焦爐爐溫橫排均勻性調(diào)節(jié)的研究與應用

郝建強

(西山煤氣化有限責任公司，山西 古交 030200)

山西西山煤氣化焦化一廠焦爐型號為TJL5550D，于2010 年12 月31 日投產(chǎn)。投產(chǎn)后的焦爐產(chǎn)量為舊系統(tǒng)的6 倍，但煤氣凈化系統(tǒng)仍使用舊凈化系統(tǒng)，煤氣凈化無法滿足要求。焦爐加熱所使用的回爐煤氣是荒煤氣，荒煤氣中含有大量的萘渣和焦油，進入加熱系統(tǒng)中極易堵塞管道，致使管道內(nèi)煤氣壓力分布不均勻，造成橫排溫度不均勻而影響焦炭質(zhì)量。

橫排溫度的調(diào)節(jié)是焦爐調(diào)火工作的主要項目之一，橫排溫度的好壞，表明燃燒室各火道的供熱，這不僅關系到炭化室內(nèi)焦餅能否均勻成熟，而且關系到焦爐的正常生產(chǎn)，直接影響焦炭質(zhì)量。

1 現(xiàn)狀分析

焦爐爐溫不均勻，焦炭質(zhì)量波動較大，車間采用了測量全爐橫排溫度的方法結合吸力進行調(diào)節(jié)，但是對于每排32 個火道，煤氣分布在橫管中的壓力極不均勻，通常是中間多兩邊少，致使爐溫也是中間高爐邊低，此方法無法滿足爐溫的調(diào)節(jié)。而后又使用在噴嘴內(nèi)插鐵絲的方法減小中間噴嘴的煤氣流量，將煤氣向兩邊導流，以增加邊火道噴嘴的煤氣流量。起初此方法有效，經(jīng)過1 周左右，插鐵絲的噴嘴全部被焦油堵塞，爐溫不均勻的程度更加嚴重。為了保證爐溫正常及合格焦炭質(zhì)量，亟須解決此問題。

2 技術分析

該廠選定5 排火作為實驗火道，進行爐溫調(diào)節(jié)，在2012 年2 月，對28 ～32 排的溫度進行橫排測量，見表1。

制作以上5 排火的橫排溫度曲線圖，見圖1。

圖1 5 排橫排爐溫曲線圖

標準溫度為1 170℃，以標準溫度的正負20℃為合格溫度計算，5 排火溫度的橫排均勻系數(shù)為0.33 ～0.45。

從表1 和圖1 可以看出，橫排的溫度整體呈現(xiàn)中間溫度高兩邊溫度低的走勢，尤其是兩邊的爐頭溫度相差較大。因此，可以看出橫管內(nèi)的煤氣分布:中間的煤氣量分配多，兩邊的煤氣量逐漸減少，爐頭煤氣分配量最少，加之爐頭散熱較多，所以溫度最低。

通過對現(xiàn)場的觀察和研究并結合當前的結焦時間，找出了解決問題的方法:通過對每排火道的煤氣噴嘴孔板孔徑大小進行調(diào)節(jié)，達到煤氣流量均勻分布的目的。但是由于使用的是荒煤氣回爐加熱，其中，焦油、萘渣沉積較多，所以在調(diào)節(jié)噴嘴的孔板之前需要清理干凈橫管，使管內(nèi)各點壓力基本相同。原設計噴嘴孔板直徑排列表見表2。

表1 28 ～32 排橫排溫度測量表

表2 原設計噴嘴孔板直徑排列表

通過以上分析并結合現(xiàn)場反復試驗得出:在煤氣主管壓力和小煙道進風口開度相同的情況下，根據(jù)變量氣流基本公式與流量和阻力的對比公式，計算出各下噴管內(nèi)孔板的直徑，再根據(jù)實際工作經(jīng)驗結合溫度情況逐步進行試驗。

首先，清理干凈橫管及噴嘴內(nèi)的雜質(zhì)，取出小孔板內(nèi)的鐵絲，對橫排立火道小孔板進行調(diào)節(jié)。

通過表1，表2 的對比發(fā)現(xiàn)，17 ～27 號立火道溫度較高而兩邊爐頭溫度較低，通過降低17 ～27 號立火道小孔板的孔徑控制橫管中間的煤氣分配量，并增加兩邊爐頭火道孔板的直徑，增加了煤氣的流量。

此時再次測量所抽查的5 個橫排溫度，見表3。

調(diào)節(jié)小孔板排列后抽查這5 個橫排爐溫的溫度曲線圖見圖2。

圖2 調(diào)節(jié)后5 排橫排爐溫曲線圖

表3 噴嘴孔板直徑調(diào)節(jié)后28 ～32 排橫排溫度測量表

標準溫度還是1 170℃，以標準溫度的正負20℃為合格溫度，計算出的橫排均勻系數(shù)為0.68。調(diào)節(jié)后小孔板直徑排列見表4。

表4 調(diào)節(jié)后小孔板直徑排列表

所測5 個橫排溫度均是按以上孔板直徑進行排列，由于各排火道所處的位置與主管內(nèi)煤氣壓力分布都有所差異，因此，從表3 中可以看出12 ～27 號立火道溫度還是較高，已達到了合格的上限。所以，根據(jù)溫度所對應的孔板排列將12 ～16 號、21 ～27 號的孔板直徑由10.5 mm 更換為10 mm，17 ～20 號由10 mm 降到9.5 mm，從而降低此處的煤氣分配量，達到橫排溫度合格的均勻系數(shù)。

3 結束語

調(diào)節(jié)后，通過2 個月的觀察，發(fā)現(xiàn)通過對焦爐橫排下噴管小孔板的合理調(diào)整，能夠改善橫排溫度的均勻性，從而達到溫度均勻的目的，降低了工人的勞動強度，解決了在投產(chǎn)初期焦爐加熱不均勻問題，有效地提高了焦炭質(zhì)量，可為下噴式加熱焦爐提供借鑒。

［1］ 蘇宜春.煉焦工藝學［M］.北京:冶金出版社，2002:376 -379.

［1］ 于振東，蔡承佑.焦爐生產(chǎn)技術［M］.沈陽:遼寧科學技術出版社，2002:228 -231.