煤炭深加工论文浅谈焦炉热工管理的加热制度

1、毕业论文题目： 浅谈焦炉热工管理的加热制度 系 部：_姓 名： 学 号：_专 业：煤炭深加工与利用 年级班级指导教师(职称)：工程师 年月日目录前言11炼焦炉的加热制度12炼焦生产的温度调节措施2 2.1标准温度2 2.1.1结焦时间与标准温度的关系2 2.2直行温度3 2.2.1执行温度测定32.2.2直行温度的评定42.2.3 直行温度均匀性的调节5 2.2.4空气过剩系数与炉温.6 2.3冷却温度.82.4 横排温度82.4.1 横排温度的测方法92.5 炉头温度92.6 焦饼中心温度92.7 蓄热室顶部温度102.8 小烟道温度102.9 炉顶空间温度103 压力制度113.1 集气管

2、压力113.2蓄热室顶部吸力均匀性调节11 3.3蓄热室顶部吸力的调节方法.12 3.4孔板直径与主管压力.134 结语14参考文献15致谢16浅谈焦炉热工管理的加热制度摘 要：焦炉加热是一个受多种因素影响的复杂的过程，焦炉操作、装煤量、 入炉煤水分、 煤气温度和组成等的变化都会影响焦炉的均匀成熟度以及生产的稳定性。为此要根据各自的变化及时调节供热。这就要求根据每座焦炉在调节时期所得的实际数据按照不同的周转时间，制定相应的加热制度，并要严格执行，以实现焦炉的稳定、高产、优质、低耗、长寿的目的。关键词：加热制度；焦饼；稳定；温度前言未来几十年内，煤炭在我国一次能源结构中的主导地位是不可动摇的，这

3、已是无需争辩的事实。因此，在未来几十年内，煤炭能源仍将是我国国民经济高速、健康、持续发展的重要支柱。学习并熟知焦化生产中调火工岗位操作、设备、安全规程更是关系焦炉生产的炼焦环节重点；此外，在翻阅大量相关资料后，得知前人研究的成果也及其珍贵，研究发现焦化生长中的优化模式也是焦化生产的发展方向，并且存在十分重要的现实意义，为此学生决定从基础知识说起，通过制定相应的炼焦炉的加热制度达到降低炼焦耗热量，提高焦炉热工效率，降低焦饼中心温度降低炉顶空间温度降低炉顶空间温度、降低配煤水分、选择合理的空气过剩系数、降低废气排出温度、提高炉体严密性和改善炉体绝热。1 炼焦炉的加热制度焦炉加热制度是指为确保配合煤

4、在焦炉内均匀成熟、安全稳定生产，调火工作所控制或调节的温度制度和压力制度。主要有：结焦时间、标准温度、煤气流量、烟道吸力、蓄热室顶部吸力、看火孔压力、风门开度、空气过剩系数、孔板直径和焦炉温度制度中规定要测量的项目，如：直行温度、焦饼中心温度、横墙温度、炉头温度、蓄热室温度、小烟道废气温度和炉顶空间温度等。本文主要针对煤气流量、结焦时间、标准温度、看火孔压力、烟道吸力、风门开度、空气过剩系数、蓄热室顶部吸力、孔板直径等，可调节措施及其之间关系进行分析和讨论。2炼焦生产的温度调节措施2.1标准温度 焦炉的每个燃烧室有若干给立火道，各火道温度存在一定的差异。为了均匀加热和便于检查控制，在每个燃烧室

5、的机侧、焦侧各选择一个具有代表性的能够反映出机焦两侧平均火道温度的火道，该货到焦作侧火道，也叫标准火道。选择时要避开装煤孔 装煤车轨道和棕拉条。基于这些考虑，一般选机侧中部的火道为测温火道。如JN43-80型焦炉每个燃烧室有28个火道，选机侧7号和焦侧22号火道。机侧、焦侧测温火道的平均温度控制值既为标准温度。该项指标是在规定的结焦时间内保证叫饼成熟的主要指标。2.1.1结焦时间与标准温度的关系焦饼中心温度是确定标准温度的依据。对于标准温度的选择和确定，一般是根据已投产的焦炉（同类型）的实践资料来确定，然后在考虑以下几个方面。(1) 在规定的结焦时间下，根据实测的焦饼中心温度和焦饼成熟情况来确

6、定标准温度。实践证明，焦饼中心温度为100050，上下温度不超过100，就可保证焦饼均匀成熟。在生产中，同一结焦时间内，标准温度每改变10，一般焦饼中心温度可相应变化25-30。(2) 标准温度不仅与焦饼的结焦时间有密切联系，还与加热煤气种类、炉型、煤料等有关。(3) 在任何结焦时间下，确定的标准温度应不超过耐火材料的极限温度，对硅砖焦炉，由于其荷重软化点为1620，所以标准温度最高不超过1450，最低不得低于1100(4) 标准温度与配煤水分有关。一般情况下，配煤水分每波动1%，焦饼中心温度将变化25-30，标准温度则变化6-8。由生产实践经验得出，大型焦炉的结焦时间改变时，标准温度的变化大

7、致为下表标准温度与结焦时间的关系结焦时间/h25结焦时间每变1h，标准温度的变化量/4025-3020-2510-15基本不变 结焦时间过短既强化生产时，标准温度显著提高。因炉温较高，容易出现高温事故，烧坏炉体，并且炭化室、上升管内石墨生长过快，产生焦饼成熟不均，会造成焦饼难推，焦炭也易碎。所以一般认为炉宽450mm的焦炉结焦时间不应低于16h，炉宽407mm的焦炉结焦时间不低于14h。2.2直行温度直行温度是指全炉各燃烧室机侧、焦侧测温火道（标准火道）所测得的温度值。直行温度的测量目的是检查焦炉沿长向各燃烧室温度分布的均性和昼夜温的稳定性。2.2.1 直行温度的测定测量直行温度时，火道温度在

8、换向后处于下降气流时测量，一般为换向后下降气流过5min（或10 min）后测量（因为在5 min之内温度变化太快）。测量部位在炉底烧嘴和调节砖间的火道处。一般每次测量由交换机室端的焦侧开始侧量，由机侧返回。两个交换时间内全部测完，测量时间和顺序应固定不变，每隔4h测量一次，测量速度要均匀，一般每分钟测量67个火道。因测各火道温度时所处时间不同，温度下降值也不同，所以测得的火道不能代表火道的真实温度，各火道温度没有可比性，故比较各火道温度时需先进行校正，分别校正到换向20s时的温度，当采用换向5 min开始测量时，根据各区段火道温度在换向期间不同时间的测量，分别校正。当采用换向10min开始测

9、量时，由于换向后下降气流火道温度下降缓慢，可一次性校正；为防止焦炉砌体被烧熔，硅砖焦炉测量点在换向后的最高温不得超过1450，这是因为燃烧室最高温度的部位在火道底11.3m处，因硅砖的荷重软化温度为1620左右，再加上火道测温点比最高温度点（燃烧点）低100-150，且火道温度在整个结焦周期内有波动（波动值2530），故火道底部温度应控制在比硅砖荷重软化温度低200，左右，即不超过1450才是安全的，故若有接近1400的火道，应及时处理，以免发生高温事故。黏土砖焦炉还由于高温蠕变，标准温度不应超过1100。2.2.2直行温度的评定由于火道温度始终随着相邻炭化室的装煤、结焦而变化，所以用其昼夜平

10、均温度计算均匀系数K均 来表明全炉各炭化室加热的均匀性。 式中 M焦炉燃烧室数（检修炉和缓冲炉除外）。A机、A焦机侧、焦侧测温火道温度偏差超过其平均温度20（边炉30）的个数 直行温度不但要求均匀，而且要求直行温度的平均值应稳定，整个焦炉炉温的稳定性用K安表示。 式中 N昼夜直行温度的测定次数A机A焦机侧、焦侧平均温度与加热制度所规定的标准温度偏差超过7的次数。2.2.3 直行温度均匀性的调节直行温度均匀性的调节是在保证直行温度稳定性的前提下调节的。通过对焦炉长向各燃烧室煤气量和空气量均匀性的调节，炉温的均匀性必将有明显的好转，但在生产中，还会有的均匀性，如下所述。（1）周转时间和出炉操作 每

11、个燃烧室的温度均随相邻炭化室所处的不同结焦时期而变化，中间部位燃烧室在一个周期内会呈现三个高峰和两个低谷，其差值为3040。周转时间越长，推焦越不均衡，直行温度均匀性越差。为避免调节上的混乱，当炉温偏差小于15时，不能只看一两次的测温结果，而应看23d的昼夜平均温度，确定了偏高或偏低时，再进行调节。（2）炉体情况 焦炉煤气加热时，当蓄热室串漏、格子砖堵塞、斜道区裂缝或堵塞都会使空气量供应不足，从而使火道内煤气相对过剩而燃烧不完全导致炉温下降。当炭化室和燃烧室串漏较重时，部分荒煤气在燃烧室内燃烧会使局部温度升高；若串漏严重，则燃烧室可燃气体过量，火道内不能完全燃烧并有冒烟现象，使炉温下降。因此在

12、调节直行温度时，需了解炉体的情况，若有损坏要尽可能加以修补。（3）煤气量的调节 供给各燃烧室的煤气量相同（边炉燃烧室除外），才能保证直行温度均匀。各燃烧烧室的煤气量大小的控制主要靠安装在煤气支管上的分配孔板来调节，各燃烧室煤气量的均匀分配，是靠孔板直径沿焦炉方向适当的排列来实现的。 (4)空气量的调节 燃烧室温度不仅与煤气量大小有关，同时也与空气量有关。各燃烧室煤气量均匀一致时，还应考虑空气量的均匀一致。进入各燃烧室的空气量由进风口开度和分烟道的吸力决定，除边炉外，进风口的开度应全炉一致。根据边燃烧室煤气量为中部进风量的70%75%，确定边炉进风口开度为中部的35%40%，次边炉进风口开度为8

13、5%90%。进风口开度、废气砣杆的高度应保持一致。废气砣落下时，进入各燃烧室的空气量主要由交换开闭器翻板的开度来调节。为使蓄热室顶部吸力一致，交换开闭器翻板开度应按距烟囱远近而定，一般把中间部位的交换开闭器翻板开度配置在中间，使两端的翻板有调节余地。总之，直行温度偏高或偏低时，要查明原因，准确处理。2.2.4空气过剩系数与炉温使加热煤气中的可燃成分充分燃烧利用，所以要求可燃成分与氧完全作用，使得燃烧产物只有CO2、H2O、N2和O2，而不含可燃成分。空气过剩系数的选择对焦炉加热十分重要，一般情况下采用焦炉煤气加热时，空气过剩系数为1.2-1.25；采用高炉煤气加热时，空气过剩系数为1.15-1

14、.2。就以云南煤业能源股份有限公司安宁分公司JN60-3的3#、4#焦炉为列，由于3、4#焦炉处于云贵高原地区，所以根据生产实际总结发现：采用高炉煤气加热时，空气过剩系数应控制在1.2-1.3；采用焦炉煤气加热时，空气过剩系数应控制在1.25-1.35。具体原因大致有三点：1、焦炉地处高原，空气中氧含量低；2、使用混合煤气加热，热值较高；3、确保边火道温度。由于空气过剩系数对火道温度影响较大，所以调节温度时应对照空气过剩系数，从而判断温度高低的原因。通过生产实践，一般情况下有如下情况，详见表所示： (表一)火道温度空气过剩系数原因高大空气量多，火焰短高小煤气量多，空气量稍多高正常煤气量、空气量

15、都多低大煤气量少，空气量多低小空气量少，燃烧不完全低正常煤气量、空气量都少正常大空气量稍多正常小煤气量稍多通过表一可以说明：加热煤气用量的多少，不是造成温度高低的唯一因素。如果空气量不合适时，应检查风门开度和铊杆提起高度是否正常，然后根据看火孔压力大小，调整分烟道吸力和风门开度。2.3冷却温度 为了将测出的测温火道温度换算成换向后20s的最高温度，以便比较全炉温度的均匀性及防止某个测温火道温度超过极限温度，需测出换向期间下降气流测温火道温度的下降值，即冷却温度。当焦炉出焦采用9-2、2-1串序时，应选择810个加热正常并连续的燃烧室，当采用5-2串序时，选择6个连续的燃烧室的测温火道测量冷却温

16、度。这是由于和这些燃烧室相邻的炭化室处于不同的结焦时间，测出后的平均值具有代表性。测量分机侧、焦侧进行，测量方法是从换向后火道内火焰刚消失时，即相当于换向后20s开始，以每分钟测量一次的速度进行，直到下次换向时或换向前23min停止。测量后，应将看火孔盖关闭，以免影响测量温度的准确性。 2.4 横排温度同一燃烧室横向所有火道的温度叫做横排温度。炭化室的宽度从机侧到焦侧逐渐增加。装煤量也逐渐增加，除两侧炉头火道外（由于炉头温度因散热而较低），从机侧到焦侧火道温度应均匀上升，即机侧、焦侧测温火道的温度差值与炭化室的锥度值大致相同。生产时，为使焦饼沿炭化室长向均匀成熟和炉头不出现生焦，需用横排温度检

17、查燃烧室从机侧到焦侧的温度分布情况。2.4.1 横排温度的测方法为了避免换向后温度下降的影响，规定在换向后5min（或l0 min）开始测量，并按一定的顺序和一定的速度测量。一般单号燃烧室从机侧测向焦侧，双号燃烧室从焦侧测向机侧，测温速度要均匀，每分钟大约测量10个火道。2.5 炉头温度炉头温度是指机侧、焦侧炉头的第一个火道温度，测量的目的是及时掌握炉头温度的变化，并检测其均匀性。由于炉头火道散热多，温度较低且波动大，为防止炉头焦饼不熟，以及装煤后炉头降温过多，使炉砖开裂变形，需定期测量炉头温度。炉头温度的平均值与该侧的标准温度差值应小于150。当推焦炉数减少，降低燃烧室温度时，应保持炉头温度

18、不低于1100。当大幅度延长结焦时间时，应保持在950以上。炉头温度不能过低，但也不能过高，若炉头焦过火，会造成摘取炉门后焦炭大量塌落，给推焦造成困难。2.6 焦饼中心温度焦饼中心温度是焦炭成熟的标志，也是标准温度制定的依据。为了解所制定的标准温度是否合理，焦饼在长向、高向是否成熟均匀，需选择加热正常的炉号，在推焦前半小时测量焦饼的中心温度。在机侧、焦侧各取上、中、下三点分别测量，取其平均值作为焦饼中心温度，并分别求出两侧焦饼的上、下温度差，温度越大，焦炭质量越差，一般焦饼上下温差不超过100，焦饼中心温度一般规定为100050。2.7 蓄热室顶部温度测量蓄热室顶部温度的目的是防止格子砖烧熔或

19、高炉灰熔结，检查蓄热室顶部温度是否正常，及时发现有无局部高温、串漏、下火等情况。测量从交换机端开始，在两个交换时间内测完一侧或两侧。为了测出较高的温度，交换后立即开始测量。当用焦炉煤气加热时，测上升气流蓄热室，当用高炉煤气加热时，测下降气流蓄热室。测温点选在蓄热室顶部中心隔墙处或最高温度处，测温处有测温孔。测量后分别计算机侧、焦侧蓄热室顶部平均温度（边蓄热室除外）。规定硅砖蓄热室顶部温度最高不得超过1320，黏土砖蓄热室温度最高不得超过1250，尤其是黏土砖蓄热室，因其荷重软化温度低，所以蓄热室顶部温度不能过高。2.8 小烟道温度小烟道温度就是废气的排出温度。测量的目的是检查蓄热室的蓄热效率，

20、即检查蓄热室热交换情况是否良好。为判断主墙的串漏情况，要求小烟道温度不应高于450，最低不应低于200温度太高可能是炉体不严造成漏气、格子砖积灰、烧熔或蓄热室产生“下火”所致；温度太低将影响烟囱的吸力。2.9 炉顶空间温度炉顶空间温度是指炭化室顶部空间在结焦时间23时的荒煤气温度。炉顶空间温度的高低对化学产品的产率、质量和炉顶结石墨的速度有直接的关系。炉顶空间温度过高，降低化学产品产率和质量，上升管内石墨生长较快；温度过低，既不利于化学产品的生成，也影响炭化室上部焦饼的成熟度。所以炉顶空间温度应控制在80030，一般不应超过850。3 压力制度3.1 集气管压力集气管内各点压力是不相同的，两端

21、部最高，越靠近吸气管压力越低。为了保证结焦时间内，炭化室各部位的压力稍大于（有助于结石磨密封炉墙和炉底）及外界的大气压力（避免空气漏人炭化室烧掉焦炭和化学产品，并防止砌体出现熔洞渣蚀等问题）规定炭化室底部压力在结焦末期小于5 Pa为原则来确定集气管压力。测量的目的是检查和确定集气管压力，测定吸气管下方的炭化室底部在结焦末期的压力是否大于5Pa。测量方法是：装煤后，将长1.2m、直径12mm的铁管插入炭化室的炉门测压孔内，插入前，将插入炭化室一端的铁管用石棉绳塞住。测量时，管端应处于离炭化室墙20mm、离炉底300mm的位置，不能打开上升管盖，蒸汽应关严，、然后用金属钎子将测压铁管通透一直到冒出

22、黄烟为止，测压铁管外端用胶管与测压表相连。3.2蓄热室顶部吸力均匀性调节在蓄热室顶部吸力的调节过程中，一般要求将下降气流调节为3Pa，上升气流调节为2Pa,但是仅仅采用此类调节是不够的。调节时应结合炉温、空气过剩系数和看火孔压力等情况进行综合分析后，再酌情进行相关调节，并且调节时应考虑前后两个蓄热室的吸力差尽可能一致。在吸力的调节过程中，应将昼夜温度差超过20的进行重点调节。同时，风门开度、看火孔压力、空气过剩系数以及三者之间的关系应满足生产工艺的要求。空气过剩系数、看火孔压力、进风口开度和烟道吸力之间的关系见表所示：空气过剩系数看火孔压力烟道吸力进风门开度正常偏正加大改小正常偏负减小增大偏大

23、正常减小减小偏小正常加大增大偏大偏正不变改小偏大偏负减小不变偏小偏负不变增大偏小偏正加大不变3.3蓄热室顶部吸力的调节方法燃烧室温度和蓄热室顶部吸力的变化范围及各种因素的相互影响是十分复杂的，因此应根据实际情况进行全面分析和调节。用高炉煤气加热时，应分别测出全炉上升与下降气流的煤气和空气蓄热室的顶部吸力，再对照直行温度及燃烧火焰的情况进行调节，其方法大致如下：（1）当上升煤气蓄热室测得的吸力偏正与其相联的下降气流蓄热室压差也偏大，火道温度偏高，说明煤气量大，应该减少煤气量；（2）当上升煤气蓄热室测得的吸力偏负与其相联的下降气流蓄热室压差也偏小，火道温度偏低，说明煤气量小，应该增加煤气量；（3）

24、当上升煤气蓄热室测得的吸力偏正，上升与下降蓄热室顶部压差偏大，火道温度偏低，说明空气量供应不足，应开大废气盘翻板；（4）当上升煤气蓄热室测得的吸力偏负，上升与下降蓄热室顶部压差偏小，火道温度偏高，说明空气量供应过大，应关小废气盘翻板；（5）当相邻燃烧室的昼夜温度较平均温度比较出现一高一低时，应对照供应此两个燃烧室煤气的蓄热室与其前后相连接的下降气流蓄热室的压差，如也表现为一大一小时，则是因为分配量不均而造成的，此时可以通过调节前后下降气流蓄热室的废气盘翻板。由于各燃烧室都是互相联系的，所以调节某蓄热室的废气盘翻板必须考虑蓄热室的吸力和温度变化情况,还需要注意影响蓄热室顶部吸力的其它因素,主要有

25、：大气温度、风向、风门开度、炉体窜漏以及四班操作等，都会影响正常的蓄热室顶部吸力调节。所以，针对长期低温的炉室,首先应排除炉体和加热设备的影响,做到掌握炉况、勤检查、勤测量和细调整，才能使炉温达到要求。3.4孔板直径与主管压力孔板直径的大小直接影响煤气的主管压力。一般情况下，使用焦炉煤气加热时，主管压力应控制在700-1500Pa，高炉煤气加热时，主管压力应控制在500-1000Pa。通过生产实践证明：3、4#焦炉使用焦炉煤气加热时，主管压力应控制在1000-1200Pa为宜，使用高炉煤气加热时，主管压力应控制在800-1000Pa为宜。当周转时间和装煤量发生变化时，加热煤气流量势必发生变化，这时就需要调整孔板直径的大小来调整煤气的主管压力以控制在合适的范围。（1）煤气流量一定时，煤气主管压力等于煤气分管阻力和孔板阻力的和。当煤气主管压力过高时，就要通过更换煤气孔板来降低主管压力，可根据更换煤气孔板前后的主管压力与更换煤气孔板前后的孔板阻力成正比关系来进行计算；（2）煤气流量发生变化时，为保持主管压力一定，孔板直径也要发生改变。当要保证煤气主管压力一定时，煤气流量增大、孔板直径也应增大；煤气流量减小、孔板