加强热工管理提升焦炉品质

PAGEPAGE24加强热工管理，提升焦炉品质

一座焦炉的好坏取决于多种因素，有内在的，也有外来的影响。焦炉生产是一个系统，每个焦化企业都把它看做重中之重。众所周知，焦炉热工是焦炉生产的重要组成部分。在过去，人们认为一般的焦炉热工是将焦炉的各项温度制度、压力制度调整到规定的范围，满足焦炉的日常生产需要。近年来，焦炉逐步向大型化发展、焦炉设备和机械自动化水平不断提高，下游用户特别是炼铁等对焦炭品质的要求越来越高，国家对炼焦行业的环保水平、能耗指标等更加严格，业内对焦炉热工的定义和内涵有了更深层次的理解和定位。下面介绍一下有关焦炉热工工作中经常遇到的一些困惑和难点。一、焦炉内气体流动的特点在没有向系统加入外功的情况下，焦炉内煤气、空气和废气的流动规律，基本上符合: 其中，zρ1-2g，，P1分别为位压力、动压力和静压力，三者之和即为总压。按这一原理，焦炉调节时为改变流量，可以采用两种手段；即通过改变煤气，废气的静压来改变系统的总压差，或通过改变调节装置的开度(局部阻力系数)来改变系统阻力。二、确定压力制度的基本原则焦炉的炭化室和燃烧室仅一墙之隔，由于炭化室墙砖缝的存在，当集气管压力过小时，只能在结焦前半期内气体由炭化室漏入燃烧系统内；而在结焦末期燃烧系统废气将漏入炭化室内，当炭化室出现负压时，空气可能由外部吸入炭化室。在这种情况下，当结焦初期荒煤气通过灼热的炉墙分解产生沉积炭，逐渐沉积在砖缝中，将砖缝和裂缝堵塞。在结焦末期燃烧系统中废气（其中含部分剩余氧气）通过砖缝等进入炭化室，将砖缝中的沉积炭烧掉，因此在整个结焦周期中，炭化室墙始终是不严密的。由于空气漏入炭化室，使得部分焦炭燃烧，这不但增加了焦炭灰分，而且焦炭燃烧后产生的灰分在高温下对炉墙砖有侵蚀作用，造成炉体损坏。另外，漏入炭化室的冷空气会造成部分荒煤气燃烧，使化学产品产量减少、煤气发热值降低，还会使焦油中游离炭增加。此外，在炭化室严密状态不好时，结焦初期总有大量荒煤气漏入燃烧系统，从而影响焦炉正常的调火工作。如果控制炭化室内的压力始终保持荒煤气有炭化室流向燃烧室，就能避免烧掉存留在炭化室墙砖缝和裂缝中的沉积炭，而保持炉体的严密性，避免了上述恶果。但炭化室内压力也不应保持太高，过高会使荒煤气从炉门及其它不严密处漏入大气，既引起炉门冒烟着火烧坏护炉设备，又恶化操作环境。在确定焦炉生产压力制度时，应遵循以下基本原则：炭化室底部压力在任何情况下（包括正常操作、改变结焦时间、延迟推焦、停止加热等）均应大于相邻同标高的燃烧系统压力和大气压力；在同一结焦时间内，燃烧系统高度方向压力的分布应保持稳定。这是实测的某厂结焦末期吸气管正下方炭化室底部压力曲线《焦炉技术管理规程》规定炭化室底部压力在结焦末期不小于5Pa。由曲线看出，结焦末期炭化室压力波动较大，主要是受集气管压力波动影响，而且经常出现负压，说明集气管压力的设定值有些偏低，这对炭化室炉墙寿命是不利的，同时也影响焦炉煤气的质量，使得煤气热值降低。这就需要提高集气管压力的设定值，同时炼焦车间和煤气净化车间应加强协调，采取措施稳定集气管压力。集气管压力的设定值大小也直接影响炭化室底部压力的数值。对于大型焦炉而言，正常情况下集气管压力的设定值应在130-150Pa左右。考虑到环境保护等因素，集气管压力的设定值可适当低些，也应保持在80-120Pa。使用高压氨水无烟装煤也是集气管压力波动的主要原因之一，这一因素应充分考虑。三、煤气主管压力与流量，孔板的关系由于管道阻力常有变化，所以在调节的时候，以控制流量数值为主，以压力为辅，是比较直接和方便的。在相同的压力下，当管道和孔板的断面不同时，就有不同的流量；在不同的压力值情况下，改变相同的压力数量不代表改变相同的流量数量。四、蓄热室顶部吸力的调节焦炉煤气加热时，调节蓄热室顶部吸力也就是使空气量和废气量均匀分配到蓄热室。对于分隔蓄热室，无法测量蓄热室顶部吸力，所以调整时，应在小烟道出口处测量，调节小烟道部吸力也就是使空气量和废气量均匀分配到蓄热室。影响小烟道吸力的因素，除了进风口和调节翻板开度以外，还有很多。常见的有：下降气流时，废气砣提起高度减少或进风门盖不严，都会使下降气流吸力减少；上升气流时，进风门开度减小或废气砣落不严，都会使上升气流吸力增加，交换开闭器两叉部和蓄热室封墙漏气、炭化室荒煤气往燃烧室串漏都会使吸力减少；蓄热室格子砖或斜道堵塞会使阻力增加等。由于吸力变化，炉温也随之变化，因此在调火的日常工作中必须消除这些因素。调节吸力的步骤一般可分两步进行。首先可用交换开闭器翻板调节下降气流，使各小烟道下降气流吸力与标准小烟道相差±5Pa以内。在各进风口开度一致和其他条件都正常的情况下，下降气流吸力达到要求时上升气流吸力也能基本均匀。第二步是调节上升气流吸力，使各小烟道上升气流吸力与标准小烟道之差在±3Pa之内。调节时应首先测量全部小烟道的上升和下降气流的吸力，并在立火道或交换开闭器取样进行废气分析或检查燃烧情况，然后根据吸力、空气系数、看火孔压力、温度和设备情况综合分析后制定调节方案并进行调节。对于蓄热室分格的焦炉，要以控制小烟道处吸力为主。五、焦炉高向加热和边界加热1、焦炉边界加热（1）边火道温度边火道温度低的原因主要有以下几点：一是炉头热损失大，二是炉头一对火道浮力差的影响。结焦时间越长，越不利于边火道加热。还有就是蓄热室封墙严密性的影响。提高边火道温度的途径有：1）炉头补充加热。2）间断加热。3）焦炉设计的改进。如改进炉头一对火道斜道口调节砖的排列，通过计算和标定合理确定斜道阻力，改进蓄热室封墙结构等。在现有条件下改善边火道温度，应从加强生产管理入手。为保证焦炉边火道的加热，在生产管理和操作方面应注意。焦炉表面的严密性，尤其是蓄热室封墙、斜道正面、两叉部的严密对于炉头加热是至关重要的。特别是在更换贫煤气加热前一定要对上述部位作一次全面认真的检查，发现缺陷一定要在换煤气前处理好。生产时若发现边火道温度低，尤其是发现边火道煤气斜道口“白眼”时，首先要检查与它有关的上升煤气蓄热室的吸力是否变大。并及时调整若温度仍低，则应检查上述部位的严密性并进行相应处理。在压力制度方面，以往习惯上将看火孔保持正压，一般为0～5Pa。而实际上看火孔压力稍负些，即为0～-5Pa，这对降低拉条温度，防止拉条被腐蚀和烧坏是有好处的。但是看火孔负压就要增加蓄热室的负压，蓄热室封墙漏入的冷空气就会增多，对炉头加热是十分不利的。因此对边火道温度较低的焦炉(贫煤气加热)的看火孔压力可保持适当正压，而且还应稍大一些，一般可保持在10～12Pa范围内。当焦炉用贫煤气加热而要延长结焦时间时，可保持蓄热室顶吸力不变，而使看火孔正压。当正压大到影响测温和燃烧检查时，可在测温或检查时，适当增加吸力，待测温或检查完后，再恢复原吸力。（2）炉端燃烧室的加热炉端燃烧室在靠抵抗墙一侧有散热损失，但没有炼焦的热负荷，其供热量，在大型焦炉一般为中部燃烧室供热量的70%～75％。端部燃烧室靠机焦侧炉头4个立火道的煤气喷咀孔径，特别是炉头第一火道的煤气喷咀孔径要比中部燃烧室相应立火道的煤气喷咀孔径要大一些，因为端部燃烧室的这些火道，除了靠炉头有较大的散热外，靠抵抗墙侧也有较大的散热。2、高向加热（1）焦炉煤气加热焦炉煤气加热时改善高向加热的方法主要有：焦炉煤气贫化，加高煤气出口位置，缩小煤气喷嘴直径等横砖煤气道喷嘴直径的选择，应使高向加热均匀及燃烧室各火道煤气量正确分配。一般喷嘴平均直径与砖煤气道直径之比为0.55-0.65。6米焦炉喷嘴排列火道12345678910111213141516孔径mm15.614.412.512.512.612.612.712.712.812.812.91313.2火道17181920212223242526272829303132孔径mm13.313.313.413.413.513.513.613.613.713.713.813.813.913.915.817.2（2）高炉煤气加热高炉煤气加热时改善高向加热的方法主要有：改变高炉煤气和空气出口的距离和其出口夹角，改变鼻梁砖的宽度，改变鼻梁砖高度以及贫煤气的富化等。（3）使用贫或富煤气时均有影响的改善高向加热的方法。1）空气系数控制焦炉煤气加热为1.25左右，高炉煤气加热为1.20左右。2）结焦时间结焦时间改变，加热用的煤气和空气也要随着改变。结焦时间短，气流速度大，有利于拉长火焰；但是，结焦时间短，废气循环比要减少，有利于下部加热。但两者作用综合的效果，还是对上部加热有利。3）换向时间的长短六、横排温度横排温度指同一燃烧室各火道的温度，它反映燃烧室各火道的供热状况。炭化室宽度由机侧到焦侧逐渐增加，装煤量也随宽度发生变化。为保证焦饼沿炭化室长向同时成熟，每个燃烧室各火道温度应当由机侧向焦侧逐渐升高，要求从机侧第3#火道至焦侧第3#火道的温度应均匀上升，除边部火道外，火道需要的热量也由机侧至焦侧逐渐增多。测定横排温度应严格按规定顺序和时间进行。测温在下降气流时进行。每次测温自交换后5min开始，单号燃烧室从机侧、双号燃烧室从焦侧进行，在两个交换内测定完一个区。注意测定横排温度不考虑冷却校正值。随着国内捣固焦炉队伍的不断扩大，对捣固焦炉的横排温度研究也越来越深入，它与其生产特性有一定的关系。众所周知，捣固焦炉装煤方法和顶装焦炉的区别是，在机侧炉门打开的情况下将煤饼推入炭化室内。在送煤饼过程中经常发生煤饼塌落的情况。尤其是配煤系统更换煤种时，由于各单种煤表面物理性质的差异，煤料塌饼现象出现次数会增多些。因炭化室内煤饼缺角（一般焦侧多些），会导致对应部位的火道温度急剧增高，容易出现高温事故。一旦煤料塌饼且其塌落煤料数量的不确定性，将导致该炭化室两侧燃烧室的火道温度较难控制，从而影响其横排温度。三班煤气班操作人员需根据煤饼塌饼部位情况对火道温度进行控制。七、焦饼中心温度测量焦饼中心温度主要目的是检查焦饼沿炭化室长向和高向成熟的均匀情况及确定某一结焦时间下合理的标准温度。焦饼中心温度是焦炭成熟的指标，一般生产中焦饼中心温度达到1000±50℃时焦炭已成熟。焦饼中心温度的均匀性是考核焦炉结构合理性与加热制度完善程度的重要因素，因此焦饼各点温度应尽量达到均匀一致。随着焦炉向大型化的发展，焦饼中心温度的测量难度越来越大。对7m焦炉和6.25m捣固焦炉来说，测量焦饼中心温度的困难就很大，尤其对6.25m捣固焦炉，由于煤饼密度高达1.1t/m3（干基）以上，常规测定焦饼温度的向煤料插入钢管的方法不能适应捣固焦炉测定焦饼中心温度的需要。目前我们测定焦饼中心温度采用的方法是先在栏焦机车除尘罩上正对焦侧炉门的除尘罩上开一个100～150mm孔洞，测定焦饼温度时，测量人员事先站在栏焦机除尘罩外侧，正对焦侧炭化室，通过观察孔用红外线高温计测定焦饼中心温度。焦饼中心温度高向位置：上线位置：焦饼顶面焦线下600mm；；下线位置：在炭化室底上部600mm；中线位置：上线、下线的中点位置八、焦炉煤气横管压力横管压力主要与流经横管的煤气流量、喷嘴或孔板孔径的形式和大小有关。长期以来在调火工作中对横管压力都有所忽略，其实这是一个非常重要的指标。焦炉加热系统不仅是气体流动通道，而且起气流分配作用；此外，集气管，加热煤气管道和烟道等均有分配或汇合气流的作用；在这些通道中气流压力和动量的变化很大，因此要考虑变量气流的流动特点。横管压力在300～800Pa，便于保证横排压力分布，有利于调节，有利于减少其它因素对压力分布的影响，过低时看火孔压力影响较大。1、横管的阻力：阻力主要是孔板阻力，一般占总阻力约90%。2、主管压力在一定范围内，大孔板的孔径起作用，当流量大到一定程度后，主管压力主要都是在横管的，用于小孔板阻力。如主管压力在1500Pa以内时横管压力一般为600～800Pa，当如主管压力达到3000Pa时，横管压力就接近2000Pa。对7米焦炉来说，最大孔板为52或55比较合适。。3、横管压力计算或考虑时，横管出口到砖煤气道的压力不是0，这里有浮力和阻力，还受看火孔压力影响。4、一般立管底部没有气流时压力约在～-100Pa,随着流量增加、看火孔压力、阻力等逐渐变小，此压力对于横管内的气体是一个推动力。5、当横管流量太小(约设计流量的1/2以下时)，孔板或喷嘴的阻力不够大，不足以克服浮力的结果，横管会变成负压。6、当使用喷嘴时，阻力减少很多，约为孔板的50%左右。7、目前国内的焦炉加热煤气管道设计中是孔板偏大，机、焦侧孔径差小，根据现场的实际标定和理论推算，7m焦炉的孔板孔径机侧在12.7mm（8火道），焦侧13.7mm(28火道)比较合理。大部分焦炉都在横管内插入大量的铁丝来调节气流分配。按面积对比，用直径3mm和4mm的铁丝进行组合，找出近似的合理排列，同时观测横排温度。要注意插入铁丝的相当孔径和实际直接的孔径是有差别的。8、调整横排温度需要剔除以下影响因素：（1）交换旋塞没有开正。（2）孔板安装不正或不清洁。（3）孔板前后管道及旋塞的堵塞。（4）各燃烧室立火道的孔板或喷嘴直径应按规定一致。（5）当砖煤气道漏气或挂结石墨时应堵漏或透通。九、氮氧化物NOx（氮氧化物）是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要因素之一，可刺激人类眼睛、肺部，长期吸入氮氧化物可能会导致肺部受损，还可伤害植物、腐蚀工业及民用设施，并能使大气能见度降低，是大气雾霾的主要成分之一。目前国内外都对焦炉废气中NOx排放高度重视，对其排放浓度有着严格的限制。焦炉加热采用混合煤气或焦炉煤气，由于炼焦生产的炉温可达1200～1400℃，燃烧废气中会产生一定数量的NOx。NOx含量与焦炉炉体结构、加热方式、加热煤气种类、加热温度、煤气燃烧过程中空气过剩系数、炉体严密程度等因素有关。焦炉加热产生的废气经小烟道汇集到分烟道，通过总烟道、烟囱排入大气，因此，在分、总烟道取样测定NOx可反映烟囱污染排放程度。目前国内焦化行业的NOx排放标准要求采用国家标准（GB16171－2012）《炼焦化学工业污染物排放标准》，新建企业NOx低于500mg/m3。国外以日本为例，焦炉加热废气中NOx含量（折合7%O2）不超过170ppm。1、NOx的产生煤气在焦炉立火道燃烧时，会生成氮氧化物NOx，按其生成的机理分有温度热力型、碳氢燃料快速型和含氧组分燃料型三种。在焦炉操作中，为降低NOx的生成量，应采用废气循环、分段供气、采用含氮量低的燃气和降低火道温度等措施。在燃烧生成的NOx中，NO占95%，NO2为5%左右。在大气中NO能缓慢转化为NO2。根据资料，当α=1.1、空气预热到1100℃时，如测定的火道温度为1300～1350℃，则焦炉煤气的实际燃烧温度约为1800℃，而高炉煤气约为1700℃。在火道温度1300～1350℃之间时，燃烧温度稍有增减，其温度热力型NO生成量的增减幅度较大，火道道温度±10℃，则NOx量±30mg/m3，燃烧温度对NO生成有决定性的作用。当燃烧温度低于1500℃时，NO量很少，但当温度高于1500℃时，NO量按指数规律迅速增加。煤气中含有氨、氰化氢、吡啶、喹啉等含氮组分。但当焦炉老化，荒煤气窜漏较大时，漏入的荒煤气中含氨7g/m3，氰化氢1.5g/m3，还有喹啉和吡啶等，当焦炉立火道气流中有氧存在时，会有一部分转化为NO。对于炉龄较长的焦炉，其废气中的NO较新投产不久焦炉浓度大。2、NOx的控制控制NO生成量，可以采用废气循环技术。废气循环降低了气流的温度，在一定程度上淡化了燃气和空气的浓度，上述两种作用使燃烧温度降低。采用分段加热技术。分段加热有两种类型，一类是空气和贫煤气皆分段，形成分段燃烧，从而降低燃烧强度。另一类是只有空气分段，使燃烧基本是在远离理论空气比的状态下进行。尽量使用含氮组分低的燃料。3、NOx的计算废气成分数据测定位置O2%CO2%COppmNOppmNO2

ppmNOxppmNOx(7%O2)ppmNOxmg/m3NOx(7%O2)mg/m3空气系数分烟道机侧3.3824.08340626102612075354251.46焦侧3.6622.99366923502351894823881.52总烟道5.2520.79323422612272024664141.82注：1）NOx由单位为ppm实测的数值换算为mg/m3为系数为2.054；2）空气系数计算时公式中的K值：高炉煤气：3.262；焦炉煤气：0.4323）换算为7%O2的NOx的计算公式：NOx换算后数值=*NOx（实际O2含量）十、工序能耗焦化厂焦炭单位产品综合能耗在GB21342中规定电力折算标准煤系数为当量值时焦炭单位产品能耗限额参考值单位产品综合能耗限额，限定值（kgce/t）单位产品综合能限额，准入值（kgce/t）单位产品综合能耗限额，先进值（kgce/t）155125（若使用捣固焦，为130）1151、炼焦耗热量焦炉是一种大型的复杂的加热炉。如对焦炉的热工操作的好坏进行评价，除检查分析焦炉温压制度的合理性外，很重要的一项综合指标是供给焦炉加热热量的利用效率。生产中常以炼焦耗热量作为评定指标。但要全面分析焦炉的热量利用率和节能的可能性，必须对焦炉进行热平衡测定与计算，并由此得出炼焦炉的热效率。焦炉的炼焦耗热量是指1kg入炉煤炼成焦炭需要供给焦炉的热量，单位是KJ/kg煤。炼焦耗热量指标除了作为用来加热焦炉的煤气消耗量的计算依据以外，还是评定焦炉结构完善、热工操作和管理水平好坏以及决定炼焦消耗定额高低的一项主要指标。由于应用的方面不同，采用的计算基准各异，所以炼焦耗热量的计算方法不同。炼焦耗热量计算如下。1）湿煤耗热量计算焦炉加热湿煤耗热量：qar＝V0,MQ·QDW/1000(kJ/kg)V0,MQ—每吨入炉煤（湿基）所需的加热煤气量，m3/t；QDW—加热煤气低位发热量，kcal/m3；V0,MQ＝V总/GV总—焦炉加热总煤气流量（机侧+焦侧），m3/h；G—焦炉每小时处理的配合煤量，t/h；G=G1*N/τG1—焦炉单孔装煤量，t；N—焦炉孔数；τ—周转时间，h2）换算为水分7%的相当耗热量用焦炉煤气加热时，q=q湿-29（Mar-7）用贫煤气加热时，q=q湿-33（Mar-7）Mar—配合煤料水分，%；当焦炉操作条件一定时，湿煤耗热量随入炉煤水分的变化而改变。由于各焦炉装入煤水分不同，所以湿煤耗热量相互之间缺乏可比性，其数值的大小，也不能真实地反映出焦炉热工操作的水平。在统一计算基准的前提下，将实际湿煤耗热量换算为水分含量相同（7%）的湿煤的耗热量即采用相当耗热量便于国内各企业相互比较和交流。用炼焦耗热量作为焦炉热工评价指标，虽没有热效率那样全面而且随着炉体老化耗热量还发生变化，但耗热量是基本反映焦炉的能耗情况。计算方法简单，所以仍将它作为焦炉热工的考核指标。原冶金部焦炉等级标准kJ/kg煤(含水7%)炉龄(年)加热煤气类别特级一级二级3～10焦炉煤气229023402390贫煤气25702630269011～18焦炉煤气234023902440贫煤气26302690275019～25焦炉煤气239024402490贫煤气269027502810＞25焦炉煤气244024902540贫煤气2750281028702、焦炉节能降耗的途径炼焦车间的能耗占焦化工序能耗的70～80%，而炼焦车间能耗中加热能耗占80～90%，用电能耗约占8%，水、蒸汽、压缩空气约占2～4%。因此降低炼焦车间的能耗，主要是降低炼焦耗热量。（1）控制合理的焦饼中心温度从炭化室推出的赤热焦炭所带走的热量是焦炉热量支出中的最大部分。它的大小主要决定于焦饼中心温度的高低和均匀程度。目前多数焦化厂焦饼中心温度控制在1070℃，如果能降至1000℃，则耗热量可降约105KJ/kg。要降低焦饼中心温度，就要选择合适的标准火道温度并使炉温均匀稳定、焦饼均匀成熟和正点推焦等。（2）控制炉顶空间温度在生产条件相同的条件下，炉顶空间的温度主要决定于炉体加热水平的高低和焦饼高向加热的均匀程度。在生产中，改变炭化室煤的装满程度和炼焦煤的收缩度，也可使炉顶空间温度产生一定的变化。所以在保证焦饼高向加热均匀和化学产品要求的前提下，应降低焦饼上部温度，减少荒煤气在炉顶空间的停留时间，降低炉顶空间温度，从而减少荒煤气从炭化室带走的热量。（3）合理的配煤比和配煤水分在相同结焦时间和加热制度下，当配合煤中气煤从10%增至30%炼焦耗热量将增加54KJ/kg，生产实践证明当配合煤的可燃基挥发分为22～24%时耗热量为最少。入炉煤的堆比重从0.6g/cm3增加到0.9g/cm3时耗热量减少2.4%。减少配合煤的水分，能降低炼焦耗热量。配合煤水分每变化1%，每公斤煤的炼焦耗热量相应增减60～80KJ。另外，配合煤水分的变化，不仅对炼焦耗热量影响较大，而且还影响焦炉加热制度的稳定和入炉煤堆比重的改变。当配合煤水分波动频繁时，为保证正常生产，势必要采用较高的标准温度，这就会进一步增加炼焦耗热量。要降低配合煤水分可采取加强煤场管理，搞好贮煤场的排水设施，对于多雨的南方，采用室内贮煤槽，以及增设煤干燥设备和煤调湿装置均能较好地达到降低和稳定配合煤的水分能大大节约能源增加产品产量和稳定焦炉操作。（4）加热煤气的种类在一般情况下，焦炉用高炉煤气加热时，其耗热量比用焦炉煤气加热多12～15%。这主要是因为用高炉煤气加热时废气量多，带走的热量增加（约5%）。加热用高炉煤气时，不严密处的漏失，从蓄热室封墙不严密处漏入空气与煤气燃烧以及煤气不完全燃烧等造成的热损失也会增加。从炼焦耗热量上看，焦炉用焦炉煤气加热消耗的热量要少一些。但因焦炉煤气是优质的。用途较广的气体燃料，故对复热式焦炉，如条件可能，应尽量用高炉煤气加热。这对能源的合理利用、环境保护、节能和社会、经济效益等都是合理的。（5）合理的加热制度加热制度是否合理对炼焦耗热量的影响是比较大的。而影响加热制度的主要指标是选择合适的空气系数并保持其均匀稳定，以避免废气中物理和化学热的损失。若空气系数过低或不均匀稳定，在一般情况下如果废气中含有1%的一氧化碳，按高炉煤气低热值3950kJ/m3、空气系数为1.15计算，则相当于5.8%的加热用高炉煤气的热量没有被利用而损失掉。当空气系数过大时，在正常条件下如废气中的含氧量改变1%（相当于空气系数增加约0.13），则因废气体积增加而相当于约1%的加热用高炉煤气的热量损失掉。焦炉各火道的空气系数，由于种种原因是不容易均匀的。其差值大小随焦炉设计、施工和操作水平而异，一般为0.1左右，最大的相差有时可达0.2～0.3。即使同一火道，在正常操作情况下，空气系数也随着换向初期到末期而逐渐变小。在正常生产情况下，空气系数应为1.15～1.25。（6）废气带走的热量降低从小烟道排出的废气温度，减少废气带走的热损失，可以提高焦炉热效率和降低炼焦耗热量。在一般条件下，小烟道出口的废气温度升高25℃时，焦炉热效率约降低1%，每公斤煤的炼焦耗热量增加25～30KJ。炉体严密，蓄热室单位换热面积加大、气体在蓄热室格子砖中分配均匀合理、换向周期长短适中以及焦炉压力制度合理、稳定等，都有利于降低废气温度。其中最有效的办法是增加蓄热室的换热面积，新的JN70型焦炉采用薄壁格子砖后，单位换热量的蓄热面积增加了27%。废气温度可降低约50℃，每公斤煤的炼焦耗热量降低约60kJ。废气温度不能无限制地降低，因为废气中的酸性物质，其中主要是SO2或SO3在温度较低的条件下，可能形成硫酸和亚硫酸，从而腐蚀焦炉小烟道、烟道和烟囱的砌体及有关设备。此外废气具有一定的温度，使烟囱产生吸力，维持焦炉生产，其本身就是低热量的有效利用。所以一般认为，小烟道出口处废气温度应不低于250℃。（7）计量仪表和设备的完整与准确由于各方面的原因，现有一些焦炉的计量仪表和设备不够完整，不少焦炉连称量入炉煤的电子称也未设置，即使有此设备，在其完好率、准确性及维护等方面也还需做一些工作。不然没有这些较准确的计量手段，日常生产中反映出来的耗热量等数值也就容易失去其真实性，而可能造成不必要的热量损失。如每孔焦炉的入炉煤量在40t时允许波动±500Kg，而每个燃烧室的供热却是一致的，这样最多装煤量与最少装煤量的耗热量相差约2.5%。加热煤气流量表的误差或波动，对炼焦耗热量的影响就更直观了。（8）炉体状态的好坏炉体状态的好坏对炼焦耗热量及热效率的高低有直接影响。蓄热室漏气率的增加，将使加热煤气量增加，炼焦耗热量提高。炭化室墙漏气率加大，荒煤气在立火道燃烧，可能使炼焦耗热量有所减少，但是荒煤气漏失量与荒煤气发生量有关，在结焦前半期煤气发生量大，漏失量也大，在加热系统中势必燃烧不完全，部分可燃物随废气离开焦炉而造成总能源的损失。所以加强炉体的热修维护，使炉体保持完好状态，减少炉体的窜漏，对保证热平衡结果的准确和节省能源等均是一件很有意义的工作。（9）减少炉体表面散热焦炉表面散失热量占供入焦炉热量的百分比，与炉型的大小和结焦时间的长短等有关。其中单位面积散热量最多的是装煤孔盖、座和看火孔盖、座等。在正常情况下，其散失热量主要取决于在焦炉设计中所采取的隔热措施和有关部位的炉体结构。但在现有生产焦炉上，也可根据具体条件，采取一些措施，以减少炉体表面的散热损失。加强蓄热室封墙的隔热与严密性，现有生产焦炉蓄热室封墙大部分没有隔热罩装置。从有些厂的试验结果看，在封墙上贴上一层适当厚度的高硅氧纤维，封墙表面温度降低20~30℃，不但可减少封墙表面的散热损失，改善操作环境，还可提高炉头火道温度。其效果是比较明显的。蓄热室封墙粘土砖的膨胀率及其温度均低于硅砖主墙，烘炉后往往产生裂缝，在生产过程中常因测温测压对测压孔产生振动，以及换向期间该部位温度变化，容易产生裂缝造成冷空气漏气加热系统，然后以热废气方式排放增加废气带走热量，特别是煤气蓄热室封墙漏入空气，将加热炉头煤气烧焯，结果使炉头温度明显下降。所以对蓄热室封墙应及时勾缝封严。装煤孔盖表面温度一般达300～400℃，不但造成大量散热损失，还使炉顶操作条件恶化。现在有的企业采用隔热结构的装煤孔盖，可使其表面温度降低100～150℃，这样不但可减少炉顶热辐射，改善劳动条件，还可减少散热损失（每公斤入炉煤约15kJ）。（10）采用温度自动调节系统在现有焦炉生产中，加热煤气是按体积流量供入的。煤气的成分、湿度和温度等经常变化，使煤气的热值产生波动。如鞍钢高炉煤气低热值的波动范围为3600～4400KJ/m3,焦炉煤气为9240～19300kJ/m3;首钢高炉煤气低热值则为2850～3990KJ/m3。这样在控制加热煤气体积流量的情况下，实际上单位时间供入焦炉加热的总热量是变化的。而采用热值指数自动调节装置，则可保持单位时间供入焦炉加热的总热量的稳定。燃烧用空气量的自动调节装置，是在供给焦炉加热的总热量不变的条件下，保持分烟道废气中空气系数的稳定，以达到立火道煤气的合理燃烧和减少废气带走的热损失。一般条件下采用温度自动调节系统，对用混合煤气和高炉煤气加热的焦炉，可降低炼焦耗热量约80～120KJ/kg(湿煤)。对于用焦炉煤气加热的焦炉，其节能效果稍差一些，当单独使用煤气热值指数自动调节装置时，因其空气系数不能稳定，节能效果约为60～80KJ/kg（湿煤）。应该指出，在只用高炉煤气加热时，若煤气的低热值波动大和湿度大时，要保持单位时间供给的总热量稳定，就会使供给的高炉煤气流量产生较大的波动，容易破坏焦炉压力制度或需人工进行频繁的调节，特别是大气温度高和入炉煤的水分大时，可能因烟囱吸力的限制而使焦炉的生产能力得不到应有的发挥。（11）回收余热1）采用汽化冷却的上升管，回收荒煤气带走的热量离开炭化室的荒煤气温度高达700～800℃。现有生产的大部分焦炉为减少上升管的对外散热，改善炉顶操作环境，在上升管外壁处设置隔热罩。国内现正逐渐推广的上升管汽化冷却装置，每吨焦可发生0.1～0.12t约0.5Mpa压力的饱和蒸汽，相当于每公斤入炉煤回收余热约270KJ，荒煤气温度可由750℃左右降至约450℃，上升管外表温度可降至50℃左右。这对回收炼焦产品余热、减少冷却氨水用量、改善炉顶操作环境，都有较好的效果，但也增加维修工作。2)回收焦炭显热为了回收温度约为1000℃的焦炭带走的显热，干法熄焦是目前一种非常有效、非常成功的方法。它可回收焦炭带走热量的85～90%，生产一吨焦炉可产生过热温度约300℃、1.4Mpa压力的动力蒸汽0.4～0.5t，相当于每公斤入炉煤回收余热95kJ以上。与湿法熄焦比较，干法熄焦还可提高焦炭质量和消除熄焦水汽与粉尘对环境的污染。目前干熄焦已经成为国内焦化企业尤其是钢铁企业的标准配置。(12)其他节能方法除上述介绍的以外，在降低炼焦能耗、回收炼焦产品余热上，还有其他一些措施，如煤调湿、烟道废气回收等。据国外有关资料介绍，使用计算机控制焦炉加热、焦炉程序加热以及装入煤的深度干燥和煤的预热等均有一定的节能效果，但在目前情况和现有生产焦炉条件下，这些措施在工艺和技术等方面均存在一定的困难，还有待于进一步试验研究。十一、关于焦炉热工工作就在不远的二十多年前，当我们的JN60型焦炉刚刚诞生的时候，有多少人能够想到曾经代表中国