8千卡/千克, 在实际中往往大于此值。尤其是煤料中配入水分较高的煤泥或下大雨大雪时, 耗热量会增加较多。水分波动会引起炉温不稳定, 因此应使煤料水分降低并保持稳定, 降低煤水分的措施有:

1. 减少煤的露天堆放量, 降低雨雪对煤的浸泡。

2. 煤塔要密封、干燥, 以防雨水浸入增大煤的水份。

3. 必要时安装煤的预热设备, 对煤进行预热处理后, 然后装入炭化室。一般来说, 把煤如能预热至200℃左右, 再装入炭化室, 对降低炼焦耗热量是十分有利的。

六、周转时间

根据一些焦化厂的生产实践表明, 一般大型焦炉的周转时间, 当炭化室宽为450毫米的在18-20小时, 炭化室宽为407毫米的在16-18小时耗热量是最低的。短于上述周转时间, 耗热量随周转时间的缩短而升高。周转时间大于20-22小时, 为保持炉头温度不过低, 标准温度不能随周转时间的延长而降低, 故耗热量随周转时间的延长而升高。结焦时间每改变1小时, 耗热量增加1%-1.5%。

七、炉体的严密性和绝热程度

在筑造焦炉过程中, 必须严格施工, 保证炉体的严密性和绝热程度。当炉体不严, 蓄热室吸入空气烧掉煤气或煤气经下降气流蓄热室废气盘被投入烟道, 会造成加热煤气的损失, 要选择合理的煤气设备, 防止和消除煤气泄漏。对加热设备定期清扫调整, 另外对焦炉的蓄热室封墙, 炉顶区上部使用隔热砖保证炉体良好的绝热程度, 防止不必要的热量损失。

摘要：炼焦耗热量的大小, 与焦饼中心温度和标准温度、炉顶空间温度、空气过剩系数、废气温度、装煤水份、周转时间、焦炉砌体的导热性、炉体的严密性和绝热程度、加热炉煤气种类有关。在保证焦炭成熟的前提下, 使耗热量降低, 就应该从以上几个方面进行综合调控。

关键词：焦化,焦炉,节能降耗,影响,方法