影響煉焦耗熱量的原因分析與改進(jìn)

張智

摘 要：本文敘述了天鐵集團(tuán)焦化廠1焦?fàn)t在煉焦工序中影響煉焦耗熱量的原因分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采取了降低焦餅中心溫度、提高裝煤量和加強(qiáng)焦?fàn)t熱工調(diào)節(jié)等節(jié)能降耗措施，實(shí)施后取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t;煉焦;耗熱量

影響煉焦耗熱量的因素和改進(jìn)方法

一、 前言

天鐵集團(tuán)焦化廠1#焦?fàn)t于2012年2月投產(chǎn)，年產(chǎn)干焦60萬噸，采用JN60—6型60孔復(fù)熱式焦?fàn)t，結(jié)構(gòu)為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、焦?fàn)t煤氣下噴、單集氣管、雙吸氣管焦?fàn)t。 剛投產(chǎn)煉焦耗熱量一直偏高，沒有達(dá)到特級焦?fàn)t考核標(biāo)準(zhǔn)。降低煉焦耗熱量成為節(jié)能降耗和提高效益的重要途徑。我通過對焦?fàn)t現(xiàn)狀的分析采用降低焦餅中心溫度、控制裝煤水份、控制空氣過剩系數(shù)、嚴(yán)密爐體等措施從而達(dá)到降低煉焦耗熱量，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

二、影響煉焦耗熱量的因素

煉焦生產(chǎn)中影響煉焦耗熱量的因素很多，當(dāng)客觀條件變化時(shí)，應(yīng)做到更好地、主動(dòng)地調(diào)節(jié)焦?fàn)t供熱量采取相應(yīng)措施降低煉焦耗熱量。影響煉焦耗熱量的主要因素有：焦餅中心溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度、爐頂空間溫度、空氣過剩系數(shù)、廢氣溫度、裝入煤水份、周轉(zhuǎn)時(shí)間、爐體表面散熱。

（一）焦餅中心溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度

根據(jù)焦?fàn)t的熱平衡我們可以看出，焦炭帶出的熱量很多，占總支出熱 量35%左右，若以焦餅最終平均溫度1000℃計(jì)，則焦餅溫每增減50℃，焦炭帶走的熱量增減5%左右。如焦餅中心溫度從1050℃降到1000℃煉焦耗熱量可降低46kJ/kg左右。

（二）爐頂空間溫度

從爐頂排出的荒煤氣帶走的熱量比較多，當(dāng)結(jié)焦時(shí)間，裝煤量一 定時(shí)荒煤氣出口溫度每降低10℃耗熱量降低15kj/kg左右。因此降低爐頂空間溫度對降低耗熱量也是有利的。這就要求炭化室裝滿煤，減少荒煤氣在爐頂?shù)耐Ａ魰r(shí)間，并在保證焦餅高向加熱均勻的前提下，降低焦餅的上部溫度。

（三）空氣過剩系數(shù)

使加熱煤氣能有正確比例，達(dá)到完全燃燒，對降低熱量有較大意義?？諝膺^剩系數(shù)過大時(shí)廢氣量增多，當(dāng)空氣過剩系數(shù)過小，使燃燒不完全，有部分可燃?xì)怏w損失，對耗熱量影響更大。一般來說，空氣過剩系數(shù)較大時(shí)每增加0.1對使用焦?fàn)t煤氣加熱，耗熱量增加21—25kj/kg。

（四）廢氣溫度

在結(jié)焦一定的情況下，廢氣出口溫度降低25℃，可使焦?fàn)t的熱效率提高1%，耗熱量降低25～37kj/kg.廢氣溫度的高低與火道溫度、蓄熱室格子磚的蓄熱面積、氣體在蓄熱室內(nèi)的分布情況以及交換周期有關(guān)。

蓄熱室格子磚的蓄熱面積增加可使廢氣溫度下降。

（五）裝入煤水份

煤料在煉焦中，由水蒸氣帶走的熱量也較多。煤水份變化1%濕煤耗熱量相應(yīng)變化29.3～33.5kj/kg，實(shí)際中往往大于此值，尤其是煤料中配入水份較高的煤泥或下大雨時(shí)，耗熱量就增加較多，由于水份的波動(dòng)，引起爐溫不穩(wěn)定。因此，應(yīng)使煤料水份降低并保持穩(wěn)定。

（六）周轉(zhuǎn)時(shí)間

根據(jù)一些焦化廠的生產(chǎn)實(shí)踐表明，一般大型焦?fàn)t的周轉(zhuǎn)時(shí)間，當(dāng)炭化室為450mm的在18—20小時(shí)，耗熱量最低。短于上述周轉(zhuǎn)時(shí)間，耗熱量隨周轉(zhuǎn)時(shí)間的縮短而升高。周轉(zhuǎn)時(shí)間長于20一22小時(shí)，為保持爐頭溫度不過低，標(biāo)準(zhǔn)溫度不隨周轉(zhuǎn)時(shí)間的延長而降低。

（七）焦?fàn)t爐體表面散熱

焦?fàn)t爐體表面散熱，一般占總支出熱量的10%以上，在爐體表面散熱中爐頂散熱、裝煤孔、看火孔蓋等部位散熱較大，因此利用隔熱材料，減少以上部位的散熱有看重要的意義。目前部分廠在蓄熱室封墻利用硅酸隔熱纖維取得一定效果。

三、采取措施

（一）在保證焦炭成熟和質(zhì)量的前提下適當(dāng)降低焦餅中心溫度。焦餅中心溫度在結(jié)焦末期達(dá)到1000℃正負(fù)50℃為焦餅成熟溫度。根據(jù)長期生產(chǎn)操作中的總結(jié)，標(biāo)準(zhǔn)溫度降低10℃，那么焦餅中心溫度將降低25-30℃。為了找到合適的標(biāo)準(zhǔn)溫度我廠根據(jù)每次結(jié)焦變化，分別測量焦餅中心溫度，在根據(jù)中心溫度來調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫度。例如，我廠在結(jié)焦時(shí)間20個(gè)小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溫度定機(jī)側(cè)1300℃焦側(cè)1350℃。我們通過測量焦餅中心溫度發(fā)現(xiàn)出爐前中心溫度到達(dá)1045℃，于是我們降低了標(biāo)準(zhǔn)溫度機(jī)側(cè)到1290℃，焦側(cè)1335℃，在測焦餅中心溫度降到1010℃。這樣我們降低了煉焦耗熱量。

（二）降低爐頂空間溫度

這就要求裝滿煤，減少煤氣在爐頂空間的停留時(shí)間，并在保證焦餅高向加熱均勻的前提下降低焦餅上部溫度。我們改造了平煤桿，將平煤桿頭適當(dāng)加大，這樣更有利于推煤，然后在第二節(jié)和第三節(jié)平煤桿上裝檔板讓檔板和煤有一定角度，這樣更有利于壓煤。我還優(yōu)化了平煤操作，先平一趟長桿，然后多次平短桿，等煤車走了在平一次長桿。這樣既保持了焦側(cè)裝煤不缺角，也提高了平煤效率。然后另一個(gè)方面荒煤氣在爐頂空間停留時(shí)間過長，也會造成爐頂空間溫度升高。我們加強(qiáng)荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備的清掃工作，使荒煤氣順利快速排出，從而降低爐頂空間溫度。標(biāo)準(zhǔn)的爐頂空間溫度是800正負(fù)30℃不超過850℃。在采取措施前1#焦?fàn)t裝濕煤量30噸左右，爐頂空間溫度830℃，爐頂溫度偏高。通過采取上述方法，單爐裝煤量己經(jīng)達(dá)到31.5噸，爐頂空間溫度降到805℃。不但降低了爐頂空間溫度，還提高了焦炭產(chǎn)量。

（三）空氣過剩系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)焦?fàn)t煤氣空氣過剩系數(shù)是1.20-1.25之間。我們廠剛投產(chǎn)1#爐時(shí)空氣過剩系數(shù)一直在1.5左右，空氣量大。我根據(jù)實(shí)際測量情況及時(shí)調(diào)整進(jìn)風(fēng)門蓋板和吸力，及時(shí)調(diào)節(jié)空氣和煤氣配比，使其符合加熱制度的規(guī)定和要求，改進(jìn)后空氣過剩系數(shù)為1.20，煤氣燃燒完全，煉焦耗熱量降低了。

（四）廢氣溫度

降低廢氣排出溫度可以提高焦?fàn)t的熱工效率，降低煉焦耗熱量。我廠焦?fàn)t廢氣溫度要求控制在250℃—450℃之間。如果過低不能保證煙囪的吸力，太高會使廢氣中帶走大量熱量。在實(shí)際操作中廢氣升高的原因主要是磚煤氣道下火，使廢氣升高這就要求我們經(jīng)常檢查下火有問題及時(shí)處理保證溫度正常。我們廠采用九孔格子碼，廢氣溫度由350℃下降到300℃左右，耗熱量降低40.9～62.8kj/kg。

（五）裝入煤水份

配煤水份每變化1%時(shí)，q相將相應(yīng)增減59-67kj/kg。例如我廠1#焦?fàn)t60孔每孔裝干煤29噸，周轉(zhuǎn)時(shí)間20小時(shí)，則每一小時(shí)處理煤量60x29x1000/20=87000kg/h。當(dāng)水份增加1%時(shí)耗熱量增加約為87000X（59～67）=4602000～5829000kj/h。當(dāng)焦?fàn)t煤氣的發(fā)熱值Q發(fā)=17920kg/m3的焦?fàn)t煤氣290m3/h可見數(shù)量很大。降低入爐煤水份的主要措施是在備煤煤場要做好防水措施，要有頂棚，防止突然下雨、下雪弄濕煤料，造成水份波動(dòng)。

（六）周轉(zhuǎn)時(shí)間

周轉(zhuǎn)時(shí)間對煉焦耗熱量也有影響，生產(chǎn)實(shí)踐表明，炭化室寬450mm的大型焦?fàn)t，周轉(zhuǎn)時(shí)間為18-20小時(shí)煉焦耗熱量最低。若周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短，則耗熱量增加。若周轉(zhuǎn)時(shí)間過長，標(biāo)準(zhǔn)溫度不能隨周轉(zhuǎn)時(shí)間的延長而降低，故耗熱量也增加。我廠跟據(jù)焦炭需求量不斷調(diào)節(jié)周轉(zhuǎn)時(shí)間，現(xiàn)在20小時(shí)上保持穩(wěn)定，最大降低煉焦耗熱量。

（七）焦?fàn)t爐體表面散熱

焦?fàn)t爐體表面散熱主要在兩個(gè)方面，一是爐頂散熱，爐頂上有裝煤孔、看火孔在生產(chǎn)操作中需要打開蓋。我廠為減少散熱，規(guī)定裝煤口在出爐前不得提前30分鐘打開。裝完煤立即密封。測量溫度時(shí)打開看火孔蓋不得一次超過6個(gè)，都是為了減少散熱。另一個(gè)方面在生產(chǎn)操作中盡量減少機(jī)、焦側(cè)爐門打開時(shí)間特殊情況下也不能超過15分鐘。雨季來臨之前我們還在爐頂對裝煤口蓋、看火孔蓋用防火防水材料做一次密封防止雨水流到爐子里。

四、結(jié)束語

通過焦?fàn)t熱平衡找出了節(jié)能有效途徑，采取降低煉焦耗熱量、余熱回收利用等節(jié)能生產(chǎn)實(shí)踐，取得顯著節(jié)能效果。目前煉焦耗熱量己經(jīng)控制在要求范圍內(nèi)，達(dá)到預(yù)期效果具體情況看下列表格。

表三 ?近年來焦?fàn)t耗熱量情況 ? ? ? ?kj/kg

參考文獻(xiàn)：

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