75t/h干熄焦冷卻段溫度異常的原因及處理措施

李劍利 張 淵

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

75t/h干熄焦冷卻段溫度異常的原因及處理措施

李劍利 張 淵

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼75t/h干熄焦生產(chǎn)運(yùn)行情況,分析了冷卻段溫度異常的原因,通過(guò)采取相應(yīng)措施,降低排焦溫度,提高冷卻效果,從而使干熄焦系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

干熄焦 循環(huán)風(fēng)量 冷卻段溫度

0 前言

安鋼焦化廠5#、6#焦?fàn)t1997年建成投產(chǎn),爐型為2x42孔 JN43-80型,年產(chǎn)焦炭56萬(wàn) t。為了回收焦炭顯熱、減少污染、降低能耗、提高焦炭質(zhì)量、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),安陽(yáng)鋼鐵公司決定對(duì)5#、6#焦?fàn)t建設(shè)一套處理能力為75 t/h干熄焦裝置,該項(xiàng)目于2009年7月28日投紅焦,8月30日并網(wǎng)發(fā)電,結(jié)束了河南鋼鐵行業(yè)無(wú)干熄焦工藝的歷史。該工程由鞍山焦耐院設(shè)計(jì)引進(jìn),經(jīng)過(guò)近9個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行,逐漸暴露出一些問(wèn)題:排焦溫度偏高、r射線式料位位置不合理、一次除塵器排灰閥選型不當(dāng)?shù)?這不利于干熄焦的生產(chǎn)。

1 工藝原理

在干熄焦過(guò)程中,紅焦從干熄爐頂部裝入,低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內(nèi),吸收焦炭顯熱,冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出,從干熄爐環(huán)形煙道出來(lái)的高溫惰性氣體流經(jīng)干熄焦鍋爐進(jìn)行熱交換,鍋爐產(chǎn)生蒸汽,冷卻后的惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐,惰性氣體在封閉的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。

2 存在問(wèn)題

干熄爐是干熄焦的主體設(shè)備,由預(yù)存段、斜道區(qū)及冷卻段組成。冷卻段是紅焦與低溫循環(huán)氣體進(jìn)行熱交換的區(qū)域,若冷卻段圓周方向溫度分布較為一致,則基本可以判斷排焦溫度較均勻。冷卻段上部溫度 T4和冷卻段下部溫度 T3在干熄爐圓周方向共有 A、B、C、D四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。

75t/h干熄焦自投產(chǎn)以來(lái),冷卻段上部、下部圓周方向一直存在比較嚴(yán)重的偏溫現(xiàn)象,投產(chǎn)初期,系統(tǒng)負(fù)荷較小時(shí),冷卻段溫度還能控制。當(dāng)焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間為18 h,在全干的生產(chǎn)模式運(yùn)行下,冷卻段在同一高度的溫差較大,導(dǎo)致排焦溫度偏高,系統(tǒng)內(nèi)各部位參數(shù)發(fā)生很大變化,最終導(dǎo)致焦炭質(zhì)量不穩(wěn)定,干熄焦率下降。

3 原因分析

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,對(duì)工藝操作、設(shè)備結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做了跟蹤調(diào)查,分析了干熄焦的熄焦機(jī)理,總結(jié)出影響 T3、T4溫度變化的原因:

1)焦炭顆粒直徑分布的變化。①料鐘極端磨損,料中分散紅焦的功能下降。②焦?fàn)t操作條件的改變會(huì)影響焦炭顆粒直徑的改變。如:改變了煉焦煤的配比;焦?fàn)t生產(chǎn)率的變化。

2)焦炭下降速度分布變化。①是否調(diào)節(jié)棒的調(diào)整不夠或頭部磨損,影響焦炭下降速度分布。②鼓風(fēng)設(shè)備的機(jī)械部分嚴(yán)重變形或正在磨損,造成下降速度分布變化。

3)循環(huán)氣體流速分布的變化。由于焦炭顆粒直徑分布的變化及焦炭下降速度分布變化,影響了氣體的流速。

由于75 t/h干熄焦運(yùn)行才9個(gè)月,循環(huán)風(fēng)機(jī)以及裝入料鐘不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損;由資料查得:煉焦煤配比沒(méi)有太大的變動(dòng)。通過(guò)以上分析,可判定焦炭在干熄爐內(nèi)下降速度不同步以及循環(huán)氣體流速在干熄爐內(nèi)分布不均是造成 T3、T4溫度變化的主要原因。

4 采取措施

4.1 調(diào)節(jié)棒的更換

當(dāng)干熄爐在庫(kù)量比較低的情況下,打開裝入裝置,發(fā)現(xiàn)干熄爐內(nèi)料位有偏析現(xiàn)象 (D點(diǎn)方向比 B點(diǎn)方向低500mm～800mm)說(shuō)明焦炭在 D點(diǎn)位置下降速度快。干熄焦供氣裝置下錐斗出口處設(shè)置了12根調(diào)節(jié)棒,冷卻段 D點(diǎn)的正下方有3根調(diào)節(jié)棒,調(diào)節(jié)到最大限度時(shí),爐內(nèi)料位偏析并沒(méi)有得到改善,原因是調(diào)節(jié)棒短,為阻止焦炭在該點(diǎn)的下降速度,對(duì)調(diào)節(jié)棒進(jìn)行了改進(jìn),把調(diào)節(jié)棒A-A的長(zhǎng)度增加200mm,(如圖1所示),新安裝的調(diào)節(jié)棒,基本保證了干熄槽內(nèi)焦炭均勻同速下降。

圖1 改進(jìn)前后調(diào)節(jié)棒示意圖

4.2 合理調(diào)整中央與周邊進(jìn)風(fēng)比例

安裝在干熄爐底部的供氣裝置,以中央風(fēng)帽和周邊風(fēng)環(huán)的形式將冷循環(huán)氣體均勻的供入干熄爐的冷卻室。理論上講,中央風(fēng)道與周邊環(huán)形風(fēng)道的供氣量保持1∶1.5時(shí)冷卻效果最好。在投產(chǎn)初期,由于考慮到中央風(fēng)帽供氣阻力較大,中央風(fēng)道與周邊風(fēng)環(huán)按1∶1的比例進(jìn)行供氣。由生產(chǎn)的工況可知:按1∶1對(duì)干熄爐供氣,循環(huán)氣體在干熄爐冷卻段分布不均,從而導(dǎo)致冷卻段溫度偏差較大。根據(jù) T3、T4同一層面溫度差及鍋爐入口壓力,最終把中央與周邊進(jìn)風(fēng)比例調(diào)節(jié)為1∶1.2。

4.3 排焦量連續(xù)穩(wěn)定

干熄爐預(yù)存段較大的容積為連續(xù)穩(wěn)定排焦創(chuàng)造了條件。穩(wěn)定的排焦量是整個(gè)干熄焦系統(tǒng)溫度、壓力等工藝參數(shù)穩(wěn)定的最主要的方法之一。一定的排焦量,原則上應(yīng)匹配一定的冷卻風(fēng)量,結(jié)合75 t/h干熄焦生產(chǎn)操作,進(jìn)行了大量的計(jì)算和基礎(chǔ)研究,繪制出排焦振幅、排焦量與循環(huán)風(fēng)量對(duì)應(yīng)關(guān)系 (見(jiàn)表2)。

表2 排焦振幅、排焦量與循環(huán)風(fēng)量對(duì)應(yīng)關(guān)系

4.4 調(diào)整攔焦車對(duì)位

電機(jī)車在焦?fàn)t區(qū)接焦時(shí)與攔焦車的對(duì)位,是靠一個(gè)在每臺(tái)焦罐車上都設(shè)有的“攔焦車對(duì)位”傳感器 (磁性接近開關(guān))實(shí)現(xiàn),當(dāng)焦罐車與攔焦車的導(dǎo)焦柵對(duì)準(zhǔn)位置后,該傳感器接通表示對(duì)位準(zhǔn)確。5#、6#焦?fàn)t由于焦方場(chǎng)地有限,干熄焦焦罐設(shè)計(jì)成方形焦罐,接焦時(shí)為對(duì)位移動(dòng)接焦。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn),接完焦后,都會(huì)出現(xiàn)焦罐北端焦炭多,南端焦炭少的現(xiàn)象,焦炭在方形焦罐中粒度分布不均,降低了冷卻效果。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn),把攔焦車上的磁體向南移動(dòng)150mm,較好的平衡了焦罐各部分焦炭的粒度。

5 效果

1)通過(guò)以上措施的實(shí)施,達(dá)到了焦炭在干熄槽內(nèi)均勻下滑目的,T3、T4溫度得到了有效的改觀見(jiàn)表3,降低了干熄焦的熱損失,杜絕排焦溫度局部偏高的現(xiàn)象。

表3 改造前后 T3、T4溫度對(duì)比

2)選用了合理的氣料比,降低循環(huán)系統(tǒng)的阻力,確保了干熄焦關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)的控制,保證了干熄焦系統(tǒng)高效、低耗及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

1)75t/h干熄焦系統(tǒng)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行為高爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供了條件。

2)冷卻段溫度不穩(wěn)定,只有等到干熄爐系統(tǒng)年修,根據(jù)冷卻段內(nèi)部襯磚磨損情況以及循環(huán)氣體的分配情況,采取更加有效的措施。

[1]潘立慧,魏松波.干熄焦技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社,2004:6-51.

[2]于振東.焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù).沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2003:111-114.

[3]夏燚,陳松清,王飛,周平.干熄焦排焦溫度異常的對(duì)策.燃料與化工,2005,36(6):28-29.

TEMPERATURE ABNORMAL REASONS AND MEASURES FOR75 t/h DRY QUENCHED COKE(DQC)COOL ING SECTI ON

Li Jianli Zhang Yuan
(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

This paper introduces75 t/h DQC production running situation,analyzes the reasons for the cooling section temperature abnormal and takes appropriate measures to reduce the coke temperature,increase the cooling effect,so that DQC system security,and stable operation.

DQC Air Circulation Temperature of cooling section

2010—3—26