郝建強(qiáng)
(西山煤氣化有限責(zé)任公司,山西 古交 030200)
山西西山煤氣化焦化一廠焦?fàn)t型號(hào)為TJL5550D,于2010 年12 月31 日投產(chǎn)。投產(chǎn)后的焦?fàn)t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?fàn)t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(jìn)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?fàn)t調(diào)火工作的主要項(xiàng)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(guān)系到炭化室內(nèi)焦餅?zāi)芊窬鶆虺墒欤谊P(guān)系到焦?fàn)t的正常生產(chǎn),直接影響焦炭質(zhì)量。
焦?fàn)t爐溫不均勻,焦炭質(zhì)量波動(dòng)較大,車間采用了測量全爐橫排溫度的方法結(jié)合吸力進(jìn)行調(diào)節(jié),但是對于每排32 個(gè)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?fàn)t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(dǎo)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(yán)重。為了保證爐溫正常及合格焦炭質(zhì)量,亟須解決此問題。
該廠選定5 排火作為實(shí)驗(yàn)火道,進(jìn)行爐溫調(diào)節(jié),在2012 年2 月,對28 ~32 排的溫度進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)溫度為1 170℃,以標(biāo)準(zhǔn)溫度的正負(fù)20℃為合格溫度計(jì)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(jié)合當(dāng)前的結(jié)焦時(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié),達(dá)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(diǎn)壓力基本相同。原設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)噴嘴孔板直徑排列表
通過以上分析并結(jié)合現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)得出:在煤氣主管壓力和小煙道進(jìn)風(fēng)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(jì)算出各下噴管內(nèi)孔板的直徑,再根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合溫度情況逐步進(jìn)行試驗(yàn)。
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(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過表1,表2 的對比發(fā)現(xiàn),17 ~27 號(hào)立火道溫度較高而兩邊爐頭溫度較低,通過降低17 ~27 號(hào)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(shí)再次測量所抽查的5 個(gè)橫排溫度,見表3。
調(diào)節(jié)小孔板排列后抽查這5 個(gè)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(biāo)準(zhǔn)溫度還是1 170℃,以標(biāo)準(zhǔn)溫度的正負(fù)20℃為合格溫度,計(jì)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(gè)橫排溫度均是按以上孔板直徑進(jìn)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(hào)立火道溫度還是較高,已達(dá)到了合格的上限。所以,根據(jù)溫度所對應(yīng)的孔板排列將12 ~16 號(hào)、21 ~27 號(hào)的孔板直徑由10.5 mm 更換為10 mm,17 ~20 號(hào)由10 mm 降到9.5 mm,從而降低此處的煤氣分配量,達(dá)到橫排溫度合格的均勻系數(shù)。
調(diào)節(jié)后,通過2 個(gè)月的觀察,發(fā)現(xiàn)通過對焦?fàn)t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(dá)到溫度均勻的目的,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,解決了在投產(chǎn)初期焦?fàn)t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?fàn)t提供借鑒。
[1] 蘇宜春.煉焦工藝學(xué)[M].北京:冶金出版社,2002:376 -379.
[1] 于振東,蔡承佑.焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù)[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2002:228 -231.