采用煙氣爐進(jìn)行干熄焦溫風(fēng)干燥烘爐實(shí)踐

張寧國(guó)

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司 焦化部，山東 日照276800）

1 前 言

干熄焦烘爐主要是干熄焦系統(tǒng)由冷態(tài)逐漸升溫，達(dá)到裝紅焦開(kāi)工溫度的過(guò)程。干熄焦系統(tǒng)在筑爐工程結(jié)束、主體設(shè)備調(diào)試完畢后，在正式裝紅焦開(kāi)工之前的重要一個(gè)環(huán)節(jié)，就是干熄焦烘爐。干熄焦烘爐重點(diǎn)是針對(duì)干熄爐、一次除塵器的耐火材料砌體而言，特別是新建的干熄焦裝置，其耐火材料砌體內(nèi)含有大量的水分。就140 t/h的干熄焦裝置而言，系統(tǒng)內(nèi)約殘留35 t的水分。如果這些水分不能很好地去除，當(dāng)進(jìn)入煤氣烘爐階段后，砌體中的水分在高溫作用下會(huì)變成高溫水蒸汽。這些高溫水蒸汽從砌體中逸出的過(guò)程中，會(huì)沖刷砌體灰縫，造成灰縫火泥脫落，也會(huì)使一些含水的低溫耐火磚產(chǎn)生裂紋，甚至剝蝕，嚴(yán)重影響干熄焦系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

正常情況下，干熄焦系統(tǒng)需要利用蒸汽進(jìn)行溫風(fēng)干燥。由于日照公司焦化工程投產(chǎn)在其他工序之前，大公輔管網(wǎng)沒(méi)有開(kāi)工蒸汽供應(yīng)焦化工程，因此，干熄焦系統(tǒng)無(wú)法采用傳統(tǒng)的蒸汽溫風(fēng)干燥。針對(duì)此問(wèn)題，提出了采用天然氣加熱煙氣爐，利用其產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行烘爐。待本套干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽后，利用其蒸汽經(jīng)減溫減壓后，對(duì)其余幾套干熄焦進(jìn)行溫風(fēng)干燥烘爐。

2 工藝流程及溫風(fēng)干燥主要管理參數(shù)

2.1 工藝流程

在干熄焦裝置旁邊，臨時(shí)設(shè)置一套燃燒天然氣的煙氣爐。天然氣和助燃空氣通過(guò)燃燒器燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，與從余熱鍋爐旁路回轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的低溫?zé)煔?，在煙氣爐內(nèi)均勻混合成180～200℃的煙氣；然后與鍋爐出口主管路出來(lái)的煙氣混合，進(jìn)入二次除塵器，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓，進(jìn)入干熄爐進(jìn)行烘爐。混合后煙氣理論溫度在150℃左右，通過(guò)控制鍋爐出口主管路和旁路煙風(fēng)比例控制升溫速度。當(dāng)煙氣爐出口煙氣溫度超標(biāo)時(shí)，關(guān)閉其出口管道上的閥門，并打開(kāi)相應(yīng)的放散閥。主要烘爐流程見(jiàn)圖1。

圖1 干熄焦溫風(fēng)干燥流程

2.2 溫風(fēng)干燥主要管理參數(shù)

主管溫度T2≥150 ℃；T2升溫速度10 ℃/h，最大≯15 ℃/h；循環(huán)風(fēng)量150 000～170 000 Nm3/h；溫風(fēng)干燥階段以T5（預(yù)存室上部溫度）為輔助管理溫度，控制0.8℃/h，使用煙氣爐比通常使用蒸汽增加2 d的溫風(fēng)干燥時(shí)間。

烘爐前，需制定升溫趨勢(shì)方案。山鋼日照干熄焦升溫趨勢(shì)如圖2所示。

圖2 烘爐方案升溫趨勢(shì)

3 溫風(fēng)干燥測(cè)定項(xiàng)目及現(xiàn)場(chǎng)操作要點(diǎn)

3.1 溫風(fēng)干燥測(cè)定項(xiàng)目

溫風(fēng)干燥期間的主要測(cè)定項(xiàng)目如表1所示。

表1 溫風(fēng)干燥測(cè)定項(xiàng)目

3.2 溫風(fēng)干燥現(xiàn)場(chǎng)操作要點(diǎn)

以煙氣爐煙氣作為加熱源，主要是除去干熄爐及一次除塵耐火磚砌體中的水分?，F(xiàn)場(chǎng)操作應(yīng)按照以下幾點(diǎn)進(jìn)行。

1）風(fēng)量、熱風(fēng)量調(diào)整要緩慢，不要過(guò)急；2）疏水要及時(shí)；3）測(cè)量要準(zhǔn)確；4）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)注意防止碰傷、摔傷、砸傷、燙傷；5）嚴(yán)禁靠近蒸汽放散處，避免燙傷人。

4 煙氣爐系統(tǒng)的操作

4.1 能源介質(zhì)要求

水、電、壓縮空氣、儀表壓縮空氣、氮?dú)饪晒?yīng)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其他能源介質(zhì)要求：天然氣壓力＞3 kPa（煙氣爐入口）；額定流量400 Nm3/h，最大600 Nm3/h。

4.2 引天然氣操作

1）點(diǎn)火時(shí)必須按照先給火種，后送天燃?xì)獾脑瓌t進(jìn)行。2）引天然氣前確認(rèn)各天然氣閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。3）打開(kāi)天然氣管道末端放散閥。4）向天然氣管道內(nèi)通入氮?dú)?，吹掃管道。用氮?dú)獯祾吖艿?0 min后，測(cè)量管道內(nèi)O2含量＜5%時(shí)，關(guān)閉放散閥，關(guān)閉氮?dú)忾y。5）煙氣爐點(diǎn)火。首先用點(diǎn)火管為燃燒器點(diǎn)火，接著打開(kāi)天然氣閥門送天然氣。

注意要小開(kāi)燒嘴主空氣閥與主天然氣閥，點(diǎn)燃后再逐漸開(kāi)大。若點(diǎn)火時(shí)遇到滅火，應(yīng)立即停爐并關(guān)閉天然氣主閥門，并打開(kāi)氮?dú)忾y門對(duì)天然氣管道進(jìn)行吹掃，同時(shí)用助燃空氣吹掃爐膛10 min后再重新點(diǎn)火。

4.3 煙氣爐烘爐

4.3.1 烘爐前準(zhǔn)備

1）烘爐前系統(tǒng)必須全部安裝完畢，具備投入運(yùn)行條件。2）燒嘴、燒嘴上的天然氣閥、空氣閥、干燥氣放散閥等要完整、靈活。3）控制系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，天然氣管道氣密性試漏合格。4）檢查燒嘴的天然氣閥是否關(guān)嚴(yán)；各切斷閥、調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉、關(guān)嚴(yán)。5）檢查煙氣爐各管道放散閥是否打開(kāi)，卸爆閥盲板是否拆除等。

4.3.2 烘爐

煙氣爐第一次投入使用應(yīng)進(jìn)行烘爐。烘爐過(guò)程要嚴(yán)格按烘爐曲線進(jìn)行，通過(guò)控制天然氣的流量來(lái)調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)燃燒溫度，按要求一般要小火燃燒維持2 d左右，后火勢(shì)逐漸加大。烘爐第一天爐膛出口排煙溫度應(yīng)＜50℃，以后每天≯80℃，末期最高溫度＜220℃，爐膛溫度≤900℃，烘爐時(shí)間約3 d為宜。烘爐過(guò)程中每2 h記錄一次煙溫。烘爐結(jié)束后轉(zhuǎn)入干熄焦煙氣爐溫風(fēng)干燥階段。

4.3.3 煙氣爐爐膛溫度的控制與調(diào)節(jié)

煙氣爐爐膛溫度一般控制在800～1 000℃，爐膛溫度控制可參考表2來(lái)操作。

表2 煙氣爐爐膛溫度的控制與調(diào)節(jié)

4.4 導(dǎo)入煙氣操作

打開(kāi)煙氣爐出口蝶閥，緩慢調(diào)整循環(huán)氣體摻混閥門，逐漸增加循環(huán)氣體摻混量，適當(dāng)調(diào)節(jié)天然氣量，使煙氣溫度符合T2及T5升溫要求。

4.5 停止煙氣爐操作

緩慢關(guān)閉循環(huán)氣體摻混閥門，逐漸減少循環(huán)氣體摻混量，同時(shí)調(diào)節(jié)天然氣量，保持了其煙氣爐出口煙氣溫度≯220℃生產(chǎn)，否則開(kāi)啟放散閥進(jìn)行放散。

4.6 溫風(fēng)干燥工作后期及收尾工作

1）烘爐過(guò)程中要密切觀察煙氣爐火焰情況，使之始終處于負(fù)壓燃燒狀態(tài)。2）天然氣點(diǎn)火條件具備后，逐步降低循環(huán)風(fēng)量至100 000 Nm3/h，同時(shí)減少天然氣流量，期間注意壓力、煙氣溫度，防止煙溫超標(biāo)。3）關(guān)閉煙氣爐天然氣進(jìn)氣閥，煙氣爐熄火，關(guān)閉煙氣爐燃燒器，進(jìn)氣閥后吹掃。降低循環(huán)風(fēng)機(jī)至最低風(fēng)量后，停循環(huán)風(fēng)機(jī)，關(guān)閉風(fēng)機(jī)入口翻板閥。4）關(guān)閉干熄爐爐蓋、常用放散閥，兩水封槽通水投用。鍋爐出口多板翻板閥全開(kāi)，拆除煙氣爐與循環(huán)氣體管道連接管道，循環(huán)氣體管道上開(kāi)口處上盲板封堵。天然氣進(jìn)煙氣爐手閥后插入盲板。5）采用煙氣爐溫風(fēng)干燥方式時(shí)，由于溫風(fēng)干燥后需停風(fēng)機(jī)拆除臨時(shí)管道，點(diǎn)火前也需導(dǎo)入空氣置換，保證爐內(nèi)氧氣含量，可能會(huì)導(dǎo)致T5溫度下降較多。當(dāng)T5溫度達(dá)到100℃以上時(shí)，即溫風(fēng)干燥作業(yè)結(jié)束，可進(jìn)行天然氣烘爐作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)天然氣烘爐，應(yīng)按實(shí)際情況對(duì)烘爐計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。烘爐完成后，拆除煙氣爐及附屬管道設(shè)備，并對(duì)循環(huán)氣體管道進(jìn)行封堵。

5 結(jié)語(yǔ)

采用煙氣爐進(jìn)行干熄焦溫風(fēng)干燥烘爐為世界首創(chuàng)。對(duì)于無(wú)蒸汽供應(yīng)或蒸汽供應(yīng)不足的情況，采用此種方法建設(shè)周期短、投資成本低。從實(shí)際烘爐情況來(lái)看，效果較好，為同行業(yè)提供了可借鑒的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。