6 m焦爐爐頂空間溫度的優化調節

楊鵬（山鋼集團萊蕪鋼鐵股份有限公司 山東 萊蕪 271104）

爐頂空間溫度是指焦爐炭化室頂部沒有裝煤部分的空間溫度，該空間是煤在煉焦過程中產生荒煤氣匯集和導出的地方，爐頂空間溫度也就是此處荒煤氣的溫度。爐頂空間溫度的高低，影響化學產品的產率和質量，以及爐頂石墨生成情況。

一、影響爐頂空間溫度原因分析

1.標準溫度

焦爐設定過高的標準溫度，炭化室爐墻溫度以及焦餅中心溫度相應升高，炭化室爐墻傳遞給爐頂空間荒煤氣的熱量也會增加，使荒煤氣溫度升高；同樣，過高的焦餅中心溫度，會使煤在形成焦炭的干餾過程中分解產生的荒煤氣攜帶更多的熱量，這樣都會導致爐頂空間溫度進一步升高。

標準溫度的設定，應在保證焦炭成熟的前提下，盡可能的降低焦餅中心溫度。

2.集氣管壓力

焦爐集氣管壓力是依據吸氣管正下方炭化室底部壓力在結焦末期不小于5pa來設定的，同時受大氣溫度變化的影響，集氣管壓力冬季比夏季高10-20pa。集氣管壓力設定偏小，可能會使炭化室產生負壓，空氣從爐門等密封不嚴出吸入炭化室，與剛從煤中分解的荒煤氣燃燒，不但使爐頂空間溫度升高，而且降低化產品的質量和收率。同時，由于集氣管壓力設定偏大，焦爐煙火控制難度加大，冒煙冒火現象加劇，不利于環保控制。

集氣管壓力的設定，應在控制焦爐煙火的情況下，盡量提高保持值。

3.裝煤量

焦爐炭化室的有效容積是固定的，若裝煤量不足，爐頂空間增大，爐墻與爐頂空間接觸傳熱的面積增大，裂解產生的荒煤氣熱量增加，從而使爐頂空間溫度升高。此外，在加熱制度相同的條件下，裝煤量越少，煤干餾過程中所吸收的熱量越少，爐頂空間得到的熱量增加，再次促使爐頂空間溫度升高。

在同樣的加熱制度下，要保證裝煤量均勻穩定，達到裝滿、平、實。

4.配合煤揮發分

配合煤揮發分的大小直接影響荒煤氣的產生量，產生的荒煤氣會帶走大量的熱量。但當上升管、橋管清掃不及時，沉積物過多導致荒煤氣導出不暢，荒煤氣長時間停留在炭化室，發生裂解會使爐墻石墨增多，爐頂空間溫度升高，減少化產品產量。

5.爐體串漏

受爐齡增長的影響，爐體串漏日趨嚴重，加之爐門維護不及時，爐門冒煙冒火現象嚴重，集氣管壓力波動導致炭化室負壓時，空氣漏入炭化室內與荒煤氣接觸后燃燒，使爐頂空間溫度升高。

二、采取措施

1.降低標準溫度

焦餅中心溫度是判定焦炭成熟和確定標準溫度的主要依據，通過測量不同標準溫度下的爐頂空間溫度可以發現，標準溫度、焦餅中心溫度與爐頂空間溫度成正比例關系，比值大約為1:3:2，即標準溫度每升高1℃，焦餅中心溫度和爐頂空間溫度分別升高3℃和2℃。通過觀察測量數據，6 m焦爐在結焦時間為19 h的情況下，為保證焦炭均勻成熟，標準溫度設定在機側1255℃，焦側1315℃對降低爐頂空間溫度效果較好。

2.提高集氣管壓力

利用焦爐檢修時間，改變集氣管壓力保持值，測量相應的爐頂空間溫度。通過測量數據可以發現，爐頂空間溫度變化與集氣管壓力成反比，隨著集氣管壓力的升高，爐頂空間溫度逐漸降低，但當集氣管壓力設定值在160pa時，焦爐煙火控制難度增大，因此暫時將集氣管設定值調整為140pa來進行調節。下一步需要加強爐門、爐框和小爐門的清掃以及加煤口蓋的密封，在保證環保達標的情況下，繼續對集氣管壓力進行調整。

3.加強操作，穩定裝煤量

在相同加熱制度下，裝煤量越少，爐頂空間溫度越高。但在實際工作中，受配合煤組成、水分、細度變化，職工操作配合以及設備缺陷等因素的影響，裝煤量變化幅度較大。為了穩定裝煤量，保證爐頂空間溫度保持在較低的水平，我們采取了一系列措施。

（1）加強職工操作技能培訓，推進標準化操作，通過開展技術比武、崗位練兵活動，提高裝煤車與推焦車司機之間的配合操作能力，優化裝平煤操作，加強日常工藝紀律檢查，保證煤線穩定在（400±50）mm的范圍內。

（2）對裝煤操作進行優化改造，引進“一鍵式”裝煤操作系統，把手動操作改為自動操作，通過設定程序，系統自動控制裝煤轉速及轉數，自動發出平煤信號，在煤質變化時對程序進行相應調整，減少人為因素對裝煤穩定性的影響，確保裝滿、平、實。

（3）通過對煤塔秤計量及煤線的測量，結合焦炭單爐產量，建立裝煤量數據模型，繪制裝煤量與煤線及爐頂空間溫度的線性關系圖，確保能夠及時發現裝煤量的變化并采取相應控制措施。

4.加強荒煤氣導出設備清掃

配合煤揮發分主要受配合煤組成影響，而配合煤的配比還受公司決策、生產成本以及化產品市場的影響，煉焦車間無法控制。對此，煉焦車間制定并完善清掃制度，加強對荒煤氣導出系統，主要是橋管、上升管和集氣管的清掃及日常檢查頻次，避免由于沉積物過多導致荒煤氣導出困難。

5.加強爐體串漏治理

加強熱修管理，通過爐頂表面灌漿，爐頭、蓄熱室封墻及看火孔抹補的方法有效治理爐體串漏，同時加強機焦側爐門和機側小爐門的密封處理，增加爐體嚴密性，防止空氣進入炭化室。

結語

通過降低標準溫度，提高集氣管壓力，穩定裝平煤操作，加強爐體串漏治理和荒煤氣導出設備清掃，有效降低爐頂空間溫度，提高化產品收率，降低了焦爐耗熱量。