焦爐物料衡算及應用

蘇戰(zhàn)偉 向宇 馬淑芳 張俊

(安陽鋼鐵股份有限公司)

焦爐物料衡算及應用

蘇戰(zhàn)偉 向宇 馬淑芳 張俊

(安陽鋼鐵股份有限公司)

針對安鋼焦化廠 1#、2#焦爐實際生產(chǎn)的操作進行了物料衡算和分析對比,找出了影響衡算結(jié)果和焦爐生產(chǎn)操作的因素:數(shù)據(jù)采集、焦爐加熱制度、消火車熄焦控制等,并對其進行了優(yōu)化,糾正了焦爐加熱過程中存在的問題,提高了產(chǎn)品收率,規(guī)范了焦爐生產(chǎn)操作。

焦爐 物料平衡 損失 提高

0 前言

焦爐物料衡算就是通過對一座焦爐裝入煉焦煤到最后得到多少焦炭、煤氣、化產(chǎn)品及其它的一個質(zhì)量計算,得出在生產(chǎn)后各種物料的分配數(shù)值。焦爐物料衡算的目的就是在當前生產(chǎn)情況下,通過計算找出焦爐物料入方和支出方的分配情況,了解當前焦爐的成焦率、化產(chǎn)品產(chǎn)率,改善當前加熱制度存在的不足的之處,優(yōu)化焦爐生產(chǎn)系統(tǒng)操作,完善焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果。

1 概況

安鋼焦化廠 1#、2#焦爐均為 JN43-80型焦爐,其中 2#焦爐于 2005年 3月投產(chǎn),1#焦爐于 2007年10月大修后恢復正常生產(chǎn),兩座焦爐年產(chǎn)焦炭 60萬 t,現(xiàn)均采用 COG(焦爐煤氣)加熱。1#、2#焦爐自運行投產(chǎn)以來,焦爐實際生產(chǎn)狀況較好,焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量及各種指標基本控制在公司、廠部要求范圍以內(nèi)。但是實際成焦率、化產(chǎn)品產(chǎn)率等各種物料分配情況仍是按照以前老焦爐的經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算控制,使得當前焦爐統(tǒng)計和生產(chǎn)操作缺乏一定數(shù)據(jù)支持和驗證。

2 物料衡算及對比分析

在本次物料衡算過程中,選用 1#焦爐連續(xù) 3孔作為標定爐,根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)來對 1#焦爐進行衡算對比及分析。在最后將采用廠部生產(chǎn)計劃科月報表再次進行對比分析。

2.1 相關(guān)數(shù)據(jù)

1)煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)。1#焦爐使用的配合煤,根據(jù)不同基準之間的換算關(guān)系[1],可以得到配合煤各種基準的數(shù)據(jù),具體數(shù)據(jù)見表 1。

表1 配合煤各種基準數(shù)據(jù) %

2)煤的元素分析數(shù)據(jù),配合煤元素分析數(shù)據(jù)見表2。

表2 配合煤的元素分析數(shù)據(jù) (干燥無灰基) %

3)其它數(shù)據(jù)。焦餅平均溫度 tj=1080℃。8月份凈煤氣組分體積比數(shù)據(jù)見表 3。

表3 凈煤氣組分體積含量 %

4)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在物料衡算試驗過程中,選取了 1#爐的 66#、76#、86#炭化室作為標定,3孔出爐焦炭裝車后進行稱量;焦粉按 8月平均實際抓焦數(shù)每天 30斗,每斗 2000 kg,8月每天平均出爐 106孔,每孔為 566.04 kg;焦炭含水量為 12.0%,頭尾焦及焦粉含水均按 12.0%計算。相關(guān)裝煤量和焦炭量數(shù)據(jù)見表 4、表 5。

表4 裝煤數(shù)據(jù) kg

表5 裝煤和焦炭數(shù)據(jù)kg

2.2 物料衡算

通過上述實驗數(shù)據(jù),根據(jù)物料計算公式[2],得到以下物料平衡表 (見表 6)。

表6 物料平衡表

通過物料衡算,差值在 16.65 kg,因此對支出項中產(chǎn)量較大的全焦、焦油、凈煤氣進行分析。

2.3 對比分析

為了更好的與理論計算對比,更好的指導焦爐生產(chǎn),將 2009年 8月份全廠實際生產(chǎn)物料用表格形式統(tǒng)計出來,實際生產(chǎn)物料見表 7。

表7 焦化廠 2009年 8月份實際生產(chǎn)物料

1)成焦對比。理論全焦率 Kgj理論=77.89%,標定爐全焦率Kgj實際=79.79%,8月實際生產(chǎn)全焦率Kgj生產(chǎn)=76.31%。在三個全焦率中標定全焦率最高,實際生產(chǎn)最低。通過分析,可以確定在標定的實際計算過程中,焦炭含水雖然化驗為 12.0%,但是在實際取樣時取樣點靠近焦堆上層,因此化驗水分比實際含水量要偏小,導致焦炭量偏大;其次,焦粉的含水量應遠遠大于 12.0%,應在 35%左右;8月生產(chǎn)全焦率最低?？梢苑治稣J為是在生產(chǎn)過程中要損耗部分,如焦粉損耗、焦油中帶走部分焦粉、除塵損耗等,其次稱量工具也存在誤差;由于焦化廠實行了多種配煤比,所以實際全焦率和理論全焦率也存在誤差。

2)焦油對比。理論焦油產(chǎn)率 KgJy理論=3.57%,實際生產(chǎn)為 KgJy實際 =3.10%。實際比理論低 0.47百分點,經(jīng)過分析原因是在回收生產(chǎn)過程中氨水分離過程中以及脫水過程中都會損耗部分焦油;其次配合煤中揮發(fā)份低的煤種含量增加也會減少焦油產(chǎn)量;其次焦爐爐頂溫度也是影響焦油產(chǎn)量的一個因素[3];同時和 1#、2#焦爐煤氣放散有極大關(guān)系。

3 實際應用

3.1 加強樣品采集的代表性

在進行物料衡算時,將其中涉及到的煉焦煤、焦炭、粉焦樣品,在取樣時首先要求多處取樣,嚴禁取樣過程中存在單一取樣、偏取樣。取樣時必須保留備用樣品,防止部分數(shù)據(jù)誤差較大以便重復做樣。盡量做到樣品數(shù)據(jù)的真實可靠。

3.2 修正生產(chǎn)數(shù)據(jù),改造設備,提高裝煤量

將煤車電子稱系統(tǒng)的入爐煤水分值由原來10%上調(diào)到 12%,增加每孔碳化室裝煤量。結(jié)合跟簽等方法檢查焦爐焦方缺角情況,及時調(diào)節(jié)煤車三個煤斗裝煤量,減少平煤量,減少缺角現(xiàn)象,提高單爐焦炭產(chǎn)量。對推焦車平煤桿桿頭進行了加寬改造,從一定程度上減少焦爐焦方缺角現(xiàn)象,確保每孔產(chǎn)焦率。

3.3 改善加熱和操作制度,提高各類產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率

調(diào)整部分蓄熱室吸力,結(jié)合增加或降低部分孔板直徑,將一些爐頂空間溫度不在規(guī)定范圍內(nèi)的逐步控制到 800±30℃之間,加強爐門修理,制定上升管放散規(guī)定,要求集氣管壓力不超過 300 Pa不允許點火放散,以確?；a(chǎn)品收率維持在一個高水平,確保焦炭成熟均勻性的同時盡可能降低煤氣消耗量。制定消火泵定期清理制度,確保消火降水時間在145 s以下,超過時必須清理消火泵設備,消火車控水時間由原來的 1 min增加到 2 min,確保焦炭水分維持在廠部要求以內(nèi)。

4 應用效果

在結(jié)合焦爐物料衡算結(jié)果優(yōu)化焦爐生產(chǎn)操作后,現(xiàn)在每孔增加裝煤量在 400 kg左右,每孔增加焦炭 300 kg左右;焦炭水分每月基本維持在 8%以內(nèi),焦炭水分月穩(wěn)定率都在 95%以上,對高爐操作起到較好的作用;在保證相同焦炭冷熱強度等各種技術(shù)指標的前提下,1#、2#焦爐煤氣消耗量減少近300 m3/h,煤氣消耗得到有效的降低;通過加強爐門修理和規(guī)定放散制度后,很大程度上確保后續(xù)化產(chǎn)車間煤氣和煤焦油等產(chǎn)品的收率。

5 結(jié)語

經(jīng)過隨機幾爐物料衡算的結(jié)果與安鋼第一煉焦車間 8月份實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對比分析,了解了焦化廠從配合煤到最后各類物料的轉(zhuǎn)移情況,獲得了煉焦產(chǎn)品的產(chǎn)率及損失率,為焦化廠的基本生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供了有效的參考,更為重要的是本次物料衡算過程和結(jié)果幫助管理人員有效地反映了生產(chǎn)中各種情況,及時的制定了相關(guān)措施和制度,確保了焦爐生產(chǎn)的高效和穩(wěn)定。

[1] 虞繼舜.煤化學[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000:41-46.

[2] 中國金屬協(xié)會煉焦化學分會.焦爐熱平衡測定與計算規(guī)范[M].沈陽:遼寧科學技術(shù)出版社,2008:16-20.

[3] 姚昭章.煉焦學[M].第 2版.北京:冶金工業(yè)出版,1995:57-67.

CALCULATI ON ONMATERI AL BALANCE OF COKE OVEN AND ITS APPL ICATION

Su Zhanwei Xiang Yu Ma Shufang Zhang Jun

(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

Material balance calculation and analysis contrast were done aiming at the actual production operation of No1 and 2 coke oven.The factorswhich influencing balance result and coke oven operation are as follows:data acquisition,coke oven heating system and coke quenching control by quenching car ect.Through optimizing these factors and correcting the existing problems during production,product yield has improved and operation standardized.

coke oven material balance loss improvement

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2010—2—18