75t/h干熄焦冷卻段溫度異常的原因及處理措施

李劍利 張 淵

(安陽鋼鐵股份有限公司)

75t/h干熄焦冷卻段溫度異常的原因及處理措施

李劍利 張 淵

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼75t/h干熄焦生產運行情況,分析了冷卻段溫度異常的原因,通過采取相應措施,降低排焦溫度,提高冷卻效果,從而使干熄焦系統安全、穩定運行。

干熄焦 循環風量 冷卻段溫度

0 前言

安鋼焦化廠5#、6#焦爐1997年建成投產,爐型為2x42孔 JN43-80型,年產焦炭56萬 t。為了回收焦炭顯熱、減少污染、降低能耗、提高焦炭質量、大力發展循環經濟,安陽鋼鐵公司決定對5#、6#焦爐建設一套處理能力為75 t/h干熄焦裝置,該項目于2009年7月28日投紅焦,8月30日并網發電,結束了河南鋼鐵行業無干熄焦工藝的歷史。該工程由鞍山焦耐院設計引進,經過近9個月的生產運行,逐漸暴露出一些問題:排焦溫度偏高、r射線式料位位置不合理、一次除塵器排灰閥選型不當等,這不利于干熄焦的生產。

1 工藝原理

在干熄焦過程中,紅焦從干熄爐頂部裝入,低溫惰性氣體由循環風機鼓入干熄爐冷卻段紅焦層內,吸收焦炭顯熱,冷卻后的焦炭從干熄爐底部排出,從干熄爐環形煙道出來的高溫惰性氣體流經干熄焦鍋爐進行熱交換,鍋爐產生蒸汽,冷卻后的惰性氣體由循環風機重新鼓入干熄爐,惰性氣體在封閉的系統內循環使用。

2 存在問題

干熄爐是干熄焦的主體設備,由預存段、斜道區及冷卻段組成。冷卻段是紅焦與低溫循環氣體進行熱交換的區域,若冷卻段圓周方向溫度分布較為一致,則基本可以判斷排焦溫度較均勻。冷卻段上部溫度 T4和冷卻段下部溫度 T3在干熄爐圓周方向共有 A、B、C、D四個測溫點。

75t/h干熄焦自投產以來,冷卻段上部、下部圓周方向一直存在比較嚴重的偏溫現象,投產初期,系統負荷較小時,冷卻段溫度還能控制。當焦爐周轉時間為18 h,在全干的生產模式運行下,冷卻段在同一高度的溫差較大,導致排焦溫度偏高,系統內各部位參數發生很大變化,最終導致焦炭質量不穩定,干熄焦率下降。

3 原因分析

針對這個問題,對工藝操作、設備結構、生產現場做了跟蹤調查,分析了干熄焦的熄焦機理,總結出影響 T3、T4溫度變化的原因:

1)焦炭顆粒直徑分布的變化。①料鐘極端磨損,料中分散紅焦的功能下降。②焦爐操作條件的改變會影響焦炭顆粒直徑的改變。如:改變了煉焦煤的配比;焦爐生產率的變化。

2)焦炭下降速度分布變化。①是否調節棒的調整不夠或頭部磨損,影響焦炭下降速度分布。②鼓風設備的機械部分嚴重變形或正在磨損,造成下降速度分布變化。

3)循環氣體流速分布的變化。由于焦炭顆粒直徑分布的變化及焦炭下降速度分布變化,影響了氣體的流速。

由于75 t/h干熄焦運行才9個月,循環風機以及裝入料鐘不會出現嚴重磨損;由資料查得:煉焦煤配比沒有太大的變動。通過以上分析,可判定焦炭在干熄爐內下降速度不同步以及循環氣體流速在干熄爐內分布不均是造成 T3、T4溫度變化的主要原因。

4 采取措施

4.1 調節棒的更換

當干熄爐在庫量比較低的情況下,打開裝入裝置,發現干熄爐內料位有偏析現象 (D點方向比 B點方向低500mm～800mm)說明焦炭在 D點位置下降速度快。干熄焦供氣裝置下錐斗出口處設置了12根調節棒,冷卻段 D點的正下方有3根調節棒,調節到最大限度時,爐內料位偏析并沒有得到改善,原因是調節棒短,為阻止焦炭在該點的下降速度,對調節棒進行了改進,把調節棒A-A的長度增加200mm,(如圖1所示),新安裝的調節棒,基本保證了干熄槽內焦炭均勻同速下降。

圖1 改進前后調節棒示意圖

4.2 合理調整中央與周邊進風比例

安裝在干熄爐底部的供氣裝置,以中央風帽和周邊風環的形式將冷循環氣體均勻的供入干熄爐的冷卻室。理論上講,中央風道與周邊環形風道的供氣量保持1∶1.5時冷卻效果最好。在投產初期,由于考慮到中央風帽供氣阻力較大,中央風道與周邊風環按1∶1的比例進行供氣。由生產的工況可知:按1∶1對干熄爐供氣,循環氣體在干熄爐冷卻段分布不均,從而導致冷卻段溫度偏差較大。根據 T3、T4同一層面溫度差及鍋爐入口壓力,最終把中央與周邊進風比例調節為1∶1.2。

4.3 排焦量連續穩定

干熄爐預存段較大的容積為連續穩定排焦創造了條件。穩定的排焦量是整個干熄焦系統溫度、壓力等工藝參數穩定的最主要的方法之一。一定的排焦量,原則上應匹配一定的冷卻風量,結合75 t/h干熄焦生產操作,進行了大量的計算和基礎研究,繪制出排焦振幅、排焦量與循環風量對應關系 (見表2)。

表2 排焦振幅、排焦量與循環風量對應關系

4.4 調整攔焦車對位

電機車在焦爐區接焦時與攔焦車的對位,是靠一個在每臺焦罐車上都設有的“攔焦車對位”傳感器 (磁性接近開關)實現,當焦罐車與攔焦車的導焦柵對準位置后,該傳感器接通表示對位準確。5#、6#焦爐由于焦方場地有限,干熄焦焦罐設計成方形焦罐,接焦時為對位移動接焦。經現場觀察發現,接完焦后,都會出現焦罐北端焦炭多,南端焦炭少的現象,焦炭在方形焦罐中粒度分布不均,降低了冷卻效果。經過大量的試驗,把攔焦車上的磁體向南移動150mm,較好的平衡了焦罐各部分焦炭的粒度。

5 效果

1)通過以上措施的實施,達到了焦炭在干熄槽內均勻下滑目的,T3、T4溫度得到了有效的改觀見表3,降低了干熄焦的熱損失,杜絕排焦溫度局部偏高的現象。

表3 改造前后 T3、T4溫度對比

2)選用了合理的氣料比,降低循環系統的阻力,確保了干熄焦關鍵過程參數的控制,保證了干熄焦系統高效、低耗及穩定運轉。

6 結語

1)75t/h干熄焦系統能連續穩定運行為高爐的穩產、高產提供了條件。

2)冷卻段溫度不穩定,只有等到干熄爐系統年修,根據冷卻段內部襯磚磨損情況以及循環氣體的分配情況,采取更加有效的措施。

[1]潘立慧,魏松波.干熄焦技術.北京:冶金工業出版社,2004:6-51.

[2]于振東.焦爐生產技術.沈陽:遼寧科學技術出版社,2003:111-114.

[3]夏燚,陳松清,王飛,周平.干熄焦排焦溫度異常的對策.燃料與化工,2005,36(6):28-29.

TEMPERATURE ABNORMAL REASONS AND MEASURES FOR75 t/h DRY QUENCHED COKE(DQC)COOL ING SECTI ON

Li Jianli Zhang Yuan
(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

This paper introduces75 t/h DQC production running situation,analyzes the reasons for the cooling section temperature abnormal and takes appropriate measures to reduce the coke temperature,increase the cooling effect,so that DQC system security,and stable operation.

DQC Air Circulation Temperature of cooling section

2010—3—26