降低炉顶空间温度的研究.doc
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降低炉顶空间温度的研究
摘要:
根据煤气燃烧的特点,从实际角度出发,对如何降低4#焦炉炉顶空间温度,改善炉顶的操作环境和提高化产品的质量。
对此,如何优化,提高水平,实现保证,使经济效益最佳化进行炉顶空间温度的持续攻关非常重要。
关键词:
炉顶空间温度、焦饼中心温度、标准温度、直行温度、混合煤气。
1、引言:
水钢4#焦炉自2003年8月投产以来,一直使用高炉煤气加热,2005年10月采用混合煤气加热。
由于炉煤气热值较低,燃烧速度慢,火焰长,炭化室上部温度较高,致使炉顶空间温度偏高,一直以来都在850-890之间,夏季将会恶化炉顶的操作环境。
因此,降低炉顶空间温度在炼焦生产过程中有着重要的现实意义。
2、造成4#焦炉炉顶空间温度偏高的原因分析:
①高炉煤气加热。
即使采用焦炉煤气混烧的办法,但比例较少,现混合煤气比例为4%,煤气的燃烧火焰仍然较长。
②空气过剩系数保持偏低。
虽然规程规定使用高炉煤气加热的空气过剩系数为1.15-1.20之间,但从实际观察焦饼情况看,上部焦炭仍然先熟,焦饼上下温差很小,甚至出现倒温现象。
③装煤量不足。
由于4#焦炉采用螺旋式顶装方式,造成煤料在炭化室内的堆比重小,煤料收缩大,炉顶空间距离偏大,因此炉顶空间温度偏高。
④标准温度制定较高。
由于焦炉生产使用高温干溜。
一方面确保焦炭在规定的结焦时间能顺利推出,另一方面确保焦炭的质量。
⑤混合煤气使用比例偏少。
焦炉生产技术规定混合煤气的比例为3-7%,根据实际情况可保持上限到7%。
3、可采取的措施和方法
①降低标准温度。
按每季实测的焦饼中心温度确定合理的标准温度,2009年4月3日测量的焦饼中心温度为1030℃,根据焦饼中心温度950-1050℃作为焦饼成熟的标志,现4#焦炉18小时结焦时的标准温度为机侧1250℃,焦侧1390℃。
由于标准火道温度升降10℃与焦饼中心温度升降25-30℃的关系,如保持1000℃焦饼中心温度,则标准温度可降低20℃,使直行标准温度为机侧1230℃,焦侧1270℃。
由于焦炉整个加热的温度降低了,从而可使炉顶空间温度得到降低。
②稳定加热制度。
在确保看火孔压力,烟道吸力稳定正常的基础上,增加机焦侧的进风量,使空气过剩系数在1.3-1.35之间,促使煤气完全燃烧并达到缩短煤气燃烧火焰的目的,进而拉开焦饼的上下温差,以降低炉顶空间温度。
方法为缩小废气盘进风门铁板的面积,增加进风口的截面积,将机侧140mm的铁板缩为110mm;焦侧130mm缩为100mm,以实现空气过剩系数为1.30-1.35。
③加强装煤操作。
力求装煤必须装满、装实、装均、拉平的装煤原则,适当增加煤料在炭化室内的堆比重,减少炉顶空间的距离。
采用两种不同装煤方式空间温度的对比,如下表:
螺施装煤
877℃
重力装煤
843℃
由于空间温度一般规定不得超过850℃,因此,要求装满煤是炼焦工作关键。
也是对降低炉顶空间温度的有效方法和途径。
④增加混合煤气的比例。
由于高炉煤气的热值低,燃烧火焰长的加热特点。
因此,在使用混合煤气时,适当增加混合比例可改善煤气的热值,缩短火焰。
从而达到降低炉顶空间温度的目的。
但增加混合煤气的比例后会有几方面的影响。
一方面煤气总流量相对减少,煤气蓄热量室顶部上升气流负压增加,使煤气和空气蓄热室顶部的吸力差减小,如空气蓄热室压力大于煤气蓄热压力时,空气容易漏到煤气里燃烧。
因此,增加混合比时,不能使空气蓄热室压力大于煤气蓄热室压力。
另一方面是混合比增加后,煤气量和废气量减少,使煤气管道系统和炉内燃烧系统阻力减少,对焦炉生产是有好处的。
因此,混合煤气的比例可控制到7%。
⑤增加煤气燃烧速度,缩短煤气燃的火焰。
根据首钢焦化厂的焦炉管理经验介绍,控制高炉煤气支管的压力为2500-2800Pa。
借鉴经验为将4#焦炉的支管压力控制到1500-2000Pa,以前为400-800Pa,,目的是增加煤气出口的喷射力和燃烧速度。
方法为将4#焦炉的机焦侧煤气孔板全炉缩小10mm,前提是保持使用流量不变的情况下增加支管压力,但必须注意炉温的变化情况和煤气管道的泄漏情况,确保安全生产。
4、实施后预计取得的效果
①炉顶空间温度。
通过采取以上可行的方法和措施,预计空间温度可降到840-860℃。
②可克服烟窗吸力不足的问题。
从而提高焦炉的生产能力,减少焦炉内燃烧系统的阻力。
③保护炉体。
因空间温度高,造成炭化室顶部沉积石墨过厚频繁的在推焦杆头上上刮刀,推焦时损伤炉体。
④经济效益估算。
主要以降标准温度,节约高炉煤气,每小时节约2000m3,高炉煤气成本价为55元/千立方米,则全年节约高炉煤气8760×2000×55÷1000=963600元;为确保标准温度,增加焦炉煤气的掺烧比例,每小时需增加400m3,焦炉煤气成本价为200元/千立方米,则全年消耗焦炉煤气8760×400×200÷1000=700800元。
全年共创效963600-700800=262800元。
结语:
通过降低炉顶空间温度后,改善炉顶的操作环境,保护炉体,增强技能提高,同时达到节约成本的目的。
因此,持续改善和降低炉顶空间温度的攻关是焦炉调温工的核心工作。
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