炼焦工艺第二章.doc

第二章炼焦炉及附属设备20、我国自行设计的焦炉系列有哪几种？我国自行设计的炉型很多，其中主要有：大容积焦炉、58 型焦炉、66 型焦炉、70 型焦炉、红旗三号焦炉和两分下喷式焦炉等，大、中、小各类型的焦炉均有定型设计，现分别简介如下：( 1 ）大容积焦炉：焦炉炉体为双联火道、废气循环、下喷、复热式。炭化室和蓄热室全部由硅砖砌成，炉头采用直缝砌筑。燃烧室第l 、2 火道和31 、32 火道之间的隔墙取消了废气循环孔。边火道的断面比中间火道小，减少了炉头的热负荷，从而提高炉头的温度二循环孔和跨越孔尺寸都有所增大，以增加废气循环量，使高向加热均匀。在小烟道处采用了不同锥度的扩散形算子砖，以便在上升气流时或在下降气流时气流合理分配。我国自行设计的大容积焦炉从炉体单元结构上和加热调节等方面基本上达到国外先进水平。主要参数：炭化室全长：15980mm ；有效长：15140mm 炭化室全高：55000mm；有效高：5200mm 炭化室平均宽：450mm 锥度：70mm炭化室中心距：135Omm 炭化室有效容积：35.4m3 加热水平：900mm 炉墙厚：l05mm 立火道中心距：48Omm 每个燃烧室火道个数：32 设计结焦时间：18h( 2 ) 58 型焦炉（目前有58 I 型和58型两种）：炉型为双联火道、废气循环、下喷、复热式。其定型设计的炉型有两种，一种年产60万t 焦炭，另一种年产90 万t 焦炭。主要参数：58I 型的炉组孔数有265 孔和265 孔两种。265 孔的58 I 型焦炉的主要参数：炭化室全长：14080mm ，有效长：13350mm 炭化室全高：4300mm ，有效高：4000mm 炭化室平均宽：407mm 锥度：5Omm 炭化室中心距：1143mm 炭化室有效容积：21.6 m3 加热水平：600mm 每个燃烧室立火道数：28 设计结焦时间：15h 242 孔的58 I 型焦炉与265 孔的58I 型焦炉不同的地方是：炭化室平均宽不是407mm ，而是450mm 。炭化室有效容积为23.9 m3 ，。其余的主要参数基本相同。58 型焦炉：定型设计的炉组孔数为265 孔和242 孔两种。265 孔58 型焦炉的主要参数。炭化室全长：14080mm ；有效长：13350mm 炭化室全高：4300mm ，有效高：4000mm 炭化室平均宽：407mm 锥度：50mm炭化室中心距：1143mm 炭化室有效容积：21.6 m3 加热水平：800mm 每个燃烧室火道数：28 设计结焦时间：15h 242 孔的58型焦炉的大多数参数与此相同，不同的是：炭化室平均宽为450mm ，炭化室的有效容积为23.9 m3，设计结焦时间为17h 。( 3 ) 66型焦炉：66 型焦炉的炉型特点是两分火道、焦炉煤气侧入、单热式。燃烧室及斜道等部位采用硅砖砌筑，蓄热室及炉顶采用粘土砖砌筑。主要参数：炭化室全长：7170mm ；有效长：6470mm 炭化室全高：2520mm ；有效高：2320mm 炭化室平均宽：350mm 锥度：2Omm 炭化室有效容积：5.25 m3设计结焦时间：12h 年产冶金焦：10 万t ( 252 孔）( 4 ) 70 型焦炉：70 型焦炉炉型为两分火道、焦炉煤气侧入、单热式。焦炉用粘土砖砌筑，但也有在燃烧室部位采用硅砖砌筑的。主要参数：炭化室长：5850mm ；有效长：5170mm 炭化室高：2380mm ；有效高：218Omm 炭化室平均宽：296mm 锥度：20mm 炭化室中心距：876mm 每个炭化室有效容积：3 . 34m3 每个炭化室装煤量（干煤）: 2 . 5t 设计结焦时间：14h 年产冶金焦：4 万t ( 2 18 孔）( 5 ）红旗三号焦炉：炉型为两分火道：煤气侧入、纵蓄热室、单热式。炉体全部用粘土砖砌筑。主要参数：炭化室全长：5497mm ；有效长：4977mm 炭化室全高：2035mm ；有效高：1835mm 炭化室平均宽：296mm 锥度：20mm 炭化室中心距：876mm 炭化室有效容积：2 . 7m3 设计结焦时间：14h 年产冶金焦：2 万t ( 2 12 孔）( 6 ）两分下喷复热式焦炉：炉型为两分火道、焦炉煤气下喷、横蓄热室、复热式。主要参数：炭化室全长：11200mm ；有效长：l0520mm炭化室全高：2800mm ；有效高：2500mm 炭化室平均宽：420mm 锥度：40mm 炭化室中心距：1O00mm 炭化室有效容积：11.3m3设计结焦时间：16h 21、炼焦炉炉体由哪几个主要部分构成？各部分的作用是什么？现代焦炉炉体主要由炉顶区、炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、小烟道、烟道、烟囱等单元结构构成（图7 ）。图7 近代水平室式炼焦炉的结构图1 炉顶区；2 炭化室；3 立火道；4 斜道；5 格子砖；6 蓄热室7小烟道；8 分烟道；9 箅子砖；1 0废气盘；11焦炉煤气管；12 高炉煤气管；13 下排管；14 上排管；15砖煤气道；16 燃烧室；17 装煤孔；18 炉门； 19 上升管；20 集气管( 1 ）炉顶区：在此部分内设有装煤孔，作为装入煤料用，并设有上升管孔，以导出炼焦时所产生的气态产物。此外，炉顶区有一定的厚度，以承载装煤车的荷重，并有防止散热的作用。 ( 2 ）炭化室：炭化室是煤料进行干馏的炉室。近代炼焦炉的炭化室大多数为水平室式结构。( 3 ）燃烧室：燃烧室位于炭化室的两侧，其中分成许多火道，加热煤气与空气在火道中混合燃烧，以供给炼焦时所需要的热量。( 4 ）斜道区：在此部分内，有连通蓄热室和燃烧室斜焰道存在，所以称为斜道区。斜道口布置有调节砖，可通过调节斜道口截面积的大小来调节加热煤气量或空气量。对于煤气侧入的焦炉，砖煤气道设在斜道区内。( 5 ）蓄热室：在炭化室和燃烧室的下部，通过斜道与燃烧室相通，内部放有格子砖。蓄热室的作用是利用废气的热量来预热燃烧所需要的空气和高炉煤气。( 6 ）小烟道：小烟道位于蓄热室的下部，主要作用是通过箅子砖在上升气流时分配空气或高炉煤气，下降气流时集合并排出废气。箅子砖还起到支承格子砖的作用。( 7 ）烟道：烟道分机、焦侧分烟道和总烟道。其作用是汇集焦炉加热系统排出的废气，并引导废气到烟囱排走。( 8 ）烟囱：烟囱通过烟道与焦炉加热系统相连。在浮力的作用下，烟囱产生足够的吸力，使焦炉加热系统内产生气体流动。22、为什么炭化室的焦侧比机侧宽？为了容易推出焦炭，炭化室设计有锥度，即焦侧比机侧宽些，一般的差值为20mm70mm ，这个差值称为锥度。锥度的大小与炭化室的长度和装煤的方式有关（捣固装炉的炼焦炉无锥度）。23、为什么燃烧室要分成许多立火道？燃烧室分成许多立火道的作用有两点：( 1 ）把燃烧室分成许多立火道，可迫使燃烧后的热气流沿燃烧室长度方向均匀分布，以达到对炭化室均匀加热的目的。( 2 ）把燃烧室分成许多“格”，可以增加炉体的结构强度，并且因为增加了辐射传热的面积，而有利于辐射传热。24、蓄热室为什么能回收热量？回收热量又有什么好处？图8 格子砖的形状在蓄热室内放着许多层格子砖（图8 ) ，这些格子砖起着传热和吸热的媒介作用。当加热炭化室后的废气流经蓄热室时，格子砖吸收废气的热量，使废气的温度降低；而当冷空气和冷高炉煤气通过蓄热室进入燃烧室立火道时，格子砖再把热量传给空气和高炉煤气，使空气和高炉煤气把热量又带回到燃烧室内。由于焦炉设有蓄热室，就可以把很大一部分热量回收回来，从而减少了加热煤气的消耗量，一般可使焦炉煤气的消耗量由占炼焦时煤气发生量的80 降至45 % 55 左右。并且，排往烟囱的废气的温度可以降到400 以下，可以防止烟囱因高温产生危险。还有，空气和高炉煤气预热后，可以提高煤气的燃烧温度，有利于燃烧室的传热，使量大而廉价的高炉煤气可以得到充分利用。25、什么是纵蓄热室和横蓄热室？位于焦炉组的纵轴方向的炭化室下面的蓄热室叫做纵蓄热室，在机侧、焦侧各设一个，供整个焦炉组内各炉室共用。纵蓄热室的缺点是：调节困难、散热面积大、局部检修时会影响全炉的生产。位于炭化室和燃烧室下方，与炭化室的长向平行的蓄热室叫做横蓄热室。横蓄热室具有较多的优点：( 1 ）每个燃烧室可与蓄热室构成独立的加热系统，可以单独地调节进入每个燃烧室的空气量或高炉煤气量。( 2 ）可以停止个别炉室或儿个炉室进行检修。( 3 ）蓄热室的算子砖可以保证各燃烧室煤气和空气沿长度方向均匀分配，并有较高的废热回收率。( 4 ）由于炭化室和蓄热室构成一个整体，加强了焦炉炉体的结构强度。同时，可设置适当的膨胀缝，适应耐火砖的正常膨胀。( 5 ）蓄热室端部表面积小，所以散热少。因此，在现代的大、中、小型焦炉内，绝大部分都采用横蓄热室。26、在现代大型焦炉内、采用哪些措施可以解决高向加热均匀性的问题？( 1 ）采用高低灯头的办法，改善炭化室高向加热均匀性：将燃烧室内相邻两个火道中加热煤气的出口设在距炭化室底不同的高度处，这样可使上、下加热情况稍有改善。此种方法的缺点是，由于火焰燃烧比较集中，使正对着燃烧火焰焦点处的炉墙容易产生局部过热。( 2 ）分段燃烧法：此法的特点是使燃烧煤气用的空气在火道内的不同高度，按不同的比例分别导入立火道内。这样分段燃烧的结果，使燃烧火焰拉长，改善上下加热的均匀性。此种方法的缺点是使炉体结构复杂，焦炉结构强度降低。( 3 ）炭化室炉墙沿高向上采用不同厚度的炉砖砌筑：这种方法是使炭化室上部炉墙的厚度比下部炉墙薄一些。由于在炉砖内单位时间传递的热量与传热的路程成反比，即炉墙薄的地方，传热速率就快些；而炉墙厚的部分，传热速率则慢些。在焦炉内，立火道下部的温度比上部高，这样通过炭化室墙的上部和下部的厚度不同，来保证上下加热的均匀性。这种方法的缺点是，炉砖种类增多，结构复杂，焦炉炉体的结构强度也受到影响。 图9 改善高向加热均匀性的方法a 高低灯头法；b 改变炭化室墙上下厚度的方法；c分段燃烧法；d 废气循环法 ( 4 ）废气循环法：即把立火道内燃烧的高温废气，在进入蓄热室之前部分地返回到煤气与空气燃烧的火道内。这部分废气起到冲淡煤气流中可燃成分浓度的作用，使燃烧的反应速度降低，并且由于气流速度增加，火焰便可以延长，这样，对改善高向加热的均匀性起到了很有效的作用。这种方法在近代炼焦炉结构中应用比较广泛。上述几种方法的原理见图9 。 除此以外，根据气体燃烧过程决定于煤气和空气混合过程的特性和速度的原理，可以想办法使煤气和空气缓慢混合，以相应地降低燃烧的速度。因此，合理地配置立火道内煤气烧嘴、空气和高炉煤气斜道出口的相互位置是很有意义的。显然，如果使煤气流和空气流以平行的方式进入立火道，而且气体流动平稳，两种气体排出的速度相近的话，燃烧的火焰便可以延长，达到改善高向加热均匀性的目的。27、 58 型焦炉的气体流动途径是怎样的？如图10 所示：当用焦炉煤气加热时，焦炉煤气来自焦炉煤气主管24 、经加减旋塞25 、交换旋塞26 进人上排管21 ，然后分配于各立砖煤气道23 、进入立火道3 的底部；另一方面，空气经废气盘17 的风门进入小烟道9 ，经蓄热室下部算子砖、格子砖、斜道31 进入立火道（单数号或双数号）23 ；从烧嘴6 与斜道口5 、7 喷出来的煤气和空气在立火道内燃烧，产生高温废气，废气沿火道上升（此时火道称为上升火道），经立火道隔墙28 上的跨越孔29 进入双号火道（设上升火道为单数号火道），废气沿火道下降（此时火道称为下降火道），大部分的废气经斜道、蓄热室、小烟道、废气盘进入分烟道16 ，最后在烟囱11的作用下排往大气；而小部分的废气经过循环孔4 又转回到上升火道来，起冲淡煤气、拉长燃烧火焰的作用。当用高炉煤气加热时，高炉煤气从高炉煤气主管20 、经高炉煤气加减旋塞19 、交换旋塞18 进入废气盘17 ，然后进入小烟道9 ，经蓄热室格子砖、斜道31 到达立火道底部。以后的燃烧过程及废气排走的过程与焦炉煤气加热时相同。图10 58 型焦炉气体流动途径1 炭化室，2 燃烧室；3 立火道；4 循环孔；5 斜道口；6 烧嘴；7 斜道口（与煤气蓄热室相连）; 8 蓄热室；9 小烟道；1 0废气盘交换拉链；11 烟囱；12 总烟道闸板，13 总烟道；14 分烟道闸板；15 废气盘风门；16 分烟道；17 废气盘；18 高炉煤气交换旋塞；19 高炉煤气加减旋塞；20 高炉煤气主管，21 上排管；22 下排管；23 立砖煤气道；24 焦炉煤气主管；25 焦炉煤气加减旋塞；26 焦炉煤气交换旋塞；27 焦炉煤气交换链条；28 立火道隔墙；29 跨越孔；30看火孔；31 斜道28、66 型焦炉的气体流动途径是怎样的？图11 66 型焦炉的气体流动途径1 一废气盘；2 一小烟道；3 一蓄热室；4 一焦炉煤气主管；5 一砖煤气道；6 一立火道；7一水平集合焰道；8 一分烟道；9 一总烟道；10 一烟囱如图11 所示：焦炉煤气由焦炉一侧的焦炉煤气主管4 经水平砖煤气道5 ，通过各直立煤气道和可更换的烧嘴，进入同侧所有的立火道6 。空气由该侧的所有废气盘，经小烟道2 进入蓄热室3 , 被预热后经斜道进人立火道与煤气混合燃烧。燃烧后产生的废气在燃烧室顶部的水平集合焰道7 汇合，再从另一侧所有立火道下降，由斜道进入蓄热室。废气将热量传给格子砖后，经小烟道、废气盘，进入分烟道8 、总烟道9 ，并由烟囱10 排入大气。隔30min 换向一次，气流方向与上述相反。29、红旗三号焦炉的气体流动途径是怎样的？图12 红旗三号焦炉气体流动途径l 一炭化室；2 一燃烧室；3 一纵长蓄热室；4 一集合烟道；5 一小烟道；6 一弯道（示意）, 7 一加煤孔，8 一上升管孔；9 一看火孔 红旗三号焦炉的气体流动途径如图12 所示：当一侧上升气流时，空气由该侧总换向盘处的空气口进入纵蓄热室，预热后由另一端经弯道6 转入该侧的集合烟道4 ，由此分配到同侧的各小烟道5 ，再经斜道进入各立火道。焦炉煤气由同侧的煤气主管经砖煤气道进入各立火道。与空气混合燃烧。燃烧后产生的废气汇合于水平集合焰道，从另一侧立火道下降，经斜道、小烟道、集合烟道、纵蓄热室，通过总换向盘，由总烟道至烟囱排出。30、二分式焦炉和双联火道结构的焦炉有何优缺点？图13 二分式焦炉的燃烧室二分式焦炉燃烧室立火道的联结方式是：燃烧室所有的立火道分成两组（图13 ）。在一个换向周期内，加热煤气和空气由立火道底部进入燃烧室一半的立火道内进行燃烧，燃烧后的废气沿立火道上升到火道顶部的水平集合焰道内，然后转到该燃烧室的另一半立火道中，由上往下流动，最后进入蓄热室。在另一个换向周期内，气体沿着相反的方向流动。此种形式的焦炉的主要优点是：结构简单，异向气流接触面小，砖型大大简化，节省投资。因此，在近代大容积焦炉上，都采用此种炉型。二分式焦炉的缺点是：由于顶部有水平集合烟道，炉顶强度受到削弱，此外，沿水平集合烟道长向上气流压差太大，煤气和空气沿燃烧室长向上不易分配均匀，炉温不好调节。 “双联火道”就是把燃烧室立火道的总数设计为一偶数，并把全部立火道的每相邻两个构成一组（见图14 ) ，使一个火道为上升气流，另一个火道为下降气流。换向以后，气流呈相反的方向流动。此种形式的焦炉主要的优点是：气流沿整个燃烧室长度方向的分配比较均匀，而且气流阻力小，加热均匀，砌体强度大。特别是在立火道隔墙上除有跨越孔外，还在下部开设循环孔，利用上升气流的喷射作用和上升气流与下降气流的浮力差，使部分的废气转回到上升气流的立火道去，降低可燃成分的浓度，使燃烧反应速度减慢，拉长火焰，改善了上下加热均匀性。双联火道焦炉的缺点是：斜道区结构复杂，异向气流接触面较多等。这种结构形式的焦炉目前已被广泛地采用。图14 双联火道示意图31、炭化室的长、宽、高与焦炉生产能力的关系如何：炼焦炉的生产能力取决于炭化室的容积、装入煤的堆密度和结焦速度，而炭化室的容积则决定于炭化室的高度、长度和宽度。炭化室愈长、生产能力愈高，但是对加热调节和机械设备的要求也愈高，因此，炭化室的长度受到一定的限制。目前，大型化的炼焦炉炭化室的长度可达16m17m 。加宽炭化室，可使一次出焦量增加。但由于加热煤料的热源来自两侧的炉墙，所以宽炭化室的结焦周期就要延长，生产能力也会下降。实践证明，炭化室的宽度增加到450mm 时，焦炉的生产能力降低不大，而焦炭质量却稍有改进。炭化室愈高，生产能力也愈大，但要求有较高的机械化程度和加热调节的操作水平。目前，在焦炉大型化方面已取得较大的进展，炭化室高度一般都可以达到6m 。据国外资料报道，国外已有炭化室高达8m 的炼焦炉。这样，焦炉的生产能力就可以大幅度地增加，并具有投资省，维修费用低，占地面积少和热效率高等优点。但是，由于炭化室增高，对于高向加热的均匀性和炉砖的质量要求就要高，而且要求有较高的自动化和机械化程度。32、BP 型焦炉的结构与气体流动途径是怎样的？BP 型焦炉是苏联标准化炉型。其特点是双联火道、废气循环、焦炉煤气侧入、两格蓄热室、长短斜道的复热式焦炉。其气体流动途径见图15: 图15 BP 型焦炉结构与气体流动途径示意图1 炭化室；2 燃烧室；3 循环孔；4 横砖煤气道；5 蓄热室；6 焦炉煤气交换链条；7 焦炉煤气交换旋塞；8 焦炉煤气加减旋塞；9 废气盘废气交换链条；10 废气盘煤气交换链条；11高炉煤气加减旋塞；12 空气废气盘；13 进风门；14 煤气废气盘；15 高炉煤气管；16 分烟道；17 总烟道；18 短斜道；19长斜道；20烟囱；21烧嘴；22斜道口；23立火道隔墙；24跨越孔；25看火孔；26立火道；27焦炉煤气管当用焦炉煤气加热时，焦炉煤气自焦炉煤气管27 、经加减旋塞8 、交换旋塞7 进入横砖煤气道4 ，最后经烧嘴21 进入单数（双数）立火道26 ；空气从空气废气盘的风门进入废气盘，经小烟道进入蓄热室5 内的格子砖、然后经短（长）斜道，从斜道口22 进入单数（双数）立火道，与焦炉煤气混合燃烧。燃烧产生的废气沿立火道上升（此时立火道称为上升火道），经跨越孔24 转入双数（单数）立火道，从上往下运动（此时火道称为下降火道）, 大部分废气进入斜道口，经长（短）斜道进入下降气流的蓄热室，然后经小烟道、废气盘进入分烟道，最后经总烟道、烟囱排往大气。当用高炉煤气加热时，高炉煤气自高炉煤气管，经高炉煤气加减旋塞11进入煤气废气盘14 ，然后经小烟道进入煤气蓄热室( r ) ，被格子砖预热后经短（长）斜道18 、斜道口进入单（双）号立火道；空气从空气废气盘12 的风门进入废气盘，经小烟道进入空气蓄热室（B ) ，被格子砖预热后，经短（长）斜道、斜道口进入单（双）号立火道与高炉煤气混合燃烧，产生的废气流动途径与上述用焦炉煤气加热时相同。33、现代炼焦炉的根本缺点是什么通过上述炉型的简介，以及分层炼焦原理的分析，知道炼焦所需要的热量是由燃烧室经过炉墙从两侧传给煤料的，炭化室内的结焦过程是在炉料中逐层进行的。层状炼焦使靠近炉墙部分的炉料转变为焦炭及半焦后，很快地被过热。这种固化物质的传热系数很高，而炭化室内的胶质层和煤料则传热很慢，这就造成了沿炭化室宽度方向上加热不一致，影响了焦炭的块度和强度。根据煤的粘结理论，在快速加热的情况下可以增加炼焦煤的粘结性，而现代的焦炉却不能做到这一点。相反，在半焦以前都是在慢速加热的条件下进行的。这样既不能发挥和挖掘烟煤的粘结能力来生产质量更好的焦炭，也不能扩大炼焦用煤的范围。此外，结焦时间长，生产能力小，间歇地装煤、出焦、调节等都比较繁重，焦炉炉体结构复杂等，这些都是目前水平室式炼焦炉的缺点。34、焦炉的附属设备主要指哪些？现代焦炉的附属设备主要指焦炉护炉铁件、焦炉出炉煤气设备和加热煤气设备。35、焦炉为什么需要护炉铁件？焦炉是由各种形状的砖砌成的，这样的砌体长期处于高温下工作。由于炉温波动、炼焦制度经常变化等，砌体会产生热胀冷缩的情况。例如，当缩短结焦时间时，要提高立火道的温度，炉体则产生膨胀；同理，当延长结焦时间时，炉体要产生收缩。在一胀一缩的过程中，有的砖缝结合较差，经受不了这些缩胀产生的应力，灰缝便拉开了。这时，如果有些灰尘和石墨之类的东西落入灰缝内或将灰缝填满，在炉温又升高、炉体又膨胀的情况下，灰缝就再也不能合拢了。如此反复缩胀，便会使砌体松动，最后会出现裂缝。此外，焦炉经常受到启、闭炉门和推焦等机械的撞击，也会使砌体容易松动或损坏。为此，必须设置护炉设备，给砌体以一定的压力，使它不能自由膨胀，达到保护炉体的目的。36、焦炉护炉铁件包括哪些？焦炉护炉铁件主要包括：炉柱、横拉条、纵拉条、弹簧、保护板和炉门框等，它们的作用分述如下：( 1 ）炉柱：炉柱是护炉铁件中最主要的部分，有焦炉“脊骨”之称。它通过弹簧把压力传递给炉体，以控制炉体自由膨胀。同时，由于炉门框和保护板均依靠炉柱和弹簧的压力，因此，在摘挂炉门和推焦时，炉柱还承受推焦车和推焦杆所产生的震动和冲击。此外，炉柱还支撑集气管、装煤车的摩电线架和操作平台等设备。( 2 ）拉条：其作用是与炉柱一起组成一“骨架”，固定护炉铁件，防止炉柱倾斜。大型焦炉的拉条多用小44mm48mm 的圆钢制成。图16炉柱、拉条和弹簧的组装图1 小弹簧；2 大弹簧；3 拉条；4 炉柱 图17大保护板装配图1 保护板；2 炉门框；3 固定炉门框螺丝；4 石棉绳( 3 ）弹簧：其作用是把通过保护板传递给炉柱的压力传给焦炉砌体，使砌体在设计的范围内能有效地膨胀。( 4 ）保护板和炉门框：其作用是保护整个燃烧室炉头砌砖不直接受机械碰撞和冷空气袭击，同时，传递炉柱上弹簧的压力，使压力均匀地分布在燃烧室炉头砌体上，不让砌体自由膨胀，而且还起到保护炉柱的作用。炉柱、拉条与弹簧组装图、大保护板组装图和小保护板组装图分别见图16、图17 和图18 。图18 小保护板装配图1 炉柱；2 炉门框；3 保护板；4 石棉绳37、为什么要加强对焦炉护炉铁件的管理？在生产过程中，由于各种原因使炉温产生波动，而且整个焦炉砌体内各个区段所处的温度相差也很大，特别是在结焦周期经常变换的情况下，焦炉砌体便随着炉温的升降而膨胀或收缩。这样，如果护炉铁件（主要是炉柱和弹簧）不经常测调的话，那么，炉体在膨胀时产生的应力超过炉柱许用应力时，炉柱就会变形，严重时会产生永久变形。炉柱变形后，会影响焦炉机械的运行，严重时造成焦炉停产。由于炉柱弯曲，焦炉砌体便没有受到保护性的压力，当炉体再次收缩时，便会使砌体产生裂缝，破坏焦炉的严密性。如果经常加强对护炉铁件的管理，及时根据炉柱受力状况进行调节，这样便可以使焦炉砌体始终不能自由缩胀，上述的情况就可以避免。38、炉柱变形的原因有哪些？如何防止炉柱变形？炉柱变形的原因有：( l ）管理不严，在改变炉温后没有及时回松加压的弹簧，以致炉柱产生永久变形。( 2 ）炉门框或炉门清扫不干净，造成炉门不严，冒烟冒火，烧坏炉柱。( 3 ）操作不小心，炉门没有对正，造成炉门不严，冒烟冒火，烧坏炉柱。( 4 ）焦饼难推或者焦饼夹在炉门框或导焦槽内没有及时排除。这样，一方面对炉柱产生较大的作用力，另外，赤热的焦炭会烧坏炉门框、导焦槽和炉柱。( 5 ）推焦后的炉头焦没有清扫干净，在炉柱附近燃烧，也会烧坏炉柱。为了防止炉柱变形，应力求做到加热制度稳定，定期测量炉柱的弯曲度，及时调节炉柱上的弹簧，维持正常的集气管压力制度，消灭护门冒烟冒火，推焦后及时把炉头焦清扫干净，炉头火道的温度不应太低，以免炉头砖开裂产生冒烟冒火。39、焦炉出炉煤气设备有哪些？它们有什么作用？焦炉出炉煤气设备主要有：上升管、桥管、水封阀阀体、集气管、吸气管、H 型管和焦油盒等。其主要作用是导出和冷却从炭化室出来的荒煤气，并使煤气流向冷凝工段。各设备的构造和作用分述如下（粗煤气导出设备组装图见图19 ) :图19 炭化室荒煤气导出装置1 上升管；2 桥管；3 蒸汽喷嘴；4 氨水喷嘴；5氨水管；6集气管；7支架；8炉柱；9炉门；10炭化室炉顶空间；11翻板座上升管：上升管是由钢板制成的一个圆筒，圆筒内衬有耐火砖以保温，防止焦油物质冷凝在内表面上和以后石墨化。58 型焦炉的上升管外径为520mm ，外面为10mm12mm 厚的钢板焊接管，上升管的高度随集气管的斜度而有不同的尺寸，内衬有耐火砖。桥管：由生铁铸成，内设有氨水喷嘴和蒸汽喷嘴。氨水喷嘴的作用是把压力为80kPal80kPa 、温度为70 75 的氨水喷成雾状，使氨水易于吸收荒煤气的热量，把荒煤气的温度降低到100 以下。蒸汽管起无烟装煤的作用，蒸汽的压力为0 . 6MPa 0 . 8MPa 。水封阀阀体：它又称翻板座，是由生铁铸成的，内有一碟形水封翻板。它的主要作用是在出焦时阻止集气管的煤气流入炭化室内。碟形翻板在关闭时，由于桥管内氨水的喷洒，氨水流满碟形翻板后形成水封，多余的氨水溢流回到集气管去，这样的水封能很严密地防止荒煤气通过。集气管：集气管用厚为l0mm 的钢板铆接或焊接而成。58 型焦炉的集气管直径为1300mm ，长度大约75m 左右。为了便于氨水和焦油导出，集气管按一定的斜度（约0 . 006 ）安装。集气管是由许多个支架支承在炉柱的上部。集气管内设有氨水喷嘴、蒸气管和冷水管，这些装置用来冷却煤气，开工时赶出空气和试压。集气管的主要作用是汇集各炭化室导出来的荒煤气、氨水和焦油等。型管： 型管是由钢板焊接而成的，其作用是使煤气、氨水、焦油分开，以便使控制集气管压力的翻板使用灵活。在 型管上有两个翻板，一个为手动调节的，另一个由调节机带动，它们都是用来调节集气管压力的。焦油盒：它用钢板焊接制成，内有两块隔板使焦油盒内构成一水封，使煤气不能通过和逸出。焦油盒的作用是使冷凝下来的焦油和氨水从集气管直接进入吸气管，使煤气绕到 型管后才进入吸气管去。焦油盒上设有清扫孔，可以清除堵塞的煤粉或焦油渣等。40。、型管上的机械自动调节翻板是怎样工作的？集气管压力自动调节装置如图20 所示，其工作过程是：来自集气管的压力使压力表有一数值，同时，此压力又作用在调节器测量部分的“膜”上。由于膜的面积大，一点点压力便可使膜产生一定的力。当此力大于平衡弹簧作用的力时，通过钢针推动喷嘴，使喷嘴喷出的油的方向改变，由此而使调节执行机构的活塞运动，驱动型管上的翻板转动，达到调节集气管压力的目的。通过调节旋钮，使平衡弹簧处在一平衡位置后，则可达到自动调节的目的。图20 集气管压力自动调节装置1翻板；2型管；3执行机构；4膜；5压力计；6油压装置；7配油器；8调节旋扭；9喷嘴；10放大器；11平衡弹簧41、在桥管处的蒸汽喷射管是怎样起到无烟装煤作用的？当煤装到炭化室时，由于煤与炽热的炉墙接触，立即产生大量的水蒸气和干馏煤气的混合气体，这些气体从装煤孔冒出。另外，由于集气管有一定的压力，打开水封阀（翻板）后，集气管内的煤气会倒流到炭化室内，从装煤孔冒出，往往会烧着，这样，便恶化装煤操作。如果把蒸汽打开，由于蒸汽具有0 . 6MPa 一0 . 8MPa ，蒸汽急速地往翻板座喷射，此时，桥管内便产生负压（见图21) ，炭化室内的烟气便被吸进桥管内。另一方面，在蒸汽的喷射下，加速粗煤气往集气管流动，并不让集气管内的煤气倒流回炭化室，这样便起到了无烟装煤的作用。但装完煤后，必须及时将喷射蒸汽关闭，以防造成炭化室负压。图21蒸汽喷射无烟装煤示意图42、单集气管和双集气管有哪些优缺点？集气管有两种形式，一种是单集气管，即一座焦炉仅在机侧布置集气管，另一种是双集气管，即在焦炉的机、焦两侧都布置有集气管。单集气管的优点是：钢材用量少，投资省，炉顶通风较好，适合于南方的焦化厂。缺点是装煤时炭化室内气流阻力大，粗煤气排出较慢，容易引起冒烟冒火，对炉顶装煤操作机械化不利。双集气管的优点是：装煤时炭化室内气流阻力小，煤气排出较快，可以减轻冒烟冒火的现象，易于实现无烟装煤和炉顶装煤操作机械化。此外，在整个炼焦周期中，由于炭化室内压力分布比较均匀，煤气导出较顺利，因此，可以减少化学产品的分解。它的缺点是消耗钢材较多，炉顶通风条件较差。43、焦炉的加热设备有哪些？废气盘、煤气预热器、煤气混合器、加减旋塞、交换旋塞、水封槽、交换机、除石墨机（BP 型焦炉使用）、流量孔板、测温和测压管等。44、废气盘起什么作用？图22 58 型焦炉废气盘1 废气连接筒；2两叉部；3空气口盖板；4上陀盘；5下陀盘；6高炉煤气接口管废气盘的作用是控制进入焦炉加热系统的空气和高炉煤气，同时控制排出加热系统产生的废气。58 型焦炉的废气盘如图22 所示。它是由筒体和两叉部分组成。筒体内有上论盘和下棺盘，上陀盘为煤气陀盘，下论盘为废气陀盘。煤气花盘的套杆套在废气陀盘的芯杆外面，废气花杆经小链条与交换链条连接。在两叉部分中，有一叉与空气蓄热室相连，在此叉上面有空气口，并有测定废气温度和取废气样的预留孔；另一分叉与煤气蓄热室相连，此叉的下部设有高炉煤气接口管，可与高炉煤气支管连接。在用焦炉煤气加热时，废气盘用来控制进入加热系统的空气和控制加热系统排出的废气。当供入空气时，进风口盖在交换链条的作用下打开，在风门盖打开之前，废气陀已经落下，这样可以避免冷空气抽入烟道内；当下降废气时，先关闭空气口，然后提起废气陀，废气排往烟道内。若用高炉煤气时，废气盘内的上、下两陀盘均落下，然后空气口打开，空气从风门进入废气盘，并从这一分叉进入蓄热室内；高炉煤气从高炉煤气接口管处进入，从所属的分叉部分进入煤气蓄热室内。在下废气时，两个陀盘均提起（其中废气花盘先提起），废气被吸进烟道内。在加热调节时，可以通过调节风门面积大小，改变进入加热系统的空气量。改变废气碗的提起高度，可以影响炉内加热系统的压力。改变废气盘筒体与烟道连接处的翻板开度，可以影响进空气量和下废气量。废气盘在焦炉加热中是主要设备之一，其设计和加工的好坏，直接影响焦炉加热系统的正常工作。45、为什么要设焦炉煤气预热器，而不能在蓄热室内预热焦炉煤气？焦炉煤气中含有一些未被回收的焦油和蔡等物质，这些物质在温度低的时候会冷凝下来，往往在煤气旋塞、孔板或管径较小的地方堵塞管道，这样便会严重地影响炼焦炉均匀加热。所以，必须设有煤气预热器来预热焦炉煤气。焦炉煤气之所以不能象高炉煤气那样直接在蓄热室内预热，主要原因是焦炉煤气中含有大量的甲烷等碳氢化合物，这些物质在高温的情况下分解，产生游离碳或石墨沉渍，容易将格子砖或斜道等处堵塞。另外，焦炉煤气热值较高，燃烧温度也比较高，不需预热到象高炉煤气那样高的温度。因此，焦炉煤气不能直接在蓄热室内预热。焦炉煤气一般要求预热到50 左右，使焦油和蔡等不致于冷凝下来就可以了。46、为什么在加热煤气管道系统内要设水封槽？在终冷塔最终