763m焦炉炉顶空问结石墨的原因分析及处理

作者:扑克王网站 发布时间:2020-02-28 15:49

  马钢新区 1# 、2#焦炉是从德国伍德公司引进的7.63m 大型现代化焦炉 ,自投产 以来,炉顶空间结石墨严重,必须尽快采取有效措施,消除石墨对生产的影响,促进焦炉尽早达产达标。

  马钢新区 1#、2#焦炉是从德国伍德公司引进的7.63m大型现代化焦炉,分别 于 2007年1月 13 日和 4月 24日投产 ,投产后炉顶空间、装煤口结石墨非常迅速 ,若不采取有效措施,一个月左右就会对生产产生严重影响;装煤困难 ,装煤时装煤口、螺旋易堵塞 ,频繁跑烟冒火;装煤量大大减少 ,不能达标 ;平煤时平煤杆被卡住等 。针对这种现状,进行了详细的原因分析,对症下药 ,及时采取有力措施 ,保证了生产的顺行 。

  结石墨的根本原因是焦炉炉顶空间温度过高, 1# 、2 #炉自投产以来,炉顶空间温度一直居高不下,始终保持在 900 ℃以上 ,有时甚至接近 1 000 ℃。高炉煤气加热比焦炉煤气加热炉顶空间温度更偏高约40℃。结石墨实质是煤气裂解造成 ,当炉顶空间温度超过 9oo℃,爆气裂解显著增加,游离碳增多 ,含酚减少 ,当炉顶空间温度接近 1 000℃时 ,石墨生成迅速 、坚硬 。因此 ,解决结石墨问题的关键是将焦炉炉顶空间温度降低到 850℃以下 。

  炉顶空间温度过高的主要原因是:装煤量不达标 ,这是重要因素之一,而装煤量与炉顶空间结石墨相互影响,若不彻底解决 ,将造成恶性循环 。装煤量不达标 ,炉顶平均空间过大,按照设计的理想煤线mm,而目前的煤线mm 之间波动 ,同时装煤车四个煤斗的煤量设定还不尽合理 ,平煤后炉顶空间高低不平 ,造成炉顶空间温度过高。同时在投产初期设定的标准温度偏高。另外吸力和压力系统还没有调节到最佳状态。

  这种从德国引进的 7.63m焦炉的炉型设计 ,高向加热方面考虑得很充分,主要措施有 :

  1)空气分三段供给。可通过蓄热室小烟道部位高向空气调节板和燃烧室高向加热出口调 节砖 W523、W524(位于第 18、19层和 34、35层的高相加热空气入口)调节,砌筑时将调节砖置于空气入口的两端部 。

  2)废气循环。可通过位于燃烧室底部的循环废气调节砖 W16,调节双联火道之问废气循环量 ,砌筑时该调节砖置于距循环口最远处。

  3)炉顶空间温度微调砖 W522。在燃烧室的第53层 ,每个火道上部有一块形状与看火孔相似的调节砖,此砖放在看火孔边 ,拨动该砖可以调节进入炉顶空问的循环废气 ,以微量调节炉顶空问温度。

  按设计理念 ,拨动调节砖是生产过程中调节高向加热的重要手段 ,但实际上 W16、W523和 W524砖均调节非常困难 ,特别是W16基本无法调节;而W522砖只能微调 ,它的作用应是用来降低炉顶表面温度的,不能真正降低炉顶空间温度。

  新区 7.63m焦炉加热水平高度为 1 200mm(燃烧室与炭化室顶高度差),实践证明此加热水平高度偏小 ,该焦炉采用了 3段加热 ,上部的煤气燃烧保证了足够的热量 ,若加热水平高度小会造成上部有大量的余热 ,造成炉顶空问温度过高而难以调节 。加热水平高度偏小是该炉型设计上的较大缺陷,伍德公司已充分认识到这一点,在对国内其他厂家7.63m焦炉设计中,准备增大加热水平高度。

  7.63m焦炉炭化室容积大,装煤量 64.0t左右 , 装煤后荒煤气发生量大,单侧集气管不利于荒煤气的顺利导向,荒煤气在炉顶空问的停留时问长,加大了煤气的裂解。而 国内很多6.0m焦炉 ,均采用了双集气管。

  现对环保要求越来越高,为了与装煤除尘配合, 现国内很多焦炉均采用了自动打盖系统 ,自动打盖系统的应用减少了进空气对炉顶空问的串烧 ,也是容易造成结石墨的原因之一。而以前的人工打盖焦炉 ,一般提前 20min打开炉盖和上升管盖 ,空气进入炉顶空间容易将石墨烧掉 ,有利于石墨的清除。

  装 、平煤操作不规范 ,煤量设定不合理 ,也会助长炉顶空间结石墨,主要表现为 :平煤未平通 ,造成堵眼,或者装煤车 4个煤斗的煤量设定不合理 ,都造成平煤后炉顶空间高低不平,荒煤气导出困难,炉顶空间煤气压力大 ,煤气在炉顶停留时问长 ,增加煤气

  解决结石墨的根本措施是要降低炉顶空间温度 ,按照国家炼焦行业标准,炉顶空间温度应保持在800±30℃ ,最高不超过 850℃ 。1#和 2 #焦炉自投产以来 ,炉顶空间温度一直在 950℃左右 ,为了降低炉顶空间温度,主要采取了以下措施。

  当初外方提供的标准温度明显偏高,根据实际生产和通过观察焦饼 ,进行了适当的调整 ,现实际采用的标准温度比外方提供的标准温度低15℃,目前具体执行的标准温度如表 1所示。

  通过适当降低标准温度 ,焦饼中心温度降低了10℃左右 ,且焦饼成熟良好 ,焦炭质量达标。

  标准温度应该根据焦饼中心温度来定 ,但7.63m焦炉焦饼中心温按照传统的方法 (插管)无法测量,准备安装红外便携式焦饼中心温度自动测量仪进行测量 ,以便指导制定更科学合理的标准温度。

  保持煤气流量不变、增大孔板和降低加热煤气压力 ,可以减小煤气的喷射力 ,从而适 当降低炉顶空间温度。6月份将 1 炉的煤气压力由1320Pa降到了1280Pa,8月下旬 ,又在 1 #焦炉进行了试验 ,将加热高炉煤气压力从1280Pa降低到1180Pa,孔板 尺寸从192mm增加到202mm,保持煤气流量不变 , 炉顶空间温度降低了约 30℃。

  由于燃烧室底部的循环废气砖 W16调节难度非常大,距炉顶的距离约 9.4m,需制作专门的耐高温工具 ,且调节时容易造成砖堵住斜道口。燃烧室高向加热出口调节砖 W523和 w524分别位于第18、19层和 34、35层 的高相加热空气入口,从炉顶看火孔处很难看到此砖,且在拨调过程中很容易造成砖掉下来 ,也难以调节 。目前 ,这两种砖均没有进

  8月中旬 ,在 1 焦炉 31 ~35 燃烧室,对位于燃烧室第 53层处的 W522碟子砖进行了调节试验 ,将这五排的 W522砖全部关闭 ,三天后测量炉顶空间温度,降低了约20℃。但W522砖关闭后 ,横墙温度将无法测量 。

  提高并稳定装煤量,减小炉顶空间距离,是减少结石墨和提高焦炭产量的基础。装煤量提高后 ,可吸收更多的热量 ,降低炉顶空间温度,减少石墨的生成 。若装煤量不能达标,造成炉顶结石墨多,同时炉顶石墨反过来又造成装煤困难 ,这样形成恶性循环。

  8月初 ,1 #和 2 #焦炉结石墨出现了反复 ,情况非常严重,上旬平均装煤量只有 61.5t,通过采取人工加强清理和烧空炉等一系列措施后 ,装煤量逐步提升 ,8月下旬和 9月上旬 1 #和 2#炉总平均装煤量分别达到 63.54t和 63.92t。

  烧空炉是清除石墨的快速和有效的手段。5月 份曾对 1#炉组织了烧空炉一个循环,5个炭化室为一组 ,每次烧 4h,取得了一定的效果 ,但负面影响非常大,造成推焦签号很乱,生产组织困难 ,且减少焦炭产量。

  实践表明 ,7.63m 焦炉结石墨特别严重 ,国内已投产的 7.63m 焦炉中太钢和兖矿也是如此。目前我们最主要的手段还是人工清理石墨,现分成四班,按包干号清理 ,清理工具主要是六棱钢钎子和扁铲。另外 ,购回了一台钻岩机进行配合清扫 。通过管理的加强、制度的落实、方案的细化 ,暂时取得了良好的效果。从目前情况看,这项工作要长期坚持,不能有丝毫松懈。

  马钢新区 7.63m焦炉自投产以来 ,生产还不稳定 ,其中原因包括:部分新型设备如扒焦机、粉焦刮板机等设备设计 、制造存在缺陷 ,故障率高,且每次影响时间长 ;四大机车的调试和磨合期较长 ,运行不稳定 ,故障频发 ;另外 ,四大机车司机操作水平不高,操作事故也较多 ,造成焦炉结焦 时间不稳定和波动大 ,经常出现长时间压炉 ,温度控制困难 ,造成炉顶空间温度高 ,加速了石墨的生成。

  事实上 ,要彻底解决炉顶空间结石墨问题 ,是一个系统工程。以上分析的各种因素和相关措施是相互联系和相互影响的。目前,通过装煤量逐渐调整达标、炉顶空间温度的逐步降低和炉顶石墨的人工清理、操作的进一步标准化和规范化 ,新区 7.63m焦炉正在逐步 达产达标。但炉顶空间温度要降到850℃,彻底解决结石墨问题 ,仍需进一步探索和努力 。


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