干熄焦生产工艺的优化控制

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1、干熄焦生产工艺的优化控制摘要：十熄焦是焦化行业中一种不可或缺并广泛应用的熄焦方式，其优点在于 提高焦炭质量、回收红焦显热、减少环境污染。介绍了干熄焦的工艺特点，分析 了焦炉生产对干熄焦的影响因素，并针对性地提出了应对措施。鉴于焦炉生产与 干熄焦工艺的紧密关联性，焦炉生产应加强相应的生产、工艺、设备管理，保证 干熄焦系统稳定生产，实现焦炉一干熄焦整体效益最大化。关键词：干熄焦；生产工艺；优化控制1干熄焦生产工艺特点干熄焦是焦化厂中最主要的生产内容之一，如图1。装满红焦的焦罐车由电 机车牵引至提升井架末端，起重机将焦罐提高并送达干熄炉炉顶，经过带布料器 的装入设备把焦炭装进干熄炉里。在干熄炉中焦炭

2、与惰性气体直接施行热交换， 焦炭被冷却后，平均值低于200 C，经排出装置卸到带式输送机上，而后送往焦 处理体系。经过与红焦换热的高温惰性气体再与锅炉水实施换热，使锅炉水变成 高温高压蒸汽后送达用户。因为以往的水熄焦工艺既浪费水资源，又影响环境， 而且不能对红焦显热实施回收使用。所以，国家相关部门业已强行规定焦化行业 一定要配置干熄焦生产单元。当前，唐钢美锦焦化厂的干熄焦运转基本稳定，然 而依然出现排焦温度高（目前为190200 C）、气料比高（1 560 m3/t）、系统压 力不平稳、T6温度（锅炉入口温度）有待优化、焦炭浮起次数过多、焦炭偏析严 重、焦炭烧损率高等诸多状况。这些状况的存在对

3、能耗、设备寿命都有不好的影 响，严峻时还会影响焦炭生产的连续性。图1干熄焦生产流程2焦炉生产对干熄焦的影响因素分析2.1对焦罐的损害焦炭成熟度对焦罐的损害主要是指炭化室焦侧炉头焦炭的成熟度。推焦时， 焦侧炉头焦炭将落在焦罐底部或下部。当焦侧炉头焦炭成熟度低时，配煤或半焦 中未充分分解的胶质体（焦油、沥青类）会使部分焦炭粘结在焦罐底部、下部的 衬板上，造成焦罐放焦不净。可能造成的后果包括装焦结束后焦罐底闸板无法回 位以及焦罐再次装焦时超重的故障。此外焦罐中残存的焦炭在空气中燃烧形成的 高温会使焦罐下部的衬板开裂、烧熔、翘曲，反过来又使焦罐放焦不净的现象更 为严重，形成恶性循环，长期下去，将导致衬

4、板脱落后进入干熄炉，卡堵排焦设 备，进而使干熄焦生产中断。2.2生产工艺干熄焦体系通常排焦负荷控制在114t/h，2x50孔6米焦炉在周转时间19小 时的状况下焦炭产量可达2830t，如果把这些焦炭统统解决掉需要持续排焦24.82 小时，所以干熄焦体系有负荷过大的状况，是致使排焦温度大于200C的重要因 素。其次焦饼中心温度至1070C，干熄炉预存室温度（T5）达980C，也是致使 之一状况发生的原因之一。两种因素导致了运焦皮带D101、D102发生不同程度 的烫伤，使用寿命很大程度的缩减。2.3锅炉炉管破损1）锅炉炉管在制造、焊接、安装或酸洗中还有不足，不能承受干熄焦生产中 的波动而磨损；2

5、）锅炉质的存有状况，或炉管局部材质还有状况，致使炉管内 壁服饰后变薄而破损；3）运转中水质长时间不良，锅炉供水水质不良，导致因 炉管管壁结垢而传热不佳，出现爆管，亦或锅炉给水溶解氧长时间不符合标准， 对锅炉产生氧侵蚀而致使炉管破损；4）锅炉汽包（锅筒）及二次过热器出口压 力超高，安全阀动作失去作用时，致使炉管内大于额定压力而破损；5）锅炉炉 管水量不足或部分位置水循环不畅，导致炉管温度超高而破损；6）锅炉入口温 度超高，太低，或波动次数过多，易导致炉管破损；7）生产不平稳，风量过大， 致使过多过大的焦炭进入锅炉，磨损炉壁。3应对措施3.1避免过度依赖预存室的焖炉作用干熄炉预存室的焖炉作用是提高

6、焦炭质量的有效途径。利用这一作用，可以 弥补焦炉加热制度不良造成的焦炭质量降低，也可在保持焦炭质量不变的前提下， 在配煤中多使用气煤、弱粘煤、高硫煤等低质煤，从而降低配煤成本。但是干熄 焦的这一优点不应被过度使用。过度使用即在主观上为降低配煤成本，在配煤结 构中大量增加气煤、弱粘性煤、高硫煤的配比或为降低炼焦耗热量而降低焦炉标 准温度等，这些做法能使配煤结构和焦炉能耗在一定程度上得到优化，却会给干 熄焦的生产带来前述的负面作用。由于干熄焦与焦炉生产的紧密联系，最终仍将 影响焦炉生产的正常进行。3.2生产模式及操作方式的调整根据生产需要及对富余酚氤废水的消耗，通过计算2x50孔6米焦炉与125t

7、/h 干熄焦系统的生产平衡点，在保证高炉正常用料的基础上适当降低干熄焦生产负 荷至115炉/天，干熄焦率92%。强化生产操作，控制风料配比1140m 3 /吨- 1200m 3 /吨，执行连续、稳定的排焦方式，实现了排焦系统温度降低至170C以 下、冷却室各点的温差及锅炉入口的负压控制在工艺要求范围内，从而延长了运 焦皮带的使用寿命，每年可减少更换D101、D102总长180米皮带1次，既降低 了干熄炉停炉保温的次数又节约了成本.3.3加强基础管理，稳定焦炉生产焦炉生产应从生产操作、设备维护、热工管理等基础管理入手，保证焦炉生 产的稳定。如从生产操作上加强推焦系数K1、K2、K3的管理，严格执

8、行推焦计 划，减少撵炉和丢炉的发生。从设备管理上加强设备点检维护，杜绝焦炉机械事 故造成的焦炉生产中断，打乱推焦计划的执行。从热工管理上保证炉温均匀，避 免难推焦事故的发生。3.4杜绝电机车的不规范操作和误操作在正常的干熄焦生产中，电机车是唯一有人参与控制的运转机械。电机车与 提升机之间的配合已实现了 PLC控制，但仍有一些初始指令需要操作人员执行， 如焦罐旋转和停止指令的发出、接空罐和送满罐指令发出、请求APS夹紧指令的 发出等，也有一些机械运转的位置需要借助操作人员的附加确认，如焦罐旋转是 否到位的判断，运载车的移位各车位的选择、切换等。这些工作任务要求操作人 员必须充分了解并掌握电机车的

9、各种功能，电机车与APS、提升机的工作关系， 具备高度的责任心和预判事故的能力，熟练掌握操作技能。3.5加强焦炉炉温管理，提高焦炭成熟度在配煤的煤化度一定的情况下，焦炭的成熟度完全取决于炼焦的最终温度， 因而优化焦炉的温度管理不仅是提高焦炭质量的要求，也是保证干熄焦稳定生产 的要求。在保证炉温均匀的前提下，应特别注意炉头温度特别是焦侧炉头温度的 管理，防止出现生焦，造成焦罐放焦不净。挥发分是焦炭成熟度的量化指标，在 兼顾炼焦能耗的基础上，焦炭挥发分的控制应使干熄焦循环气体中的H 2、CO含 量保持在较低水平，H 2 S、焦油、萘的含量尽可能小。3.6焦炉铁器的精细化管理目前，尚未有从装备上、技

10、术上防止铁器进入干熄炉的有效方法，相对易行 的途径是通过加强生产管理来防止各类铁制工具进入干熄炉，通过加强设备管理， 积极开展设备维护来防止焦炉机械的部件进入干熄炉。如发现铁器直接进入焦罐， 应立刻通知干熄焦工序，使其可以预判卡堵时间，做好处理故障的准备，缩短处 理时间；如发现铁器已进入炭化室，应记录好炉号，做湿熄焦处理。结语在钢铁联合企业内，干熄焦是炼焦工序与炼铁工序之间承前启后的工艺装置， 其服务焦炉、保障高炉的任务是明确的。但同时干熄焦又是一个工艺完备、复杂 的节能装置。即使在高度国产化的今天，其投资和运行维护费用仍是巨大的。只 有大力优化干熄焦的生产运行控制，努力提高干熄焦能量转换的效率，才能充分 发挥干熄焦装置的整体经济效益。因此，作为干熄焦上游工序的焦炉生产工序虽 然是干熄焦工序的服务对象，也应从影响干熄焦生产的因素入手，加强相应的生 产、工艺、设备管理，保证干熄焦的稳定生产，实现焦炉一干熄焦整体效益的 提高。参考文献：1 姚昭章，郑明东.炼焦学M.北京：冶金工业出版社，2008.2 潘立慧，魏松波.炼焦新技术】M.北京：冶金工业出版社，2006.3 A Karcz等；王福成译.波兰友谊焦化厂干熄焦装置循环气体系统的特 点J.国外炼焦化学，1990，9 (3)： 1722.