煉焦?fàn)t不同煤氣加熱的調(diào)節(jié)方式

趙華

摘 要：本文主要論述焦?fàn)t幾種不同煤氣加熱的熱工調(diào)節(jié)，根據(jù)加熱煤氣性質(zhì)不同，制定不同的加熱制度，從理論上確定加熱所用煤氣流量、空氣量、煙道吸力、主管壓力等等。并在焦?fàn)t生產(chǎn)實際中逐步修正，調(diào)節(jié)時要考慮各種影響因素，結(jié)合焦?fàn)t的實際情況，仔細(xì)分析，確定合理的調(diào)節(jié)方案，使焦?fàn)t的加熱制度與焦?fàn)t生產(chǎn)相匹配，并最大限度的延長爐體的使用壽命。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t；吸力；加熱方式

1 焦?fàn)t加熱用煤氣性質(zhì)

焦?fàn)t煤氣可燃主要成分氫氣和甲烷，可燃成分占90%以上，發(fā)熱值高達(dá)18000kJ/m3。因此燃燒速度快，火焰短，煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣密度小，焦?fàn)t加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力小。使用焦?fàn)t煤氣加熱，在處于高溫下的磚煤氣道和燒嘴等處會沉積石墨，焦?fàn)t在換向過程中要進(jìn)入空氣除碳。當(dāng)增減煤氣流量時焦?fàn)t燃燒溫度的變化比較靈敏，一般需要2～3h爐溫即可反映出來。焦?fàn)t煤氣中萘、焦油等雜質(zhì)比較多，容易堵塞管道及管件，影響爐溫的正常調(diào)節(jié)，因此焦?fàn)t煤氣要經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后控制在45～55℃。當(dāng)焦?fàn)t壓力制度不當(dāng)，炭化室負(fù)壓操作時，煤氣中的N2、CO2、O2含量增加，發(fā)熱值降低且會波動，因此煉焦車間和煤氣凈化的操作狀況對焦?fàn)t加熱用煤氣質(zhì)量影響很大。

2 焦?fàn)t加熱時的熱工調(diào)節(jié)

2.1 焦?fàn)t煤氣加熱時的熱工調(diào)節(jié)

2.1.1 總煤氣量和兩側(cè)空氣量的調(diào)節(jié)

總煤氣量和兩側(cè)空氣量的調(diào)節(jié)，是控制好加熱制度的環(huán)節(jié)，也是確保直行和橫排溫度穩(wěn)定的關(guān)鍵。

對于直行煤氣的分配，主要用孔板來控制，因此調(diào)節(jié)總煤氣量，首先要確定好煤氣流量、孔板尺寸和支管壓力三者的關(guān)系。為了使供入煤氣在合理而穩(wěn)定的空氣過剩系數(shù)下燃燒，保持正常的看火孔壓力，在調(diào)節(jié)總煤氣量的同時，相應(yīng)的改變煙道吸力和廢氣盤風(fēng)門的開度。

2.1.2 直行煤氣和空氣分配調(diào)節(jié)

（1）直行煤氣分配調(diào)節(jié)

各燃燒室煤氣分配調(diào)節(jié)主要是調(diào)整孔板直徑。一般情況來說，大孔板孔徑變化1mm，爐溫變化5～10℃。在實際調(diào)節(jié)過程中常遇到系列情況：旋塞掛料嚴(yán)重；小孔板插鐵絲多，掛焦油，使燃燒室溫度偏低；炭化室漏氣；煤氣行程兩個交換不一致等致使溫度異常，此時要根據(jù)實際情況進(jìn)行處理，不可一味的更換孔板，這樣會引起爐溫紊亂。

（2）直行空氣的分配調(diào)節(jié)

對于全爐空氣分配調(diào)節(jié)，主要靠調(diào)整蓄頂吸力來實現(xiàn)。影響蓄頂吸力的因素有：空氣口開度的影響；廢氣翻板開度的影響；廢氣盤砣桿高度、空氣蓋板的影響；分煙道吸力的變化；總煙道吸力的變化；其他方面的影響，如裝煤，蓄熱室漏氣等。根據(jù)不同的影響因素，合理的進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 高爐煤氣加熱時的熱工調(diào)節(jié)

2.2.1 全爐總煤氣量的確定

由于高爐煤氣的發(fā)熱量為焦?fàn)t煤氣的五分之一，高爐煤氣加熱時的耗熱量比焦?fàn)t煤氣加熱時高10%～20%，可以按下式計算：

V高=1.15 V焦Q焦/ Q高

式中：V高——高爐煤氣總流量m3/h

V焦——焦?fàn)t煤氣總流量m3/h

Q高——高爐煤氣熱值kj/kg

Q焦——焦?fàn)t煤氣熱值kj/kg

2.2.2 機(jī)焦側(cè)流量的分配

用高爐煤氣加熱時，機(jī)焦側(cè)流量的關(guān)系，通常用下式表示：

V焦/ V機(jī)=1.05W焦/ W機(jī)

V焦_焦側(cè)使用煤氣量，m3/h

V機(jī)_機(jī)側(cè)使用煤氣量，m3/h

W焦—焦側(cè)炭化室平均寬度，mm

W機(jī)—機(jī)側(cè)炭化室平均寬度，mm

機(jī)焦側(cè)加熱煤氣流量分配是否合理，應(yīng)根據(jù)機(jī)焦側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道溫度來確定。為了減少管道漏氣的機(jī)會，地下室主管的壓力不宜過高，一般以保持800～1000Pa為宜。

2.2.3 分煙道吸力的確定

在同一結(jié)焦時間下使用高爐煤氣加熱所產(chǎn)生的廢氣量約為焦?fàn)t煤氣加熱產(chǎn)生的廢氣量的1.5倍左右。高爐煤氣廢氣密度為1.37kg/m3，焦?fàn)t煤氣廢氣密度為1.21kg/m3，在同一結(jié)焦時間下，用高爐煤氣加熱時廢氣的阻力約為焦?fàn)t煤氣加熱時的1.52*1.37/1.21=2.55倍。因此改用高爐煤氣加熱時，分煙道的吸力可按下式確定：

a高=2.55（a焦- h1）+h2

式中a高—高爐煤氣加熱時分煙道的吸力Pa

a焦—焦?fàn)t煤氣加熱時分煙道的吸力Pa

h1—焦?fàn)t煤氣加熱時分煙道至看火孔下降側(cè)的總浮力Pa

h2—高爐煤氣加熱時分煙道至看火孔下降側(cè)的總浮力Pa

根據(jù)焦?fàn)t加熱數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，3#、4#焦?fàn)t在使用高爐煤氣加熱時的總煙道290Pa左右，使用焦?fàn)t煤氣加熱時的總煙道230Pa左右。

2.2.4 風(fēng)門開度的確定

燒高爐煤氣時需要的空氣量小，因為高爐煤氣中可燃?xì)怏w成分較少，只有30%左右，1m3焦?fàn)t煤氣燃燒時需要的濕空氣量為5.5m3左右，1m3高爐煤氣燃燒時需要的濕空氣量為0.9m3左右。

根據(jù)經(jīng)驗，用高爐煤氣加熱時風(fēng)門開度約為焦?fàn)t煤氣加熱時的兩個風(fēng)門總開度的90%左右?？諝膺^剩系數(shù)立火道保持在1.2左右，小煙道1.25～1.30.

2.3 混合煤氣加熱時的熱工調(diào)節(jié)

為了提高煤氣熱值，減少加熱系統(tǒng)的阻力，往往采用混合煤氣加熱，既高爐煤氣中摻入適當(dāng)?shù)慕範(fàn)t煤氣，以降低煉焦耗熱量。

（1）使用高爐煤氣加熱時，焦?fàn)t煤氣摻入量最多不超過8%（混合氣總體積），焦?fàn)t煤氣含有焦油、萘和含有23%～27%甲烷，如果摻入焦?fàn)t煤氣過多，焦油、萘和石墨就會造成蓄熱室格子磚、篦子磚堵塞，影響焦?fàn)t吸、壓力調(diào)節(jié)，嚴(yán)重時影響焦?fàn)t正常加熱。從安全方面考慮，建議焦?fàn)t煤氣摻入量不要超過10%。

（2）使用混合煤氣時，焦?fàn)t煤氣壓力必須大于高爐煤氣壓力200pa。因為當(dāng)焦?fàn)t煤氣壓力低于高爐煤氣壓力時，就會產(chǎn)生倒流；當(dāng)高爐煤氣壓力過低時，焦?fàn)t煤氣就會大量混入高爐煤氣管道，易造成因燃燒不完全而發(fā)生爆炸事故。

3 結(jié)語

無論焦?fàn)t使用何種煤氣加熱，都必須保證煤氣在燃燒室完全燃燒，都要保證裝爐煤在規(guī)定的結(jié)焦時間內(nèi)沿焦?fàn)t長向、高向同時成熟。煤氣性質(zhì)不同，煤氣進(jìn)入燃燒室的途徑也不相同，因此，焦?fàn)t熱工調(diào)節(jié)的方式也會有所不同。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣少有.煉焦?fàn)t地下室加熱煤氣管道新結(jié)構(gòu)及其煤氣調(diào)節(jié)裝置形式概述[J].鞍鋼技術(shù)，1995，（4）：35-40.

[2]蔣少有.煉焦?fàn)t加熱用高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)裝置的研制與應(yīng)用[J].鞍鋼技術(shù)，1986，（8）：71.

（作者單位：河北省張家口市宣化區(qū)河鋼集團(tuán)宣鋼公司）