馬鋼6 m焦爐煤調(diào)濕運行實踐

陸國輝，沈旭東，邱全山（馬鋼煤焦化公司，安徽　馬鞍山　243000）

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馬鋼6 m焦爐煤調(diào)濕運行實踐

陸國輝，沈旭東，邱全山
（馬鋼煤焦化公司，安徽馬鞍山243000）

摘要：闡述了馬鋼6 m焦爐在煤調(diào)濕運行期間，在不同入爐煤水分下，摸索了標準溫度、結(jié)焦時間、荒煤氣輸出系統(tǒng)變化情況，建立與之相適應(yīng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)、熱工管理，對焦爐在不同入爐煤水分下運行期間的爐體狀況、推焦電流、產(chǎn)量、能耗等進行初步研究分析。

關(guān)鍵詞：焦爐；煤調(diào)濕；推焦電流；爐溫調(diào)節(jié)

0　引 言

馬鋼煤調(diào)濕（CMC）項目從2011年7月開始進入試運行階段，目前煤調(diào)濕運行調(diào)試是由入爐煤水分從10.5%降至6.5%水平［1－2］，因此在煤調(diào)濕運行期間不同入爐煤水分下，建立與之相適應(yīng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)、熱工管理、相關(guān)操作制度的制定以及焦炭各項質(zhì)量指標、煉焦耗熱量等指標等綜合分析和評價至關(guān)重要［3－4］，考慮到5＃、6＃焦爐老齡化嚴重，針對煤調(diào)濕對爐體相關(guān)影響同時作為一項重點工作進行研究。

1　煤調(diào)濕運行參數(shù)

1.1入爐煤水分與加熱溫度、結(jié)焦時間

馬鋼煤調(diào)濕自2011～2013年共運行5次，入爐煤水分從10.5%降至約6.5%水平，針對入爐煤水分的變化，如何做好爐溫相應(yīng)的調(diào)節(jié)確保焦餅的成熟度至關(guān)重要，我們分別從通過調(diào)節(jié)焦爐標準溫度以及焦爐的結(jié)焦時間來實現(xiàn)，見表1。

表1 入爐煤水分與焦爐標準溫度的關(guān)系Tab.1 The relationship between coal moisture and the standard temperature of coke oven

通過調(diào)整焦爐標準溫度后，隨著入爐煤水分的變化，平均日出爐數(shù)保持不變，由于煤調(diào)濕煤水分每降1%，標準溫度下調(diào)5℃，使得煤氣消耗有所減少，見表2。

表2 水分與結(jié)焦時間的關(guān)系Tab.2 The relationship between moisture and coking time

通過調(diào)整焦爐結(jié)焦時間后，隨著入爐煤水分的變化，焦爐標準溫度保持不變，煤調(diào)濕煤水分每降1%，結(jié)焦時間降低15 min，使得平均日出爐數(shù)有所增加（水分每降1%，每個循環(huán)出爐數(shù)增加1.5爐）。

從馬鋼6 m焦爐實踐來看，通過調(diào)節(jié)焦爐標準溫度以及焦爐的結(jié)焦時間均能滿足由于煤調(diào)濕水分的變化確保焦爐的加熱體系以及焦炭質(zhì)量；但考慮到馬鋼6 m焦爐為已運行20多年的老爐子，縮短結(jié)焦時間提高出爐數(shù)，焦爐負荷較重，因此煤調(diào)濕水分的變化主要通過調(diào)節(jié)焦爐標準溫度來滿足焦爐加熱。

1.2荒煤氣輸出系統(tǒng)

隨著煤調(diào)濕入爐煤水分的減少，相比濕煤，在單位時間里煤調(diào)濕入爐煤水分降低后荒煤氣的發(fā)生量劇增（入爐煤水分降低幅度越大，荒煤氣發(fā)生量增加越多），如何做好荒煤氣發(fā)生量增加后荒煤氣輸出系統(tǒng)相應(yīng)地調(diào)整，也是我們煤調(diào)濕實踐研究的主要工作之一，見表3。

表3 不同配合煤水分下荒煤氣輸出參數(shù)優(yōu)化Tab.3 The output parameter optimization of raw gas in different coal moisture

運行實踐中我們發(fā)現(xiàn)在煤調(diào)濕運行期間，直管、橋管內(nèi)壁積臟明顯比煤調(diào)濕運行之前嚴重，很多煤粉隨著荒煤氣進入直管、橋管內(nèi)部；另外，生產(chǎn)產(chǎn)生的大量荒煤氣在循環(huán)氨水目前的0.22 MPa低壓狀態(tài)下的噴灑明顯滿足不了冷卻的效果，承插口冒煙嚴重，集氣管壓力以及溫度均有不同程度的上升。經(jīng)摸索后，對相應(yīng)荒煤氣輸出系統(tǒng)參數(shù)進行調(diào)整優(yōu)化（具體見表3），優(yōu)化后荒煤氣輸出系統(tǒng)基本處于可控狀態(tài)。（建議煤調(diào)濕期間低壓氨水維持在0.3 MPa）。

同時我們分別在煤調(diào)濕運行前后對碳化室底部壓力進行測量，測量后發(fā)現(xiàn)在水分6.5%的時候炭化室裝煤初期底部壓力約是10.2%濕煤生產(chǎn)的2倍，導(dǎo)致機側(cè)小爐門裝煤初期跑煙嚴重，見圖1，

圖2。另外加上上升管清掃頻率的加大導(dǎo)致內(nèi)部小爐門磚槽上部燒損嚴重，堵煙較為困難。

1.3焦炭產(chǎn)量

1）孔裝煤量

焦爐焦炭產(chǎn)量變化的研究是衡量煤調(diào)濕運行的經(jīng)濟效益重要指標，我們分別取了煤調(diào)濕前后近10天的入爐煤以及排焦量的統(tǒng)計。

從2月16日到2月25日配煤送煤數(shù)據(jù)折算出每孔裝煤量約為26.90 t（入爐煤平均水分為10.3%），從2月27日到3月7日配煤送煤數(shù)據(jù)折算出每孔裝煤量約為27.51 t（入爐煤平均水分為8%），統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4、表5。水分降低約2%，平均每孔裝煤量增加約為0.61 t。

圖1 入爐煤水分分別在10.2%以及6.5%時炭化室底部壓力測量Fig.1 Pressure on the bottom of carbonization chamber in the coal moisture of 10.2%and 6.5%

圖2 煤調(diào)濕期間機側(cè)小爐門跑煙情況Fig.2 Smoking around carbonization chamber-side door during CMC’s operation

表4 煤水分在10.3%時的裝煤量統(tǒng)計Tab.4 The loading coal statistics at 10.3%of coal moisture

表5 煤水分在　8%時的裝煤量統(tǒng)計Tab.5 The loading coal statistics at 8%of coal moisture

2）孔焦量

馬鋼6 m焦爐熄焦基本處于全干熄水平，利用干熄焦全天排焦量來推算焦爐孔焦量。

從2月16日到2月25日配煤送煤數(shù)據(jù)折算出每孔孔焦量約為20.78 t（入爐煤平均水分為10.3%），從2月27日到3月7日配煤送煤數(shù)據(jù)折算出每孔裝煤量約為21.31 t（入爐煤平均水分為8%），統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表6、表7。水分降低約2%，平均每孔孔焦量增加約為0.53 t。

1.4推焦電流

表6 煤水分在10.3%時孔焦量統(tǒng)計Tab.6 The hole amount of coke statistics at 10.3%of coal moisture

表7 煤水分在8%時孔焦量統(tǒng)計Tab.7 The hole amount of coke statistics at 8%of coal moisture

煤調(diào)濕項目運行以來，隨著配合煤水分的降低存在推焦電流增大的現(xiàn)象，從運行情況來看，當調(diào)濕煤由水分10%降至6.5%時，推焦電流增長幅度為15%～20%；而且時有難推焦現(xiàn)象出現(xiàn)，見圖3。

圖3 不同水分下推焦電流變化情況Fig.3 The change of coke pushing current with different moisture

1.5煤氣消耗

馬鋼6 m焦爐煤調(diào)濕水分的變化主要通過調(diào)節(jié)焦爐標準溫度來滿足焦爐加熱，我們通過入爐煤水分從10%降至7%時，對加熱煤氣消耗進行跟蹤統(tǒng)計，經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)入爐煤水分每降1%，高爐

從焦爐推焦電流與裝煤水分分析來看，當裝煤水分從9.6%降至6.3%時，5＃、6＃爐推焦電流整體呈上升趨勢（5＃焦爐由平均電流215 A增長至近250 A，6＃焦爐由平均電流175 A增長至近200 A）；當裝煤水分從6.3%升至8.3%時，5＃、6＃爐推焦電流整體呈下降趨勢。煤氣用量減少約2%～5%（改變標準溫度的前提下），見圖4。

圖4 不同水分下煤氣消耗變化情況Fig.4 The change of gas consumption with different moisture

1.6其 它

在濕煤生產(chǎn)期間，裝煤口、上升管直管積浮灰、掛料迅速，2～3個循環(huán)清掃不到極易結(jié)成石墨，在煤調(diào)濕期間爐體結(jié)石墨較為迅速，并且密度較正常濕煤生產(chǎn)期間偏小，初步估計密度是濕煤生產(chǎn)期間石墨的0.7～0.8倍。（易結(jié)石墨處炭化室頂部、裝煤口兩叉處、上升管直管底部及爐墻易竄漏處）；此外，調(diào)濕煤水分低，在裝煤瞬間荒煤氣發(fā)生量劇增，導(dǎo)致裝煤初期煤車跑煙冒火嚴重，易造成設(shè)備尤其是煤車煙氣管道燒損，同時機側(cè)小爐門磚槽燒損率明顯增加；隨著荒煤氣發(fā)生量的激增，大量荒煤氣夾雜著粉塵進入凈化初冷器，導(dǎo)致凈化初冷頻繁堵塞，影響荒煤氣凈化后處理，見圖5～圖7。

圖5 煤調(diào)濕期間裝煤情況Fig.5 Coal loading during CMC

圖6 煤調(diào)濕期間石墨生長情況Fig.6 The status of graphite during CMC

圖7 濕煤期間石墨生長情況Fig.7 The status of graphite during wetting coal

2　結(jié) 語

煤調(diào)濕項目運行以來，水分每降1%，每孔孔焦量將提高約2%～3%；水分每降1%，高爐煤氣用量減少約2%～5%（改變標準溫度的前提下），焦炭產(chǎn)量提高約1.5%（改變結(jié)焦時間的前提下）。但隨著配合煤水分的降低導(dǎo)致了推焦電流的增大，從運行情況來看焦爐推焦電流增長幅度約15%～20%，馬鋼6 m焦爐為20多年老爐子，在煤調(diào)濕期間，推焦電流幾乎達到極限，時有難推焦，不利于爐體日常維護，加劇了爐體老化程度；另外煤調(diào)濕期間裝煤初期炭化室內(nèi)部壓力是濕煤生產(chǎn)下的近2倍，這也使得裝煤時跑煙跑火較為明顯，給設(shè)備和生產(chǎn)帶來隱患；此外大量荒煤氣

夾雜著粉塵進入凈化初冷器，導(dǎo)致凈化初冷頻繁堵塞，影響荒煤氣凈化后處理。因此爐體狀況、荒煤氣輸出系統(tǒng)以及凈化后處理系統(tǒng)的狀況是煤調(diào)濕目前保持正常運行需要攻克的難點。

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中圖分類號：TQ520.61

文獻標識碼：B

文章編號：1004－2660（2015）03－0027－05

收稿日期：2015－08－28.

作者簡介：陸國輝（1982－），男，安徽人，工程師.主要研究方向：焦耐.

The CMC＇s Operation Practices of 6 m Coke Oven of Masteel

LU Guo－h(huán)ui，WANG Gao－qiang，QIU Quan－shan
（The Coal and Coking Company of MASTEEL，Maanshan 243000，China）

Abstract：This paper describes the CMC＇s operation practices of 6 m Coke oven of Masteel.The changes of standard temperature，coking time and the output system of raw gas were observed in various coal moisture and then suitable production parameters and heat management were established.The oven status，coking pushing current，output and energy consumption were analyzed.

Key words：coke oven；coal moisture control；coke pushing current；temperature regulation