焦爐加熱
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-30
焦爐加熱的實例教程
隨著焦化行業生產的發展,對焦爐工藝參數調節質量的要求越來越高。焦爐煙道吸力的穩定,對維護焦爐橫向加熱均勻,有效控制焦爐砌體嚴密性,提高焦炭質量,延長焦爐壽命起著重要作用。煙道吸力的大小將直接決定最終進入焦爐的空氣量,同時影響各燃燒分系統的壓力分布。
脫硫脫硝裝置改變了煙道吸力, 可能對焦爐加熱系統產生影響。對脫硫脫硝風機存在故障時如何保證焦爐加熱系統安全穩定運行進行了研究, 提出了保證焦爐安全穩定運行的措施。
隨著環保標準越來越嚴格, 焦化廠煙氣脫硫脫硝的非常重要。為了達到《煉焦化學工業污染物排放標準》中的排放限值, 減少SO2和NOx的排放, 需要對焦爐排放的煙氣進行處理。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置成為焦化廠必不可少的裝置。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置調試過程中出現了焦爐加熱系統不穩定的問題, 給生產帶來安全隱患, 所以要進行深入研究, 以保證焦爐加熱系統與煙氣脫硫脫硝裝置安全穩定運行。
1 焦爐加熱系統穩定的意義
穩定良好的加熱制度可以保證焦爐穩產、低耗和長壽。焦爐加熱是受多種因素影響的復雜過程, 焦爐操作、裝煤量、裝煤水分、煤氣溫度和組成、大氣溫度等都會影響焦餅成熟的均勻性。加熱用煤氣和空氣的穩定配比對加熱制度也至關重要, 穩定的煙道吸力是煤氣充分燃燒和避免中毒爆炸的必要條件。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置運行后, 焦爐煙道吸力由煙囪改為風機提供, 所以必須研究脫硫脫硝風機存在故障時對焦爐加熱系統的影響。
2 脫硫脫硝運行的重點關注問題
從可研階段開始, 通常主要關注脫硫脫硝技術的工藝原理、脫除效率、副產物及成本投資等情況。
在工藝方案的優化和焦爐加熱系統所需的吸力切換速度方面還有待改進, 選擇了SDS干法脫硫技術和焦爐煙道閘板插入方式。
展開 3、討論
本文通過實驗分析的方式驗證了焦爐加熱制度相對于焦炭熱性質的影響情況，綜合實驗結果，得出如下結論：（1）在焦爐加熱制備焦炭的過程當中，每延長1.0h結焦時間，則所對應的生成焦炭反應性CRI指標下降0.42%，反應后強度CSR指標則下降0.58%；（2）在焦爐加熱狀態下所生成焦炭中，其反應性水平與反應后強度水平存在一定反向相關關系，且提高加熱溫度可提高反應后強度水平；（3）隨著配合煤水分的提升，需適當提高焦爐加熱溫度或延長結焦時間，避免煤料出現受熱不足、受熱不均勻的問題。以上結論望作用于實踐。
3、討論
本文通過實驗分析的方式驗證了焦爐加熱制度相對于焦炭熱性質的影響情況，綜合實驗結果，得出如下結論：（1）在焦爐加熱制備焦炭的過程當中，每延長1.0h結焦時間，則所對應的生成焦炭反應性CRI指標下降0.42%，反應后強度CSR指標則下降0.58%；（2）在焦爐加熱狀態下所生成焦炭中，其反應性水平與反應后強度水平存在一定反向相關關系，且提高加熱溫度可提高反應后強度水平；（3）隨著配合煤水分的提升，需適當提高焦爐加熱溫度或延長結焦時間，避免煤料出現受熱不足、受熱不均勻的問題。以上結論望作用于實踐。
洪葉發 方錦浩
焦爐是焦化企業的主體熱工設備，是焦化生產最主要的燃料燃燒碳排放源。因此，測算分析選用不同種類燃氣加熱焦爐，其燃料燃燒CO2排放量情況，在“碳減排”背景下，具有一定的意義。
現以一組兩座6米頂裝焦爐，年產焦炭能力120萬噸（干全焦）示例測算，用不同種類燃氣加熱焦爐，其燃料燃燒CO2排放量情況。
注：假定本測算的核算邊界包含高爐煤氣燃料燃燒CO2排放。
1、基礎工藝參數
（1）噸干焦耗濕煤（含7%水分）量1.423噸
（2）煉焦標準耗熱量（即含7%水濕煤耗熱量，來源于煉焦行業團標）
A、用焦爐煤氣加熱時 2310kj/kg（或2.31GJ/t）
B、用高爐煤氣摻混一定比例焦爐煤氣的混合煤氣加熱2600kj/kg（或2.60GJ/t）
（3）焦爐煤氣特性參數缺省值（來源于相關核算報告指南）
A、低位發熱量 167.460GJ/萬Nm3
B、單位熱值含碳量 13.60×10-3 噸/GJ
2、燃料燃燒CO2排放量測算
（1）煉焦耗濕煤量 120×1.423＝170.76萬t/a
（2）用焦爐煤氣加熱時，燃料燃燒CO2排放量
依據相關核算報告指南計算公式：
2.31×1707600÷167.60×2.277456×0.99×44÷12＝19.46tCO2/a
折算成焦爐加熱燃料燃燒碳排放系數 0.162tCO2/t焦
（3）用混合煤氣加熱時
焦爐用混合煤氣加熱工藝操作，主要是控制焦爐煤氣混入量，混入量占總量的百分數亦稱混合比。混合比有體積混合比和熱量混合比。
展開 開發建設大容積高效焦爐的標準耗熱量，應比中國煉焦行業協會發布的團標《焦爐等級標準》的特級焦爐標準耗熱量降低5～10%左右。據悉鞍鋼已在開展建設炭化室高度8.5米頂裝大焦爐工程前期準備工作。
2、跟隨著冶金焦炭產品主要用戶鋼鐵企業（或行業）承諾計劃在2025年前后率先提前實現“碳達峰”，以及大力發展富氫高爐煉鐵和用短流程替代長流程等鋼鐵冶煉新工藝技術，導致冶金焦炭產品市場需求處于下行，全國焦化產能處于過剩，產能利用率出現過低。屆時國家相關部門應加大力度采取“能耗雙控”，碳配額、碳交易市場等政策措施，用市場倒逼、政策引導與管控的方法，有序的將高能耗、高碳排放以及企業能耗強度大、碳排放強度大的7米以下（不含7米）頂裝焦爐和6.25米以下（不含6.25米）搗固焦爐焦炭生產自行退出。
3、采用焦爐程序自動控制加熱煉焦技術，焦爐加熱用煤氣量不變的加熱制度（即怛定加熱）是不合理的，應按結焦過程的需熱量提供熱量。程序自動加熱的焦爐，與恒定加熱煉焦相比，加熱耗煤氣量可減少約8～12% ，節能降碳效果較明顯。
4、配合入爐煤含水分對煉焦耗熱量有較大影響，應強化備煤原料場的科學管理，實現煤料的均勻化，采用煤調濕裝置（CMC）等工藝技術，嚴格控制配合入爐煤適合的低水分。一般認為配合入爐煤水分每變化1%，每公斤煤的煉焦耗熱量相應增減60～80KJ。
5、應用“火落管理法”替代“標準溫度”法的焦爐加熱管理方法，這有助于實現焦爐加熱控制的自動化。可準確控制各燃燒室實時所需的加熱煤氣流量，避免過剩提供熱量，以節省焦爐加熱用煤氣。
6、適當縮短換向時間，使焦爐蓄熱室內熱交換達到最大換熱量。控制并降低空氣過剩系數。減少焦爐燃燒廢氣帶出過多熱量，以節省加熱用煤氣，降低煉焦耗熱量。
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一般用焦爐煤氣加熱時，每公斤干煤的耗熱量約為 550千卡；用高爐煤氣加熱時約為630千卡。
護爐
煉焦爐烘爐階段由于硅磚的膨脹是非線性的，上下部位膨脹速度不一，有被拉成階梯裂紋的可能。正常生產過程中，由于炭化室的周期性裝煤和出焦，爐溫波動很大，砌體也會產生一定程度的脹縮變化。再加各種機械設備對砌體的撞擊，均可能導致砌體變形和開裂。
武鋼、馬鋼的7.63m焦爐燃燒室加熱水平為1210mm，太鋼1110mm，爐頂空間溫度普遍高達900℃。沙鋼的7.63m焦爐的加熱水平為1500mm，在投產初期，爐頂空間溫度偏高，后經過制定合理的加熱制度，控制裝煤量，改善煤的密度等方法，爐頂空間溫度基本控制在830-850℃，爐頂積碳現象趨緩。
如：
3.1.1焦爐地下室加熱系統不能正常換向操作（焦爐煤氣：30分鐘/次；高爐煤氣：20分鐘/次）而引起的加熱火道加熱不均勻（燒單眼或燒雙眼），造成焦餅成熟不均及推焦困難等事故。
3.1.2焦爐四大機車會造成因停電而引起的停止操作所造成的生產事故。
而在焦爐煉焦過程中使用的焦爐煤氣本身就含有H2S以及有機硫等成分，經過燃燒系統加熱后，焦爐產生的煙氣內就會含有一定量的SO2。因此，必須選擇含硫量較低的加熱煤氣，減少焦爐煙氣內的二氧化硫含量。
其次，提升脫硫工藝水平。
5 焦爐加熱制度
5.1 為保證焦炭均勻成熟，須制定并嚴格執行焦爐加熱制度（溫度制度及壓力制度）。
5.2 根據每座焦爐在調整時期所得實際數據，按照不同的周轉時間，制訂加熱制度表，主要包括下列項目：
a． 標準火道溫度；
b． 加熱煤氣消耗量；
c． 煙道（總的和兩側的）吸力；
d． 上升氣流蓄熱室頂部吸力；
e．
5 焦爐加熱制度
5.1 為保證焦炭均勻成熟，須制定并嚴格執行焦爐加熱制度（溫度制度及壓力制度）。
5.2 根據每座焦爐在調整時期所得實際數據，按照不同的周轉時間，制訂加熱制度表，主要包括下列項目：
a． 標準火道溫度；
b． 加熱煤氣消耗量；
c． 煙道（總的和兩側的）吸力；
d． 上升氣流蓄熱室頂部吸力；
e．
加熱焦爐煤氣溫度40~45℃,高爐煤氣不高于35℃。
推焦困難的原因有哪些？
3、焦爐爐門不嚴密會導致炭化室內的壓力波動，使爐墻磚縫的石墨遭到破壞，引起爐墻相互竄漏，破壞焦爐的加熱制度，給焦爐的溫度和壓力控制帶來困難。
5.3清掃小煙道：
5.3.1應在下降氣流進行；
5.3.2清掃時應關閉加減考克，卸開空氣風門蓋板；
5.3.3將耙子伸入煙道內，把灰扒至端部取出或用氣抽子抽凈，要防止灰塵進入小煙道和一米管內；
5.3.4將地下室頂部的小煙道清掃孔打開，用風由小煙道頭部來回清掃，注意風向要朝前不要朝上；
5.3.5清掃完后，封嚴蓋擰緊蓋板，打開加減考克，對于高爐煤氣加熱的焦爐
焦爐加熱控制目前大部分企業采用人工調節輔助簡單的反饋調節實現，缺乏對精準加熱智能控制技術的研究應用，未來一個時期需要生產企業、科研機構等通力合作，開發出適合各種爐型、不同工藝條件的焦爐精準加熱智能控制系統，并在全行業進行推廣，實現全行業焦爐加熱煤氣消耗降低2%~3%的目標。
2.重點推動高效蒸餾、熱泵等節能技術在焦化企業的應用。
