馬富剛，陳永昌，彭磊，代成，黨平

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營(yíng)口 115007）

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉焦部（以下簡(jiǎn)稱“鲅魚圈煉焦部”）現(xiàn)有4座7 m焦?fàn)t，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能255萬(wàn)t，爐型均為JNX70-2，此型號(hào)焦?fàn)t燃燒室高度接近6 m，采用單段加熱，運(yùn)行中焦?fàn)t邊火道溫度達(dá)標(biāo)系數(shù)相比常規(guī)焦?fàn)t略低。常用改善邊火道溫度方法并不能解決邊火道溫度偏低問題，且會(huì)產(chǎn)生加熱煤氣消耗增加、煙道廢氣污染物排放超標(biāo)等問題。鲅魚圈煉焦部通過增設(shè)輔助加熱系統(tǒng)，對(duì)7 m焦?fàn)t邊火道溫度控制方法進(jìn)行完善與探究，取得了良好效果，本文對(duì)此做一介紹。

1 焦?fàn)t邊火道溫度現(xiàn)狀分析

鲅魚圈煉焦部4座JNX70-2型7 m焦?fàn)t，分為2組，共有208孔，邊火道總計(jì)424個(gè)。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CCIA002-2021《焦?fàn)t生產(chǎn)管理規(guī)定》對(duì)焦?fàn)t邊火道溫度管理規(guī)定如下：邊火道溫度低于對(duì)應(yīng)側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道溫度的值不宜超過150℃，當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，邊火道溫度不宜低于1 100℃。根據(jù)上述要求，對(duì)鲅魚圈焦?fàn)t邊火道溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。

表1 鲅魚圈焦?fàn)t邊火道溫度統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Statistical Results of Temperature at Side Flue of Coke Oven in Bayuquan Branch

由表1可以看出，對(duì)于JNX70-2型7 m焦?fàn)t來(lái)說(shuō)，很難保證邊火道溫度均高于1 100℃，特別是結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)后，邊火道溫度達(dá)標(biāo)率更低，焦?fàn)t長(zhǎng)期在此狀態(tài)下運(yùn)行，必將影響砌體壽命，造成砌體竄漏率及設(shè)備故障率升高，影響焦?fàn)t加熱制度，使邊火道溫度過低情況更為普遍。當(dāng)焦?fàn)t邊火道溫度無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求1 100℃以上時(shí)，爐頭部位的焦炭不能按時(shí)成熟，易出現(xiàn)干熄焦掛罐、推焦冒煙嚴(yán)重等問題，嚴(yán)重時(shí)甚至造成推焦困難，直接制約焦?fàn)t的正常生產(chǎn)操作。

鲅魚圈煉焦部為有效提高邊火道溫度，相繼采取增加焦?fàn)t頭部砌體密封、改善吸力控制方法、提高混合煤氣摻混比等常規(guī)改善邊火道溫度措施，均未能有效確保邊火道溫度達(dá)標(biāo)。生產(chǎn)實(shí)踐中，采取提高整體爐溫的措施可使邊火道溫度不至于過低而影響生產(chǎn)，能在一定程度上緩解焦?fàn)t邊火道溫度低的問題，但會(huì)造成煤氣消耗增加，出現(xiàn)能源浪費(fèi)，同時(shí)增加焦?fàn)t爐墻高溫?zé)蹞p壞、砌體嚴(yán)密性降低的風(fēng)險(xiǎn)，制約焦?fàn)t爐體使用壽命的延長(zhǎng)，導(dǎo)致廢氣中污染物排放量增加。

2 焦?fàn)t邊火道溫度控制方法探究

JNX70-2型7 m焦?fàn)t為單段加熱復(fù)熱式焦?fàn)t，擁有兩套加熱系統(tǒng)，一套焦?fàn)t煤氣加熱系統(tǒng)，一套混合煤氣加熱系統(tǒng)，在正常生產(chǎn)過程中僅使用混合煤氣加熱系統(tǒng)。為了有效解決邊火道溫度偏低問題，創(chuàng)新性地提出使用邊火道輔助加熱系統(tǒng)，即利用原有焦?fàn)t煤氣加熱系統(tǒng)的交換旋塞和橫管，改進(jìn)相應(yīng)的煤氣管道，增加四通旋塞等管線設(shè)備，同時(shí)對(duì)焦?fàn)t頭部火道下噴管進(jìn)行改進(jìn)。焦?fàn)t邊火道輔助加熱系統(tǒng)管道示意圖見圖1。

圖1 焦?fàn)t邊火道輔助加熱系統(tǒng)管道示意圖Fig.1 Schematic Diagram for Pipelines of Auxiliary Heating System for Side Flue of Coke Oven

由圖1可以看出，使用高爐煤氣加熱時(shí)，引入單獨(dú)的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入邊爐立火道，沿焦?fàn)t縱向引焦?fàn)t煤氣管線，在各燃燒室邊火道對(duì)應(yīng)的位置，煤氣管線上開口引出支管，并將其通入焦?fàn)t邊火道底部的下噴管內(nèi)，在其支管上安裝可控制流量開關(guān)旋塞，通過調(diào)整孔板的大小來(lái)調(diào)整補(bǔ)充增加的焦?fàn)t煤氣使用量，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)邊火道額外補(bǔ)充一部分能源，從邊火道焦?fàn)t煤氣下噴管進(jìn)入的焦?fàn)t煤氣與由斜道進(jìn)入的高爐煤氣、空氣混合燃燒，從而很好地將燃燒室邊火道與中間其他火道進(jìn)行區(qū)分控制，完善了邊火道溫度的控制方法，改善邊火道熱工管理。

3 實(shí)踐效果

焦?fàn)t邊火道輔助加熱系統(tǒng)上線后，徹底解決了JNX70-2型7 m單段加熱焦?fàn)t邊火道溫度偏低問題，具體見表2。

表2 焦?fàn)t邊火道加熱系統(tǒng)改進(jìn)后邊火道溫度統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Statistical Results of Temperature at Side Flue after Improvement of Heating System for Side Flue of Coke Oven

由表2可以看出，對(duì)比周轉(zhuǎn)時(shí)間同為19 h邊火道溫度，系統(tǒng)上線后，邊火道溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的溫差縮小到100℃以內(nèi)，邊火道溫度平均提高50℃左右，并具備進(jìn)一步提升空間。干熄焦掛罐問題得到徹底解決，機(jī)焦側(cè)摘門冒煙的問題得到改善。同時(shí)隨著邊火道問題提高，不同結(jié)焦時(shí)間下標(biāo)準(zhǔn)溫度也有了不同程度的降低，大大降低了加熱煤氣消耗量。

由于輔助加熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)余量大，考慮到測(cè)量單獨(dú)幾個(gè)邊火道溫度時(shí)，會(huì)因結(jié)焦階段不同而產(chǎn)生差異，對(duì)邊火道溫度進(jìn)行了跟蹤測(cè)量，統(tǒng)計(jì)整個(gè)結(jié)焦周期內(nèi)的邊火道溫度變化，確定測(cè)量溫度的補(bǔ)償校正值，將不同結(jié)焦階段的邊火道溫度換算成同一結(jié)焦階段的溫度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，邊火道溫度在結(jié)焦周期內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，溫度極差20℃左右，繪制曲線見圖2。

圖2 焦?fàn)t邊火道溫度周期曲線Fig.2 Periodic Curves of Temperatures at Side Flue of Coke Oven

4 控制方法完善

經(jīng)過不同周轉(zhuǎn)時(shí)間的溫度跟蹤標(biāo)定，以及對(duì)個(gè)別邊火道的跟蹤調(diào)節(jié)，完善并標(biāo)定了邊火道的控制、調(diào)節(jié)范圍，在邊火道溫度實(shí)際調(diào)整過程中應(yīng)以理論控制值為基點(diǎn)，通過跟蹤實(shí)際出焦過程中爐頭焦成熟情況確定開大或關(guān)小輔助加熱系統(tǒng)旋塞，確保爐頭焦不至于過生而產(chǎn)生出焦冒煙、掛罐問題，也不至于過火導(dǎo)致爐頭過大增加出爐工工作強(qiáng)度。鲅魚圈煉焦部根據(jù)實(shí)際邊火道溫度控制調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出在不同周轉(zhuǎn)時(shí)間下，邊火道平均溫度控制值，具體見表3。在一年多的生產(chǎn)實(shí)踐中，這一控制值符合生產(chǎn)需要，一旦低于或高于這一設(shè)定值20℃，則會(huì)產(chǎn)生推焦冒煙或出焦大爐頭現(xiàn)象。

表3 焦?fàn)t邊火道平均溫度控制值Table 3 Control Values for Average Temperature of Side Flue of Coke Oven

5 結(jié)語(yǔ)

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉焦部通過增加邊火道輔助加熱系統(tǒng)，有效解決了邊火道溫度偏低問題，同時(shí)根據(jù)實(shí)際調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)，確定了不同周轉(zhuǎn)時(shí)間下，邊火道平均溫度控制值，解決了推焦冒煙、干熄焦掛罐及出焦大爐頭問題。對(duì)于JNX70-2型7 m焦?fàn)t解決爐頭溫度不達(dá)標(biāo)，以及輔助加熱上線后爐頭溫度調(diào)整，具有一定的參考和借鑒意義。