炼焦炉加热制度及特殊操作

PAGE11炼焦炉加热制度及特殊操作目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、概述 PAGEREF_LarkToc00001\h3（一）炼焦炉加热的意义 PAGEREF_LarkToc00002\h3（二）炼焦炉热工结构简述 PAGEREF_LarkToc00003\h3二、加热制度的主要内容 PAGEREF_LarkToc00004\h3（一）温度制度 PAGEREF_LarkToc00005\h3（二）压力制度 PAGEREF_LarkToc00006\h5三、加热制度的确定与调整 PAGEREF_LarkToc00007\h6（一）加热方式的确定 PAGEREF_LarkToc00008\h6（二）标准温度的确定 PAGEREF_LarkToc00009\h6（三）结焦时间与周转时间的调整 PAGEREF_LarkToc00010\h7（四）加热煤气量、空气量与废气量的调节 PAGEREF_LarkToc00011\h7（五）烟道吸力的调节 PAGEREF_LarkToc00012\h7四、加热煤气换向制度 PAGEREF_LarkToc00013\h7（一）换向的意义与周期 PAGEREF_LarkToc00014\h7（二）换向操作程序 PAGEREF_LarkToc00015\h7（三）换向安全注意事项 PAGEREF_LarkToc00016\h8五、炉温热工管理 PAGEREF_LarkToc00017\h8（一）直行温度的测量与均匀性控制 PAGEREF_LarkToc00018\h8（二）横排温度的调节 PAGEREF_LarkToc00019\h8（三）炉头温度的维持 PAGEREF_LarkToc00020\h8（四）五K系数的统计与应用 PAGEREF_LarkToc00021\h8六、特殊操作 PAGEREF_LarkToc00022\h9（一）停止加热（闷炉保温） PAGEREF_LarkToc00023\h9（二）长期停炉与恢复 PAGEREF_LarkToc00024\h9（三）推焦困难的处置 PAGEREF_LarkToc00025\h9（四）煤气中断或停送煤气 PAGEREF_LarkToc00026\h9（五）停电事故处理 PAGEREF_LarkToc00027\h10（六）交换机故障与手动换向 PAGEREF_LarkToc00028\h10（七）炉门冒烟、炉体开裂处理 PAGEREF_LarkToc00029\h10（八）斜道堵塞与结石墨处理 PAGEREF_LarkToc00030\h10（九）炉墙损坏的处理 PAGEREF_LarkToc00031\h10（十）特殊炉号的处理 PAGEREF_LarkToc00032\h11七、安全操作注意事项 PAGEREF_LarkToc00033\h11（一）焦炉煤气作业安全 PAGEREF_LarkToc00034\h11（二）高温与煤气区域作业防护 PAGEREF_LarkToc00035\h11（三）特殊操作中的危险作业控制 PAGEREF_LarkToc00036\h11八、结语 PAGEREF_LarkToc00037\h11

一、概述（一）炼焦炉加热的意义炼焦炉加热是焦炭生产的核心环节。煤料在炭化室内隔绝空气的条件下，依靠两侧燃烧室立火道供给的热量完成干馏、结焦过程。加热制度直接决定焦炭的成熟度、均匀性和产品质量，同时深刻影响焦炉炉体的使用寿命、煤气消耗水平以及生产安全。科学合理地制定并严格执行加热制度，是保证焦炭质量稳定、炉体完好、热耗经济、生产安全可靠的基础，也是炼焦车间热工管理的首要任务。（二）炼焦炉热工结构简述现代焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶及烟道系统等部分组成。煤料在炭化室内干馏，热量通过炭化室两侧燃烧室的炉墙以辐射和对流方式传入。燃烧室由若干立火道组成，加热煤气与助燃空气在立火道内燃烧，燃烧生成的废气经斜道进入蓄热室，将热量蓄存于格子砖中，用以预热下一换向周期进入的空气或贫煤气，随后经小烟道、分烟道和总烟道排入烟囱。蓄热室利用废气余热预热助燃介质，是降低焦炉热耗、提高热效率的关键装置。对焦炉热工结构的深入理解，是正确制定和调节加热制度的前提。二、加热制度的主要内容炼焦炉加热制度包括温度制度和压力制度两大体系。二者相互关联、相互制约，共同决定炉内的热工状况，必须统筹协调、综合管理。（一）温度制度温度制度由标准温度（直行温度）、焦饼中心温度、横排温度、炉头温度、蓄热室顶部温度、小烟道温度、炉顶空间温度和炉墙温度等项构成，各温度参数之间相互关联，共同反映焦炉的加热水平。1.标准温度（直行温度）直行温度是衡量全炉加热水平的核心指标，其控制值即为标准温度。生产中在机侧和焦侧各选取一个标准火道（如机侧第5火道、焦侧第14火道）作为标准测温点，以其平均值为准。标准温度应根据焦饼中心温度来确定，在任何结焦时间下，应保证各立火道温度不超过1450℃、不低于1100℃。机侧与焦侧的温度差依据焦饼沿机焦方向均匀成熟的要求确定，一般焦侧略高于机侧。直行温度的测定应按《焦炉直行温度测定技术规范》执行，确保测温时机和测温点一致，数据可比。2.焦饼中心温度焦饼中心温度是表征焦炭成熟程度的直接指标，一般控制在950～1000℃。测定时以机侧和焦侧炭化室中部、炭化室中心线处的测温为准。焦饼中心温度偏低会导致焦炭生焦、成熟不足，影响焦炭质量和推焦操作；偏高则造成热量浪费，并可能加重炉体热负荷、损伤炉体。生产中应根据焦饼中心温度的实测结果，及时校正标准温度。3.横排温度横排温度指同一燃烧室各立火道的温度分布，反映沿炭化室长度方向供热的均匀性。其测量按《焦炉横排温度测定技术规范》执行，以基准线比较，规定单燃烧室横排温度波动范围为-20～20℃，全炉燃烧室横排温度波动范围为-7～7℃。横排温度是否均匀，直接决定焦炭沿炉长方向的成熟一致性，是焦炭质量均匀性的重要保证。4.炉头温度炉头温度指燃烧室两端炉头立火道的温度。炉头部位散热面积大、散热强烈，温度容易偏低。炉头温度以保证焦炭在炉头部位成熟为准，一般不得低于1100℃。炉头温度过低会造成炉头焦炭不熟、推焦困难；长期偏低还易引起炉头墙面开裂、剥蚀，缩短炉体寿命，必须通过加强炉头加热和保温予以维持。5.蓄热室顶部温度蓄热室顶部温度反映蓄热室的蓄热与放热状况。硅砖蓄热室顶部温度不得超过1320℃、不得低于900℃。温度过高会损坏格子砖和蓄热室砌体，降低蓄热室寿命；温度过低则热回收效率降低，废气带热损失增大，并可能导致高炉煤气加热时燃烧不完全。6.小烟道温度小烟道温度不得高于450℃、不得低于250℃。温度过高表明废气带走热量多、热损失大，加热不经济；温度过低则可能因煤气供量不足或空气量过大造成燃烧不完全、烟囱抽力利用不充分。应结合分烟道温度和蓄热室状况综合分析、合理调节。7.炉顶空间温度炉顶空间温度反映炭化室上部空间的气相温度，一般不应超过800℃。温度过高会加剧沉积碳（石墨）的生成，缩短炉顶空间砖的使用寿命，增加化产品的高温分解损失，并可能造成炉顶石墨清理困难。控制合理的炉顶空间温度，是降低石墨生成、延长炉体寿命的重要措施。8.炉墙温度炉墙温度是影响炉体寿命的重要指标。长期超温会加速硅砖的老化、变形和熔蚀，导致炉墙裂缝、剥蚀甚至垮塌。生产中应通过合理加热，避免炉墙长期处于过高温度，尤其应防止因煤气分配不均造成的局部过热。（二）压力制度压力制度是保证焦炉严密性、防止煤气逸散和空气吸入的重要体系，主要包括炭化室底部压力、看火孔压力、蓄热室顶部吸力、分烟道吸力和蓄热室阻力等项。1.炭化室底部压力炭化室底部压力是保证炭化室在整个结焦周期内压力始终略高于大气压的关键参数，以防止空气从炉门、炉框等部位漏入炭化室烧损焦炭，同时防止焦炉煤气外逸。其值在装煤初期应保持一定的正压，随着结焦过程的推进逐步调整。炭化室底部压力的正确控制，是防止焦炭氧化、保障煤气回收和安全的基础。2.看火孔压力看火孔压力用以保证立火道内压力分布合理，防止废气窜入或空气吸入。通过测量看火孔压力，可判断燃烧室内的压力状况和加热是否正常。看火孔压力异常时，应检查煤气量、空气量和烟道吸力是否协调。3.蓄热室顶部吸力蓄热室顶部吸力反映蓄热室内气体流动阻力与分布状况。通过调节各蓄热室顶部吸力，可均匀分配进入各燃烧室的空气或贫煤气量，保证横排温度和直行温度的均匀性。蓄热室顶部吸力是调节炉温均匀性的重要手段。4.分烟道吸力分烟道吸力是控制全炉通风量的总调节参数，其大小决定进入炉内的空气总量和废气的排出能力。分烟道吸力应根据炉龄、季节、气温和加热煤气种类进行调整，以保证燃烧完全、排烟顺畅。5.蓄热室阻力蓄热室阻力反映格子砖的堵塞与畅通情况。定期测定蓄热室阻力，可及时发现格子砖堵塞、变形等问题，为清灰、疏通和维护提供依据，保证蓄热室正常的蓄热和换热功能。三、加热制度的确定与调整（一）加热方式的确定按加热煤气种类，炼焦炉加热方式分为焦炉煤气加热、高炉煤气加热和混合加热三种。焦炉煤气热值高、火焰短，适用于单热式焦炉或作为富化气使用；高炉煤气热值低、火焰长，需经蓄热室预热后使用，适用于大型焦炉。加热方式的选择取决于企业的煤气资源条件、焦炉炉型结构和热工要求，一经确定应保持相对稳定，不宜频繁更改。（二）标准温度的确定标准温度应根据焦饼中心温度的实测结果来确定。生产中定期测量焦饼中心温度，若焦饼成熟良好、中心温度符合950～1000℃的要求，则相应的标准温度即为合理值；若焦饼不熟，则应适当提高标准温度；若焦饼过熟，则相应降低标准温度。标准温度的调整应缓慢、平稳进行，避免炉温骤变对炉体造成损害。（三）结焦时间与周转时间的调整结焦时间指煤料在炭化室内的干馏时间，周转时间指同一炉号两次装煤的间隔时间。结焦时间发生变化时，供热量必须相应调整，以保持焦饼中心温度稳定。缩短结焦时间需要提高标准温度、增加煤气供量；延长结焦时间则相反，并可采取降低标准温度或闷炉保温等措施，以维持炉温稳定、防止焦炭过熟。（四）加热煤气量、空气量与废气量的调节供热量的调节通过改变进入炉内的煤气量实现，同时需配合调节空气量和废气量，以保持合理的空气过剩系数。焦炉煤气加热时，通过煤气主管压力、孔板孔径和煤气旋塞调节煤气量；空气量由风门和小翻板调节；废气量由分烟道翻板和废气砣调节。三者必须协调配合，才能保证燃烧完全、热效率高、炉温均匀。（五）烟道吸力的调节烟道吸力是焦炉排烟和供风的动力来源。调节分烟道吸力可控制全炉通风量；调节各蓄热室顶部吸力可均衡各燃烧室的供气。吸力过大时空气过量、废气带走热量多、热损失增大；吸力过小时供气不足、燃烧不完全。应结合炉龄、季节和煤气种类综合调节，保持合理的吸力水平。四、加热煤气换向制度（一）换向的意义与周期炼焦炉加热采用周期性换向方式。蓄热室在换向周期内交替进行蓄热和放热，立火道的煤气和空气交替供入、废气交替排出，从而利用废气余热预热助燃介质。换向周期一般为20～30分钟，具体按焦炉炉型、加热煤气种类和炉龄确定。正确换向是维持蓄热室功能、保证炉温稳定和高热效率的前提。（二）换向操作程序换向操作应严格按照程序执行：首先关闭煤气旋塞或煤气翻板，切断煤气供入，防止换向瞬间煤气与空气混合形成爆炸性气体；随后搬动废气砣，改变空气和废气流动方向；再开启另一侧煤气，恢复加热。整个换向过程应迅速、准确、有序。现代化焦炉多采用自动换向装置，并设手动换向作为备用，以保证换向装置故障时仍能安全操作。（三）换向安全注意事项换向期间必须严防煤气泄漏和爆炸事故。换向装置检修或手动换向时，应有专人在场监护；换向前后应检查煤气管道压力，防止管道负压吸入空气形成爆炸性混合气体；发现煤气泄漏应立即关闭阀门并通风处理。高温季节和雨季更应加强换向操作的检查与确认。五、炉温热工管理（一）直行温度的测量与均匀性控制直行温度按规定周期（一般为每班或每日）测量，取其平均值与标准温度比较。测量时应注意测温时机（交换后一定时间）和测温点的一致性，以保证数据可比。直行温度均匀性反映全炉加热水平是否均匀，通过调节煤气分配、空气分配和吸力来保证。直行均匀系数是评价直行温度均匀程度的重要指标。（二）横排温度的调节横排温度反映同一燃烧室各立火道的温度分布。当个别火道温度偏高或偏低时，可通过调节该火道的煤气量（孔板或调节砖）以及空气分配来修正。横排温度均匀是保证焦炭沿炉长方向成熟一致的关键，是热工调节的重点内容之一。（三）炉头温度的维持炉头温度偏低是焦炉加热中的常见问题，主要因炉头散热大所致。可通过增大炉头火道的煤气量、加强炉头保温、缩短炉门敞开时间等措施，维持炉头温度不低于规定值，保证炉头焦炭成熟、防止炉头墙面损坏。（四）五K系数的统计与应用五K系数是评价焦炉加热管理水平的重要指标体系：K1为直行均匀系数，反映全炉直行温度均匀程度，应不低于0.85；K2为横排均匀系数，反映横排温度均匀程度，应不低于0.85；K3为安定系数，反映炉温稳定程度，应不低于0.8；另有K安（安定系数）和K推（推焦系数）等指标。通过定期统计五K系数，可量化评价加热质量，找出波动原因，指导改进调节方法，是热工管理的重要工具。六、特殊操作特殊操作是指在正常生产之外，因设备故障、生产波动或检修需要而采取的非常规加热操作。其基本原则是确保炉体安全、防止炉温骤变、缩短异常影响时间，任何特殊操作均应经过审批，制定专项方案并落实监护措施。（一）停止加热（闷炉保温）因检修、结焦时间长期延长等原因需停止加热时，应采取闷炉保温操作：逐步减小煤气量、降低标准温度，必要时完全切断加热，依靠炉体蓄热维持炭化室内的温度。闷炉期间应加强炉体检查，防止炉墙因温度骤降而开裂；恢复加热时须缓慢升温，避免热冲击损伤炉体。（二）长期停炉与恢复长期停炉须按专项方案执行，包括逐步降温、采取保护措施（如向炉内充入惰性气体防止石墨氧化等）、封堵炉门等。恢复生产时须缓慢升温至正常标准温度，升温速率应按炉龄和炉体状况严格控制，防止硅砖因温度急剧变化产生相变而引起裂纹，保障炉体安全。（三）推焦困难的处置推焦困难（难推焦）时，应首先查明原因，如焦炭过生或过熟、炉墙石墨积聚、炭化室变形等。严禁强行推焦，以免损坏炉体或炉门框。可采取调整加热温度、加强石墨处理、适当延长结焦时间等措施，在确认推焦条件改善后再行推焦。推焦电流超过规定限值时，必须停止推焦并分析处理，查明原因后方可继续。（四）煤气中断或停送煤气加热煤气中断时，应立即切断煤气来源，防止空气回流入煤气管道形成爆炸性混合气体；同时调整空气量，维持炉温不致骤降。恢复供气前，应确认管道内置换合格、压力正常，并按换向程序恢复加热。停送煤气作业必须办理危险作业审批，落实置换、检测和监护措施。（五）停电事故处理停电会造成鼓风机、交换机等设备停运。焦炉煤气加热中断时，应关闭煤气阀门，防止回火；使用高炉煤气加热时，尤需防止煤气倒流。恢复供电后，应先启动鼓风机、确认煤气压力正常，再逐步恢复加热，确保加热系统安全投入。（六）交换机故障与手动换向交换机故障或自动换向失灵时，应转入手动换向。手动换向必须由熟悉操作的人员执行，严格按换向程序操作，防止煤气与空气混合形成爆炸性气体。检修后恢复自动换向前，应核对换向装置动作准确、信号正常。（七）炉门冒烟、炉体开裂处理炉门冒烟多因炉门密封不严或炉门框变形所致，应及时调整炉门压紧装置、更换密封条。炉体开裂（炉顶、炉墙出现裂缝）时，应加强监测，防止空气吸入和煤气外逸，必要时用耐火材料封堵，并调整相应火道的加热，防止裂缝扩大。（八）斜道堵塞与结石墨处理斜道堵塞会影响空气和煤气的正常分配，导致对应火道温度异常。应定期疏通斜道，清除沉积物。炉顶空间结石墨会增加推焦阻力、影响加热均匀，需定期用压缩空气或专门工具清除石墨，防止