安鋼6m焦爐爐頂空間溫度優化及效果

王新會 劉琪 陳昕 張俊 關云鵬 翟超

( 安陽鋼鐵股份有限公司)

0 前言

爐頂空間溫度［1］是指炭化室頂部空間的荒煤氣溫度。由于煤在炭化室內加熱，溫度升高到700 ℃以后，以縮聚反應為主，這時開始大量產生H2，基本上不產生焦油［2］和其它苯族烴類產品，如果升溫速度較快，控制偏高，爐頂空間及上升管根部很容易形成大量的石墨，嚴重時將影響焦爐的正常生產，同時還影響化學產品的收率。因此要求在結焦時間2/3 時，爐頂空間溫度控制在800 ±30 ℃，最高不應超過850 ℃。

1 焦爐概況

安鋼焦化廠兩座6 m 焦爐為焦耐院設計的JN60 －6 型焦爐、2 ×55 孔年產110 萬噸焦炭，分別于2005年、2007年投產，設計周轉時間為19 h，目前周轉時間穩定在20 h，采用混合煤氣( 高爐煤氣中摻混一定比例的焦爐煤氣) 加熱。

2 存在問題及分析

爐頂空間溫度測量均采用爐蓋插熱電偶的方法進行測量。與7 m 焦爐相比，因為推焦車沒有石墨吹掃裝置，刮板機經常出現故障，爐頂空間溫度受爐頭溫度控制程度較大，易導致爐頂石墨偏多，經常造成干熄焦排焦及皮帶系統堵料故障。2012年10月～2013年3月測定的爐頂空間及相關的主要數據見表1。

表1 7#、8#焦爐爐頂空間溫度關聯數據(平均)

由表1 可以看出，爐頂空間溫度與直行平均溫度成正比，與焦餅中心溫度成正比;與爐頭溫度沒有直接的關聯性，經過排查分析，主要存在以下幾方面問題:

2．1 焦爐密封性差

通過檢查發現，廢氣瓣及蓄熱室封墻等部位的密封性差，密封用的保溫材料處理間隔時間長，很多保溫部位開裂，或掉塊，起不到保溫效果，為了保持合理的邊火道溫度，標準溫度有所提高，導致爐頂空間溫度偏高。

2．2 裝煤量偏低

裝煤量如果偏少，導致炭化室頂部和煤線的間距過大，會引起焦爐爐頂空間溫度高的“假象”。2013年3月份的煤線測量過程中，發現8#煤車3#煤線平均達到了2100 mm，比要求的1800 mm 低300 mm左右。經檢查，裝煤車螺旋轉數達到要求的轉數，3#稱重長期不顯示，不能做出合理判斷，通過對8#煤車3#螺旋進行檢查，發現螺旋變形嚴重，每圈裝煤量比平時要少。

2．3 立火道高向加熱不均勻

車間采用混合煤氣( 高爐煤氣里摻混焦爐煤氣) 加熱，其中焦爐煤氣量控制在2．5% ～3%左右。其中2012年2月～3月份的焦餅中心溫度情況見表2。

表2 2012年2 ～3月份焦餅中心溫度

由表2 中可以看出，由于采用主要為高爐煤氣的混合煤氣加熱，而高爐煤氣的高向加熱均勻性非常差，導致炭化室上部溫度1065 ℃比下部1046 ℃高出19 ℃，是焦爐爐頂空間偏高的一個主要原因。

2．4 爐頂空間溫度與荒煤氣導出系統不暢

如果荒煤氣系統導出不暢，如上升管根部石墨堆積較厚、橋管堵或氨水噴灑效果差都會導致荒煤氣導出不暢，這樣會引起焦油或芳香烴等在炭化室頂部停留時間較長，使化產品產生二次裂解的機率增加，形成較多的石墨，同時會造成爐頂空間溫度偏低的“假象”。

3 工藝優化措施

3．1 提高爐體的嚴密性

針對爐頭溫度波動，車間向焦化廠申請平均每兩年對焦爐( 特別是大焦爐) 進行加固保溫一次，并且制度化，減少冷空氣進入焦爐爐內的可能性，提高并穩定爐頭溫度。

3．2 調整合適的標準溫度

標準溫度對爐頂空間的影響較大，針對標準溫度偏高，爐頂空間溫度偏大，采取動態標準溫度管理，根據夏天爐頭大等需要調節的生產實際需要，合理的調整標準溫度，見表3。

表3 7#、8#焦爐爐頂空間溫度關聯數據

由表3 可以看出，焦餅中心溫度基本上穩定在1000 ±50 ℃，爐頂空間溫度也在800 ±30 ℃合適的范圍之內。

3．3 及時調整裝煤量

為了確保測量的準確性，測量爐頂空間溫度時，應先測量相應的煤線，讓其保持和平時要求的一樣，同時在裝煤前檢查上升管荒煤氣導出系統是否正常運行，并組織對8#煤車3#螺旋進行更換，要求計控部門恢復電子稱設備，并每年對其進行規范標定。同時每周對煤線進行測量，避免由于煤車稱量系統故障導致裝煤量偏少。

3．4 合理控制高向加熱

針對焦餅中心溫度上下偏差較大的問題，將加熱用混合煤氣中的焦爐煤氣含量由原來的2．5% ～3%提高到現在的4．5% ～5%，焦餅中心溫度上下偏差由原來的19 ℃縮小到±5 ℃，解決了焦爐高向加熱均勻性差的問題，穩定了焦炭質量，確保了測量的爐頂空間溫度的全爐準確性。

3．5 確保荒煤氣導出系統暢通

加大上升管系統( 橋管、上升管根部、氨水噴頭) 和爐口石墨等檢查力度，并根據實際情況及時調整爐頂空間溫度，使炭化室荒煤氣導出正常，確保焦爐生產的良性循環。

4 工藝優化效果

1) 確保了爐頂空間溫度測量的真實性，具有全爐代表性。

2) 在保證爐頂空間溫度控制在800 ±30 ℃，最高不超過850 ℃的前提條件下，很好的改善冬天爐頭焦炭偏生冒黑煙，夏天大爐頭現象，便于更好的組織生產。

3) 炭化室頂部及上升管根部結石墨情況得到明顯改善。

4) 提高了化學產品的收率，并有效的保證了收率穩定，同時也減輕了大量酚氰污水排放的環保壓力。

5 結語

目前采用熱電偶測量爐頂空間溫度，熱電偶測量受到爐墻高溫熱輻射的影響，測量值比實際值偏高;同時對爐頂空間測量方法改進［3］等更加有利于測量的準確性; 另外推焦車上的自動石墨吹掃裝置如能得到恢復，將有利于焦爐的爐頂空間溫度的穩定;清門清框系統如果能正常使用，在環保得到保證和爐頂空間溫度穩定的情況下，適當提高集氣管壓力，有利于焦爐爐體的保護。

［1］于振東，蔡承祐．焦爐生產技術［M］． 沈陽: 遼寧科學技術出版社，2005:171

［2］蘇宜春．煉焦工藝學［M］．北京:冶金工業出版社，2006:59－73

［3］靳迎武，張俊，劉思沛等．焦爐爐頂空間溫度測量優化［J］．甘肅冶金，2013，35(2) :118 －120