暢賓平

(平煤集團天宏焦化公司 )

搗固焦爐加熱制度與煤餅形態(tài)的關(guān)系及生產(chǎn)實踐

暢賓平

(平煤集團天宏焦化公司 )

根據(jù)長期試驗及生產(chǎn)實踐總結(jié)了焦爐加熱制度和入爐煤餅形態(tài)的操作經(jīng)驗,依據(jù)橫排溫度和相鄰燃燒室溫度變化及時調(diào)整煤餅高度,使焦炭均勻成熟,質(zhì)量穩(wěn)定。

搗固煉焦 煤餅形態(tài) 加熱制度

0 前言

傳統(tǒng)煉焦主要是采用頂裝煤方式,粉碎后的配合煤輸送到頂裝煤塔,然后將煤放入頂裝煤車,再由頂裝煤車將散狀煤從炭化室頂部裝煤孔裝入炭化室內(nèi)煉焦;而搗固煉焦則是將粉碎后的配合煤輸送到搗固煤塔,然后將煤沿專門的搗固裝煤車的煤箱長向均勻放入,分次搗固成餅,再由搗固裝煤車將煤餅從機側(cè)裝入炭化室內(nèi)進行煉焦。與頂裝煤煉焦相比,搗固煉焦具有配入高揮發(fā)、低粘結(jié)煤比例大、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤、降低生產(chǎn)成本、擴大煤源使用范圍等優(yōu)勢。

1 問題及分析

平煤集團天宏焦化公司為 3.8 m HN3896型搗固焦爐,焦爐設(shè)計周轉(zhuǎn)時間為 21.5 h,投產(chǎn)后實際周轉(zhuǎn)時間為 24 h,遠超出設(shè)計時間,使焦爐產(chǎn)量受限。原因是入爐煤餅形態(tài)與加熱制度不符,造成焦餅成熟效果不好;同時因爐頭散熱較快,爐頭溫度比標準火道溫度低 100℃左右,易造成爐頭出現(xiàn)生焦,焦炭質(zhì)量受到較大影響。針對 HN38-96爐型特點,對煉焦熱傳導機理及搗固焦爐爐體特性進行探討研究,對搗固焦爐實施平臺爐溫管理,采用由加熱制度調(diào)整入爐煤餅高度方法,較好解決了焦炭均勻成熟的問題,使搗固焦爐產(chǎn)量達到了滿負荷生產(chǎn)。

2 加熱制度與入爐煤餅形態(tài)匹配的措施

2.1 搗固焦爐中平臺爐溫制度的確定

HN38-96型和 HN4350-03D型搗固焦爐的爐體結(jié)構(gòu)與 JN43-80型頂裝焦爐基本一致,均為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴式焦爐,兩者僅錐度不同,搗固焦爐錐度均為 10 mm,而 JN43-80型錐度為50 mm。

由于爐體的錐度差別使機側(cè)、焦側(cè)火道的機側(cè)焦側(cè)傳熱空間存在差異。JN43-80型頂裝爐的機側(cè)與焦側(cè)火道傳熱空間差為 0.0510 m3,HN38-96型搗固焦爐的機側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間差為 0.0102 m3,因此,造成搗固焦爐和頂裝焦爐機側(cè)、焦側(cè)火道供熱能力不同:頂裝爐機側(cè)火道比焦側(cè)火道供熱能力明顯較大,而搗固焦爐機側(cè)、焦側(cè)火道供熱能力略有差別,或者基本一致。同時,頂裝焦爐的煤料在炭化室內(nèi)高向和長向熱量無對流空間,搗固焦爐的煤料在炭化室內(nèi)高向和長向熱量不僅有對流空間,而且此空間自機側(cè)至焦側(cè)逐漸加大,這種熱量在炭化室的熱量對流正好補償了機、焦側(cè)火道傳熱能力的差異,使機、焦側(cè)溫度趨于一致。

可以看出,爐體錐度對頂裝焦爐的影響是機側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間差異加大,使炭化室內(nèi)機、焦側(cè)入爐煤料量產(chǎn)生差異,這兩種差異決定了頂裝焦爐的標準溫度必須是機側(cè)低焦側(cè)高的一條斜線。而搗固焦爐其爐體錐度相對較小,對機側(cè)焦側(cè)火道傳熱空間影響也較小,而且炭化室內(nèi)機側(cè)焦側(cè)入爐煤料基本一致,錐度的存在又使機側(cè)焦側(cè)溫差有拉平的趨勢,因此,搗固焦的爐溫制度應(yīng)采取平臺爐溫曲線,搗固焦的入爐煤餅應(yīng)采取機焦側(cè)大體一致煤餅。

2.2 入爐煤餅形態(tài)的確定與生產(chǎn)控制

1)結(jié)焦時間與標準溫度確定。HN3896型搗固焦爐按照原設(shè)計周轉(zhuǎn)時間為 21.5 h,天宏焦化公司經(jīng)過不斷對爐溫進行調(diào)節(jié)及生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化,通過提高標準溫度將結(jié)焦時間由最初 24 h縮短到 19 h,設(shè)備性能、工藝指標均能達到工藝要求。標準溫度與結(jié)焦時間對應(yīng)數(shù)據(jù)見表 1。

表1 HN38-96型搗固焦結(jié)焦時間與標準溫度數(shù)據(jù)

2)入爐煤餅形態(tài)的確定?？紤]搗固焦爐的滿負荷生產(chǎn),確定在標準溫度 1360℃,結(jié)焦時間 19 h的平臺上實施了爐溫制度和入爐煤餅形態(tài)的生產(chǎn)。

HN38-96型搗固焦爐的炭化室設(shè)計數(shù)據(jù):設(shè)計長度 12560 mm,有效長度 12000 mm,設(shè)計高度3804 mm,有效高度 3604 mm[1]。選取某一實測橫排數(shù)據(jù),繪出了兩側(cè)燃燒室橫排曲線,如圖 1所示。

圖1 燃燒室橫排溫度曲線

根據(jù)入爐煤餅法的形態(tài),若所選橫排曲線平均溫度在標準溫度 ±30℃以內(nèi)徘徊,則其煤餅高度遵循下面公式時,才能保證焦炭成熟[2]。即:

HX=(TX/T0)×H0

式中:TX——立火道溫度,℃;

HX——計算煤餅高度 (X-立火道號);

T0——爐溫標準溫度 (取 1360℃);

H0——設(shè)計煤餅高度 (取 3.6 m)。

不同溫度與煤餅高度對照見表 2。

確定某炭化室煤餅理論形態(tài)。根據(jù)該炭化室兩側(cè)燃燒室橫排曲線的溫度值計算出所影響炭化室的煤餅高度,并確定出該炭化室相應(yīng)煤餅高度見表 3。

根據(jù)實際生產(chǎn)情況,在結(jié)焦時間 19 h情況下,第 3#至第 24#火道的平均溫度為 1360℃,該溫度下煤餅高度為 3.6 m,因第 1#、2#、25#、26#火道平均溫度較低,將其煤餅高度相應(yīng)降低。該煤餅計算方法在天宏焦化廠應(yīng)用后,效果明顯。

表2 煤餅高度與平均溫度對照

表3 燃燒室兩側(cè)煤餅高度計算

3 應(yīng)用效果

通過HN38-96型搗固焦爐近兩年的生產(chǎn)實踐證明,搗固焦爐根據(jù)生產(chǎn)需要確定標準溫度,并依據(jù)燃燒室橫排爐溫曲線的實際情況,計算出相應(yīng)煤餅形態(tài),降低了兩側(cè)爐頭的煤餅高度,使焦炭均勻成熟,使焦炭揮發(fā)分達到國家標準,質(zhì)量明顯改善:其中,M40提高 0.50%,M10降低 0.20%,熱強度 CSR提高0.35%,CRI改善 0.25%。HN38-96型搗固焦爐的產(chǎn)量由設(shè)計的 30萬 t/年,達到了 2007年35.96萬 t、2008年的 36.25萬 t,為公司創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

1)隨著標準溫度的變化,可以適當改變搗固煤餅高度,但波動幅度不宜過大,根據(jù)兩側(cè)燃燒室橫排溫度曲線的平均值確定該炭化室煤餅形態(tài)。

2)根據(jù)爐頭爐溫變化,確定爐頭煤餅高度應(yīng)適當降低 30 mm～40 mm。

3)本文中討論的加熱制度考慮的入爐煤堆比重在 1.0 t/m3～1.05 t/m3的情況下,入爐煤堆比重發(fā)生變化時,需要進一步計算。該爐溫控制操作技術(shù)已在 3.8 m搗固焦爐驗證并可推廣應(yīng)用,綜合技術(shù)經(jīng)濟效果良好。

[1] 于振東,蔡承佑.焦爐生產(chǎn)技術(shù)[M].遼寧:遼寧科學出版社,2002:43-45.

[2] 姚昭章.煉焦學[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:105.

TAM PING COKE INTO THE FURNACE HEATING SYSTEM AND STUDY THE FORM OF BRIQUETTE

ChangBinping

(Pingdingshan Coal Group Tianhong Coking&Chemical CompanyLtd.)

Coking in tamping coke,after a long-term pilot studywas a platform for coking furnace and boiler briquette into the operation of the data for production,according to the horizontal curve of temperature and the actual situation with O-briquette combustion chamber to adjust a high degree of the situation in a t imelymanner so that the coke unifor m maturity.

tamping coke coal bread heating system

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:2010—4—1