蘇戰(zhàn)偉 向宇 馬淑芳 張俊

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

焦?fàn)t物料衡算及應(yīng)用

蘇戰(zhàn)偉 向宇 馬淑芳 張俊

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

針對(duì)安鋼焦化廠 1#、2#焦?fàn)t實(shí)際生產(chǎn)的操作進(jìn)行了物料衡算和分析對(duì)比,找出了影響衡算結(jié)果和焦?fàn)t生產(chǎn)操作的因素:數(shù)據(jù)采集、焦?fàn)t加熱制度、消火車熄焦控制等,并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化,糾正了焦?fàn)t加熱過(guò)程中存在的問(wèn)題,提高了產(chǎn)品收率,規(guī)范了焦?fàn)t生產(chǎn)操作。

焦?fàn)t 物料平衡 損失 提高

0 前言

焦?fàn)t物料衡算就是通過(guò)對(duì)一座焦?fàn)t裝入煉焦煤到最后得到多少焦炭、煤氣、化產(chǎn)品及其它的一個(gè)質(zhì)量計(jì)算,得出在生產(chǎn)后各種物料的分配數(shù)值。焦?fàn)t物料衡算的目的就是在當(dāng)前生產(chǎn)情況下,通過(guò)計(jì)算找出焦?fàn)t物料入方和支出方的分配情況,了解當(dāng)前焦?fàn)t的成焦率、化產(chǎn)品產(chǎn)率,改善當(dāng)前加熱制度存在的不足的之處,優(yōu)化焦?fàn)t生產(chǎn)系統(tǒng)操作,完善焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

1 概況

安鋼焦化廠 1#、2#焦?fàn)t均為 JN43-80型焦?fàn)t,其中 2#焦?fàn)t于 2005年 3月投產(chǎn),1#焦?fàn)t于 2007年10月大修后恢復(fù)正常生產(chǎn),兩座焦?fàn)t年產(chǎn)焦炭 60萬(wàn) t,現(xiàn)均采用 COG(焦?fàn)t煤氣)加熱。1#、2#焦?fàn)t自運(yùn)行投產(chǎn)以來(lái),焦?fàn)t實(shí)際生產(chǎn)狀況較好,焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量及各種指標(biāo)基本控制在公司、廠部要求范圍以內(nèi)。但是實(shí)際成焦率、化產(chǎn)品產(chǎn)率等各種物料分配情況仍是按照以前老焦?fàn)t的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算控制,使得當(dāng)前焦?fàn)t統(tǒng)計(jì)和生產(chǎn)操作缺乏一定數(shù)據(jù)支持和驗(yàn)證。

2 物料衡算及對(duì)比分析

在本次物料衡算過(guò)程中,選用 1#焦?fàn)t連續(xù) 3孔作為標(biāo)定爐,根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì) 1#焦?fàn)t進(jìn)行衡算對(duì)比及分析。在最后將采用廠部生產(chǎn)計(jì)劃科月報(bào)表再次進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 相關(guān)數(shù)據(jù)

1)煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)。1#焦?fàn)t使用的配合煤,根據(jù)不同基準(zhǔn)之間的換算關(guān)系[1],可以得到配合煤各種基準(zhǔn)的數(shù)據(jù),具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。

表1 配合煤各種基準(zhǔn)數(shù)據(jù) %

2)煤的元素分析數(shù)據(jù),配合煤元素分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 配合煤的元素分析數(shù)據(jù) (干燥無(wú)灰基) %

3)其它數(shù)據(jù)。焦餅平均溫度 tj=1080℃。8月份凈煤氣組分體積比數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3。

表3 凈煤氣組分體積含量 %

4)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在物料衡算試驗(yàn)過(guò)程中,選取了 1#爐的 66#、76#、86#炭化室作為標(biāo)定,3孔出爐焦炭裝車后進(jìn)行稱量;焦粉按 8月平均實(shí)際抓焦數(shù)每天 30斗,每斗 2000 kg,8月每天平均出爐 106孔,每孔為 566.04 kg;焦炭含水量為 12.0%,頭尾焦及焦粉含水均按 12.0%計(jì)算。相關(guān)裝煤量和焦炭量數(shù)據(jù)見(jiàn)表 4、表 5。

表4 裝煤數(shù)據(jù) kg

表5 裝煤和焦炭數(shù)據(jù)kg

2.2 物料衡算

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)物料計(jì)算公式[2],得到以下物料平衡表 (見(jiàn)表 6)。

表6 物料平衡表

通過(guò)物料衡算,差值在 16.65 kg,因此對(duì)支出項(xiàng)中產(chǎn)量較大的全焦、焦油、凈煤氣進(jìn)行分析。

2.3 對(duì)比分析

為了更好的與理論計(jì)算對(duì)比,更好的指導(dǎo)焦?fàn)t生產(chǎn),將 2009年 8月份全廠實(shí)際生產(chǎn)物料用表格形式統(tǒng)計(jì)出來(lái),實(shí)際生產(chǎn)物料見(jiàn)表 7。

表7 焦化廠 2009年 8月份實(shí)際生產(chǎn)物料

1)成焦對(duì)比。理論全焦率 Kgj理論=77.89%,標(biāo)定爐全焦率Kgj實(shí)際=79.79%,8月實(shí)際生產(chǎn)全焦率Kgj生產(chǎn)=76.31%。在三個(gè)全焦率中標(biāo)定全焦率最高,實(shí)際生產(chǎn)最低。通過(guò)分析,可以確定在標(biāo)定的實(shí)際計(jì)算過(guò)程中,焦炭含水雖然化驗(yàn)為 12.0%,但是在實(shí)際取樣時(shí)取樣點(diǎn)靠近焦堆上層,因此化驗(yàn)水分比實(shí)際含水量要偏小,導(dǎo)致焦炭量偏大;其次,焦粉的含水量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 12.0%,應(yīng)在 35%左右;8月生產(chǎn)全焦率最低?？梢苑治稣J(rèn)為是在生產(chǎn)過(guò)程中要損耗部分,如焦粉損耗、焦油中帶走部分焦粉、除塵損耗等,其次稱量工具也存在誤差;由于焦化廠實(shí)行了多種配煤比,所以實(shí)際全焦率和理論全焦率也存在誤差。

2)焦油對(duì)比。理論焦油產(chǎn)率 KgJy理論=3.57%,實(shí)際生產(chǎn)為 KgJy實(shí)際 =3.10%。實(shí)際比理論低 0.47百分點(diǎn),經(jīng)過(guò)分析原因是在回收生產(chǎn)過(guò)程中氨水分離過(guò)程中以及脫水過(guò)程中都會(huì)損耗部分焦油;其次配合煤中揮發(fā)份低的煤種含量增加也會(huì)減少焦油產(chǎn)量;其次焦?fàn)t爐頂溫度也是影響焦油產(chǎn)量的一個(gè)因素[3];同時(shí)和 1#、2#焦?fàn)t煤氣放散有極大關(guān)系。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 加強(qiáng)樣品采集的代表性

在進(jìn)行物料衡算時(shí),將其中涉及到的煉焦煤、焦炭、粉焦樣品,在取樣時(shí)首先要求多處取樣,嚴(yán)禁取樣過(guò)程中存在單一取樣、偏取樣。取樣時(shí)必須保留備用樣品,防止部分?jǐn)?shù)據(jù)誤差較大以便重復(fù)做樣。盡量做到樣品數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

3.2 修正生產(chǎn)數(shù)據(jù),改造設(shè)備,提高裝煤量

將煤車電子稱系統(tǒng)的入爐煤水分值由原來(lái)10%上調(diào)到 12%,增加每孔碳化室裝煤量。結(jié)合跟簽等方法檢查焦?fàn)t焦方缺角情況,及時(shí)調(diào)節(jié)煤車三個(gè)煤斗裝煤量,減少平煤量,減少缺角現(xiàn)象,提高單爐焦炭產(chǎn)量。對(duì)推焦車平煤桿桿頭進(jìn)行了加寬改造,從一定程度上減少焦?fàn)t焦方缺角現(xiàn)象,確保每孔產(chǎn)焦率。

3.3 改善加熱和操作制度,提高各類產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率

調(diào)整部分蓄熱室吸力,結(jié)合增加或降低部分孔板直徑,將一些爐頂空間溫度不在規(guī)定范圍內(nèi)的逐步控制到 800±30℃之間,加強(qiáng)爐門修理,制定上升管放散規(guī)定,要求集氣管壓力不超過(guò) 300 Pa不允許點(diǎn)火放散,以確?；a(chǎn)品收率維持在一個(gè)高水平,確保焦炭成熟均勻性的同時(shí)盡可能降低煤氣消耗量。制定消火泵定期清理制度,確保消火降水時(shí)間在145 s以下,超過(guò)時(shí)必須清理消火泵設(shè)備,消火車控水時(shí)間由原來(lái)的 1 min增加到 2 min,確保焦炭水分維持在廠部要求以內(nèi)。

4 應(yīng)用效果

在結(jié)合焦?fàn)t物料衡算結(jié)果優(yōu)化焦?fàn)t生產(chǎn)操作后,現(xiàn)在每孔增加裝煤量在 400 kg左右,每孔增加焦炭 300 kg左右;焦炭水分每月基本維持在 8%以內(nèi),焦炭水分月穩(wěn)定率都在 95%以上,對(duì)高爐操作起到較好的作用;在保證相同焦炭冷熱強(qiáng)度等各種技術(shù)指標(biāo)的前提下,1#、2#焦?fàn)t煤氣消耗量減少近300 m3/h,煤氣消耗得到有效的降低;通過(guò)加強(qiáng)爐門修理和規(guī)定放散制度后,很大程度上確保后續(xù)化產(chǎn)車間煤氣和煤焦油等產(chǎn)品的收率。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)隨機(jī)幾爐物料衡算的結(jié)果與安鋼第一煉焦車間 8月份實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,了解了焦化廠從配合煤到最后各類物料的轉(zhuǎn)移情況,獲得了煉焦產(chǎn)品的產(chǎn)率及損失率,為焦化廠的基本生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供了有效的參考,更為重要的是本次物料衡算過(guò)程和結(jié)果幫助管理人員有效地反映了生產(chǎn)中各種情況,及時(shí)的制定了相關(guān)措施和制度,確保了焦?fàn)t生產(chǎn)的高效和穩(wěn)定。

[1] 虞繼舜.煤化學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000:41-46.

[2] 中國(guó)金屬協(xié)會(huì)煉焦化學(xué)分會(huì).焦?fàn)t熱平衡測(cè)定與計(jì)算規(guī)范[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2008:16-20.

[3] 姚昭章.煉焦學(xué)[M].第 2版.北京:冶金工業(yè)出版,1995:57-67.

CALCULATI ON ONMATERI AL BALANCE OF COKE OVEN AND ITS APPL ICATION

Su Zhanwei Xiang Yu Ma Shufang Zhang Jun

(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

Material balance calculation and analysis contrast were done aiming at the actual production operation of No1 and 2 coke oven.The factorswhich influencing balance result and coke oven operation are as follows:data acquisition,coke oven heating system and coke quenching control by quenching car ect.Through optimizing these factors and correcting the existing problems during production,product yield has improved and operation standardized.

coke oven material balance loss improvement

＊

2010—2—18