搗固焦?fàn)t加熱制度與煤餅形態(tài)的關(guān)系及生產(chǎn)實(shí)踐

暢賓平

(平煤集團(tuán)天宏焦化公司 )

搗固焦?fàn)t加熱制度與煤餅形態(tài)的關(guān)系及生產(chǎn)實(shí)踐

暢賓平

(平煤集團(tuán)天宏焦化公司 )

根據(jù)長(zhǎng)期試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)了焦?fàn)t加熱制度和入爐煤餅形態(tài)的操作經(jīng)驗(yàn),依據(jù)橫排溫度和相鄰燃燒室溫度變化及時(shí)調(diào)整煤餅高度,使焦炭均勻成熟,質(zhì)量穩(wěn)定。

搗固煉焦 煤餅形態(tài) 加熱制度

0 前言

傳統(tǒng)煉焦主要是采用頂裝煤方式,粉碎后的配合煤輸送到頂裝煤塔,然后將煤放入頂裝煤車,再由頂裝煤車將散狀煤從炭化室頂部裝煤孔裝入炭化室內(nèi)煉焦;而搗固煉焦則是將粉碎后的配合煤輸送到搗固煤塔,然后將煤沿專門(mén)的搗固裝煤車的煤箱長(zhǎng)向均勻放入,分次搗固成餅,再由搗固裝煤車將煤餅從機(jī)側(cè)裝入炭化室內(nèi)進(jìn)行煉焦。與頂裝煤煉焦相比,搗固煉焦具有配入高揮發(fā)、低粘結(jié)煤比例大、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大煤源使用范圍等優(yōu)勢(shì)。

1 問(wèn)題及分析

平煤集團(tuán)天宏焦化公司為 3.8 m HN3896型搗固焦?fàn)t,焦?fàn)t設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)時(shí)間為 21.5 h,投產(chǎn)后實(shí)際周轉(zhuǎn)時(shí)間為 24 h,遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)時(shí)間,使焦?fàn)t產(chǎn)量受限。原因是入爐煤餅形態(tài)與加熱制度不符,造成焦餅成熟效果不好;同時(shí)因爐頭散熱較快,爐頭溫度比標(biāo)準(zhǔn)火道溫度低 100℃左右,易造成爐頭出現(xiàn)生焦,焦炭質(zhì)量受到較大影響。針對(duì) HN38-96爐型特點(diǎn),對(duì)煉焦熱傳導(dǎo)機(jī)理及搗固焦?fàn)t爐體特性進(jìn)行探討研究,對(duì)搗固焦?fàn)t實(shí)施平臺(tái)爐溫管理,采用由加熱制度調(diào)整入爐煤餅高度方法,較好解決了焦炭均勻成熟的問(wèn)題,使搗固焦?fàn)t產(chǎn)量達(dá)到了滿負(fù)荷生產(chǎn)。

2 加熱制度與入爐煤餅形態(tài)匹配的措施

2.1 搗固焦?fàn)t中平臺(tái)爐溫制度的確定

HN38-96型和 HN4350-03D型搗固焦?fàn)t的爐體結(jié)構(gòu)與 JN43-80型頂裝焦?fàn)t基本一致,均為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴式焦?fàn)t,兩者僅錐度不同,搗固焦?fàn)t錐度均為 10 mm,而 JN43-80型錐度為50 mm。

由于爐體的錐度差別使機(jī)側(cè)、焦側(cè)火道的機(jī)側(cè)焦側(cè)傳熱空間存在差異。JN43-80型頂裝爐的機(jī)側(cè)與焦側(cè)火道傳熱空間差為 0.0510 m3,HN38-96型搗固焦?fàn)t的機(jī)側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間差為 0.0102 m3,因此,造成搗固焦?fàn)t和頂裝焦?fàn)t機(jī)側(cè)、焦側(cè)火道供熱能力不同:頂裝爐機(jī)側(cè)火道比焦側(cè)火道供熱能力明顯較大,而搗固焦?fàn)t機(jī)側(cè)、焦側(cè)火道供熱能力略有差別,或者基本一致。同時(shí),頂裝焦?fàn)t的煤料在炭化室內(nèi)高向和長(zhǎng)向熱量無(wú)對(duì)流空間,搗固焦?fàn)t的煤料在炭化室內(nèi)高向和長(zhǎng)向熱量不僅有對(duì)流空間,而且此空間自機(jī)側(cè)至焦側(cè)逐漸加大,這種熱量在炭化室的熱量對(duì)流正好補(bǔ)償了機(jī)、焦側(cè)火道傳熱能力的差異,使機(jī)、焦側(cè)溫度趨于一致。

可以看出,爐體錐度對(duì)頂裝焦?fàn)t的影響是機(jī)側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間差異加大,使炭化室內(nèi)機(jī)、焦側(cè)入爐煤料量產(chǎn)生差異,這兩種差異決定了頂裝焦?fàn)t的標(biāo)準(zhǔn)溫度必須是機(jī)側(cè)低焦側(cè)高的一條斜線。而搗固焦?fàn)t其爐體錐度相對(duì)較小,對(duì)機(jī)側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間影響也較小,而且炭化室內(nèi)機(jī)側(cè)焦側(cè)入爐煤料基本一致,錐度的存在又使機(jī)側(cè)焦側(cè)溫差有拉平的趨勢(shì),因此,搗固焦的爐溫制度應(yīng)采取平臺(tái)爐溫曲線,搗固焦的入爐煤餅應(yīng)采取機(jī)焦側(cè)大體一致煤餅。

2.2 入爐煤餅形態(tài)的確定與生產(chǎn)控制

1)結(jié)焦時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)溫度確定。HN3896型搗固焦?fàn)t按照原設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)時(shí)間為 21.5 h,天宏焦化公司經(jīng)過(guò)不斷對(duì)爐溫進(jìn)行調(diào)節(jié)及生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化,通過(guò)提高標(biāo)準(zhǔn)溫度將結(jié)焦時(shí)間由最初 24 h縮短到 19 h,設(shè)備性能、工藝指標(biāo)均能達(dá)到工藝要求。標(biāo)準(zhǔn)溫度與結(jié)焦時(shí)間對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。

表1 HN38-96型搗固焦結(jié)焦時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)溫度數(shù)據(jù)

2)入爐煤餅形態(tài)的確定。考慮搗固焦?fàn)t的滿負(fù)荷生產(chǎn),確定在標(biāo)準(zhǔn)溫度 1360℃,結(jié)焦時(shí)間 19 h的平臺(tái)上實(shí)施了爐溫制度和入爐煤餅形態(tài)的生產(chǎn)。

HN38-96型搗固焦?fàn)t的炭化室設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 12560 mm,有效長(zhǎng)度 12000 mm,設(shè)計(jì)高度3804 mm,有效高度 3604 mm[1]。選取某一實(shí)測(cè)橫排數(shù)據(jù),繪出了兩側(cè)燃燒室橫排曲線,如圖 1所示。

圖1 燃燒室橫排溫度曲線

根據(jù)入爐煤餅法的形態(tài),若所選橫排曲線平均溫度在標(biāo)準(zhǔn)溫度 ±30℃以內(nèi)徘徊,則其煤餅高度遵循下面公式時(shí),才能保證焦炭成熟[2]。即:

HX=(TX/T0)×H0

式中:TX——立火道溫度,℃;

HX——計(jì)算煤餅高度 (X-立火道號(hào));

T0——爐溫標(biāo)準(zhǔn)溫度 (取 1360℃);

H0——設(shè)計(jì)煤餅高度 (取 3.6 m)。

不同溫度與煤餅高度對(duì)照見(jiàn)表 2。

確定某炭化室煤餅理論形態(tài)。根據(jù)該炭化室兩側(cè)燃燒室橫排曲線的溫度值計(jì)算出所影響炭化室的煤餅高度,并確定出該炭化室相應(yīng)煤餅高度見(jiàn)表 3。

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,在結(jié)焦時(shí)間 19 h情況下,第 3#至第 24#火道的平均溫度為 1360℃,該溫度下煤餅高度為 3.6 m,因第 1#、2#、25#、26#火道平均溫度較低,將其煤餅高度相應(yīng)降低。該煤餅計(jì)算方法在天宏焦化廠應(yīng)用后,效果明顯。

表2 煤餅高度與平均溫度對(duì)照

表3 燃燒室兩側(cè)煤餅高度計(jì)算

3 應(yīng)用效果

通過(guò)HN38-96型搗固焦?fàn)t近兩年的生產(chǎn)實(shí)踐證明,搗固焦?fàn)t根據(jù)生產(chǎn)需要確定標(biāo)準(zhǔn)溫度,并依據(jù)燃燒室橫排爐溫曲線的實(shí)際情況,計(jì)算出相應(yīng)煤餅形態(tài),降低了兩側(cè)爐頭的煤餅高度,使焦炭均勻成熟,使焦炭揮發(fā)分達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量明顯改善:其中,M40提高 0.50%,M10降低 0.20%,熱強(qiáng)度 CSR提高0.35%,CRI改善 0.25%。HN38-96型搗固焦?fàn)t的產(chǎn)量由設(shè)計(jì)的 30萬(wàn) t/年,達(dá)到了 2007年35.96萬(wàn) t、2008年的 36.25萬(wàn) t,為公司創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

1)隨著標(biāo)準(zhǔn)溫度的變化,可以適當(dāng)改變搗固煤餅高度,但波動(dòng)幅度不宜過(guò)大,根據(jù)兩側(cè)燃燒室橫排溫度曲線的平均值確定該炭化室煤餅形態(tài)。

2)根據(jù)爐頭爐溫變化,確定爐頭煤餅高度應(yīng)適當(dāng)降低 30 mm～40 mm。

3)本文中討論的加熱制度考慮的入爐煤堆比重在 1.0 t/m3～1.05 t/m3的情況下,入爐煤堆比重發(fā)生變化時(shí),需要進(jìn)一步計(jì)算。該爐溫控制操作技術(shù)已在 3.8 m搗固焦?fàn)t驗(yàn)證并可推廣應(yīng)用,綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好。

[1] 于振東,蔡承佑.焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù)[M].遼寧:遼寧科學(xué)出版社,2002:43-45.

[2] 姚昭章.煉焦學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:105.

TAM PING COKE INTO THE FURNACE HEATING SYSTEM AND STUDY THE FORM OF BRIQUETTE

ChangBinping

(Pingdingshan Coal Group Tianhong Coking&Chemical CompanyLtd.)

Coking in tamping coke,after a long-term pilot studywas a platform for coking furnace and boiler briquette into the operation of the data for production,according to the horizontal curve of temperature and the actual situation with O-briquette combustion chamber to adjust a high degree of the situation in a t imelymanner so that the coke unifor m maturity.

tamping coke coal bread heating system

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:2010—4—1