摘要：干熄焦正常生產(chǎn)中，排焦量應(yīng)與裝焦量相適應(yīng)，原則上應(yīng)保持排焦量的相對穩(wěn)定，盡可能降低對鍋爐產(chǎn)汽量的影響。實際上，由于焦爐出爐的原因，干熄爐內(nèi)紅焦的裝入是不均勻的，在正常生產(chǎn)時，干熄爐冷卻段總是充滿焦炭，而焦炭料位的變化僅僅發(fā)生在預(yù)存段內(nèi)，可使用URT雷達料位計來測量控制料位，如何根據(jù)干熄焦裝入量的不同，制定相應(yīng)的排焦量將是本文研究的重點。
1前言
本鋼焦化廠6、7#焦爐均為60孔JN60型煉焦爐，配套建有150th處理能力的干熄焦裝置，備用一套濕熄焦裝置。由于工藝布局的限定，6#、7#焦爐和干熄焦提升機設(shè)置在同一直線上，距干熄焦提升機最遠的6#焦爐1#炭化室為292m，單座焦爐爐長81.7m，兩座焦爐間距63.6m，距干熄焦提升機最近的7#焦爐60#炭化室為65m。焦爐出焦按5-2串序采用出大簽的形式進行。
2存在的問題
6、7#焦爐每天全焦產(chǎn)量約為3250t，其中從焦爐除塵地面站、干熄焦1DC、2DC及環(huán)境除塵地面站排放的焦粉量約為250t，如全部采用干法熄焦，則干熄焦排焦量應(yīng)控制在125th左右，我車間的兩座焦爐原來采用出小簽，即兩座焦爐交替出焦時，焦爐出焦較均勻，由于爐距對干熄焦生產(chǎn)的影響不大，但現(xiàn)采用出大簽，即一座焦爐出一趟簽后再出另一座焦爐的一趟簽，這樣由于焦爐出焦時炭化室和干熄焦提升機的距離不同，造成干熄焦的裝入時間也出現(xiàn)差異，料位的變化影響就突顯出來。
在干熄焦操作中，一般通過對預(yù)存段的料位控制，來緩解因干熄爐裝焦不均勻而對均勻排焦的影響，但有些操作人員往往過于注重穩(wěn)定排焦量、保證鍋爐蒸發(fā)量，忽略預(yù)存段內(nèi)焦炭料位的大幅波動，造成的焦炭裝入時落差變化過大、環(huán)形風道內(nèi)墻受壓不均勻，導(dǎo)致預(yù)存段墻磚破損的情況，這從保證蒸汽發(fā)生量的角度講無可厚非，但對干熄焦工藝的優(yōu)化運行及安全操作是極其不利的。
另外，提高焦炭質(zhì)量是干熄焦工藝的主要優(yōu)點之一，除了焦炭在干熄爐內(nèi)緩慢冷卻可以減少其內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力和網(wǎng)狀裂紋等原因外，紅焦在干熄爐預(yù)存段的保溫燜爐進行溫度的均勻化和殘存揮發(fā)分的析出，以及焦炭在干熄爐內(nèi)從上往下流動過程中的摩擦和碰撞造成焦炭的整粒也是提高焦炭質(zhì)量的重要原因。也就是說，延長焦炭在干熄爐特別是預(yù)存段的停留時間有利于提高焦炭的質(zhì)量。因此，正常生產(chǎn)時預(yù)存段焦炭的料位控制有著重要的作用。
綜上所述，在干熄焦的正常生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)焦爐的出焦計劃和干熄爐的裝焦計劃，及時調(diào)整合適的排焦量連續(xù)穩(wěn)定運行，這對干熄焦系統(tǒng)溫度、壓力、鍋爐的供水、產(chǎn)汽等參數(shù)保持穩(wěn)定，以及延長干熄焦預(yù)存段爐墻的使用壽命都起著至關(guān)重要的作用]。
3焦爐出爐對干熄焦排焦的影響分析
3.1由于焦爐出爐的爐距不同，對干熄焦裝焦時間的影響3.1.1焦爐炭化室中心距為1.3m，則相鄰爐號的距離差為1.3×4=4.2m，由于干熄焦車采用兩個焦罐輪流接焦，因此相鄰爐號還須再加上一個焦罐運載車的車長13m，則干熄焦車針對單座焦爐一趟簽12爐的走行距離差分別為（以1#簽為例，設(shè)距離提升機最近的爐號為基準點）：
由上表可以看出干熄車在同一焦爐出爐一趟簽，由頭到尾走行距離差合計為745.2m。
3.1.2兩座焦爐相同爐號相差的距離相等，均為145.3m，則兩座焦爐各出爐一趟簽，干熄車走行距離差為145.3×12=1743.6m，考慮兩座焦爐各自的影響時間，則干熄車走行距離差共計為1743.6+745.2×2=
3234m，如果將每次接焦時間、干熄車增減速時間、在提升機下的操作時間視為相同，即將此距離差視為干熄車的高速運行距離，則兩座焦爐出一趟完整的大簽，對干熄焦裝焦的最大影響時間約為18min（干熄車的最大走行速度為180m/min）。這在焦爐生產(chǎn)中（無其他影響因素的情況下）可以通過調(diào)整計劃編排、推焦執(zhí)行等方式滿足推焦總系數(shù)的要求]。
3.2焦爐操作時間對干熄爐預(yù)存段料位的影響
干熄爐預(yù)存段的爐墻內(nèi)半徑為4.02m，6m焦爐的單爐產(chǎn)焦量為21.085t，焦炭的平均密度為0.5tm2，
假設(shè)焦爐操作時間為xmin，則兩座焦爐出一趟大簽，由于爐距的不同，對干熄爐內(nèi)料位h（m）影響的計算公式為：
以目前我車間的操作時間9min為例，由于爐距影響，焦爐出爐一趟大簽，如保持排焦量不變的情況下，干熄爐預(yù)存段內(nèi)料位將變化1.66m，在實際生產(chǎn)中，干熄爐內(nèi)焦炭料位層面為圓錐面，每次裝入時中間部位偏高，但由于底部中央風帽的影響，排焦時靠近爐墻部位的焦炭下料較快，導(dǎo)致實際的料位變化將遠大于理論推算的高度，約為2.3m左右。預(yù)存段料位長期的如此反復(fù)波動，造成焦炭每次裝入時落差變化過大、焦炭對環(huán)形風道內(nèi)墻的沖擊導(dǎo)致受壓不均勻，周而復(fù)始必將降低爐墻的使用壽命，甚至會出現(xiàn)爐墻坍塌的情況。這對干熄焦的穩(wěn)定運行是極為不利的。我廠的兩套干熄焦裝置先后均在y射線料下1.5m處出現(xiàn)了爐墻坍塌的情況，為避免此類情況的再次發(fā)生，有必要對操作控制進行研究調(diào)整，以減小料位變化對干熄爐爐墻的影響。
由上面分析中的公式可以看出，延長焦爐的操作時間可以減少由于焦爐出焦對干熄焦料位的影響，但以6、7#焦爐的情況來說，焦爐的操作時間延長到9.5min后，勢必需要延長焦爐的結(jié)焦時間，這將以犧牲焦爐的產(chǎn)量為代價，而且對于改善效果并不明顯，因此我們在干熄焦運行過程中，為了減小焦爐出爐對干熄爐裝入不均勻的影響，應(yīng)該采用調(diào)節(jié)干熄焦排焦量的方法對預(yù)存段料位予以控制。
4干熄焦排焦量的變化對鍋爐產(chǎn)汽量的影響分析
4.1理論上每噸紅焦產(chǎn)汽量計算：
4.1.1千熄爐的熱平衡計算：
從熱平衡角度來看，干熄焦熱量收入主要包括紅焦帶入干熄爐的熱量和焦炭燒損產(chǎn)生的熱量。
4.1.1.1已知參數(shù)：裝入紅焦溫度約為1100℃，排出焦炭溫度為200℃以下，由焦炭的質(zhì)量揮發(fā)份Va-1.2%、灰分A-12%可知焦炭在1100℃時的比熱容為1.5610kJ/（kg-℃）、在200℃時的比熱容為0.9983
kJ/（kgC）。在沒有空氣導(dǎo)入的情況下，根據(jù)能量守恒原理，理論上每噸紅焦在干熄爐內(nèi)將被回收如下顯熱：
Q1=G（C1T1-C2T2）=1000x（1.5610×1100-0.9983×200）=1.5174×10kJ
4.1.1.2已知焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量為33850kJkg，燒損率為0.95%，則每噸焦炭在干熄爐內(nèi)燒損產(chǎn)生的熱量為：
Q2=33850×1000×0.95%=3.2158×105kJ
4.1.1.3干熄爐系統(tǒng)傳熱效率為定值83%，則干熄爐內(nèi)每噸紅焦被循環(huán)氣體帶入鍋爐的總熱量為：
Q3=（Q：+Q2）×83%=（1.5174×100+3.2158×105）×83%=1.8390×10°kJ
4.1.2余熱鍋爐的熱平衡計算：
已知參數(shù)：450℃過熱蒸汽焙h1=3323kJkg、105℃鍋爐給水焙h2-436kJ/kg、256℃爐水焙hy=1135kJkg、鍋爐排污率y=l.5%、余熱鍋爐的熱效率為80%、設(shè)每噸紅焦將生產(chǎn)蒸汽（壓力3.82MPa、溫度450℃）x t，則根據(jù)能量守恒定理得出：
Q3×80%=D（hh-h2）+Dy（hy-h2）
即：1.8390×100×80%=（3323-436）×1000x+（1135-436）×1000×1.5%x x=0.51t因此，在不考慮揮發(fā)分的燃燒及各項熱損失的前提下，充分利用紅焦顯熱，最大噸焦產(chǎn)蒸汽（壓力3.82
MPa、溫度450℃）約為0.51t/t焦。
4.2排焦量變化對蒸汽發(fā)生量的影響
同樣以目前我車間的操作時間9min為例，如果要將焦炭料位控制在y射線料位附近，排焦量將變化42.17t，蒸汽發(fā)生量將變化21.5t，焦爐出爐一趟大簽用時216min，則蒸汽發(fā)生量將變化6th。但考慮干熄焦排焦量不能每隔幾分鐘就進行調(diào)整，更不能一次進行大幅調(diào)整，因此排焦量的變化控制還需進行進一步研究，排焦量變化對蒸汽發(fā)生量的影響也要有所變化。
5解決措施
通過以上的分析，在保證焦爐和干熄焦安全操作的前提下，如何在焦爐操作時間、干熄爐預(yù)存段料位、干熄焦排焦量、循環(huán)風量等相關(guān)參數(shù)之間找到合適的關(guān)系，即可以保證焦爐的正常生產(chǎn)，又可以減小干熄爐內(nèi)料位的波動，同時盡可能的保證鍋爐蒸發(fā)量的穩(wěn)定，將是我們研究的重點。
經(jīng)過反復(fù)的研究探索，我們先對焦爐的操作時間進行了修改，取消焦爐的檢修時間，將節(jié)余的時間補充到邊爐的操作時間內(nèi)，最大限度的保證焦爐的出爐順暢。然后在干熄焦正常生產(chǎn)時，將預(yù)存段料位控制在y射線料位處，在距干熄焦最遠的炭化室出爐時排焦量控制在115th；出爐12爐后（約1.8h）將排焦量調(diào)整為120th，此時預(yù)存段料位大約在y射線料位下0.8m處；當再次出爐6爐后（約0.9h）將排焦量調(diào)整為130th，此時預(yù)存段料位大約在y射線料位下0.4m處；當此趟簽最后6爐出完后，預(yù)存段料位將再次回到y(tǒng)射線料位處，重新開始下個出焦循環(huán)。采用如上方式控制料位，排焦量變化約為20t，相應(yīng)的循環(huán)風量變化25000m2/h左右。而鍋爐產(chǎn)汽量最大變化2th，這對后續(xù)發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生任何影響。
6結(jié)論
在正常生產(chǎn)時焦爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須保證焦爐運轉(zhuǎn)正常，出爐設(shè)備運行良好，最大限度的保證焦爐出爐的順暢：干熄焦生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須定期對干熄爐內(nèi)料位進行人工校正，同時保證整個干熄焦裝置的設(shè)備運行良好，如遇檢修等特殊情況還須根據(jù)現(xiàn)場條件進行調(diào)整變化，但一般將干熄爐內(nèi)料位控制在不低于y射線料位下
2.5m處。還要注意的是，為避免出現(xiàn)紅焦下降過快，出現(xiàn)排焦溫度過高的情況，在調(diào)整排焦量時，增大排焦量要逐步增加，最好排焦量的變化控制在5th左右；在減小排焦量時可以一次調(diào)整到位，這樣做對延長焦炭在預(yù)存段的停留時間、提高焦炭的質(zhì)量也有極大的益處。經(jīng)過近一年的生產(chǎn)運行，此操作方法簡單易行，運行效果顯著，取得了廣泛的認可，具有推廣價值。
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