特殊工况下延长干熄焦外供蒸汽时间的措施

攀 钢 技 术 15 特殊 工况下 延长干熄焦外供蒸汽时间的措施 钟定璇 （攀钢煤化工厂） 摘 要： 攀钢新 1#、 2#焦炉干熄焦装焦、排焦均为单系统，在设备出现故障或正常检修时，延长外供蒸汽时间较短，蒸汽频繁发生解列。针对此问题进行了分析，对停装焦、停排焦这一特殊情况下延长蒸汽外供时间的操作参数进行了优化。目前，焦炉停排焦后，保外供蒸汽时间延长至 5 h，保证了干熄焦系统的稳定运行，避免了频繁检修或故障而引起的蒸汽解列。 关键词： 焦炉；干熄焦；装焦；排焦；保温保压；外供蒸汽 0 引言 干熄焦是一种利用炽热焦炭和惰性气体直接接 触换热的新型熄焦工艺。惰性气体直接 吸收红焦显热，并利用余热锅炉来冷却惰性气体。惰性气体在干熄焦系统内不断循环利用，从而使焦炭不断被冷却，锅炉吸收热量后产生的蒸汽用于发电或并网使用。 攀钢 干熄焦 系统自动 控制水平较高，且红焦运输系统、排焦系统等都是单系统运行，工序间衔接紧密，如果其中任何一个系统出现问题，就会造成蒸汽供应中断，从而影响整个公司的蒸汽管网运行，对公司产能和效益产生直接影响。因此，设备故障或计划性检修情况下，延长外供蒸汽时间的操作控制就显得尤为重要。 所谓干熄焦的保温保压，实际就是干熄焦锅炉的保温保 压，是指尽量维持干熄炉的温度和锅炉汽 包的压力，或者尽量延缓干熄炉温度和汽包压力下降的速度 1。当干熄焦因红焦装入系统设备发生故障，短时间内不能装焦时，或因冷焦排出系统设备发生故障而无法排焦时，应对干熄焦装置进行保温保压操作。 攀钢干熄焦投产初期，由于经验不足，设备运行不稳定等原因，停装焦、停排焦的情况频繁发生，保蒸汽外供时间最长仅 40 右（各项控制参数变化情况如表 1 所示），造成蒸汽并网中断频繁，影响了整个公司的稳定生产。为此，针对攀钢干熄焦外供蒸汽中断频繁的情况，对优化干熄焦系统保温保压操作进 行了研究。 干熄焦系统的保温保压操作主要有三种情况：停装焦可排焦；可装焦停排焦；停装焦停排焦。其中，停装焦停排焦的操作难度最大，下面主要针对这一特殊情况下保外供蒸汽所采取的措施进行介绍。 表 1 保外供蒸汽试验干熄焦各项控制参数变化情况 时间 / 存室料位 /t 锅炉入口气体温度 / 循环风量 /（ h 1) 预存室 压力 /入空气量 /（ h 1) 减温水量 / (th 1) 主蒸汽 流量 /(th 1) 温度 / 压力 / 58 125 597 0 473 80 0 14 120 502 1 123 75 0 82 115 126 0 348 79 0 41 111 005 0 521 73 0 96 106 709 0 309 0 69 影响干熄焦外供蒸汽时间的因素 影响干熄焦延长外供蒸汽时间的主要因素有 :停装焦、停排焦时各项参数的状况、旁通流量调节、循环风量调整、循环气体可燃成分和空气导入量等。在停装焦、停排焦情况下，对锅炉入口气体温度的下降趋势的控制是延长干熄焦外供蒸汽时间的决定因素。而停装焦、停排焦后锅炉入口气体温 2009 年第 32 卷第 2 期 16 度（即 度）越高（ 960 ），下降趋势越缓慢，外供蒸汽时间越长；反之，则越短。 工艺参数是决定外供蒸汽时间的主要因素 正常生产情况下，各项参数的状况直接决定了在设备检修或故障状态下，干熄焦外供蒸汽的时间的 长短。如冷却段上、下部温度均较高，则冷却段内焦炭可提供的热量较多，可以有效延缓 表 2 所示）；如循环气体中可燃气体成分含量较高，则可以通过导入空气，对可燃气体进行燃烧，释放出的热量对延缓 此，这对焦炉干熄焦系统日常操作中各项参数的控制提出了较高的要求。 表 2 不同冷却段上、下部温度情况下的保外供蒸汽时间 冷却段上部 温度 / 冷却段下部 温度 / 延长外供蒸汽 时间 /91 227 21 382 324 48 356 282 36 337 263 32 旁通流量调节对延长外供蒸汽时间的影响 在正常工况情况下，旁通流量调节阀的开度主要取决于 60 时，为避免损坏耐火材料及锅炉，需要开启旁通流量调节阀，直接将循环风机出口的低温循环气体导入干熄炉出口侧的环形烟道，并通过中栓进入干熄炉预存段，快速降低 度或抑制 度的上升趋势。但是，在停装焦、停排焦初期，对旁通流量调节阀的开度调整，直接决定了 短时间内甚至可以使 循环风量调整对外供蒸汽时间的影响 循 环风量的大小对 蒸汽流量等主要参数有直接影响。当干熄焦停止装焦、排焦后，干熄炉内的红焦就是维持系统蒸汽的唯一热源，如果循环风机仍然保持大风量运行，在短时间内可以保证蒸汽的温度和压力，但红焦将迅速冷却， 利于延长蒸汽的外供时间，因此，循环风量的调整对延长外供蒸汽时间至关重要。 循环气体可燃成分对外供蒸汽时间的影响 干熄焦的生产过程中，循环气体中 可燃成分浓度会逐渐增加。根据循环气体中可燃成分的含量，往干熄炉环形烟道中导入一定量的空气，依靠空气中的 高温循环气 体中的 此降低循环气体中可燃成分的浓度，即“导入空气法” 1。当 过“导入空气法”对可燃成分进行燃烧，可以释放出较多热量，以延缓 时甚至可以使 时也可控制可燃成分浓度。 空气导入量对外供蒸汽时间的影响 停装焦、停排焦后，增加导入空气量，一方面可用于燃烧循环气体可燃成分，另一方面与炙热的红焦进行燃烧反应，释放热量，并将其带入气体循环系统，为锅炉提供更多的热源。而空气导入量需要通过调整空气导入阀和预存室压力 调节阀来共同进行调节。在其它外部条件基本不变的情况下，空气导入量的增加，有助于延缓 度的下降速度。不同空气导入量情况下 。 图 1 不同空气导入量情况下的 2 采取措施 常工况控制 （ 1）提高 量保持在 950 左右。 （ 2）预存段日常控制料位除校正射线料位计外，使料位保持在 120 t 左右。 （ 3）合理控制气料比及排焦量，使冷却段下部温度控制在 300 左右，冷却段上部温度控制在400 左右，排焦温度控制在 140 左右。 （ 4）合理控制可燃气体成分 ： 3%， %， 1%。 旁通流量调节阀开度 如果停排焦前开启了旁通流量调节阀控制 在停排焦后，可逐步调整旁通流量调节阀开度直至关闭，以抑制 后，8508708909109309509700 10 20 30 40时间/m 空气导入量 10 872 h 空气导入量 12 254h 16 2009 年第 32 卷第 2 期期 19 攀 钢 技 术 15 将旁通流量调节阀的中拴关闭，避免因旁通流量调节阀关闭不严而导入少量低温循环气体，加速 整循环气体流量 在保证主蒸汽流量的情况下，必须减小循环风量以缓解 对循环风量的调节不宜过于频繁。频繁地调整循环风量，不利于主蒸汽流量和压力的维持，会加速 蒸汽的解列，同时也不利于系统内各项参数的稳定。因此，需要根据工况，适当降低气料比，控制好风量的变化。 循环风量的调节都应在工况相对比较稳定的状态下进行，而且调节后要观察一段时间，不能急于第二次调节，每次对循环风量的调整幅度不能超过 5 000 次。为稳定蒸汽品质和生产工况，风量调整间隔时间约 0.5 h，以减缓 是，为了确保主蒸汽的流量和压力，循环风量不宜下降过快且风量不宜过小。 可燃烧气体成分 干熄焦一般采用导入空气燃烧的方法控制循环气体中的可燃成分。当循环气体中 可燃成分的质量浓度升高时，从空气导入阀通过环形烟道处导入适量空气，使可燃成分燃烧并释放热量。导入空气燃烧循环气体中的可燃成分，可延缓长外供蒸汽时间。 调整空气导入量 （ 1）在停装焦、停排焦前期，逐步增开空气导入调节阀和空气导入侧中拴，并通过调节预存室压力调节阀和炉顶预存室放散阀开度来控制导入空气量。预存室压力负压越大，则空气导入调节阀导入的空气量越大。但是，预存室负压不可过大，负压过大，易将干熄炉口水封内的循环水倒吸入干熄炉，对干熄炉砌体造成损害。 （ 2）当停止装焦、排 焦，循环气体内的可燃气体成分完全燃烧后， 量接近于零，而时，需要将干熄炉盖开启并提到最高点，与装入装置每 20 换交替敞开干熄炉，以防止烧坏装入装置和炉盖。在增开空气导入调节阀的同时，缓慢增开预存室压力调节阀开度直至 100%，以增大预存室负压，增加空气导入量，燃烧预存室内的红焦。同时，利用锅炉入口负压，将预存段燃烧红焦的热量吸入气体循环系统内，减缓 通过调节预存室压力调节阀，以调节吸力来控制焦炭的燃烧速度，这样才能保证更好地延长外供蒸汽的时间。 通 过导入空气来控制 控制好焦炭燃烧的速度，以满足外供蒸汽温度和压力低限为控制原则，从而保证 此过程中，虽然已逐步调整循环风量，但随着空气导入量的增加，循环气体流量反而会有所增加。 在特殊情况下，采取装入料斗和干熄炉盖交替敞开干熄炉，将预存室焦炭燃烧热量导入气体循环系统的操作，极易将装入料钟和炉盖烧变形，这样将会导致干熄炉布料倾斜、炉内局部温度过高，对干熄炉砌体寿命有一定的影响，所以 ,在实际操作中宜尽量减少这种特殊操作。 蒸汽品质的控制 由于停排焦后， 主蒸汽温度采用自动调节已不能满足生产需要，此时应改为手动调节。外供蒸汽温度通过减温水调节，由于温度有一定的滞后性，减温水流量调节需要根据 主蒸汽温度始终稳定在470 480 ，当一次过热器出口温度低于 350 时，关闭减温水。同时，适当调节主蒸汽压力调节阀，使主蒸汽压力保证在 上。为保证蒸汽品质，汽包液位宜控制在 0 增大蒸发空间，同时保证主蒸汽压力。由于攀钢干熄焦外供蒸汽至用户的管线较长 ,其控制过程中一定要保持工况稳定，避免各温度、压力参数出现较大 波动 , 保证干熄焦系统安全、稳定运行。 3 改进效果 直接经济效益 通过对干熄焦控制参数的优化，目前停排焦后保外供蒸汽已从以前的 40 长至 5 h，保证了干熄焦系统的稳定运行，避免了频繁检修或故障而引起的蒸汽解列，各项控制参数变化情况见表 3。 由于 设备单系统运行的特殊性，经常需要进行计划性检修或故障处理，平均每年检修至少 30 次，按照保外供蒸汽平均 1.5 h/次 ,蒸汽解列至恢复并网所需时间 6 h 计算 , 蒸汽 150 元 t,产量平均 70 t/h,则减少蒸汽撤网每年可创经济效益为：（ ） 150 70 30 元。由此可见，通过保外供蒸汽干熄焦控制参数的优化，每年直接经济效益十分显著。 攀 钢 技 术 17 2009 年第 32 卷第 2 期 16 表 3 改进后延长外供蒸汽时间干熄焦各项控制参数变化趋势 时间 /h 预存室料位 /t 锅炉入口气体温度 / 循环风量 /（ h 1) 预存室 压力 /入空气量 /（ h 1) 减温水量 / (th 1) 主蒸汽 流量 /(th 1) 温度 / 压力 / 128 944 116 572 6 494 5 478 128 875 112 993 6 889 8 478 128 857 116 910 1 154 7 481 128 844 106 628 2 585 8 480 128 796 104 213 3 429 0 61 475 128 716 107 362 3 810 0 58 472 延长干熄焦锅炉系统使用寿命 由于攀钢干熄 焦设备单系统的特殊性 ,保温保压的情况经常发生 ,通过对停装焦停排焦情况下的保温保压操作的优化，有效延缓了干熄焦系统的降温降压速度，减少了降温降压对锅炉炉管及其他各设备的冲击，最大限度地发挥干熄焦环保、节能及提高焦炭质量，有利于延长整个干熄焦锅炉系统的使用寿命。 4 结语 （ 1）在特殊情况下延长蒸汽外供时间的操作极大地提高了干熄焦系统的安全稳定性能。它不仅 为提升机、装入装置系统及排焦系统设备的计划性检修和故障抢修提供了保障，而且有利于公司蒸汽管网的稳定与平衡。 （ 2）保外供蒸汽时间由 40 高到 5 h，年经济效益 230 万元以上。同时，还能够减少干熄焦锅炉的降温与升温频次 ,有利于延长锅炉使用寿命，在干熄焦系统总体运行上为干熄焦系统生产调度协调指挥、均衡生产奠定了坚实的基础。 （ 3）在停装焦停排焦特殊情况下，为延长蒸汽外供时间而采取的干熄焦保温保压操作，对干熄炉砌体寿命有一定的影响，所以在实际操作中宜尽量减少这种特殊操作。 参考文献 1 潘立慧，魏松波 北京：冶金工业出版社， 2005： 229， 334. 编辑 山昌玉 收稿日期： 2008 日照筹划国内首个铁矿石交易中心 国内首个国际铁矿石交易中心正在山东日照紧锣密鼓推进。致力于推动交易中心设立的日照市服务业办公室主任臧克峰日前在接受中国证券报记者采访时 表示，交易中心的设立将使得矿山企业、铁矿石贸易商和钢铁企业信息在日照集聚，带动日照铁矿石交易量的增长，并借此将日照铁矿石贸易打造成为国际铁矿石交易的 “ 风向标 ” 。 据了解，