罐式煅燒爐后期使用的管理和維護(hù)

陳海杭+李振國(guó)+馬顏光+張?jiān)丛?張凌海

摘 要 包鋁炭素分廠二車(chē)間所采用煅燒設(shè)備是八層五組二十室順流式罐式煅燒爐，其中1# 、2# 煅燒爐處使用已達(dá)10年，超過(guò)設(shè)計(jì)使用壽命進(jìn)入后期管理使用階段。在此期間1#爐經(jīng)歷4次烘爐，2#爐經(jīng)歷2次烘爐，使得煅燒爐爐體變形嚴(yán)重，揮發(fā)份直接從罐內(nèi)溢入火道，影響煅燒爐的正常使用。本文主要介紹炭素分廠二車(chē)間通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，改進(jìn)操作方式，改善煅燒爐使用情況，減緩煅燒爐老化趨勢(shì)，從而確保煅燒爐的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 罐式煅燒爐；變形；調(diào)整

中圖分類(lèi)號(hào)：TF808 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0125-02

The management and maintenance of shaft kiln used in late stage

CHEN Hai-hang1， LI Zhen-guo2， MA Yan-guang1，

ZHANG Yuan-yuan2， ZHANG Ling-hai2

（1.Inner Mongolia Datang International Renewable Resources Development Co.， Ltd.， Inner Mongolia， Hohhot， 010200， China； 2. Shenyang Create-unite Furnace Technology Co.，ltd.， Liaoning， Shenyang， 110032， China）

Abstract： The calcination units applied by the second carbon plant of the Baotou aluminum factory are the 8 layers； 5 groups； 20 sections concurrent shaft kilns； among which 1# and 2# shaft kilns have been in production for over 10 years； which exceeds the design life and enters the final management phrase. During those years； the 1# shaft kiln has been heated up for 4 times and 2# for twice. That leads to the serious deformation of the kiln body； makes the volatile matter flow into the flue wall from the inner kiln directly and the normal production of the kiln is greatly influenced. The article introduces how to adjust the process parameter and improve the operation to slow down the aging trend of the shaft kilns in the second carbon plant and ensure the normal operation of the shaft kilns.

Key words： shaft kiln； transformation； adjustment

1 煅燒爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

罐式煅燒爐是一種復(fù)雜的熱工設(shè)備，它是利用炭素原材料石油焦在煅燒溫度作用下逸出揮發(fā)份與空氣混合在火道內(nèi)燃料，在隔絕空氣的條件下對(duì)炭素材料進(jìn)行高溫干餾的一種設(shè)備。炭素二車(chē)間煅燒爐是順流式罐式煅燒爐，這種爐子優(yōu)點(diǎn)是煅燒質(zhì)量好，氧化燒損小，熱效率高和維護(hù)費(fèi)用低。

二車(chē)間煅燒爐由爐體、加料、排料和冷卻裝置、揮發(fā)份集合道、煙道及排料機(jī)等部分組成，爐體由20個(gè)用耐火材料砌成的結(jié)構(gòu)相同及垂直配置的煅燒罐組成。每4個(gè)罐為一組，共5組，罐的下部設(shè)有首層和四層兩個(gè)空氣道，沿煅燒罐高度配置8層火道。

2 煅燒爐目前狀況分析

炭素二車(chē)間1# 、2# 煅燒爐，投入使用已達(dá)10年，已超過(guò)設(shè)計(jì)使用壽命。在此期間1#爐經(jīng)歷3次烘爐，2#爐經(jīng)歷2次烘爐，使?fàn)t體變形嚴(yán)重。具體表現(xiàn)在：

1）爐體四周大墻熱輻射增大。

2）罐壁由于多年使用，磨損、沖刷罐壁壁厚已由原來(lái)80 mm到現(xiàn)在不足60 mm，強(qiáng)度大大降低，罐壁硅磚墻面變形出現(xiàn)裂紋，揮發(fā)份直接從罐內(nèi)溢入火道，若采用措施不當(dāng)極易造成局部過(guò)熱，形成熔洞甚至燒穿，在這方面2#煅燒爐尤為嚴(yán)重。

3）火道變形錯(cuò)位，揮發(fā)份得不到合理控制和利用，爐溫和負(fù)壓調(diào)整、靈敏度下降，給煅燒爐操作帶來(lái)很大困難。

3 方案選擇及分析

第一方案對(duì)煅燒爐進(jìn)行停爐中修，對(duì)罐壁破損裂紋部位進(jìn)行修補(bǔ)。

第二方案通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，原材料配比及操作工序和方法加強(qiáng)科學(xué)管理，來(lái)逐步改善煅燒爐使用狀況。

第一方案從長(zhǎng)期使用角度來(lái)考慮，對(duì)煅燒爐非常有利，但周期較長(zhǎng)，再加上一車(chē)間1#煅燒爐爐修，二車(chē)間擔(dān)負(fù)其一半左右的煅后料供料任務(wù)，不能停爐，這一方案被否決。

現(xiàn)在只有考慮第二方案的施實(shí)，經(jīng)分析首先要解決煅燒爐罐壁變形，揮發(fā)份直接從罐壁溢入火道，它產(chǎn)生直接后果是破壞了煅燒爐的溫度階梯，若采取措施不及時(shí)很可能造成局部過(guò)熱，形成熔洞最后等煅燒爐報(bào)廢，下面是1#、2#煅燒爐檢查結(jié)果：1#煅燒爐，主要在八層火道位置，罐壁在裂紋，向火道串火的火道號(hào)分別是：5、7、8、9、11、12、13；2#煅燒爐，主要在八層火道位置，罐壁受損變形比較嚴(yán)重，從1-20火道均有不同程度的串火現(xiàn)象。endprint

4 第二方案的具體實(shí)施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)壓開(kāi)始，以2#爐作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，總道負(fù)壓由120 Pa開(kāi)始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開(kāi)始下降，每降一個(gè)單位保持24小時(shí)，然后根據(jù)爐體罐壁串火情況進(jìn)行綜合打分。隨著爐體負(fù)壓的降低，罐壁串火現(xiàn)象呈減輕趨勢(shì)，但負(fù)壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來(lái)很大困難，因此我們將煅燒爐總道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa。并根據(jù)總道負(fù)壓的調(diào)整，對(duì)其他參數(shù)和操作規(guī)程也作了相應(yīng)調(diào)整，下面是具體第二方案的內(nèi)容。

4.1 負(fù)壓制度

由過(guò)去大負(fù)壓操作改為小負(fù)壓操作，煅燒爐煙道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa，同時(shí)負(fù)壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負(fù)壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負(fù)壓的均衡性，同時(shí)要求首層負(fù)壓20-30 Pa，四層負(fù)壓40-45 Pa，六層負(fù)壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負(fù)壓的降低，在原料配比上作適當(dāng)調(diào)整，根據(jù)原料理化指標(biāo)的不同，合理配制鎮(zhèn)江焦和煅燒后料，以調(diào)整原料揮發(fā)份含量，揮發(fā)份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對(duì)于煅后料的質(zhì)量至關(guān)重要，根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合爐體當(dāng)前狀況，溫度范圍調(diào)整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調(diào)整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時(shí)間繼電器排料時(shí)間不準(zhǔn)確，排料量忽多忽少，現(xiàn)將其全部更換成進(jìn)口的時(shí)間繼電器，從而保證排料時(shí)間的準(zhǔn)確。

2）排料速度由以中、快速為主，調(diào)整為以中、慢速為主，同時(shí)將排料時(shí)間由每小時(shí)4次，每次8分鐘，延長(zhǎng)到每次9分15秒鐘。從而確保生產(chǎn)用料，同時(shí)也使原料的揮發(fā)份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺(tái)煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢(shì)減緩，煅燒爐爐體運(yùn)行穩(wěn)定，從而確保煅后料的產(chǎn)量和質(zhì)量，表1為采用措施前、后效果對(duì)照表。

表1 采用措施前、后效果對(duì)照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)湛芬.炭素工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素?zé)峁ぴO(shè)備及原理[M].湖南大學(xué)出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國(guó)豎罐式爐煅燒石油焦技術(shù)分析與研討[J].炭素技術(shù)，2009（5）：31-37.endprint

4 第二方案的具體實(shí)施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)壓開(kāi)始，以2#爐作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，總道負(fù)壓由120 Pa開(kāi)始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開(kāi)始下降，每降一個(gè)單位保持24小時(shí)，然后根據(jù)爐體罐壁串火情況進(jìn)行綜合打分。隨著爐體負(fù)壓的降低，罐壁串火現(xiàn)象呈減輕趨勢(shì)，但負(fù)壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來(lái)很大困難，因此我們將煅燒爐總道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa。并根據(jù)總道負(fù)壓的調(diào)整，對(duì)其他參數(shù)和操作規(guī)程也作了相應(yīng)調(diào)整，下面是具體第二方案的內(nèi)容。

4.1 負(fù)壓制度

由過(guò)去大負(fù)壓操作改為小負(fù)壓操作，煅燒爐煙道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa，同時(shí)負(fù)壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負(fù)壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負(fù)壓的均衡性，同時(shí)要求首層負(fù)壓20-30 Pa，四層負(fù)壓40-45 Pa，六層負(fù)壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負(fù)壓的降低，在原料配比上作適當(dāng)調(diào)整，根據(jù)原料理化指標(biāo)的不同，合理配制鎮(zhèn)江焦和煅燒后料，以調(diào)整原料揮發(fā)份含量，揮發(fā)份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對(duì)于煅后料的質(zhì)量至關(guān)重要，根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合爐體當(dāng)前狀況，溫度范圍調(diào)整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調(diào)整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時(shí)間繼電器排料時(shí)間不準(zhǔn)確，排料量忽多忽少，現(xiàn)將其全部更換成進(jìn)口的時(shí)間繼電器，從而保證排料時(shí)間的準(zhǔn)確。

2）排料速度由以中、快速為主，調(diào)整為以中、慢速為主，同時(shí)將排料時(shí)間由每小時(shí)4次，每次8分鐘，延長(zhǎng)到每次9分15秒鐘。從而確保生產(chǎn)用料，同時(shí)也使原料的揮發(fā)份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺(tái)煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢(shì)減緩，煅燒爐爐體運(yùn)行穩(wěn)定，從而確保煅后料的產(chǎn)量和質(zhì)量，表1為采用措施前、后效果對(duì)照表。

表1 采用措施前、后效果對(duì)照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)湛芬.炭素工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素?zé)峁ぴO(shè)備及原理[M].湖南大學(xué)出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國(guó)豎罐式爐煅燒石油焦技術(shù)分析與研討[J].炭素技術(shù)，2009（5）：31-37.endprint

4 第二方案的具體實(shí)施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)壓開(kāi)始，以2#爐作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，總道負(fù)壓由120 Pa開(kāi)始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開(kāi)始下降，每降一個(gè)單位保持24小時(shí)，然后根據(jù)爐體罐壁串火情況進(jìn)行綜合打分。隨著爐體負(fù)壓的降低，罐壁串火現(xiàn)象呈減輕趨勢(shì)，但負(fù)壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來(lái)很大困難，因此我們將煅燒爐總道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa。并根據(jù)總道負(fù)壓的調(diào)整，對(duì)其他參數(shù)和操作規(guī)程也作了相應(yīng)調(diào)整，下面是具體第二方案的內(nèi)容。

4.1 負(fù)壓制度

由過(guò)去大負(fù)壓操作改為小負(fù)壓操作，煅燒爐煙道負(fù)壓調(diào)整為80-95 Pa，同時(shí)負(fù)壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負(fù)壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負(fù)壓的均衡性，同時(shí)要求首層負(fù)壓20-30 Pa，四層負(fù)壓40-45 Pa，六層負(fù)壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負(fù)壓的降低，在原料配比上作適當(dāng)調(diào)整，根據(jù)原料理化指標(biāo)的不同，合理配制鎮(zhèn)江焦和煅燒后料，以調(diào)整原料揮發(fā)份含量，揮發(fā)份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對(duì)于煅后料的質(zhì)量至關(guān)重要，根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合爐體當(dāng)前狀況，溫度范圍調(diào)整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調(diào)整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時(shí)間繼電器排料時(shí)間不準(zhǔn)確，排料量忽多忽少，現(xiàn)將其全部更換成進(jìn)口的時(shí)間繼電器，從而保證排料時(shí)間的準(zhǔn)確。

2）排料速度由以中、快速為主，調(diào)整為以中、慢速為主，同時(shí)將排料時(shí)間由每小時(shí)4次，每次8分鐘，延長(zhǎng)到每次9分15秒鐘。從而確保生產(chǎn)用料，同時(shí)也使原料的揮發(fā)份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺(tái)煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢(shì)減緩，煅燒爐爐體運(yùn)行穩(wěn)定，從而確保煅后料的產(chǎn)量和質(zhì)量，表1為采用措施前、后效果對(duì)照表。

表1 采用措施前、后效果對(duì)照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)湛芬.炭素工藝學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素?zé)峁ぴO(shè)備及原理[M].湖南大學(xué)出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國(guó)豎罐式爐煅燒石油焦技術(shù)分析與研討[J].炭素技術(shù)，2009（5）：31-37.endprint