煉焦爐不同煤氣加熱的調節方式

趙華

摘 要：本文主要論述焦爐幾種不同煤氣加熱的熱工調節，根據加熱煤氣性質不同，制定不同的加熱制度，從理論上確定加熱所用煤氣流量、空氣量、煙道吸力、主管壓力等等。并在焦爐生產實際中逐步修正，調節時要考慮各種影響因素，結合焦爐的實際情況，仔細分析，確定合理的調節方案，使焦爐的加熱制度與焦爐生產相匹配，并最大限度的延長爐體的使用壽命。

關鍵詞：焦爐；吸力；加熱方式

1 焦爐加熱用煤氣性質

焦爐煤氣可燃主要成分氫氣和甲烷，可燃成分占90%以上，發熱值高達18000kJ/m3。因此燃燒速度快，火焰短，煤氣燃燒產生的廢氣密度小，焦爐加熱系統產生的阻力小。使用焦爐煤氣加熱，在處于高溫下的磚煤氣道和燒嘴等處會沉積石墨，焦爐在換向過程中要進入空氣除碳。當增減煤氣流量時焦爐燃燒溫度的變化比較靈敏，一般需要2～3h爐溫即可反映出來。焦爐煤氣中萘、焦油等雜質比較多，容易堵塞管道及管件，影響爐溫的正常調節，因此焦爐煤氣要經過預熱器預熱后控制在45～55℃。當焦爐壓力制度不當，炭化室負壓操作時，煤氣中的N2、CO2、O2含量增加，發熱值降低且會波動，因此煉焦車間和煤氣凈化的操作狀況對焦爐加熱用煤氣質量影響很大。

2 焦爐加熱時的熱工調節

2.1 焦爐煤氣加熱時的熱工調節

2.1.1 總煤氣量和兩側空氣量的調節

總煤氣量和兩側空氣量的調節，是控制好加熱制度的環節，也是確保直行和橫排溫度穩定的關鍵。

對于直行煤氣的分配，主要用孔板來控制，因此調節總煤氣量，首先要確定好煤氣流量、孔板尺寸和支管壓力三者的關系。為了使供入煤氣在合理而穩定的空氣過剩系數下燃燒，保持正常的看火孔壓力，在調節總煤氣量的同時，相應的改變煙道吸力和廢氣盤風門的開度。

2.1.2 直行煤氣和空氣分配調節

（1）直行煤氣分配調節

各燃燒室煤氣分配調節主要是調整孔板直徑。一般情況來說，大孔板孔徑變化1mm，爐溫變化5～10℃。在實際調節過程中常遇到系列情況：旋塞掛料嚴重；小孔板插鐵絲多，掛焦油，使燃燒室溫度偏低；炭化室漏氣；煤氣行程兩個交換不一致等致使溫度異常，此時要根據實際情況進行處理，不可一味的更換孔板，這樣會引起爐溫紊亂。

（2）直行空氣的分配調節

對于全爐空氣分配調節，主要靠調整蓄頂吸力來實現。影響蓄頂吸力的因素有：空氣口開度的影響；廢氣翻板開度的影響；廢氣盤砣桿高度、空氣蓋板的影響；分煙道吸力的變化；總煙道吸力的變化；其他方面的影響，如裝煤，蓄熱室漏氣等。根據不同的影響因素，合理的進行調節。

2.2 高爐煤氣加熱時的熱工調節

2.2.1 全爐總煤氣量的確定

由于高爐煤氣的發熱量為焦爐煤氣的五分之一，高爐煤氣加熱時的耗熱量比焦爐煤氣加熱時高10%～20%，可以按下式計算：

V高=1.15 V焦Q焦/ Q高

式中：V高——高爐煤氣總流量m3/h

V焦——焦爐煤氣總流量m3/h

Q高——高爐煤氣熱值kj/kg

Q焦——焦爐煤氣熱值kj/kg

2.2.2 機焦側流量的分配

用高爐煤氣加熱時，機焦側流量的關系，通常用下式表示：

V焦/ V機=1.05W焦/ W機

V焦_焦側使用煤氣量，m3/h

V機_機側使用煤氣量，m3/h

W焦—焦側炭化室平均寬度，mm

W機—機側炭化室平均寬度，mm

機焦側加熱煤氣流量分配是否合理，應根據機焦側標準火道溫度來確定。為了減少管道漏氣的機會，地下室主管的壓力不宜過高，一般以保持800～1000Pa為宜。

2.2.3 分煙道吸力的確定

在同一結焦時間下使用高爐煤氣加熱所產生的廢氣量約為焦爐煤氣加熱產生的廢氣量的1.5倍左右。高爐煤氣廢氣密度為1.37kg/m3，焦爐煤氣廢氣密度為1.21kg/m3，在同一結焦時間下，用高爐煤氣加熱時廢氣的阻力約為焦爐煤氣加熱時的1.52*1.37/1.21=2.55倍。因此改用高爐煤氣加熱時，分煙道的吸力可按下式確定：

a高=2.55（a焦- h1）+h2

式中a高—高爐煤氣加熱時分煙道的吸力Pa

a焦—焦爐煤氣加熱時分煙道的吸力Pa

h1—焦爐煤氣加熱時分煙道至看火孔下降側的總浮力Pa

h2—高爐煤氣加熱時分煙道至看火孔下降側的總浮力Pa

根據焦爐加熱數據統計可知，3#、4#焦爐在使用高爐煤氣加熱時的總煙道290Pa左右，使用焦爐煤氣加熱時的總煙道230Pa左右。

2.2.4 風門開度的確定

燒高爐煤氣時需要的空氣量小，因為高爐煤氣中可燃氣體成分較少，只有30%左右，1m3焦爐煤氣燃燒時需要的濕空氣量為5.5m3左右，1m3高爐煤氣燃燒時需要的濕空氣量為0.9m3左右。

根據經驗，用高爐煤氣加熱時風門開度約為焦爐煤氣加熱時的兩個風門總開度的90%左右。空氣過剩系數立火道保持在1.2左右，小煙道1.25～1.30.

2.3 混合煤氣加熱時的熱工調節

為了提高煤氣熱值，減少加熱系統的阻力，往往采用混合煤氣加熱，既高爐煤氣中摻入適當的焦爐煤氣，以降低煉焦耗熱量。

（1）使用高爐煤氣加熱時，焦爐煤氣摻入量最多不超過8%（混合氣總體積），焦爐煤氣含有焦油、萘和含有23%～27%甲烷，如果摻入焦爐煤氣過多，焦油、萘和石墨就會造成蓄熱室格子磚、篦子磚堵塞，影響焦爐吸、壓力調節，嚴重時影響焦爐正常加熱。從安全方面考慮，建議焦爐煤氣摻入量不要超過10%。

（2）使用混合煤氣時，焦爐煤氣壓力必須大于高爐煤氣壓力200pa。因為當焦爐煤氣壓力低于高爐煤氣壓力時，就會產生倒流；當高爐煤氣壓力過低時，焦爐煤氣就會大量混入高爐煤氣管道，易造成因燃燒不完全而發生爆炸事故。

3 結語

無論焦爐使用何種煤氣加熱，都必須保證煤氣在燃燒室完全燃燒，都要保證裝爐煤在規定的結焦時間內沿焦爐長向、高向同時成熟。煤氣性質不同，煤氣進入燃燒室的途徑也不相同，因此，焦爐熱工調節的方式也會有所不同。

參考文獻

[1]蔣少有.煉焦爐地下室加熱煤氣管道新結構及其煤氣調節裝置形式概述[J].鞍鋼技術，1995，（4）：35-40.

[2]蔣少有.煉焦爐加熱用高爐煤氣與焦爐煤氣調節裝置的研制與應用[J].鞍鋼技術，1986，（8）：71.

（作者單位：河北省張家口市宣化區河鋼集團宣鋼公司）