焦炉的传热与加热调节.

焦炉的传热与加热调节一、在焦炉内传热是如何进行的？加热煤气经砖煤气道或高炉煤气经蓄热室、斜道进入立火道底部，与经蓄热室预热了的空气相遇燃烧，产生高温废气流。高温的废气流通过热辐射和对流的形式，把热量传给温度较低的燃烧室炉墙表面。然后，热量以热传导方式通过炉砖传到炭化室侧的墙面，使炭化室墙面的温度达1200度左右。当煤刚装进炭化室时，由于煤料紧贴炉墙，炉墙的热量以热传导的方式传给煤料。以后由于煤料热分解、固化收缩，煤饼敲开炉墙，热量就以辐射和对流的方式继续传递给煤料，直至焦饼推出为止。二、什么叫传导传热、对流传热和辐射传热？传导传热：物体与物体直接接触，温度较高的物体将热量传给温度较低的物体，这种传热方式称为传导传热。以传导传热方式传递的热量，其大小与两物体的温度差、传热面积以及物质的导热率成正比，与传递经过的路程长短成反比。在炼焦炉内，如果炭化室炉墙的材质和炉墙的厚度不同，火道温度高低就不一样，通过炉墙传导的热量也不一样。对流传热：由于物体内部分子的运动，将热量从流体的一部分带至另一部分，这种传热的方式称为对流传热。对流传热的热量的大小于流体的性质、受热面积的温度差、传热表面、传热时间、气体速度和通道的水力直径等有关。辐射传热：高温物体以发射电磁波的方式将热量传递给周围物体或介质，这种传热方式称为辐射传热。三、加热焦炉用的煤气有几种？加热焦炉用的煤气有焦炉煤气，高炉煤气，发生炉煤气，脱氢煤气和混合煤气等。在现代化大型钢铁联合企业中，焦炉煤气用途比较多，高炉煤气用途较少。但高炉煤气产量多，价格又便宜，所以尽量要求使用高炉煤气加热焦炉。四、焦炉煤气有什么特点？1/焦炉煤气热值高，在生产正常时，煤气热值波动不大，便于调火操作。2/用焦炉煤气加热焦炉时，由于它的热值高，需要的煤气量比热值低的煤气少，这样，产生的废气量就比较少，而且废气重度也比较小，所以焦炉加热系统阻力也小些。3/在调节温度时，增减煤气量后，炉温变化反映较快，一般要2～3小时炉温就可以反映出来。在焦炉煤气燃烧产生的废气中，存在有大量的水蒸气、二氧化碳和游离碳等，这些多原子气体有相当大的辐射传热能力，可使火道中的辐射传热加快。4/焦炉煤气含氢多，不可燃成分少，燃烧速度快，火焰较短，会使焦饼上下温差变大，这对调火是不利的。5/由于焦炉煤气含碳氢化合物多，高温时能分解出石墨，这些石墨容易在烧咀上挂结，影响燃烧。6/焦炉煤气与空气混倒一定比例时，可形成爆炸性气体，遇到火源就会爆炸。焦炉煤气的爆炸范围是6~30%7/焦炉煤气较脏时，煤气管道，管件易被焦油、萘堵塞，煤气中的冷凝液还会腐蚀管道，管件。五、煤气的热值是如何确定的？煤气的热值可根据煤气中可燃成分的多少来计算，也可以通过实验来测定。通常热值是由煤气中的可燃成分来确定的，不同的可燃气体具有不同的热值，根据煤气中可燃组分的比例（由气体分析测定）可以按下式计算煤气的热值：Q低＝（Q1A1+Q2A2+Q3A3＋...)Q1,Q2,Q3...——各可燃成分的热值A1,A2,A3...——各可燃成分在煤气中的百分数各可燃成分的热值如下（KJ/m3）：H2——10503CH4——35832;CO——12725;CmHn——71162煤气的热值一般可分为：高热值14651KJ/m3以上中热值14651~6279KJ/m3低热值6279KJ/m3以下焦炉煤气属高热值煤气，高炉煤气属低热值煤气。六、煤气中哪些属于可燃成分，不可燃成分，助燃成分？煤气中的可燃成分有：氢气，甲烷，苯，重烃，一氧化炭，硫化氢，氰化氢等煤气中不可燃成分有：氮气，二氧化炭，水蒸气等煤气中助燃成分：氧气七、煤气燃烧需要什么条件？1/助燃剂：氧（或空气）2/着火点：H2的着火点为580~590度CH4为644~670CO为542~547焦炉煤气为600~650高炉煤气大于700八、完全燃烧的条件是什么？1/有足够的空气2/足够的燃烧时间和空间3/燃烧产物能顺利排出在设计焦炉加热系统时，应考虑煤气能完全燃烧的条件，同样，在加热调节时应保证加热煤气能完全燃烧。九、影响焦炉煤气成分、热值和产量的因素有哪些？影响的因素有原料煤的变质程度，挥发分，灰分，水分，硫分，焦炉粗煤气的抽出方法，炉顶空间温度的大小，装煤制度和结焦时间等。其中最主要的因素是配煤的挥发分、装煤量和操作制度。十、什么是爆炸？产生爆炸的原因是什么？可燃物（煤气、煤粉、焦粉、苯类蒸汽）与空气混合，在较小的空间内迅速燃烧，在瞬间放出大量的热量，造成温度和压力急剧增高，火焰传播速度达每秒几百米，甚至几千米，这种现象称为爆炸。产生爆炸必须具备以下条件：1)空气和可燃物的混合比例在爆炸极限内2)爆炸性的气体遇上火源或赤热的物体。焦炉煤气爆炸极限的下限为5~6%，上限为30%十一、在炼焦过程中，最容易产生爆炸的原因有哪些？1/负压管道的损漏。例如：在吸气管和初冷器等处容易吸入空气。2/煤气管道压力过低。例如：煤气总管压力太低，在供煤气时，克服不了支管的阴力，使支管产生负压，及入空气，由此而产生爆炸性气体。此外，煤气管道有漏洞，在管内压力突然变大时（例如交换时），煤气例逸出管处也会形成爆炸性气体。如果煤气管道的水封干涸缺水，水封高度不够，起不了水封的作用，煤气大量逸出，也会形成爆炸性气体。3/炭化室严重负压，吸入大量空气。4/不按操作规程操作，操作时粗心大意。例如：在点煤气时，不是先点火把后才开煤气，而是先打开煤气后点火，这样很容易引起爆炸。十二、为什么α值在调火工作中有重要的意义？煤气在立火道燃烧时，必须供入适当的空气。如果空气是过少，则燃烧不完全，煤气的燃烧热不能完全利用，结果会浪费煤气或降低立火道温度，特别是燃烧不完全的煤气跑到蓄热室后，遇到漏入的空气便会燃烧，使蓄热室产生高温，这是很危险的。如果空气量过大，则燃烧火焰短，这样不利于高向加热均匀性，而且会降低立火道温度，所以，经常测定α值，对及时指导调火工作是很有作用的。十三、为什么用焦炉煤气架势时，α值一般控制在1.2左右？α值在1.2左右，可以使煤气完全燃烧，并可以防止高温事故，如果α值不大的话，即使遇到立火道煤气失去控制（例如烧嘴破裂，灯头歪倒等）而又未及时发现的话，火道温度不会急剧升高而发生高温事故，因为煤气量虽然大量增加，但由于空气量相对不足，所以燃烧不完全。如果α值在1.4~1.5的话，过量的空气则会使温度迅速升高，超过危险温度而产生高温事故，损害炉体。因此，α值不宜太大，实践证明，α值控制在1.2~1.3左右比较好。十四、在取废气样做α值时应注意些什么？由于影响α值的因素较多，所以在取样分析时应注意以下事项：1/避免在刚装煤的炉号上取样。因为刚装煤的炭化室压力较大，荒煤气往燃烧室串漏，影响废气组成。2/每次取样时都要记录加热制度，如煤气流量（压力），烟道吸力，进风口开度，废气盘翻板开度等数据。3/每次都在同一时间内取样，由于燃烧室数目多，应安排好计划轮流分析。4/记录取样时环境温度。十五、焦炉调节应达到什么样的要求？1/达到最高的热工效率，即在保证焦炭成熟的前提下，使用最小限度的煤气量，力求最低的炼焦耗热量。2/为了提高焦炭质量的产量，要求炉温均匀，压力制度合适，操作顺利。3/使炼焦化学产品及炼焦煤气有最高的产率和最好的质量。4/提高焦炉生产率，并能最大限度地延长炉体的使用寿命。十六、什么是炼焦的加热制度？加热制度指的是：在调火工作中，所要控制或调节的温度制度和压力制度。例如：结焦时间，标准温度，煤气流量，烟道吸力，蓄热室顶部吸力，看火孔压力，空气口开度，空气过剩系数，孔板直径和集气管压力等。十七焦炉的温度制度中规定的要测量的指标有哪些？它们各表示什么意义？焦炉的温度制度要测量的指标有：测温火道的标准温度；焦饼中心温度；横墙温度；炉头温度；蓄热室温度；小烟道温度；烟道温度和炉顶空间温度等。其中以测量火道的标准温度为主。标准温度是指机、焦侧测温火道平均温度的控制值，是规定在结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标。机、焦侧标准火道的温度差是保证沿炭化室沿炭化室长向焦饼均匀成熟的指标。因为炭化室的焦侧比机侧宽（即有锥度），为了使焦饼均匀成熟，因此焦侧火道的温度应比机侧高一些。对于锥为为50mm的硅硅焦炉来说，在结焦时间为21小时以内时，一般两侧温度差为40~50度之间。超过21h时，其温度差应小于40℃。对于锥度为20毫米的硅砖焦炉来说，温度差为20~25℃左右。直行温度代表全炉的平均温度。在选择测温火道时，要考虑到既能代表机焦侧横墙的平均温度，又要考虑到能测单双数火道这两个因素。横墙温度是指每个燃烧室各火道的平均温度，用以检验炭化室沿长度方向加热的情况。蓄热室温度是为了检查炉体严密情况和蓄热效果以及时发现炭化室有无高温、漏火、下火等情况。在上升气流时测量蓄热室顶部的最高温度。通常，硅砖焦炉第月测温一次，粘土砖焦炉每周测温一次，规定温度不超过1230℃。小烟道温度是为了防止炉头部分散热而引起边火道温度降低，在机焦侧边火道测量的温度，一般要求不低于1100℃，与计算的平均温度不超过±40℃，与相邻的火道温度不超过±60℃。蓄热室温度是为了检查焦炉的热效率，判断蓄热室主墙的串漏情况。在下降气流煤气、空气蓄热室的废气盘两叉处测量温度。在正常情况下，每季测量一次，在改变标准温度时应增加测量。要求温度小于400℃。炉头温度是为了防止炉头部分散热而引起边火道温度降低，在机、焦侧边火道测量的温度，一般要求不低于1100℃，与计算的平均温度不超过±40℃，与相邻的火道温度不超过±60℃。除上述温度指标外，还有炉顶空间温度（要求在750~850℃的范围），焦气管温度（＜100℃）焦炉煤气预热器温度（应保持在50℃以上），高炉煤气温度（不超过35℃），总烟道温度（250℃以上）等待。十八、焦炉压力制度规定应测量哪些指标？炭化室底部压力：在整个结焦过程中，为了使炭化室压力大于燃烧系统内气体的压力并略高于外部大气压力，要求在结焦末期时，下对吸气管的炭化室底部压力大于5Pa，并以此来制定焦气管的压力。蓄热室顶部吸力：为了使焦炉加热系统内的压力均匀分布控制煤气和空气供入量，需要经常测量蓄热室顶部吸力，要求各空气蓄热室顶部吸力与标准蓄热室顶部吸力不相差±3.0Pa，各煤气蓄热室与标准蓄热室不相差±2.0Pa。五点压力：为了评价焦炉的压力制度和调节砖配置的正确性，要求对焦炉加热系统进行五点压力的测量。五点压力是指看火孔压力、上升与下降蓄热室顶部吸入与小烟道吸力。五点压力测量后，用压力曲线表示。除测量上述的压力指标外，还要测量蓄热室阻力、看火孔压力、集气管压力、煤气压力等。十九、调火工作应达到哪几项温度和压力指标？为了保证炉体不出高温事故，硅砖焦炉立火道的测温点在换向后20s的温度不得超过1450温标。对于粘土砖焦炉来说，焦侧标准火道的平均温度（交换后5min)不应超过1150℃。就使全炉温度均匀，并接近或等于标准温度，在生产上，以直行平均的均匀系数K均来表示全炉温度的均匀性。以安定系数k安来表示全炉平均温度接近标准火道温度的程度。为了保证室温度均匀，使焦饼沿炭化室向同时成熟，还要使炉头不出生焦，高火工作应保证横排温度从机侧到焦侧均匀上升，使各火道温度与规定的机焦侧温度温度差曲线相比，其偏差不大于10℃。对于全炉的横排温度来说，火道温度与标准温度差在±7℃以上者为不合格。当结焦时间为结焦周期的2/3时，测得和炉顶空间温度应不超过850℃，最好为800±30℃。蓄热室后（小烟道）的废气温度不应超过400℃。为了保证炭化室内任何一点的压力高于燃烧室内任何一点的压力，并高于外界大气压，必须使正对吸气管的炭化室底部在结焦末期时的压力大于5Pa。集气管压力保持80~120Pa。为改善操作条件，防止炉顶散热过多，避免负压过大而使空气吸入炉内，看火孔压力应保持在±0或稍偏于正压。二十、横排温度曲线的标准线是怎样作出来的？这条曲线就作于横排温度曲线上。首先，由机