焦炉的加热管理与热工评定课件

1、第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定通知第九章 焦炉的加热管理与热工评定本章内容:第一节 焦炉的加热管理第二节 焦炉的加热调节第三节 焦炉加热的自动优化控制第四节 焦炉热工评定安排: 3学时第九章 焦炉的加热管理与热工评定第一节 焦炉的加热管理一、焦炉燃烧室的温度变化特征1、结焦期间火道温度的变化 第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定2、换向期间火道温度的变化 第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定二、焦炉加热管理的内容与要求1、加热制度 加热制度在调火工作中需要经常测量和调节的温度制度和压力制度。第九章 焦炉的

2、加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定2、全炉和机、焦侧煤气流量（1）全炉： ，m3/h（2）焦、机侧煤气流量分配比：校正：(校正后的表流量)第九章 焦炉的加热管理与热工评定式中： V煤气流量 Q所需热量 B装煤量 q炼焦耗热量 L长度 S平均宽 周围时间 第九章 焦炉的加热管理与热工评定3、温度制度（1）标准温度 机、焦侧测温火道平均温度的控制值。表9-4 焦炉标准火道温度与结焦时间的关系炭化室宽450mm炭化室宽407mm结焦时间/h标准温度结焦时间/

3、h标准温度机侧/焦侧/机侧/焦侧/151330135013801400141310133013601380161300132013501370151290130013401360181270129012901300161260128012901300第九章 焦炉的加热管理与热工评定（2）直行温度 全炉各燃烧室测温火道的温度称为直行温度。考核指标：安定系数：均匀系数：式中：M焦炉燃烧室数； A机、A焦机、焦侧测温火道与该侧平均温度相比，超 过20（边炉30 ）的火道数。式中：N考核期间（如一昼夜）直行温度的测量次数； A机、A焦全炉机、焦侧直行温度与加热制度规定的该 侧标准温度相差超过7的测量次

4、数。 第九章 焦炉的加热管理与热工评定（3）横排（墙）温度 燃烧室横向各火道的温度称为横排温度 考核：实测火道温度与标准线相差超过20的火道为不合格火道。标准线焦侧标准火道机侧标准火道第九章 焦炉的加热管理与热工评定（4）焦饼中心温度 推焦前30min的焦饼中心的温度。考核指标： 平均温度：100050。 上下温差：用焦炉煤气加热t120 用高炉煤气加热100 测定方法：插管法（传统）第九章 焦炉的加热管理与热工评定（5）其它温度 炉头温度：1100,不低于同侧标准温度150 蓄热室顶部空间温度：硅砖蓄热室 1320 粘土砖蓄热室 1100 小烟道温度： 450，250 炉顶空间温度： 850

5、 烟道温度：200 300 第九章 焦炉的加热管理与热工评定4、压力制度（1）压力制度的确定原则 1）炭化系统（集气管）压力：以结焦末期正对吸气管炭化室底部的压力不小于5Pa为原则确定集气管的压力，以确保炭化室的压力始终高于外界大气的压力。 2）燃烧系统压力：以下降气流看火孔的压力为0为原则来确定燃烧系统的压力，并以蓄热室顶部的压力为控制指标。以确保燃烧系统的压力始终低于同一标高炭化室的压力。 3）煤气主管压力：足以克服从煤气主管至炉体所有管件的阻力。 4）烟道吸力：足以克服燃烧系统的阻力和下降段的浮力。第九章 焦炉的加热管理与热工评定(2)压力的测量需测量和控制的压力包括： 蓄热室顶部吸力

6、炭化室底部压力 蓄热室阻力 看火孔压力 横管压力 五点压力 第九章 焦炉的加热管理与热工评定 蓄热室顶部吸力的测定：各蓄热室顶的吸力值与标准蓄热室的相比：上升气流时2Pa下降气流时3Pa 第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定第四节 焦炉热工评定 意义： 炭化室的物料平衡 投入产出关系 设备负荷 焦炉的热量平衡 热量的分配 炼焦耗热量 焦炉的热效率和热工效率 降低炼焦能耗的途径一、炼焦热与炼焦耗热量 炼焦热指将1kg煤从室温转化为焦炉推出温度下的焦炭、煤气和化学产品所需的理论热量。 炼焦耗热量指将1kg煤在工业焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量。 二者关系：炼焦耗热量=

7、炼焦热+焦炉散热+废气热焓 在热工评定中炼焦热就是有效热。第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定1、结焦过程的炼焦热和反应热 （1）炼焦热和反应热的测量 1)炼焦热可以用带回收装置的电热试验焦炉测定，并按下式计算： q=Q1-(Q损+Q2）/M，KJ/Kg式中： Q1 由实验过程所耗总电功率换算得到的热量，kJ； Q损试验焦炉表面热损失，kJ/h; 试验时间，h Q2干馏瓶和炉盖的热容量，kJ M试验用煤量，kg第九章 焦炉的加热管理与热工评定2)反应热按下式计算：式中： Qr 反应热，kJ/kg； Hk焦炭的热焓，kJ; Hc所排出煤气和化学产品所带热焓，kJ Qr

8、0，为放热反应 Qr0，为吸热反应第九章 焦炉的加热管理与热工评定1、结焦过程的炼焦热和反应热 （2）炼焦热的计算日本：郭树才：式中： c 煤的有效比热容，kJ/kg a煤的热扩散率，m2/h 结焦时间，h S,炭化室宽度，半宽，m tc,t0火道和装炉煤温度， 第九章 焦炉的加热管理与热工评定2、影响炼焦热的因素 （1）煤种对炼焦热的影响如图表所示第九章 焦炉的加热管理与热工评定（2）装炉煤工艺因素对炼焦热的影响 1）水分 如图所示 2）细度 堆密度为800kg/m3时，如下表所示第九章 焦炉的加热管理与热工评定3）堆密度 水分7%时，见表 4）预热温度 当堆密度780kg/m3、细度90%

9、、水分7%时3、炼焦耗热量 （1）表达方式1）湿煤耗热量：将1kg湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热 量，kJ/kg湿煤。即 式中：V0标准状态下加热煤气耗量，m3/h; G湿焦炉的湿煤装入量， kg/h。 Q低加热煤气的低热值，Kj/m3。第九章 焦炉的加热管理与热工评定2）相当耗热量：将1kg干煤所对应的湿煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供 给焦炉的热量，kJ/kg干煤。即 式中：V0标准状态下加热煤气耗量，m3/h; G干焦炉的干煤装入量， kg/h。 第九章 焦炉的加热管理与热工评定 3）干煤耗热量：将1kg绝干煤在炼焦炉中炼成焦炭所需供 给焦炉的热量，kJ/kg干煤。 不包括煤中水分的蒸

10、发和加热所消耗的热量。 用 q干来表示。式中：Q水入炉煤水分带出焦炉的热量，kJ/h第九章 焦炉的加热管理与热工评定 4）三者之间的关系 设入炉煤水分为M，%则：代入q相得：第九章 焦炉的加热管理与热工评定1kg水从炭化室带出的热量：水：0汽：0汽：60025002.01600一般来说：焦炉热工效率为72.5%则：q水= (2500+2.01600)/0.725=5100kJ/kg水 Q水= q水G水=q水G湿M/100=51G湿M第九章 焦炉的加热管理与热工评定得：第九章 焦炉的加热管理与热工评定5）不同水分基准时炼焦耗热量的换算 为了便于比较，通常都是将炼焦耗热量换算成 M=7%的数值：

11、焦炉煤气： q湿、换 = q湿 29（M-7） q相、换 = q相 58 （M-7） 高炉煤气：q湿、换 = q湿 34（M-7） q相、换 = q相 68 （M-7）第九章 焦炉的加热管理与热工评定第九章 焦炉的加热管理与热工评定 （2）生产焦炉炼焦耗热量计算式中:炭化室周转时间，h V0 煤气流量表读数，m3/h Q低加热煤气低热值，kJ/m3 G干一个炭化室平均装干煤量，kg n一座焦炉的炭化室数； K、KT、KP、K换分别为密度、温度、压力、换向的校正系数。第九章 焦炉的加热管理与热工评定式中:0标准状态下煤气的密度，kg/m3; f 煤气中水汽含量，kg/m3; P 煤气绝对压力，P

12、a; T 煤气绝对温度，K； m 1小时内换向次数； 每次换向焦炉不进气的时间，min。V实0=V表0KKTKPK换 第九章 焦炉的加热管理与热工评定二、焦炉的物料平衡和热平衡 1、焦炉物料平衡入 方出 方序 号项 目kg%序号项 目kg占干煤%1干煤885.088.51焦炭696.079.12水分115.011.52焦油30.03.43氨1.70.24粗苯9.01.05煤气125.314.66化合水15.01.77配煤水115.08误差10.01.0总计1000.0100.0总计1000.0100.0表9-12 焦炉炭化室物料平衡表（实例）第九章 焦炉的加热管理与热工评定 2、焦炉热量平衡表

13、9-14 焦炉热平衡实例（焦炉煤气加热）入 方出 方序号项 目kJ/kg%序号项 目kJ/kg%Q1加热煤气物理热97000.30Q1焦炭显热119275437.15Q2燃烧用空气物理热552121.72Q2出炉煤气显热43510413.55Q3装炉煤物理热390721.22Q3水汽显、潜热54953017.12Q4加热煤气燃烧热284811288.72Q4焦油显、潜热902012.81Q5漏入粗煤气燃烧热2581638.04Q5粗苯显、潜热217190.68Q6氨显热51490.16Q7废气热量55560817.31Q8气封炉门煤气热534261.66Q9表面散热2731368.51Q10误

14、差336321.05总计3210259100.0总计1000.0100.0第九章 焦炉的加热管理与热工评定三、焦炉热效率和热工效率 1、焦炉热工效率2、焦炉热效率 为衡量热量的可利用率，可用焦炉热效率热：一般大型焦炉的热工=70%75%，热=79%85%由表9-14的数据可得： 热工=71.47%，热=82.69% 热平衡表中Q1 Q6项的总和即炼焦热，也称为有效热Q效，它占总供热量Q总的百分数称为焦炉的热工效率热工：式中：Q废随废气带走的显热和不完全燃烧热，即热平衡表中的Q7项。第九章 焦炉的加热管理与热工评定3、窑炉统一热效率 为比较各种热工炉窑的热利用效率，还采用炉窑统一热效率炉热：对于

15、表9-14中的数据可得炉热：第九章 焦炉的加热管理与热工评定四、降低炼焦耗热量、提高热工效率的途径 1、装炉煤的性质 由于焦煤和肥煤的炼焦热较低，气煤和瘦煤的炼焦热较高，因此不同配煤比的入炉煤其炼焦耗热量有所不同。在相同的结焦时间和加热制度下，炼焦耗热量随入炉煤挥发分的增加而增大，尤其是当气煤的配比超过30%时尤为明显。对于水分相同的配合煤，当气煤从10%增加到30%时，炼焦热增加40kJ/kg，炼焦耗热量增加约54kJ/kg 。2、配煤水分 水的蒸发和升温随荒煤气逸出炉外，要消耗大量热量。 当装炉干煤量不变时入炉煤水分每增加1%，炼焦耗热量增加51-54J/kg干煤。第九章 焦炉的加热管理与

16、热工评定3、焦饼最终温度 红焦带出的显热约占供给焦炉热量的3540%。计算表明，如果焦饼温度降低50可少带出显热50kj/kg煤，再考虑到热效率等因素，炼焦耗热量可降低7584kj/kg煤。4、结焦时间 生产经验表明，设计的结焦时间时炼焦耗热量最低，延长、缩短结焦炼焦耗热量均会增加。缩短结焦时间，标准温度提高，废气温度高，废气带出的显热多；延长结焦时间，炉体散热量增加。5、加热煤气种类 贫煤气的热值低、废气量大，废气带出的显热多，炼焦耗热量增加。对于JN43焦炉，用高炉煤气加热时比用焦炉煤气加热炼焦耗热量要高210340kj/kg煤。第九章 焦炉的加热管理与热工评定（6）废气温度 废气带出的显热约占焦炉加热热量的1520%。废气温度每降低25，炼焦耗热量就会降低25kJ/k