史曉亮

（山西金巖能源科技有限公司質(zhì)檢中心，山西 呂梁 032300）

引言

山西金巖能源科技有限公司一期4 座焦?fàn)t為JNDX3-6.25-11D（52 孔）型復(fù)熱式搗固焦?fàn)t，采用雙聯(lián)火道、下噴、下調(diào)、單熱式、帶廢棄循環(huán)、三段加熱技術(shù)，克服了以往由于碳化室高度增加而影響焦炭質(zhì)量的弊病。炭化室錐度40 mm，煤餅密度1 130 kg/m3，周轉(zhuǎn)時(shí)間26 h，裝煤高度6.0 m～6.1 m。

其中，3#、4# 焦?fàn)t分別于2018 年和2019 年投產(chǎn)。2021 年12 月4 日到10 日，開始出現(xiàn)推焦電流增大甚至二次推焦現(xiàn)象，2022 年2 月份，出現(xiàn)部分爐號(hào)推焦電流增大的現(xiàn)象。經(jīng)檢驗(yàn)出爐焦炭成分，平均揮發(fā)分（Vdaf/%）為1.08%，成熟度良好，無生焦或過火焦情況，且焦炭粒度均勻。奧阿膨脹度、膠質(zhì)層、揮發(fā)分等項(xiàng)目測(cè)定結(jié)果顯示，入爐煤存在膨脹壓力大，收縮度低的情況，是導(dǎo)致推焦電流增大的直接原因。推焦電流增大和二次推焦會(huì)對(duì)爐體、爐頭造成損傷，在二次推焦過程中還存在安全隱患，不僅會(huì)打亂正常的生產(chǎn)秩序，還會(huì)影響焦?fàn)t的使用壽命[1]。

1 塑性指標(biāo)的應(yīng)用

1.1 奧阿膨脹度

奧阿膨脹度是以煤樣干餾時(shí)煤的塑性和膠質(zhì)體不透氣性、體積膨脹或收縮的程度表征的一種煤的塑性指標(biāo)。廣泛應(yīng)用于分析研究煤的成焦機(jī)理、煤質(zhì)評(píng)價(jià)和黏結(jié)性煤的煤炭分類，適用于煉焦配煤和焦炭強(qiáng)度預(yù)測(cè)等諸多方面[2]。通過利用奧阿膨脹度指標(biāo)來體現(xiàn)入爐煤在成焦過程中的膨脹度，對(duì)掌握合理的膨脹度值，保證推焦順利進(jìn)行，起著重要的指導(dǎo)作用。

1.2 膠質(zhì)層指數(shù)

膠質(zhì)層指數(shù)是以煤樣在特制的電爐內(nèi)以規(guī)定的升溫速度進(jìn)行單側(cè)加熱，煤樣相應(yīng)形成半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤樣層3 個(gè)等溫層面，用探針測(cè)量出膠質(zhì)層最大厚度Y 值，根據(jù)試驗(yàn)記錄的體積曲線測(cè)定最終收縮度X 值。通過分析入爐煤的膠質(zhì)層指數(shù)體積曲線，可以很好地判斷煙煤在焦?fàn)t煉焦生產(chǎn)的成焦過程中產(chǎn)生膠質(zhì)體的膨脹性（不透氣性）和半焦最終收縮度。

2 推焦最大電流

在推焦時(shí)，推焦桿頭伸入炭化室與焦餅接觸，焦炭首先被壓縮，壓縮行程約等于炭化室有效長度的5%～8%。壓縮終了時(shí)，推焦阻力達(dá)到最大值，此時(shí)的指示電流為推焦的最大電流。焦餅開始移動(dòng)后，阻力逐漸降低。當(dāng)推焦電流過大時(shí)，則說明焦餅移動(dòng)的阻力大，表現(xiàn)為焦餅移動(dòng)困難或根本推不動(dòng)。強(qiáng)制推焦時(shí)，會(huì)造成炭化室墻變形[3]。

3 入爐煤數(shù)據(jù)分析

3.1 入爐煤指標(biāo)分析

入爐煤質(zhì)量取決于配煤比以及各單種煤的性質(zhì)。12 月份、2 月份3#、4#焦?fàn)t的部分時(shí)段入爐煤質(zhì)量指標(biāo)如表1 和下頁表2 所示。

通過表1 可以看出，12 月4 日到9 日，入爐煤揮發(fā)分和收縮度X 值整體較低，奧亞膨脹度b 值較高，通過調(diào)整配煤結(jié)構(gòu)，12 月10 日開始，奧亞膨脹度降低，收縮度增大。通過表2 可以看出，2 月22 日和2 月25 日，入爐煤揮發(fā)分、收縮度X 值等指標(biāo)均屬正常范圍，奧阿膨脹度b 值偏高。

表1 入爐煤質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

表2 入爐煤質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

3.2 推焦電流分析

通過表3、表4 可以看出，12 月4 日至9 日，此時(shí)段全爐推焦電流明顯增大，其中部分爐號(hào)出現(xiàn)二次推焦的難推焦現(xiàn)象。2 月22 日、2 月25 日，部分爐號(hào)推焦電流偏高。

表3 12 月4 日到9 日推焦電流A

表4 2 月份推焦電流A

4 結(jié)果討論

4.1 堆積密度

6.25m搗固焦?fàn)t煤料的堆積密度高，達(dá)到1 130 kg/m3，堆積密度高，煤粒間的間隙減小，膠質(zhì)體易于填滿空隙，氣體不易析出，膠質(zhì)體的膨脹性相應(yīng)提高，同時(shí)降低了半焦收縮度[4]，造成推焦電流增大。不同煤種煤熱解過程中產(chǎn)生的膨脹壓力不同，特別是瘦型焦煤、主焦煤、肥煤的含量對(duì)膨脹壓力的影響很大。在保障焦炭質(zhì)量的前提下，優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)，增加低變質(zhì)煤類的配入比例，增大焦餅收縮度，降低膨脹壓力[5]。

4.2 推焦電流與奧阿膨脹度、收縮度的關(guān)系

通過對(duì)12 月份和2 月份推焦電流數(shù)值與入爐煤的奧阿膨脹度、收縮度進(jìn)行分析，可以看出，當(dāng)奧阿膨脹度b 值大于-26%，收縮度X 值小于38 mm 時(shí)，推焦電流明顯增大，最大推焦電流達(dá)到306 A。當(dāng)收縮度X 值大于38 mm，而奧阿膨脹度大于-26%時(shí)，推焦電流同樣出現(xiàn)不同程度增大。

5 結(jié)論

搗固焦?fàn)t對(duì)入爐煤的膨脹壓力有嚴(yán)苛的要求，合理的膨脹壓力與收縮度是保障焦?fàn)t順利推焦的根本。

1）嚴(yán)格控制入爐煤的塑性指標(biāo)，奧亞膨脹度b 值小于-26%，干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf大于24%，收縮度X 值大于38 mm。

2）強(qiáng)化進(jìn)廠各單種精煤質(zhì)量分析檢驗(yàn)頻次，避免因煤質(zhì)波動(dòng)而造成配煤指標(biāo)異?，F(xiàn)象的發(fā)生。

3）制定合理的配煤比，并嚴(yán)格執(zhí)行配煤方案，保證配煤質(zhì)量穩(wěn)定。

4）確保入爐煤質(zhì)量合格穩(wěn)定，保障焦?fàn)t推焦順利進(jìn)行。