焦爐加熱煤氣和荒煤氣逸散原因和治理方法探討

摘要:降低焦爐的加熱煤氣和荒煤氣的逸散量是焦爐管理的一項重要工作，加熱煤氣和荒煤氣的逸散對環境的污染和加熱制度的干擾影響極大特別到一代爐齡的晚期因爐體的老化和自然的膨脹致使加熱煤氣和荒煤氣的逸散問題更加突出，對加熱系統和荒煤氣導出系統的密閉和日常規范管理對降低煤氣的逸散是根本原因。

關鍵詞:加熱煤氣 荒煤氣 逸散

一、現狀分析

安鋼焦化廠3#、4#焦爐爐型為JN43-80型，分別于1994、1990年建成投產，至今爐齡均已超過16年，進入焦爐使用的中后期階段，正常與非正常損壞的問題已經得到凸現，主要表現為以下幾個方面:

1.爐齡較長，爐體竄漏增加

1.1 炭化室和燃燒室的相互竄漏。在生產過程中，由于反復開關爐門、裝煤、出焦的溫度變化產生熱沖擊，摘裝爐門以及推焦產生的應力，促進了小爐頭、上升管根部等部位損壞程度增加，并不斷向爐內延伸，剝蝕、裂縫等損壞也較快，損壞處往往會竄漏煤氣，使炭化室內的煤氣竄入燃燒室內。

在實際生產中，由于烘爐孔塞子磚不嚴密或掉落等原因，也會導致炭化室內荒煤氣竄入燃燒內。

1.2蓄熱室竄漏

蓄熱室是加熱用高爐煤氣和空氣進入立火道燃燒和加熱后廢氣排出的必經通道。單墻、主墻端部因距外界較近，散熱較多，加上封墻密封不嚴，受漏入的冷空氣影響以及蓄熱室內溫度隨氣流周期性的改變而變化，單墻、主墻端部經常會在二氧化硅晶行轉化點附近波動而開裂并且由于受到烘爐、冷爐或蓄熱室吹掃等原因，導致溫度急劇變化，都會使墻體產生裂縫，并使裂縫繼續擴大，導致蓄熱室內氣體的竄漏。

2.設備、操作系統的竄漏

2.1 荒煤氣導出系統的泄露

荒煤氣導出系統是炭化室產生的荒煤氣經上升管、橋管、集氣管最后進入吸氣管的流程。集氣管在安裝過程中有0.006~0.01的坡度，在安裝過程中，它和上升管會產生位移偏差，導致上升管根部落不到底，長期使用，底部腐蝕后，會泄露荒煤氣。橋管連接水封閥于上升管，其根部長期在水封閥內，受到氨水、焦油、硫化物等的腐蝕，會逐漸變薄，腐爛，導致荒煤氣的泄露。水封閥翻板的提起和落下是用來切斷或接通荒煤氣的流通。翻板軸的長期使用，并被荒煤氣內酸性物質腐蝕，導致部分荒煤氣從縫隙處泄露，并不斷擴大。

2.2 加熱煤氣系統的泄露

由于采用高爐煤氣加熱，焦爐煤氣加熱系統正常維護不做討論。高爐煤氣含有CO，毒性較大，使用過程中，主管壓力保持為500~1500Pa，壓力較高，高爐煤氣會從廢氣盤兩叉部、考克、插口、孔板盒、煤氣鉈等不嚴密處泄露，也有一部分會因為廢氣鉈不嚴密而被抽入煙道內。格子磚阻力較大，會導致煤氣進入蓄熱室困難，從而導致煤氣從小煙道測壓空、煤氣鉈等部位泄露。主管末端放液閥 達到使用年限或不嚴密，也會泄露高爐煤氣。煤氣水封使用過程中，由于煤氣壓力較大，應防止被擊穿，泄露煤氣。

二、采取的措施

針對以上所表述的幾個方面，展開討論，并采取措施，保證爐體和加熱設備、導出設備的嚴密，維護焦爐的正常、安全生產。

1.爐體嚴密的維護

炭化室、蓄熱室泄露量大，且影響焦爐的壽命，應采取以下措施保證爐體的嚴密性。

1.1科學的護爐鐵件管理

受機械應力和溫度變化產生的裂縫逐漸向外擴張，使爐體伸長。為了避免其加速老化，應加強護爐鐵件管理力度，控制其年伸長量在3~4mm左右，并促使裂縫被石墨填充。

1.2 更新噴補方法

針對大小裂縫、凹陷等，原來的濕法噴補操作簡單，能使泥漿形成分散的薄層噴附于砌體上，但泥漿含水量高達40%，產生的水蒸氣會影響泥料于墻面的粘結，掛料時間不長，同時對赤熱墻面的驟然冷卻，使硅磚龜裂，影響爐體壽命。

1.3 研究泥料配比

熱修用的泥料主要有兩種，一是以水玻璃為結合劑的硅質或粘土質泥料;另一種是以磷酸或磷酸鹽為結合劑的粘土質泥料。針對這兩種泥料修補的部位、性能、和掛料時間長短、修補頻次等特質，合理選擇泥料，并且在生產實踐中，研究泥料配比特性，并適當加入添加劑，合理配置水分，來增強泥料的粘結能力。

1.4 適時適度修理泄露部位

爐頭部位長期受摘取爐門，推焦等機械應力的作用和極冷極熱的溫度變化，爐墻最易損壞，產生裂縫導致荒煤氣竄入燃燒系統。針對此情況，對爐頭、爐墻、小爐頭等部位建立合理的長效機制，加強觀察、計劃、修補、記錄、再觀察等工序，適時減少爐頭爐墻的泄露量，保證爐墻的嚴密性。

2.荒煤氣導出系統的泄露采取措施

荒煤氣導出系統的泄露主要有兩點，一是集氣管壓力大或波動大，會從密封不嚴密處泄露;二是設備的腐蝕嚴重。針對以上兩點，采取措施，保證系統的嚴密性。

2.1集氣管壓力穩定

集氣管內各點壓力是不同的，隨著結焦周期的變化而變化，為保持其壓力均衡穩定，確定集氣管壓力的根據使吸氣管正下方炭化室底部壓力在結焦末期不低于5Pa來確定的。根據其周期性變化，設置自調系統，保證壓力在確定值的范圍內波動，保持壓力的穩定。

2.2橋管插口腐蝕

橋管插口腐蝕嚴重而產生冒煙的，應及時更換，并在更換橋管的 同時，適當降低上升管的高度，減少因密封不嚴導致的上升管根部冒煙現象。

2.3新方法治理翻板軸冒煙

水封閥翻板軸的冒煙，一直以來采用封堵的辦法來治理，一旦發現泄露，就擰緊油杯或更換腐蝕的盤根，勞動量大且頻率較高。后來，經過車間技術人員的攻關，采用油杯位置不變、后壓蓋直接密封，的方法，杜絕了翻板軸的冒煙問題，并申請了新型實用專利。

2.4規范操作

在爐頂工作的上升管工，集氣管工，應及時按規程做好上升管、橋管、集氣管的檢查、清掃、潤滑等工作，規范化作業，保證上升管、集氣管荒煤氣流動暢通，防止其堵塞對生產造成的影響。

3.加熱煤氣泄露采取措施

高爐煤氣不可燃成分占70%，主要可燃成分為CO，毒性較大，發熱值低，燃燒速度慢，耗熱量高，加熱阻力大，著火溫度高需要預熱，用量較多，主管壓力要求高等，故要求爐體嚴密，防止煤氣在燃燒室以下部位燃燒或泄露，又因含CO，要求管道和設備嚴密，并使交換開閉器、小煙道和蓄熱室部位在上升氣流時也要保持負壓。

3.1焦爐煤氣加熱的焦爐可參照高爐煤氣加熱焦爐管理

3.2高爐煤氣加熱的焦爐

長期采用高爐煤氣加熱的焦爐，應有規律的對考克、一米管插口、孔板盒更部位測定CO含量，確保嚴密物泄露，如CO含量高，應及時查找原因，并采取相應的措施。考克泄露應用油杯擰緊，并擠入黃油，潤滑并密封;一米管插口泄露應壓緊或更換盤根;孔板盒泄露應更換膠墊或壓緊等。煤氣鉈和廢氣鉈密封不嚴，應及時清理其底部雜質、結塊，保證圓滑，密封嚴密等。

3.3附屬設備正常檢查和維護

針對主管末端放液閥和煤氣水封應及時檢查，保證流動正常，不堵。

3.4爐口、爐門采取措施

針對刀邊于爐門密封不嚴和石棉繩腐蝕起不到密封作用的，應及時進行更換。因原來采用的底座在冷熱激變的溫度沖擊和機械碰撞、擠壓、摩擦作用等機械應力的作用下，易使其自身金相組織發生內應力及結晶轉變，造成底座變形，破裂，密封不嚴，泄露嚴重。現在采用一種新的材質——貝氏體球墨鑄鐵，并添加合金元素，耐急冷急熱性能高，具有較高的抗拉強度和屈服應力，雖經溫度變化和機械沖擊，其使用壽命大大延長，并保證了爐口的嚴密性。

三、取得的成效

對于加熱煤氣和荒煤氣的泄露進行了討論和分析，并采取了相對應的措施來降低逸散量，取得了良好的效果。

1.爐體嚴密程度大幅度提高，減輕了系統調節的相互干擾 增強了 加熱制度可調節的靈活性，穩定了焦爐生產，優化了工藝結構。

2.荒煤氣損失量大大降低，化產品產量銘明顯增加，并減輕了環境污染，保護職工的身心健康。

3.加熱煤氣提高使用率得到提升，且一定程度上降低了煤氣消耗量，并消除了因高爐煤氣煤氣泄露而隱藏的安全隱患

4.實現了焦爐高效，低耗，清潔生產，降低了原材料的使用成本，并增增效的良好作用。加和改善了產品產量和質量，延長了焦爐壽命，并起到了降本