采用煙氣爐進行干熄焦溫風干燥烘爐實踐

張寧國

（山東鋼鐵集團日照有限公司 焦化部，山東 日照276800）

1 前 言

干熄焦烘爐主要是干熄焦系統由冷態逐漸升溫，達到裝紅焦開工溫度的過程。干熄焦系統在筑爐工程結束、主體設備調試完畢后，在正式裝紅焦開工之前的重要一個環節，就是干熄焦烘爐。干熄焦烘爐重點是針對干熄爐、一次除塵器的耐火材料砌體而言，特別是新建的干熄焦裝置，其耐火材料砌體內含有大量的水分。就140 t/h的干熄焦裝置而言，系統內約殘留35 t的水分。如果這些水分不能很好地去除，當進入煤氣烘爐階段后，砌體中的水分在高溫作用下會變成高溫水蒸汽。這些高溫水蒸汽從砌體中逸出的過程中，會沖刷砌體灰縫，造成灰縫火泥脫落，也會使一些含水的低溫耐火磚產生裂紋，甚至剝蝕，嚴重影響干熄焦系統長周期安全穩定運行。

正常情況下，干熄焦系統需要利用蒸汽進行溫風干燥。由于日照公司焦化工程投產在其他工序之前，大公輔管網沒有開工蒸汽供應焦化工程，因此，干熄焦系統無法采用傳統的蒸汽溫風干燥。針對此問題，提出了采用天然氣加熱煙氣爐，利用其產生的煙氣進行烘爐。待本套干熄焦鍋爐產生蒸汽后，利用其蒸汽經減溫減壓后，對其余幾套干熄焦進行溫風干燥烘爐。

2 工藝流程及溫風干燥主要管理參數

2.1 工藝流程

在干熄焦裝置旁邊，臨時設置一套燃燒天然氣的煙氣爐。天然氣和助燃空氣通過燃燒器燃燒產生的高溫煙氣，與從余熱鍋爐旁路回轉過來的低溫煙氣，在煙氣爐內均勻混合成180～200℃的煙氣；然后與鍋爐出口主管路出來的煙氣混合，進入二次除塵器，經循環風機加壓，進入干熄爐進行烘爐。混合后煙氣理論溫度在150℃左右，通過控制鍋爐出口主管路和旁路煙風比例控制升溫速度。當煙氣爐出口煙氣溫度超標時，關閉其出口管道上的閥門，并打開相應的放散閥。主要烘爐流程見圖1。

圖1 干熄焦溫風干燥流程

2.2 溫風干燥主要管理參數

主管溫度T2≥150 ℃；T2升溫速度10 ℃/h，最大≯15 ℃/h；循環風量150 000～170 000 Nm3/h；溫風干燥階段以T5（預存室上部溫度）為輔助管理溫度，控制0.8℃/h，使用煙氣爐比通常使用蒸汽增加2 d的溫風干燥時間。

烘爐前，需制定升溫趨勢方案。山鋼日照干熄焦升溫趨勢如圖2所示。

圖2 烘爐方案升溫趨勢

3 溫風干燥測定項目及現場操作要點

3.1 溫風干燥測定項目

溫風干燥期間的主要測定項目如表1所示。

表1 溫風干燥測定項目

3.2 溫風干燥現場操作要點

以煙氣爐煙氣作為加熱源，主要是除去干熄爐及一次除塵耐火磚砌體中的水分。現場操作應按照以下幾點進行。

1）風量、熱風量調整要緩慢，不要過急；2）疏水要及時；3）測量要準確；4）現場作業注意防止碰傷、摔傷、砸傷、燙傷；5）嚴禁靠近蒸汽放散處，避免燙傷人。

4 煙氣爐系統的操作

4.1 能源介質要求

水、電、壓縮空氣、儀表壓縮空氣、氮氣可供應量達到設計要求，其他能源介質要求：天然氣壓力＞3 kPa（煙氣爐入口）；額定流量400 Nm3/h，最大600 Nm3/h。

4.2 引天然氣操作

1）點火時必須按照先給火種，后送天燃氣的原則進行。2）引天然氣前確認各天然氣閥門處于關閉狀態。3）打開天然氣管道末端放散閥。4）向天然氣管道內通入氮氣，吹掃管道。用氮氣吹掃管道10 min后，測量管道內O2含量＜5%時，關閉放散閥，關閉氮氣閥。5）煙氣爐點火。首先用點火管為燃燒器點火，接著打開天然氣閥門送天然氣。

注意要小開燒嘴主空氣閥與主天然氣閥，點燃后再逐漸開大。若點火時遇到滅火，應立即停爐并關閉天然氣主閥門，并打開氮氣閥門對天然氣管道進行吹掃，同時用助燃空氣吹掃爐膛10 min后再重新點火。

4.3 煙氣爐烘爐

4.3.1 烘爐前準備

1）烘爐前系統必須全部安裝完畢，具備投入運行條件。2）燒嘴、燒嘴上的天然氣閥、空氣閥、干燥氣放散閥等要完整、靈活。3）控制系統及檢測系統運行正常，天然氣管道氣密性試漏合格。4）檢查燒嘴的天然氣閥是否關嚴；各切斷閥、調節閥是否關閉、關嚴。5）檢查煙氣爐各管道放散閥是否打開，卸爆閥盲板是否拆除等。

4.3.2 烘爐

煙氣爐第一次投入使用應進行烘爐。烘爐過程要嚴格按烘爐曲線進行，通過控制天然氣的流量來調節爐膛內燃燒溫度，按要求一般要小火燃燒維持2 d左右，后火勢逐漸加大。烘爐第一天爐膛出口排煙溫度應＜50℃，以后每天≯80℃，末期最高溫度＜220℃，爐膛溫度≤900℃，烘爐時間約3 d為宜。烘爐過程中每2 h記錄一次煙溫。烘爐結束后轉入干熄焦煙氣爐溫風干燥階段。

4.3.3 煙氣爐爐膛溫度的控制與調節

煙氣爐爐膛溫度一般控制在800～1 000℃，爐膛溫度控制可參考表2來操作。

表2 煙氣爐爐膛溫度的控制與調節

4.4 導入煙氣操作

打開煙氣爐出口蝶閥，緩慢調整循環氣體摻混閥門，逐漸增加循環氣體摻混量，適當調節天然氣量，使煙氣溫度符合T2及T5升溫要求。

4.5 停止煙氣爐操作

緩慢關閉循環氣體摻混閥門，逐漸減少循環氣體摻混量，同時調節天然氣量，保持了其煙氣爐出口煙氣溫度≯220℃生產，否則開啟放散閥進行放散。

4.6 溫風干燥工作后期及收尾工作

1）烘爐過程中要密切觀察煙氣爐火焰情況，使之始終處于負壓燃燒狀態。2）天然氣點火條件具備后，逐步降低循環風量至100 000 Nm3/h，同時減少天然氣流量，期間注意壓力、煙氣溫度，防止煙溫超標。3）關閉煙氣爐天然氣進氣閥，煙氣爐熄火，關閉煙氣爐燃燒器，進氣閥后吹掃。降低循環風機至最低風量后，停循環風機，關閉風機入口翻板閥。4）關閉干熄爐爐蓋、常用放散閥，兩水封槽通水投用。鍋爐出口多板翻板閥全開，拆除煙氣爐與循環氣體管道連接管道，循環氣體管道上開口處上盲板封堵。天然氣進煙氣爐手閥后插入盲板。5）采用煙氣爐溫風干燥方式時，由于溫風干燥后需停風機拆除臨時管道，點火前也需導入空氣置換，保證爐內氧氣含量，可能會導致T5溫度下降較多。當T5溫度達到100℃以上時，即溫風干燥作業結束，可進行天然氣烘爐作業。現場轉天然氣烘爐，應按實際情況對烘爐計劃進行調整。烘爐完成后，拆除煙氣爐及附屬管道設備，并對循環氣體管道進行封堵。

5 結語

采用煙氣爐進行干熄焦溫風干燥烘爐為世界首創。對于無蒸汽供應或蒸汽供應不足的情況，采用此種方法建設周期短、投資成本低。從實際烘爐情況來看，效果較好，為同行業提供了可借鑒的理論與實踐經驗。