劉智江

（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

1 前言

焦炭生產(chǎn)過程中干法熄焦工藝銜接煉焦工序與運焦工序，其具有獨立的操作平臺，是一個相對獨立的工藝單元。

干熄焦技術(shù)原理：焦爐炭化室推出的紅焦裝入焦罐車，熄焦提升井起重機將焦罐提升并送至干熄爐爐頂，將紅焦炭通過裝入裝置裝入干熄爐內(nèi)。在干熄爐中紅焦炭與低溫惰性氣體直接進行熱交換，將焦炭冷卻至200℃以下，經(jīng)排焦裝置卸到帶式輸送機上，然后送往焦處理系統(tǒng)。吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽(被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦)，干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送去發(fā)電。干熄焦技術(shù)可以回收約82%的紅焦顯熱，每干熄一噸焦炭可回收3.8MPa、450℃約0.55t 蒸汽用于發(fā)電，相當于每噸焦炭能耗降低47kg 標準煤。干熄焦具有回收紅焦炭的顯熱，降低能耗，改善煉焦生產(chǎn)的環(huán)境狀況，減少污染，提高焦炭質(zhì)量等諸多優(yōu)點，在煉焦行業(yè)被推廣運用。

干熄焦技術(shù)在八鋼焦化生產(chǎn)中運用，并通過不斷探索實踐及技術(shù)優(yōu)化，生產(chǎn)的干熄焦供給八鋼2500m3高爐生產(chǎn)。

2 八鋼焦化干熄焦技術(shù)的運用

八鋼焦化建有4 座55 孔JN60 型焦爐，設(shè)計周轉(zhuǎn)時間19 小時，年產(chǎn)能220萬t，配套建設(shè)2×140t/h 干熄焦裝置。八鋼干熄焦生產(chǎn)采用了國內(nèi)比較成熟可靠的工藝裝備，紅焦輸送系統(tǒng)均為自動對位和聯(lián)鎖控制，采用旋轉(zhuǎn)焦罐、裝入料鐘、給水預熱器及振動給料，改善了爐內(nèi)焦炭粒度的分布均勻性，從而提高了干熄爐的冷卻效率。

生產(chǎn)實踐表明，八鋼運用干熄焦技術(shù)后，焦炭質(zhì)量明顯提高，這是因為焦炭在干熄爐內(nèi)繼續(xù)燜爐1.5～2.0 小時，有利于焦炭質(zhì)量的改善，而且干熄焦處理的焦炭其冷卻較為緩慢、均勻，內(nèi)部熱應力小，焦炭網(wǎng)狀裂紋減少，氣孔率低，真密度增大。干熄焦炭與濕熄焦炭對比，其M40可提高4%，M10可降低0.3%，焦炭熱態(tài)性能提高，反應性降低2%以上。由于干熄焦技術(shù)帶來的焦炭質(zhì)量提升，滿足了八鋼2500m3高爐生產(chǎn)需求，運用干熄焦炭后，可使高爐焦比下降2%以上，提升高爐生產(chǎn)能力提高約1%。

3 八鋼干熄焦的操作運行存在的問題

干熄焦系統(tǒng)投產(chǎn)初期系統(tǒng)設(shè)備故障多，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。對影響干熄焦系統(tǒng)的主要因素進行分析。

3.1 1號、2號干熄焦的差異制約產(chǎn)能提升

1號干熄焦、2號干熄焦雖然產(chǎn)能設(shè)計相同，但干熄爐尺寸有差異。1號干熄爐冷卻段為“矮胖型”，2號干熄爐冷卻段為“瘦長型”，1號、2號干熄焦爐設(shè)計尺寸見表1。

表1 1號、2號干熄焦設(shè)計參數(shù)對比

由于1號、2號干熄焦設(shè)計尺寸差別，造成操作參數(shù)不統(tǒng)一、差異較大，給標準化規(guī)范操作增加了控制難度，尤其是2號干熄爐系統(tǒng)的運行阻力要明顯大于1號干熄爐，在增加產(chǎn)能的情況下其溫度、壓力控制明顯惡化，制約了提高生產(chǎn)負荷的能力。

3.2 干熄爐預存段壓力波動大造成環(huán)境污染及焦炭燒損

在產(chǎn)能提升時，預存段壓力不能有效控制在規(guī)定范圍內(nèi)，同時還存在干熄焦預存段壓力調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器動作滯后問題，波動最大在-300Pa～300Pa，嚴重影響干熄焦整體工況參數(shù)的控制，造成裝焦時大量循環(huán)氣體和煙塵從干熄爐裝焦口冒出或大量空氣吸入干熄爐燃燒焦炭，造成環(huán)境污染和焦炭燒損。

3.3 2號干熄爐易產(chǎn)生浮焦的風險

由于2號干熄爐內(nèi)阻力大，當系統(tǒng)溫度偏高，在加大循環(huán)風量降溫時產(chǎn)生干熄爐斜道口壓力偏大，鍋爐入口吸力偏大，使焦炭進入斜道和1DC 通道。尤其在焦爐提高產(chǎn)能后，斜道容易發(fā)生浮焦現(xiàn)象，焦炭顆粒進入1DC 通道，并通過1DC 進入鍋爐，會引起干熄焦鍋爐爆管

3.4 排焦溫度波動大的影響

由于設(shè)備故障、系統(tǒng)控制不合理、排焦量不均衡以及干熄爐內(nèi)焦炭偏析等問題，造成排焦溫度不均勻、不穩(wěn)定，會對皮帶造成燒損。

4 干熄焦工藝運行的調(diào)整及優(yōu)化

4.1 采用差異化操作

針對八鋼1號、2號干熄焦因為結(jié)構(gòu)尺寸不同而產(chǎn)生的系統(tǒng)阻力差異較大問題，兩個干熄焦系統(tǒng)采用了不同的操作控制方式。

根據(jù)實踐摸索確定了差異化操作：2號干熄爐數(shù)在每班出46 爐以上時，由于循環(huán)風量的增加，排焦量的增加，干熄焦系統(tǒng)阻力增加，預存段壓力波動也隨之增加，通過降低生產(chǎn)負荷，減少預存段和鍋爐入口壓力波動；1號干熄爐在每班出爐數(shù)不超過50爐的情況下，干熄焦系統(tǒng)壓力基本正常。因此，規(guī)定2號干熄爐數(shù)每班不超過46 爐。在產(chǎn)能提升的情況下，在1 期焦爐的檢修時段，將2 期焦爐的焦炭送往1號干熄爐干熄，利用1號干熄爐生產(chǎn)能力大的優(yōu)勢，解決了制約2號干熄爐生產(chǎn)的問題。

4.2 干熄爐預存段壓力控制措施

（1）2號干熄焦每班出爐數(shù)控制在46 爐內(nèi)，1號干熄爐每班出爐數(shù)控制在50 爐內(nèi)，風料比控制在1350m3/h 以下。每班出爐在46 爐，循環(huán)風量最高控制在155000m3/h 至160000m3/h。1號、2號干熄焦系統(tǒng)操作參數(shù)邊界見表2。

（2）在未裝焦時預存段壓力控制在±50Pa 之內(nèi)，鍋爐入口壓力在-0.50kPa～-0.80kPa。當打開爐蓋進行裝焦作業(yè)時，將預存段壓力降低至-120±30Pa，紅焦裝完爐蓋關(guān)閉，預存段壓力恢復正常值。

（3）干熄焦料位控制在伽馬射線上4 爐，料位做到穩(wěn)定，保證預存段壓力不因料位的過低產(chǎn)生波動。

（4）生產(chǎn)正常情況下，預存段壓力采取自動控制模式，在自動控制過程中預存段壓力波動大，改為手動調(diào)整，正常后改為自動控制。

（5）自動控制過程中，PID 參數(shù)的設(shè)定，由專人進行調(diào)試、確認；根據(jù)調(diào)試結(jié)果，運行班統(tǒng)一操作方法。

（6）在壓力波動大時，可調(diào)整預存段壓力旁通閥開度，也能有效控制預存段壓力波動。

表2 1號、2號干熄焦系統(tǒng)操作參數(shù)

4.3 預防干熄爐斜道口產(chǎn)生浮焦的措施

（1）根據(jù)生產(chǎn)負荷合理控制循環(huán)風量。干熄焦循環(huán)風量和風速的關(guān)系見表3。

表3 干熄焦循環(huán)風量和風速的關(guān)系

注：（1）1號干熄爐冷卻段截面積為73.86m2，，2號干熄爐冷卻段截面積為63.59m2；（2）1號斜道過風面積36.36m2，2號 斜 道 過 風 面 積33m2；（3）1號 干 熄 爐1DC 過 風 面 積23.18m2，2號干熄爐1DC 過風面積19.61m2。

（2）根據(jù)每班出爐數(shù)制定合理的循環(huán)風量。1號、2號干熄焦循環(huán)風量與出爐數(shù)的關(guān)系見圖1、圖2。

圖1 1號干熄焦循環(huán)風量與出爐數(shù)的關(guān)系

圖2 2號干熄焦循環(huán)風量與出爐數(shù)的關(guān)系圖

（3）2號干熄焦熱管換熱器能力不足，造成循環(huán)氣體出口風溫達140℃，是2號干熄焦循環(huán)風量升高的重要原因。利用2號干熄焦年修時間，對熱管換熱器加裝一組換熱管，循環(huán)氣體出口風溫出降至約120℃。

（4）為防止大風壓波動，每次調(diào)整風量均勻平穩(wěn)，調(diào)整范圍控制在3000 m3/h 以內(nèi)，低于規(guī)定值（5000m3/h）。

（5）加強系統(tǒng)負壓段密封的檢查，防止空氣進入系統(tǒng)造成焦炭燒損而產(chǎn)生的鍋爐入口及排焦溫度升高，致使循環(huán)風量增加的情況發(fā)生。

4.4 穩(wěn)定排焦溫度

（1）干熄爐冷卻段平行圓周溫度、上下部（T3、T4）溫度控制重點是防止焦炭在爐內(nèi)出現(xiàn)偏析，平行圓周溫差＜100℃。防止焦炭在爐內(nèi)出現(xiàn)偏析的處理手段是調(diào)節(jié)干熄爐底部出口的調(diào)節(jié)棒插入深度，為此要求由專人負責小量調(diào)節(jié)，通過長周期觀察結(jié)果再繼續(xù)進行調(diào)節(jié)。

（2）保持穩(wěn)定的排焦量，按照振動給料器設(shè)備測定曲線確定排焦赫茲，在正常生產(chǎn)中保持料位穩(wěn)定，排焦量就按115t/h 計算。排焦赫茲的增減，在115t/h基礎(chǔ)上進行推算，穩(wěn)定料位，將料位控制在12～13m，減少料位波動，降低干熄爐內(nèi)循環(huán)氣體阻力波動，從而穩(wěn)定風量。

（3）2號干熄爐冷卻段原砌體磨損嚴重，利用年修期間對冷卻段重新砌筑，確保干熄爐內(nèi)東西南北四個方向下料均勻，從而保證了風量在干熄爐均勻換熱。

5 優(yōu)化操作效果分析

通過對干熄焦操作制度的優(yōu)化改進，干熄焦工藝運行穩(wěn)定，各運行參數(shù)基本正常：

（1）確定1號、2號干熄焦每班出爐數(shù)上限后，系統(tǒng)運行趨于穩(wěn)定，鍋爐入口溫度和壓力明顯的好轉(zhuǎn)，溫度小于930℃，吸力穩(wěn)定在0.7-0.9kPa。

（2）通過對循環(huán)風量和風料比的合理控制，在干熄爐裝紅焦過程中，預存段壓力控制在-120Pa 時，預存段壓力的變化，不會產(chǎn)生鍋爐入口壓力的超標現(xiàn)象。干熄焦預存段壓力波動得到了有效控制，干熄爐斜道浮焦現(xiàn)象已消除。

（3）有效解決了焦炭偏析、排焦溫度波動大的問題，干熄爐冷卻段平行溫度、上下段的溫差也控制在合理范圍，排焦溫度控制在150℃以下。

6 結(jié)語

八鋼焦化干熄焦系統(tǒng)經(jīng)過操作優(yōu)化實踐，實現(xiàn)了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，各項參數(shù)指標完全符合運行工藝要求，年平均干熄率92%以上（包括年修與定修影響），滿足了高爐對干熄焦炭的需求，八鋼干熄焦工藝產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。