云维集团泸西大为焦化有限公司炼焦工艺与设备讲义

云维集团泸西大为焦化有限公司炼焦工艺与设备讲义内容摘要：

，必须制定正确的压力制度，以确保整个结焦时间内煤气只能由炭化室流向加热系统，而且炭化室不吸入外界空气。 压力制度确定的基本原则 焦炉内炭化室与燃烧室仅一墙之隔，由于炭化室墙砖缝的存在，当集气管压力过小时，气体只能在 结焦前半周期内由炭化室漏人燃烧系统内。 而在结焦末期燃烧系统废气则将漏人炭化室内。 当炭化室负压时，空气可能由外部吸人炭化室。 在这种情况下，在结焦初期荒煤气通过灼热的炉墙分解产生石墨，逐渐沉积在砖缝中，将砖缝和裂缝堵塞。 在结焦末期燃烧系统中废气通过砖缝等进人炭化室，首先将砖缝中所沉积的石墨烧掉，因此炭化室墙始终是不严密的。 由于空气漏人炭化室，使炉内焦炭燃烧，这不但增加了焦炭灰分，而且焦炭燃烧后的灰分在高温下将侵蚀炉墙砖，造成炉体损 坏。 但炭化室内压力也不应过高，过高会使荒煤气从炉门及其他不严密处漏人大气，既恶化操 作环境，又使炉门冒烟着火，烧坏护炉设备。 因此，在确定压力制度时，必须遵循下列原则。 ①炭化室底部压力在任何情况下均应大于相邻同标高的燃烧系统压力和大气压力。 31 ②在同一结焦时间内，沿燃烧系统高度方向压力的分布应保持稳定。 炭化室底部压力 集气管内各点压力是不相同的，两端高而中部 (吸气管处 )低，即吸气管正下方的炭化室的压力 (结焦末期 )在全炉各炭化室中为最小。 炭化室内的气体压力，在结焦周期内的变化是很大的，其压力可达几百帕，甚至超过一千帕，到结焦末期降到最低。 所以集气管压力是根据吸气管正下方炭化室底部压力在 结焦末期不低于 5Pa 来确定的。 在未测炭化室底部压力前，集气管的压力也可用下面近似公 式 计算。 P 集 =5+12H 式中 p 集 — 集气管压力。 H 一从炭化室底到集气管测压点的高度， m。 看火孔压力 在各种周转时间下看火孔压力均应保持 0～5Pa。 如果看火孔压力过大，不便于观察火焰和测量温度，而且炉顶散热也多，使上部横拉条温度提高。 如果压力过小即负压过大时，冷空气被吸人燃烧系统，使得火焰燃烧不正常。 32 蓄热室顶部吸力 蓄热室顶部吸力与看火孔压力是相关的。 蓄热室顶部吸力的测调要先选择 标准蓄热室， 且 必须具备以下条件 ： 1） 与标准蓄热室直接连通的燃烧系统应严密，不漏、不堵，格子砖阻力正常，炉体状态良好。 2） 煤气设备正常，无卡陀、进风口盖板不严等情况，调节装置有足够调节余量，且一组标准蓄热室的同一调节装置 (如 砣 杆离度、翻板开度、孔板大小、进风口开度等 )的状态基本相近。 五点压力的测量 测量燃烧系统五点压力是为了检查焦炉燃烧系统实际压力分布和各部位阻力。 定期测量还叮以发现各部位阻力的变化情况，并可判断炉内燃烧系统的堵塞状况。 因此，测量五点压力应先选择燃烧室温度 正常、相邻炭化室处于结焦中期、燃烧系统各部位调节装置完善、炉体严密的燃烧系统进行。 蓄热室阻力的测量 测量蓄热室阻力是为了检查格子砖堵塞情况，一般规定焦炉煤气加热两年测一次。 用斜型微压计直接测量上升或下降气流每个蓄热室的小 33 烟道与蓄热室顶之间的压力差。 交换后 5min开始从炉端的蓄热室逐个测量。 将微压计正端与蓄热室顶端相连，负端与小烟道测压孔相连，读压差。 蓄热室阻力与通过蓄热室中气体量的平方成正比，故在每次测量时，使两种气流下蓄热室顶部吸力与第一次测量时相同，或不改变蓄热室吸力而将测量结果换算后进行比较。 上升气流和下降气流都要测量。 因上升气流蓄热室的上下压力差是蓄热室浮力与阻力之差，所以蓄热室内阻力越大， 测 得压差越小。 而下降气流蓄热室 L 下压力差是蓄热室浮力与阻力之和，所以蓄热室内阻力越大，测得压差越大。 又因上升气流与下降气流蓄热室内浮力相近似，所以异向气流蓄热室上下压力差值近似等于蓄热室阻力之和。 每次测量后均需记录当时加热制度，将测量结果分别计算每侧上升与下降气流蓄热室上下压力差的平均值。 空气 过剩 系数 奥氏分析仪是用化学试剂吸收法分析燃烧后废气组成的仪器。 其原理是 :把定量的气体依次与各种能吸收单种气 体的试剂 (吸收剂 )相接触，则CO CO、 O2 等依次被吸收，根据各次吸收后体积 34 减少的量，计算各成分的体积分数。 做废气分析的还用 气体色谱仪 和红外线气体分析仪，气体色谱仪 不但可以对气体进行定性分析，而且还能进行定量分析，操作简单，精确度又高，并 .且适用于多种气体，用途广泛 ；红外线气体分析仪 光在通过某物质层时，其透过的量是随着物质的特有性质和数量而变化的。 这种吸收，不论是可见光或 是不可见光均会发生。 在气体分析中，大多利用红外线。 取样分析取样点 ： 交换后 5min开始取样，立火道取上升气流，废气盘取下降气流。 空气系数的 计算 a 二 1+K(O2一 )/（ CO2O2） 式中 O2废气中氧气含量， %； CO废气中一氧化碳含量， %。 CO2— 废气中二氧化碳含量， %。 K 一 常数，通常根据煤气组成计算， 焦炉煤气加热取。 三、 总煤气量和两侧空气量的调节 煤气量和两侧空气量的调节，是控制好合理加热制度的首要 环节，也是确保直行与横排温度稳定的关键。 对于直行煤气的分配，主要用孔板 35 来控制，因此调节总煤气量，首先要 妥善地安排好煤气流量、孔板尺寸和支管压力三者的关系。 为了使供入煤气在合理而稳定的空气系数下燃烧，保持正常看火孔压力，在调节总煤气量的同时，要相应地改变烟道吸力与废气盘空气口开度。 1） 孔板和支管压力 孔板基本尺寸的大小，决定于调节上所需要的灵敏度和所要保持的支管压力。 孔板直径越小，阻力越大，调节的灵敏度越高，所用的支管压力也越大。 当使用较大直径的孔板时，由于孔板阻力在其以后管路的总阻力中所占的比重小，在调节中改变少量直径对煤气量的影响也不大，而喷嘴或孔板粗糙程度 (如挂焦油、蔡渣 )和断面有少量的变化，对总阻力 就有不小的影响，因此使用大尺寸孔板的调节灵敏度低。 通常规定，使用孔板的断而不准超过管断而的 70%。 在生产上为了留有余地，一般都使用比允许的最大直径稍小一些的孔板。 从支管压力来说，压力太大时，增加管道漏气的程度，一方面浪费煤气影响耗热量，一方面影响操作人员的健康，还增加了地下室煤气爆炸的可能。 如果使用的支管压力太小，除了孔板调节灵敏度差以外，在遇到突然停鼓风机的特殊故 36 障时，由于管道压力急剧下降，容易出现负压。 为此，通常用 焦炉煤气加热时，认为最合适的支管压力是 1500～ 2500Pa。 (2)煤气流量和烟道吸力 焦炉加热应尽可能地让煤气在最小的空气系数下达到完全燃烧，以达到节约煤气、降低耗热量、提高焦炉热工效率的目的。 对于不同炉体状况、不同操作水平以及不同的结焦时间，所采用的空气系数不能强求一致，但从调节所需的规律性与稳定直行、横排温度的要求来说，应该尽可能地减少空气系数的波动。 为此就需要在每次增减煤气流量或大气温度改变的时候，相应地改变烟道吸力和废气盘空气口铁板开度。 调火人员所熟悉的计算煤气流量与烟道吸力的关系公式 : a1/ a2= (V1)2 /(V2)2 式中 ， a a2:— 改变流量前、后的烟道吸力，Pa； V V2:— 原有的流量与改变后的流量，m3/ h 用上述公式，只能在废气盘空气口铁板开度和废气翻板都没有变动的情况下，得出接近实际 37 的数值。 例如 :在加热用焦炉煤气流量为 10000 m3/ h时，焦侧的烟道吸力为 200pa，试用以上公式求算煤气流量改为 10500 m3/ h 时的 道吸力。 依以上公式得 : a1/ a2= (V1)2 /(V2)2=(Pa) 这个计算结果，在不改变空气口开度时，烟道吸力增加 ，对看火孔压力影响是很大的， 需要用废气盘进风门开度配合调整 ,若一般煤气流量的改变在 200m3/ h以内时 ,烟道吸力改变在10Pa以内 ,可通过改变分烟道吸力来调整。 （ 3） 蓄热室顶吸力的调节 当各蓄热室顶部上升、下降吸力差相等时，进人各燃烧室中的气体量基本相等。 蓄热室顶部吸力均匀性的调节 的目的是 控制各燃烧室的气体量 和废气的均匀排出。 直行煤气分配的调节 是调节 各燃烧室煤气分配，主要是调节孔板的直径。 直行空气分配的调节 是调节 全炉各燃烧室空气 的 分配，主要靠调节蓄热室顶部的吸力来实现。 （ 4） 直行温度均匀性 与稳定性调节 影响均匀系数的因素 ： ①上升与下降气流蓄热室顶部吸力差 38 ②测温火道所处的 不同的 结焦时间 ： 测温火道相邻炭化室如果处于装煤 初期， 则测温火道温度比直行平均温度约低 20～ 30℃， 测温火道相邻炭化室如果处于结焦末期，则测温火道温度比直行平均温度约高 20～ 30℃；上述的影响，在出炉正常的情况下是有规律的，要参考 2～ 3个周转 调节。 ③装煤量不均匀的影响 ④测温速度的影响 ⑤周转时间长短的影响 影响安定系数的因素 ： ① 装 入 煤水分和装煤量的波动 ② 煤气发热量 ③ 空气系数 煤气燃烧是在一定空气系数条件 下进行的，故炉温的高低不仅与煤气量有关，还和空气量有关。 当空气系数较小时，增加煤气量反而会降低炉温，这是由于所增加的煤气并未参与燃烧，却增加了排出的废气量，导致废气温度降低，而此应注意燃烧情况的检查，及时掌握空气系数。 用焦炉煤气加热时，正常火焰是稻黄色。 对废气循环焦炉，灯头靠近循环孔时，火焰与废气充满火道。 空气系数大时，火焰发白，且短而不稳，火道底部温度偏高。 空气系数偏小时，火 39 焰发暗且冒烟。 空气和煤气都多时，火焰相对较大，火道温度高。 空气和煤气都少时则相反。 为使煤气和空气配合恰当，空气量的调节总是和煤气量的 加减同时进行的。 在一定结焦时间下，一般以烟道吸力来调节空气量。 ④ 大气温度和风向的影响 ⑤ 检修时间 长短的影响 （ 5）横排温度的调节 横排温度调节可分初调、细调两步。 初调主要是处理高低温号，调整加热设备，调匀蓄热室顶部吸力。 细调是选 510 排，从试调中找出合适的加热制度，校对喷嘴和调节砖排列，然后推广到全炉。 横排温度主要靠调节地下室 煤气喷嘴 （小孔板） 的大小 来调节燃烧室火道所需要的煤气量。 炉头温度的调节 （ 6）蓄 热室高温 蓄热室高温产生的原因一般是： 生产 中的 漏火、下火 ，所谓漏火，指的是由于砖煤气道不严或 是炭化室底砖不严，漏往，热室煤气燃烧的火焰，而下火则是从炭化室漏往燃烧室里烧不完的煤气继续进人蓄热室里燃烧的现象。 （ 7）高向加热的调节手段 40 采用 高低灯头 、 不同厚度的炉墙 、 分段加热 、废气循环 等手段改善焦炉高向加热。 （ 8） 加热设备的维护与清扫 对各设备要做到 三 好 ： 管理好、用好、修好，四会 ： 会使用、会维护、会检修、会排除故障。 第 4 章 炼焦炉的生产操作 焦炉的生产操作从广义上讲，应包括出炉操作、运焦操作、调温操作以及炉体维护等。 焦炉调温及炉体维护操作专列章节。 本章以三班生产操作为主，介绍其方法、步 骤、基本要求和相关操作。 炼焦车间由焦炉、焦炉机械、熄焦系统和筛焦系统组成。 从备煤车间送来质量均匀的配合煤装人焦炉炭化室内，按规定时间隔绝空气进行干馏，成熟后的焦炭由炉内推出，经过熄焦冷却后，过筛分级为不同规格的焦炭产品，分别送往用户。 从炉内产生的荒煤气，经过循环氨水一次冷却后，送往回收车间。 上述炼焦生产的工艺过程，主要包括 装煤、推焦、 导焦 、 熄焦 、 运焦 、 筛焦 、贮焦 工序 的操作必须严格执行技术操作规程，做到均衡、稳定和安全生产，以保证焦炉稳产、优质、低耗和长寿。 一、 装煤与推焦操作 41 推焦计划 为使焦炉均衡 生产，保证各炭化室结焦时间一致，整个炉组实现准时出焦，定时进行机械设备的预防性检修，因此，应按一定推焦顺序制定推焦、装煤、检修计划。 (1)推焦顺序 焦炉各个炭化室装煤、出焦的次序叫推焦顺序。 选择推焦顺序要考虑以下因素。 ①与推焦炭化室的相邻炉室应处于结焦中期，即正处于膨胀阶段，支撑着燃烧室，使炉墙不致因推焦时受压而变形，还可以减 少出焦时与装煤后的 侧燃烧室的温度波动，以防砌体局部过冷或过热，造成损坏。 ②尽量沿炉组全长均匀推焦和装煤，使炉温均匀和集气管负简均匀。 ③适当缩。