搗固焦爐加熱制度與煤餅形態的關系及生產實踐

暢賓平

(平煤集團天宏焦化公司 )

搗固焦爐加熱制度與煤餅形態的關系及生產實踐

暢賓平

(平煤集團天宏焦化公司 )

根據長期試驗及生產實踐總結了焦爐加熱制度和入爐煤餅形態的操作經驗,依據橫排溫度和相鄰燃燒室溫度變化及時調整煤餅高度,使焦炭均勻成熟,質量穩定。

搗固煉焦 煤餅形態 加熱制度

0 前言

傳統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,然后將煤沿專門的搗固裝煤車的煤箱長向均勻放入,分次搗固成餅,再由搗固裝煤車將煤餅從機側裝入炭化室內進行煉焦。與頂裝煤煉焦相比,搗固煉焦具有配入高揮發、低粘結煤比例大、節約優質煉焦煤、降低生產成本、擴大煤源使用范圍等優勢。

1 問題及分析

平煤集團天宏焦化公司為 3.8 m HN3896型搗固焦爐,焦爐設計周轉時間為 21.5 h,投產后實際周轉時間為 24 h,遠超出設計時間,使焦爐產量受限。原因是入爐煤餅形態與加熱制度不符,造成焦餅成熟效果不好;同時因爐頭散熱較快,爐頭溫度比標準火道溫度低 100℃左右,易造成爐頭出現生焦,焦炭質量受到較大影響。針對 HN38-96爐型特點,對煉焦熱傳導機理及搗固焦爐爐體特性進行探討研究,對搗固焦爐實施平臺爐溫管理,采用由加熱制度調整入爐煤餅高度方法,較好解決了焦炭均勻成熟的問題,使搗固焦爐產量達到了滿負荷生產。

2 加熱制度與入爐煤餅形態匹配的措施

2.1 搗固焦爐中平臺爐溫制度的確定

HN38-96型和 HN4350-03D型搗固焦爐的爐體結構與 JN43-80型頂裝焦爐基本一致,均為雙聯火道、廢氣循環、下噴式焦爐,兩者僅錐度不同,搗固焦爐錐度均為 10 mm,而 JN43-80型錐度為50 mm。

由于爐體的錐度差別使機側、焦側火道的機側焦側傳熱空間存在差異。JN43-80型頂裝爐的機側與焦側火道傳熱空間差為 0.0510 m3,HN38-96型搗固焦爐的機側焦側火道傳熱空間差為 0.0102 m3,因此,造成搗固焦爐和頂裝焦爐機側、焦側火道供熱能力不同:頂裝爐機側火道比焦側火道供熱能力明顯較大,而搗固焦爐機側、焦側火道供熱能力略有差別,或者基本一致。同時,頂裝焦爐的煤料在炭化室內高向和長向熱量無對流空間,搗固焦爐的煤料在炭化室內高向和長向熱量不僅有對流空間,而且此空間自機側至焦側逐漸加大,這種熱量在炭化室的熱量對流正好補償了機、焦側火道傳熱能力的差異,使機、焦側溫度趨于一致。

可以看出,爐體錐度對頂裝焦爐的影響是機側焦側火道傳熱空間差異加大,使炭化室內機、焦側入爐煤料量產生差異,這兩種差異決定了頂裝焦爐的標準溫度必須是機側低焦側高的一條斜線。而搗固焦爐其爐體錐度相對較小,對機側焦側火道傳熱空間影響也較小,而且炭化室內機側焦側入爐煤料基本一致,錐度的存在又使機側焦側溫差有拉平的趨勢,因此,搗固焦的爐溫制度應采取平臺爐溫曲線,搗固焦的入爐煤餅應采取機焦側大體一致煤餅。

2.2 入爐煤餅形態的確定與生產控制

1)結焦時間與標準溫度確定。HN3896型搗固焦爐按照原設計周轉時間為 21.5 h,天宏焦化公司經過不斷對爐溫進行調節及生產參數優化,通過提高標準溫度將結焦時間由最初 24 h縮短到 19 h,設備性能、工藝指標均能達到工藝要求。標準溫度與結焦時間對應數據見表 1。

表1 HN38-96型搗固焦結焦時間與標準溫度數據

2)入爐煤餅形態的確定。考慮搗固焦爐的滿負荷生產,確定在標準溫度 1360℃,結焦時間 19 h的平臺上實施了爐溫制度和入爐煤餅形態的生產。

HN38-96型搗固焦爐的炭化室設計數據:設計長度 12560 mm,有效長度 12000 mm,設計高度3804 mm,有效高度 3604 mm[1]。選取某一實測橫排數據,繪出了兩側燃燒室橫排曲線,如圖 1所示。

圖1 燃燒室橫排溫度曲線

根據入爐煤餅法的形態,若所選橫排曲線平均溫度在標準溫度 ±30℃以內徘徊,則其煤餅高度遵循下面公式時,才能保證焦炭成熟[2]。即:

HX=(TX/T0)×H0

式中:TX——立火道溫度,℃;

HX——計算煤餅高度 (X-立火道號);

T0——爐溫標準溫度 (取 1360℃);

H0——設計煤餅高度 (取 3.6 m)。

不同溫度與煤餅高度對照見表 2。

確定某炭化室煤餅理論形態。根據該炭化室兩側燃燒室橫排曲線的溫度值計算出所影響炭化室的煤餅高度,并確定出該炭化室相應煤餅高度見表 3。

根據實際生產情況,在結焦時間 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,將其煤餅高度相應降低。該煤餅計算方法在天宏焦化廠應用后,效果明顯。

表2 煤餅高度與平均溫度對照

表3 燃燒室兩側煤餅高度計算

3 應用效果

通過HN38-96型搗固焦爐近兩年的生產實踐證明,搗固焦爐根據生產需要確定標準溫度,并依據燃燒室橫排爐溫曲線的實際情況,計算出相應煤餅形態,降低了兩側爐頭的煤餅高度,使焦炭均勻成熟,使焦炭揮發分達到國家標準,質量明顯改善:其中,M40提高 0.50%,M10降低 0.20%,熱強度 CSR提高0.35%,CRI改善 0.25%。HN38-96型搗固焦爐的產量由設計的 30萬 t/年,達到了 2007年35.96萬 t、2008年的 36.25萬 t,為公司創造了巨大經濟效益。

4 結語

1)隨著標準溫度的變化,可以適當改變搗固煤餅高度,但波動幅度不宜過大,根據兩側燃燒室橫排溫度曲線的平均值確定該炭化室煤餅形態。

2)根據爐頭爐溫變化,確定爐頭煤餅高度應適當降低 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,入爐煤堆比重發生變化時,需要進一步計算。該爐溫控制操作技術已在 3.8 m搗固焦爐驗證并可推廣應用,綜合技術經濟效果良好。

[1] 于振東,蔡承佑.焦爐生產技術[M].遼寧:遼寧科學出版社,2002:43-45.

[2] 姚昭章.煉焦學[M].北京:冶金工業出版社,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