王新會(huì) 劉琪 陳昕 張俊 關(guān)云鵬 翟超

( 安陽(yáng)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(nèi)加熱，溫度升高到700 ℃以后，以縮聚反應(yīng)為主，這時(shí)開始大量產(chǎn)生H2，基本上不產(chǎn)生焦油［2］和其它苯族烴類產(chǎn)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(yán)重時(shí)將影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)，同時(shí)還影響化學(xué)產(chǎn)品的收率。因此要求在結(jié)焦時(shí)間2/3 時(shí)，爐頂空間溫度控制在800 ±30 ℃，最高不應(yīng)超過(guò)850 ℃。

1 焦?fàn)t概況

安鋼焦化廠兩座6 m 焦?fàn)t為焦耐院設(shè)計(jì)的JN60 －6 型焦?fàn)t、2 ×55 孔年產(chǎn)110 萬(wàn)噸焦炭，分別于2005年、2007年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)時(shí)間為19 h，目前周轉(zhuǎn)時(shí)間穩(wěn)定在20 h，采用混合煤氣( 高爐煤氣中摻混一定比例的焦?fàn)t煤氣) 加熱。

2 存在問題及分析

爐頂空間溫度測(cè)量均采用爐蓋插熱電偶的方法進(jìn)行測(cè)量。與7 m 焦?fàn)t相比，因?yàn)橥平管嚊]有石墨吹掃裝置，刮板機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障，爐頂空間溫度受爐頭溫度控制程度較大，易導(dǎo)致爐頂石墨偏多，經(jīng)常造成干熄焦排焦及皮帶系統(tǒng)堵料故障。2012年10月～2013年3月測(cè)定的爐頂空間及相關(guān)的主要數(shù)據(jù)見表1。

表1 7#、8#焦?fàn)t爐頂空間溫度關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(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(guān)聯(lián)性，經(jīng)過(guò)排查分析，主要存在以下幾方面問題:

2．1 焦?fàn)t密封性差

通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，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(shí)間長(zhǎng)，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(biāo)準(zhǔn)溫度有所提高，導(dǎo)致爐頂空間溫度偏高。

2．2 裝煤量偏低

裝煤量如果偏少，導(dǎo)致炭化室頂部和煤線的間距過(guò)大，會(huì)引起焦?fàn)t爐頂空間溫度高的“假象”。2013年3月份的煤線測(cè)量過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)8#煤車3#煤線平均達(dá)到了2100 mm，比要求的1800 mm 低300 mm左右。經(jīng)檢查，裝煤車螺旋轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到要求的轉(zhuǎn)數(shù)，3#稱重長(zhǎng)期不顯示，不能做出合理判斷，通過(guò)對(duì)8#煤車3#螺旋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)螺旋變形嚴(yán)重，每圈裝煤量比平時(shí)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?fàn)t煤氣) 加熱，其中焦?fàn)t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(dǎo)致炭化室上部溫度1065 ℃比下部1046 ℃高出19 ℃，是焦?fàn)t爐頂空間偏高的一個(gè)主要原因。

2．4 爐頂空間溫度與荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)不暢

如果荒煤氣系統(tǒng)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致荒煤氣導(dǎo)出不暢，這樣會(huì)引起焦油或芳香烴等在炭化室頂部停留時(shí)間較長(zhǎng)，使化產(chǎn)品產(chǎn)生二次裂解的機(jī)率增加，形成較多的石墨，同時(shí)會(huì)造成爐頂空間溫度偏低的“假象”。

3 工藝優(yōu)化措施

3．1 提高爐體的嚴(yán)密性

針對(duì)爐頭溫度波動(dòng)，車間向焦化廠申請(qǐng)平均每?jī)赡陮?duì)焦?fàn)t( 特別是大焦?fàn)t) 進(jìn)行加固保溫一次，并且制度化，減少冷空氣進(jìn)入焦?fàn)t爐內(nèi)的可能性，提高并穩(wěn)定爐頭溫度。

3．2 調(diào)整合適的標(biāo)準(zhǔn)溫度

標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)爐頂空間的影響較大，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度偏高，爐頂空間溫度偏大，采取動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溫度管理，根據(jù)夏天爐頭大等需要調(diào)節(jié)的生產(chǎn)實(shí)際需要，合理的調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)溫度，見表3。

表3 7#、8#焦?fàn)t爐頂空間溫度關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)

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

3．3 及時(shí)調(diào)整裝煤量

為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，測(cè)量爐頂空間溫度時(shí)，應(yīng)先測(cè)量相應(yīng)的煤線，讓其保持和平時(shí)要求的一樣，同時(shí)在裝煤前檢查上升管荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，并組織對(duì)8#煤車3#螺旋進(jìn)行更換，要求計(jì)控部門恢復(fù)電子稱設(shè)備，并每年對(duì)其進(jìn)行規(guī)范標(biāo)定。同時(shí)每周對(duì)煤線進(jìn)行測(cè)量，避免由于煤車稱量系統(tǒng)故障導(dǎo)致裝煤量偏少。

3．4 合理控制高向加熱

針對(duì)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?fàn)t煤氣含量由原來(lái)的2．5% ～3%提高到現(xiàn)在的4．5% ～5%，焦餅中心溫度上下偏差由原來(lái)的19 ℃縮小到±5 ℃，解決了焦?fàn)t高向加熱均勻性差的問題，穩(wěn)定了焦炭質(zhì)量，確保了測(cè)量的爐頂空間溫度的全爐準(zhǔn)確性。

3．5 確?；拿簹鈱?dǎo)出系統(tǒng)暢通

加大上升管系統(tǒng)( 橋管、上升管根部、氨水噴頭) 和爐口石墨等檢查力度，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整爐頂空間溫度，使炭化室荒煤氣導(dǎo)出正常，確保焦?fàn)t生產(chǎn)的良性循環(huán)。

4 工藝優(yōu)化效果

1) 確保了爐頂空間溫度測(cè)量的真實(shí)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(guò)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(xiàn)象，便于更好的組織生產(chǎn)。

3) 炭化室頂部及上升管根部結(jié)石墨情況得到明顯改善。

4) 提高了化學(xué)產(chǎn)品的收率，并有效的保證了收率穩(wěn)定，同時(shí)也減輕了大量酚氰污水排放的環(huán)保壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

目前采用熱電偶測(cè)量爐頂空間溫度，熱電偶測(cè)量受到爐墻高溫?zé)彷椛涞挠绊懀瑴y(cè)量值比實(shí)際值偏高;同時(shí)對(duì)爐頂空間測(cè)量方法改進(jìn)［3］等更加有利于測(cè)量的準(zhǔn)確性; 另外推焦車上的自動(dòng)石墨吹掃裝置如能得到恢復(fù)，將有利于焦?fàn)t的爐頂空間溫度的穩(wěn)定;清門清框系統(tǒng)如果能正常使用，在環(huán)保得到保證和爐頂空間溫度穩(wěn)定的情況下，適當(dāng)提高集氣管壓力，有利于焦?fàn)t爐體的保護(hù)。

［1］于振東，蔡承祐．焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù)［M］． 沈陽(yáng): 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2005:171

［2］蘇宜春．煉焦工藝學(xué)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2006:59－73

［3］靳迎武，張俊，劉思沛等．焦?fàn)t爐頂空間溫度測(cè)量?jī)?yōu)化［J］．甘肅冶金，2013，35(2) :118 －120