罐式煅燒爐后期使用的管理和維護

陳海杭+李振國+馬顏光+張源源+張凌海

摘 要 包鋁炭素分廠二車間所采用煅燒設備是八層五組二十室順流式罐式煅燒爐，其中1# 、2# 煅燒爐處使用已達10年，超過設計使用壽命進入后期管理使用階段。在此期間1#爐經歷4次烘爐，2#爐經歷2次烘爐，使得煅燒爐爐體變形嚴重，揮發份直接從罐內溢入火道，影響煅燒爐的正常使用。本文主要介紹炭素分廠二車間通過調整工藝參數，改進操作方式，改善煅燒爐使用情況，減緩煅燒爐老化趨勢，從而確保煅燒爐的正常運行。

關鍵詞 罐式煅燒爐；變形；調整

中圖分類號：TF808 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0125-02

The management and maintenance of shaft kiln used in late stage

CHEN Hai-hang1， LI Zhen-guo2， MA Yan-guang1，

ZHANG Yuan-yuan2， ZHANG Ling-hai2

（1.Inner Mongolia Datang International Renewable Resources Development Co.， Ltd.， Inner Mongolia， Hohhot， 010200， China； 2. Shenyang Create-unite Furnace Technology Co.，ltd.， Liaoning， Shenyang， 110032， China）

Abstract： The calcination units applied by the second carbon plant of the Baotou aluminum factory are the 8 layers； 5 groups； 20 sections concurrent shaft kilns； among which 1# and 2# shaft kilns have been in production for over 10 years； which exceeds the design life and enters the final management phrase. During those years； the 1# shaft kiln has been heated up for 4 times and 2# for twice. That leads to the serious deformation of the kiln body； makes the volatile matter flow into the flue wall from the inner kiln directly and the normal production of the kiln is greatly influenced. The article introduces how to adjust the process parameter and improve the operation to slow down the aging trend of the shaft kilns in the second carbon plant and ensure the normal operation of the shaft kilns.

Key words： shaft kiln； transformation； adjustment

1 煅燒爐結構簡述

罐式煅燒爐是一種復雜的熱工設備，它是利用炭素原材料石油焦在煅燒溫度作用下逸出揮發份與空氣混合在火道內燃料，在隔絕空氣的條件下對炭素材料進行高溫干餾的一種設備。炭素二車間煅燒爐是順流式罐式煅燒爐，這種爐子優點是煅燒質量好，氧化燒損小，熱效率高和維護費用低。

二車間煅燒爐由爐體、加料、排料和冷卻裝置、揮發份集合道、煙道及排料機等部分組成，爐體由20個用耐火材料砌成的結構相同及垂直配置的煅燒罐組成。每4個罐為一組，共5組，罐的下部設有首層和四層兩個空氣道，沿煅燒罐高度配置8層火道。

2 煅燒爐目前狀況分析

炭素二車間1# 、2# 煅燒爐，投入使用已達10年，已超過設計使用壽命。在此期間1#爐經歷3次烘爐，2#爐經歷2次烘爐，使爐體變形嚴重。具體表現在：

1）爐體四周大墻熱輻射增大。

2）罐壁由于多年使用，磨損、沖刷罐壁壁厚已由原來80 mm到現在不足60 mm，強度大大降低，罐壁硅磚墻面變形出現裂紋，揮發份直接從罐內溢入火道，若采用措施不當極易造成局部過熱，形成熔洞甚至燒穿，在這方面2#煅燒爐尤為嚴重。

3）火道變形錯位，揮發份得不到合理控制和利用，爐溫和負壓調整、靈敏度下降，給煅燒爐操作帶來很大困難。

3 方案選擇及分析

第一方案對煅燒爐進行停爐中修，對罐壁破損裂紋部位進行修補。

第二方案通過調整工藝參數，原材料配比及操作工序和方法加強科學管理，來逐步改善煅燒爐使用狀況。

第一方案從長期使用角度來考慮，對煅燒爐非常有利，但周期較長，再加上一車間1#煅燒爐爐修，二車間擔負其一半左右的煅后料供料任務，不能停爐，這一方案被否決。

現在只有考慮第二方案的施實，經分析首先要解決煅燒爐罐壁變形，揮發份直接從罐壁溢入火道，它產生直接后果是破壞了煅燒爐的溫度階梯，若采取措施不及時很可能造成局部過熱，形成熔洞最后等煅燒爐報廢，下面是1#、2#煅燒爐檢查結果：1#煅燒爐，主要在八層火道位置，罐壁在裂紋，向火道串火的火道號分別是：5、7、8、9、11、12、13；2#煅燒爐，主要在八層火道位置，罐壁受損變形比較嚴重，從1-20火道均有不同程度的串火現象。endprint

4 第二方案的具體實施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調整系統的負壓開始，以2#爐作為實驗對象，總道負壓由120 Pa開始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開始下降，每降一個單位保持24小時，然后根據爐體罐壁串火情況進行綜合打分。隨著爐體負壓的降低，罐壁串火現象呈減輕趨勢，但負壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來很大困難，因此我們將煅燒爐總道負壓調整為80-95 Pa。并根據總道負壓的調整，對其他參數和操作規程也作了相應調整，下面是具體第二方案的內容。

4.1 負壓制度

由過去大負壓操作改為小負壓操作，煅燒爐煙道負壓調整為80-95 Pa，同時負壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負壓的均衡性，同時要求首層負壓20-30 Pa，四層負壓40-45 Pa，六層負壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負壓的降低，在原料配比上作適當調整，根據原料理化指標的不同，合理配制鎮江焦和煅燒后料，以調整原料揮發份含量，揮發份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對于煅后料的質量至關重要，根據多年的實際工作經驗結合爐體當前狀況，溫度范圍調整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時間繼電器排料時間不準確，排料量忽多忽少，現將其全部更換成進口的時間繼電器，從而保證排料時間的準確。

2）排料速度由以中、快速為主，調整為以中、慢速為主，同時將排料時間由每小時4次，每次8分鐘，延長到每次9分15秒鐘。從而確保生產用料，同時也使原料的揮發份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢減緩，煅燒爐爐體運行穩定，從而確保煅后料的產量和質量，表1為采用措施前、后效果對照表。

表1 采用措施前、后效果對照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻

[1]錢湛芬.炭素工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素熱工設備及原理[M].湖南大學出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國豎罐式爐煅燒石油焦技術分析與研討[J].炭素技術，2009（5）：31-37.endprint

4 第二方案的具體實施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調整系統的負壓開始，以2#爐作為實驗對象，總道負壓由120 Pa開始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開始下降，每降一個單位保持24小時，然后根據爐體罐壁串火情況進行綜合打分。隨著爐體負壓的降低，罐壁串火現象呈減輕趨勢，但負壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來很大困難，因此我們將煅燒爐總道負壓調整為80-95 Pa。并根據總道負壓的調整，對其他參數和操作規程也作了相應調整，下面是具體第二方案的內容。

4.1 負壓制度

由過去大負壓操作改為小負壓操作，煅燒爐煙道負壓調整為80-95 Pa，同時負壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負壓的均衡性，同時要求首層負壓20-30 Pa，四層負壓40-45 Pa，六層負壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負壓的降低，在原料配比上作適當調整，根據原料理化指標的不同，合理配制鎮江焦和煅燒后料，以調整原料揮發份含量，揮發份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對于煅后料的質量至關重要，根據多年的實際工作經驗結合爐體當前狀況，溫度范圍調整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時間繼電器排料時間不準確，排料量忽多忽少，現將其全部更換成進口的時間繼電器，從而保證排料時間的準確。

2）排料速度由以中、快速為主，調整為以中、慢速為主，同時將排料時間由每小時4次，每次8分鐘，延長到每次9分15秒鐘。從而確保生產用料，同時也使原料的揮發份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢減緩，煅燒爐爐體運行穩定，從而確保煅后料的產量和質量，表1為采用措施前、后效果對照表。

表1 采用措施前、后效果對照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻

[1]錢湛芬.炭素工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素熱工設備及原理[M].湖南大學出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國豎罐式爐煅燒石油焦技術分析與研討[J].炭素技術，2009（5）：31-37.endprint

4 第二方案的具體實施

罐壁受損部位主要集中在八層火道位置，先從調整系統的負壓開始，以2#爐作為實驗對象，總道負壓由120 Pa開始，在保持其工藝條件下，逐步以每10 Pa左右為單位開始下降，每降一個單位保持24小時，然后根據爐體罐壁串火情況進行綜合打分。隨著爐體負壓的降低，罐壁串火現象呈減輕趨勢，但負壓低于70 Pa以下，將給爐體操作帶來很大困難，因此我們將煅燒爐總道負壓調整為80-95 Pa。并根據總道負壓的調整，對其他參數和操作規程也作了相應調整，下面是具體第二方案的內容。

4.1 負壓制度

由過去大負壓操作改為小負壓操作，煅燒爐煙道負壓調整為80-95 Pa，同時負壓控制由支路控制改為支路與總道雙控制，支路與總道負壓壓差由50 Pa降為20 Pa，從而提高負壓的均衡性，同時要求首層負壓20-30 Pa，四層負壓40-45 Pa，六層負壓65-70 Pa。

4.2 原料配比

由于總道負壓的降低，在原料配比上作適當調整，根據原料理化指標的不同，合理配制鎮江焦和煅燒后料，以調整原料揮發份含量，揮發份基本控制在7.5%-9.6%之間。

4.3 溫度制度

煅燒爐的爐溫對于煅后料的質量至關重要，根據多年的實際工作經驗結合爐體當前狀況，溫度范圍調整為：首層1200℃-1300℃，三層1250℃-1320℃，八層火道溫度不大于1000℃。在溫度制度上，把火道溫度走中上線調整為走中下線。

4.4 煅燒排料

1）由于以前所用是老式時間繼電器排料時間不準確，排料量忽多忽少，現將其全部更換成進口的時間繼電器，從而保證排料時間的準確。

2）排料速度由以中、快速為主，調整為以中、慢速為主，同時將排料時間由每小時4次，每次8分鐘，延長到每次9分15秒鐘。從而確保生產用料，同時也使原料的揮發份均勻溢出。

5 煅燒爐使用效果

由于采取以上措施，兩臺煅燒爐爐體變形串火，局部高度得到控制，爐體老化趨勢減緩，煅燒爐爐體運行穩定，從而確保煅后料的產量和質量，表1為采用措施前、后效果對照表。

表1 采用措施前、后效果對照表

Tab.1 Effect comparison table between before and after adopting measures

參考文獻

[1]錢湛芬.炭素工藝學[M].北京：冶金工業出版社，2008：54-56.

[2]謝有贊.炭素熱工設備及原理[M].湖南大學出版社，1978.

[3]王平甫，羅英濤，官振，等.中國豎罐式爐煅燒石油焦技術分析與研討[J].炭素技術，2009（5）：31-37.endprint