焦?fàn)t長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間下降低煤氣消耗的生產(chǎn)實(shí)踐

張樹友

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司焦化廠，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵集團(tuán)焦化廠現(xiàn)有兩座JN60-6型焦?fàn)t，分別于2012年、2013年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能120萬(wàn)t/a。自2016年2月開(kāi)始，受環(huán)保及經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)至33 h，自此開(kāi)始對(duì)1#、2#焦?fàn)t結(jié)焦末期采取減少供熱量的特殊熱工管理方法，持續(xù)時(shí)間近1個(gè)月，期間積累了大量實(shí)踐數(shù)據(jù)，為后續(xù)焦?fàn)t熱工管理、節(jié)能降耗提供了實(shí)踐依據(jù)。

1 結(jié)焦末期控制加熱方法

1.1 焦?fàn)t加熱系統(tǒng)

焦?fàn)t加熱系統(tǒng)氣體主要流程為：

入爐煤氣流程：焦?fàn)t煤氣主管→焦?fàn)t煤氣支管→調(diào)節(jié)旋塞→孔板盒→交換旋塞→橫排管→下噴管→磚煤氣道→進(jìn)入燃燒室立火道與空氣混合燃燒。

入爐空氣流程：廢氣盤→小煙道→蓄熱室→斜道→進(jìn)入燃燒室立火道與空氣混合燃燒。

廢氣流程：燃燒產(chǎn)生的廢氣→跨越孔→立火道→斜道→蓄熱室→小煙道→廢氣盤→煙道→煙囪→大氣。

炭化室供熱方式：每個(gè)炭化室兩側(cè)均有一燃燒室，兩個(gè)燃燒室同時(shí)給炭化室供熱。

1.2 控制加熱方法簡(jiǎn)介

焦?fàn)t采用5-2串序推焦，以64#炭化室為例，在64#炭化室推焦前4 h開(kāi)始控制加熱，降低該炭化室供熱量，將64#燃燒室調(diào)節(jié)旋塞關(guān)閉1/2，65#燃燒室調(diào)節(jié)旋塞關(guān)閉1/3，關(guān)閉時(shí)間為2 h，2 h后將旋塞開(kāi)正，恢復(fù)加熱2 h。為方便管理，以6個(gè)出爐號(hào)為一組，在打開(kāi)上一組爐號(hào)時(shí)，可以同時(shí)關(guān)閉下一組爐號(hào)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

在此操作期間監(jiān)測(cè)焦?fàn)t橫排溫度、直行溫度、爐頭溫度及焦餅中心溫度并做記錄。

2 結(jié)焦末期控制加熱對(duì)焦?fàn)t爐溫的影響

2.1 采取控制加熱前焦?fàn)t狀況

以64#炭化室為例，裝煤時(shí)間為2016年2月17日07：05，推焦時(shí)間為2016年 2月 18日 16：00，結(jié)焦時(shí)間32 h 55 min，標(biāo)準(zhǔn)溫度：機(jī)側(cè)1 205℃，焦側(cè)1 230℃。測(cè)量64#碳化室焦餅中心溫度及64#、65#燃燒室溫度如表1、表2所示。

判斷焦炭成熟的標(biāo)志為焦餅中心溫度達(dá)（1 000±50）℃，從表 1 數(shù)據(jù)可以看出，在推焦前 4 h，焦餅已經(jīng)成熟，表2中橫排溫度情況也與之相對(duì)應(yīng)，因此若此時(shí)開(kāi)始對(duì)該炭化室控制加熱，不會(huì)對(duì)焦炭成熟情況造成影響，還能避免焦炭過(guò)火現(xiàn)象發(fā)生。

表1 64#炭化室焦餅中心溫度變化 /℃

表2 64#、65#燃燒室溫度情況 /℃

2.2 控制加熱后對(duì)橫排溫度的影響

2.2.1 推焦前4 h溫度變化

以31#炭化室為例，推焦前4 h控制加熱2 h（本號(hào)燃燒室關(guān)旋塞1/2，相鄰號(hào)關(guān)旋塞1/3）后恢復(fù)加熱2 h，記錄31#燃燒室、32#燃燒室溫度變化，如表3所示。

根據(jù)表3數(shù)據(jù)分析，可以看出在控制加熱2h后，橫排溫度變化不大，大約下降20～30℃，且在恢復(fù)正產(chǎn)加熱后，溫度能夠快速恢復(fù)到正常范圍，因此結(jié)焦末期控制加熱對(duì)橫排溫度的影響不大。

2.2.2 控制加熱后下一個(gè)周轉(zhuǎn)溫度情況

以31#炭化室為例，在推焦前4 h開(kāi)始測(cè)量31#碳化室兩側(cè)燃燒室橫排溫度并記錄，表4為31#炭化室兩側(cè)燃燒室溫度情況。

通過(guò)表4數(shù)據(jù)分析，可以看出控制加熱操作后對(duì)下一周轉(zhuǎn)的橫排溫度基本不產(chǎn)生影響，能夠連續(xù)執(zhí)行此操作。

2.3 控制加熱后對(duì)爐頭溫度的影響

以85#燃燒室為例，記錄一個(gè)周轉(zhuǎn)內(nèi)爐頭溫度變化，圖1、圖2分別為85#燃燒室一個(gè)周轉(zhuǎn)內(nèi)機(jī)側(cè)、焦側(cè)爐頭溫度變化情況。

圖1 85#燃燒室機(jī)側(cè)爐頭溫度

圖2 85#燃燒室焦側(cè)爐頭溫度

表3 31#炭化室兩側(cè)燃燒室溫度 /℃

表4 31#炭化室兩側(cè)燃燒室溫度（下一個(gè)周轉(zhuǎn)）/℃

通過(guò)一個(gè)周轉(zhuǎn)的爐頭溫度變化趨勢(shì)來(lái)看，控制加熱操作對(duì)爐頭溫度影響不是非常大，爐頭溫度變化范圍在50℃以內(nèi)，基本符合爐頭溫度伴隨結(jié)焦時(shí)間變化的趨勢(shì)。

2.4 控制加熱后焦餅中心溫度變化

以64#炭化室為例，裝煤時(shí)間2016年2月25日 09：00，推焦時(shí)間 2016 年 2 月 26 日 17：55，結(jié)焦時(shí)間32 h 55 min，標(biāo)準(zhǔn)溫度：機(jī)側(cè)1 205℃，焦側(cè)1 230℃。測(cè)量并記錄64#碳化室焦餅中心溫度，如表5所示。

通過(guò)表5溫度測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出，在進(jìn)行控制加熱操作后，焦餅中心溫度基本都在1000℃以上，焦餅成熟情況正常，與正常加熱相比，焦餅溫度沒(méi)有發(fā)生明顯變化。

表5 64#炭化室焦餅中心溫度變化 /℃

3 結(jié)焦末期控制加熱對(duì)焦炭質(zhì)量的影響

將2月份焦炭質(zhì)量與1月份對(duì)比：1月份焦炭M40為83.1%，M10為6.9%，反應(yīng)性為24.5%，反應(yīng)后強(qiáng)度為61.8%；2月份焦炭M40為83.2%，M10為7.0%，反應(yīng)性為24.5%，反應(yīng)后強(qiáng)度為62.1%。

在配煤指標(biāo)沒(méi)有發(fā)生較大變化的前提下，2月份采取控制加熱措施后，焦炭冷強(qiáng)度、熱強(qiáng)度指標(biāo)與上月對(duì)比均沒(méi)有發(fā)生明顯變化。

4 連續(xù)控制加熱下焦?fàn)t煤氣耗量變化

連續(xù)控制加熱一個(gè)簽號(hào)，記錄煤氣流量變化如表6所示。

從表6數(shù)據(jù)來(lái)看，在結(jié)焦末期連續(xù)控制加熱情況下，每6個(gè)爐號(hào)平均節(jié)省煤氣流量為：277 m3/h，以此推算，一個(gè)周轉(zhuǎn)內(nèi)每個(gè)爐號(hào)可節(jié)省煤氣用量277×2÷6=92.3 m3，一個(gè)周轉(zhuǎn)內(nèi)全爐可節(jié)省煤氣用量：92.3×120=11196 m3。

表6 煤氣流量變化記錄

5 存在問(wèn)題與控制措施

5.1 實(shí)際操作中存在的問(wèn)題

（1）邊爐溫度波動(dòng)較大。

（2）個(gè)別爐號(hào)的機(jī)焦側(cè)爐頭溫度降幅較大，且恢復(fù)到正常溫度有困難。

（3）勞動(dòng)強(qiáng)度增加，人員緊張。

（4）受生產(chǎn)節(jié)奏影響較大，結(jié)焦時(shí)間不穩(wěn)時(shí)操作困難。

5.2 控制措施

（1）對(duì)于邊爐不進(jìn)行控制或進(jìn)行小幅度控制，避免溫度波動(dòng)大。

（2）對(duì)于個(gè)別爐號(hào)爐頭溫度單獨(dú)控制，適當(dāng)增加邊火道煤氣量。

（3）在周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，生產(chǎn)工作不太緊張，需適當(dāng)增加調(diào)火人員數(shù)量。

（4）根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況靈活調(diào)整，必要時(shí)不進(jìn)行此項(xiàng)操作。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)近一個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)際摸索，發(fā)現(xiàn)在結(jié)焦時(shí)間為33 h左右時(shí)，適當(dāng)減少處于結(jié)焦末期炭化室的供熱量，既不影響焦?fàn)t爐溫及焦炭質(zhì)量，又可大大節(jié)約焦?fàn)t煤氣用量。在焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間更長(zhǎng)時(shí)，也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)論與前者基本一致，但對(duì)控制加熱的幅度要稍作調(diào)整，否則會(huì)使?fàn)t溫波動(dòng)較大。因此，若將此項(xiàng)工藝改進(jìn)措施應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中，尤其是在結(jié)焦時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，將對(duì)焦化企業(yè)節(jié)能創(chuàng)效產(chǎn)生較大意義。