82炼焦炉的生产操作

炼焦炉的生产操作第六章炼焦炉的生产操作第一节焦炉装煤第二节焦炉出焦第三节熄焦和筛焦炼焦炉的生产操作第一节焦炉装煤一、装煤要求焦炉装煤包括从煤塔取煤和由装煤车往炭化室内装煤。其操作要求是:装满、压实、拉平和均匀。由煤塔往装煤车放煤应迅速，使煤紧实，以保证煤斗足量，但煤斗底部不应压实，以防往炭化室放煤时煤流不畅。取煤应按煤塔漏嘴排列顺序进行，使煤塔内煤料均匀放出。清塔的煤料因属变质煤，不得装入炭化室底部，以防发生焦饼难推。每孔炭化室装煤量应均衡，与规定值偏差不超过±150kg，以保证焦炭产量和炉温稳定。装煤过满，平煤时易堵塞上升管或压实炉顶煤料，产生大量生焦；并使荒煤气导出不畅，引起大量冒烟冒火，既减少煤气和焦油产量，更重要是易烧坏护炉铁件，有损炉体并造成环境污染。装煤不满，不仅减少产量，而且使炉顶空间温度升高，增加煤气裂解程度，加速石墨沉积，容易造成推焦困难。炼焦炉的生产操作往炭化室放煤应迅速，既可以提高煤料堆密度、增加装煤量，还可减少装煤时间并减轻装煤冒烟程度。放煤后应平好煤，以利荒煤气畅流，为缩短平煤时间及减少平煤带出量，煤车各斗取煤量应适当，放煤顺序应合理，平煤杆不要过早伸入炭化室内。二、焦炉装煤过程的烟尘控制1.炭化室装煤时的烟尘特征装煤产生的烟尘来自以下几方面:(1)装入炭化室的煤料置换出大量空气，装炉开始时空气中的氧还和入炉的细煤粒不完全燃烧生成碳黑，而形成黑烟。(2)装炉煤和高温炉墙接触、升温，产生大量水蒸汽和荒煤气。(3)随上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉，以及装煤末期平煤时带出的细煤粉。(4)因炉顶空间瞬时堵塞而喷出的荒煤气。如何放煤炼焦炉的生产操作这些烟尘通过装煤孔、上升管顶部和平煤孔等处散发至大气。每炉装煤作业通常为3～4分钟。装煤烟尘中粉尘的散发量，据西德某厂统计，其平均值约200克／吨煤，有些资料提供的数据则更大。2.处理装炉烟尘的方法(1)上升管喷射这是连通集气管的方法，装煤时炭化室压力可增至400Pa，使煤气和粉尘从装煤车下煤套筒不严处冒出，并易着火。采用上升管喷射使上升管根部形成一定的负压，可以减少烟尘喷出。炼焦炉的生产操作喷射介质有水蒸汽(压力应不低于0.8MPa)和高压氨水(1.8～2.5MPa)。用水蒸汽喷射时蒸汽耗量大，阀门处的漏失也多，且因喷射蒸汽冷凝增加了氨水量，也会使集气管温度升高。由于水蒸汽喷射的缺点，导致用高压氨水喷射代替蒸汽喷射。利用高压氨水喷射，可使上升管根部产生约400Pa的负压，与蒸汽喷射相比减少了荒煤气中的水蒸汽量和冷凝液量，减少了荒煤气带入煤气初冷器的总热量，还可减少喷嘴清扫的工作量，因此得到广泛推广。我国鞍钢、攀钢、包钢和首钢等焦化厂已成功使用于高压氨水喷射无烟装煤系统，使用效果良好。炼焦炉的生产操作在使用高压氨水喷射无烟装煤时，应考虑如下几个方面的问题:①使用结构合理的喷嘴。设计时要使喷嘴的喷洒角度与桥管的结构形式相适应，严禁氨水喷射到管壁及水封盘上；②宜采用高低压氨水合用的喷嘴，避免高压氨水喷嘴喷头内表面挂料堵塞；③选择合适的氨水喷射压力，保证上升管和炉顶空间产生较大的吸力；④小炉门和炉盖尽可能严密；⑤在考虑到上述几方面后，为达到比较好的无烟装煤效果，高压氨水喷射与双集气管、装煤车顺序装煤三结合是简单可行的方法；⑥在使用高压氨水喷射无烟装煤的同时，应解决粉尘堵塞管道和氨水焦油澄清槽的问题。炼焦炉的生产操作(2)顺序装煤在利用上升管喷射造成炉顶空间负压的同时，配合顺序装煤可减轻烟尘的逸散。顺序装炉法的原则：在任何时间内都只允许打开一个装煤孔。这样可以减少焦炉在装炉时所需要的吸力，炭化室内的压力能维持在零或负压的状态，可以避免炉顶空间堵塞，缩短平煤时间，因而取得较好效果。采用顺序装煤法的最佳装煤顺序是1、4、2、3号煤斗（四斗煤车）或1、3、2号煤斗（三斗煤车），这样能有足够的吸力通过上升管把装炉时产生的烟气吸走。在顺序装煤法中，煤车的煤斗容积是不相同时，例如，1、4号煤斗的容积各为总容积的34.5％，2号斗为11.5％，3号斗为19.5％。下煤时采用螺旋给料机给料和程序控制装煤方法，一般装煤时间为5～6min(对6m高的焦炉而言)。炼焦炉的生产操作在此基础上，美国进一步发展了一种阶段装煤的方法。在这种方法中，煤斗1和4同时开始放煤，且同时放空，然后启开煤斗2的闸门放煤，只有当煤斗2完全放空时，才放煤斗3的煤，而且在放煤斗3的煤时必须进行平煤。整个装煤时间为3.2min。由于顺序装煤法能使炭化室保持一定的负压，故在装煤时，不需放下煤车套筒。但此法操作需增加作业时间，并使焦油中焦油渣含量增多。(3)连通管在单集气管焦炉上，为减少装煤时的烟尘逸散，可采用连通管将位于集气管另一端的装炉烟气由该端装煤孔或专设的排烟孔导入相邻的、处于结焦后期的炭化室内。有的厂将连通管吊在专用的单轨小车上，有的将连通管附设在煤斗的下煤套筒上。此法的部分含尘装炉烟气送入相邻炭化室后，通过炉顶空间再进入集气管，故进入集气管的粉尘得以减少，且设备简单，但仍避免不了抽入空气，而增加焦炉煤气中的NO含量。炼焦炉的生产操作(4)带强制抽烟和净化设备的装煤车装煤时产生的烟尘经煤斗烟罩、烟气道用抽烟机全部抽出。为提高集尘效果，避免烟气中的焦油雾对洗涤系统操作的影响，烟罩上设有可调节的孔以抽入空气，并通过点火装置，将抽入烟气焚燃，然后经洗涤器洗涤除尘、冷却、脱水，最后经抽烟机、排气筒排入大气。排出洗涤器的含尘水放入泥浆槽，当装煤车开至煤塔下取煤的同时，将泥浆水排入熄焦水池，并向洗涤器用水箱中装入净水。炼焦炉的生产操作(5)带抽烟、焚烧和预洗涤的装煤车和地面净化的联合系统该系统的装煤车上不设吸气机和排气筒，故装煤车负重大为减轻。装煤时，装煤车上的集尘管道与地面净化装置的炉前管道上，对应于装煤炭化室的阀门联通，由地面吸气机抽引烟气。装煤车上的预除尘器的作用在于冷却烟气和防止粉尘堵塞连接管道。宝钢采用该系统(图6-1)，并结合上升管高压氨水喷射，取得了良好的效果，其缺点是投资高、耗电量大和操作费用高。炼焦炉的生产操作图6-1装煤集尘系统1—高压氨水；2—低压氨水；3—离心沉降器；4—焦油分离器；5—喷嘴；6—水槽；7—除尘器；8—连接器；9—固定管道；10—排气燃烧室；11—洗尘罩；12—文丘里洗涤器；13—风机；14—水泵；15—浓缩池炼焦炉的生产操作3.其它改善炉顶操作环境的措施提高炉顶操作的机械化、自动化程度是改善炉顶操作的重要措施，目前国内外焦化厂正在采用的有：(1)机械化启闭炉盖装置多数采用—次定位、液压驱动或气动的电磁铁启闭炉盖装置。有的还附设风扫余煤、清扫炉盖和炉圈的装置。(2)上升管和桥管操作机械化包括上升管的液压驱动启闭、上升管和桥管的机械清扫或喷洒洗涤。(3)上升管盖水封密封通过密封以降低上升管盖的温升、焦油凝结和固化，减轻清扫工作量。(4)装煤孔盖密封在装煤车上设置灰浆槽，用定量活塞将水溶灰浆经注入管流入装煤孔盖密封沟，或采用砂封结构的装煤孔盖、座。(5)在全机械化基础上实行炉顶操作遥控。炼焦炉的生产操作第二节焦炉出焦一、出焦操作要求焦饼难推虽多因推焦阻力增大而引起，但导致阻力增大的原因是多方面的。常见的有:加热温度过低或过高，因温度过低，焦饼不成熟以致收缩不够而增大焦饼与炉墙的摩擦阻力，温度过高，焦炭过火易碎，推焦时发生夹焦现象；炭化室顶部和炉墙产生石墨太厚；炉墙和炉底砖变形；平煤不良而堵塞装煤孔；炉门框变形而夹焦；推焦杆变形及原料煤因结焦性差而使结焦过程中焦饼收缩值太小等。实际上焦饼难推往往是上述各方面的原因共同影响的结果，应尽力预防。焦炉的出焦操作，必须按推焦计划准时推焦，否则焦炭将不熟或过火，这不仅降低焦炭质量，还会打乱焦炉正常的加热制度。出焦时，只有确实获得拦焦车和熄焦车已做好接焦准备的信号后才能推焦。每次推焦应清扫炉门、炉门框、磨板和小炉门上的石墨及焦油渣等赃物，推焦后及时清扫尾焦。炉门应注意关闭严密，消除炉门冒烟，严防炉门冒火。捣固装煤推焦一体机推焦机炼焦炉的生产操作二、推焦串序一座焦炉的各炭化室装煤、出焦是按照一定的顺序进行的，此顺序即为推焦串序。它对炉体寿命、热量消耗、操作效率和机械损耗等方面均有影响。合理的推焦串序应该这样选择:(1)相邻炭化室的结焦时间最好相差一半。因为煤料在整个结焦过程中所需热量是变化的，结焦前半期、特别是装煤初期煤料大量吸热，而结焦后半期需热较少，当相邻炭化室结焦时间相差一半时，燃烧室两侧的炭化室分别处于结焦前半期和后半期，即一侧燃烧室墙与煤料的温差较大而吸热较多，另一侧则吸热较少。这样使燃烧室的供热和温度比较稳定，减轻了因炭化室周期性装煤、出焦所造成的燃烧室温度波动，有利于保护炉墙，并节省炼焦耗热量。炼焦炉的生产操作此外，当相邻炭化室结焦时间相差一半时，出炉炭化室两侧的炭化室煤料处于结焦中期，即处于膨胀阶段，由两侧炉墙传来的膨胀压力可平衡推焦时对砌体的推力，从而可防止炉墙因单侧受力而变形损坏的可能。(2)新装煤的炭化室应均匀分布于全炉，以利集气管长向煤气压力和炉组纵长方向温度的均匀分布。(3)适当缩短机械的行程次数，提高设备的利用率。(4)应适当拉开出炉炭化室和待出炉炭化室的距离，改善工人的操作条件。炼焦炉的生产操作目前通常采用的推焦串序有9-2、5-2、2-1等，通式为m-n，其中m代表一座或一组(两座)焦炉所有炭化室所划分的组数(笺号)，也即相邻两次推焦相隔的炉孔数；n代表两趟笺号对应炭化室号相隔的数。以65孔焦炉为例：按9-2推焦串序排列时，为便于记忆，不编结尾为“0”的号码，则实际炉号为65的炉组，其使用的炉号为72，因为由1～65共有6个“0”，又因6+5=11又经过一个“0”，所以使用号为65+6+1=72。反之，使用号减去其中相当于10的个数，即为实际号，如72-7=65。故65孔焦炉的9-2串序如下:1号笺1、11、21、31、41、51、61、71；3号笺3、13、23、33，43、53、63；5号笺5、15、25、35、45、55、65；7号笺7、17、27、37、47、57、67；9号笺9、19、29、39、49、59、69；2号笺2、12、22、32、42、52、62、72；4号笺4、14、24、34、44、54、64；6号笺6、16、26、36、46、56、66；8号笺8、18、28、38、48、58、68。炼焦炉的生产操作由此可见按9-2串序出焦(装煤)时，65孔炭化室共分为9组，车辆要走9个行程才能推完全炉。同号笺相邻炉号为9，而相邻笺号对应炉号则相差2。当按5-2、2-1串序出炉时，则编入末尾带“0”的号码。以5-2串序对50孔炭化室进行编排如下：1号笺1、6、11、16、21、26、31、36、41、46；3号笺3、8、13、18、23、28、33、38、43、48；5号笺5、10、15、20、25、30、35、40、45、50；2号笺2、7、12、17、22、27、32、37、42、47；4号笺4、9、14、19、24、29、34、39、44、49。炼焦炉的生产操作三种串序的优缺点可作如下比较(表6-1)。表6-1三种推焦串序的比较串序特点2-15-29-2沿炉组方向温度均匀性集气管负荷均匀性车辆利用率操作维护条件好差高差差次之次之次之次之好低好以前我国的大型焦炉多采用9-2串序，中小型焦炉多采用5-2串序。近年来新建的大型焦炉由于车辆结构的改进，为适应一次对位停车的需要，多采用5-2串序。所谓一次对位即是将推焦杆和平煤杆的配置间隔五个炭化室的尺寸，不需推焦车来回移动即可同时进行平煤和推焦操作，这样即可节省操作时间（一次对位推焦操作时间约为8分钟），又可减少机械的磨损程度。炼焦炉的生产操作三、推焦计划为使焦炉均衡生产，保证各炭化室结焦时间一致，整个炉组实现准时出焦，定时进行机械设备的预防性维修，焦炉应按一定计划组织推焦、装煤和设备检修。为了制定推焦检修计划，应首先掌握焦炉操作中的几个时间概念。1.几个时间的概念(1)结焦时间指煤料在炭化室内的停留时间。一般规定为，从平煤杆进入炭化室(即装煤时间)到