向海飛  陳昕  劉立軍  周明勛  韓礦  曹紀(jì)剛

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

摘  要  對(duì)干熄焦耐材大面積更換后的烘爐方法進(jìn)行了改進(jìn)，將煤氣烘爐與紅焦烘爐相結(jié)合，設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易輕便的干熄焦烘爐燃燒器，并對(duì)煤氣烘爐工藝進(jìn)行了優(yōu)化，減輕了烘爐過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，在保證烘爐質(zhì)量的同時(shí)縮短了烘爐工期。

關(guān)鍵詞  干熄焦  耐材  烘爐

0  前言

干熄焦不僅回收紅焦顯熱用于發(fā)電,同時(shí)對(duì)提高焦炭質(zhì)量,降低配煤成本起著不可替代作用,既節(jié)能又環(huán)保,是焦炭質(zhì)量穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)[1]。干熄焦裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有利于高爐的穩(wěn)定順行,同時(shí)對(duì)降低生產(chǎn)成本起著重要作用,近年來(lái)干熄焦已成為新建焦?fàn)t必備的配套項(xiàng)目，干熄焦系統(tǒng)從冷態(tài)逐漸升溫至可以裝紅焦的溫度,這一過(guò)程稱為干熄焦烘爐。干熄焦系統(tǒng)在筑爐工程結(jié)束或年修結(jié)束、主體設(shè)備調(diào)試完畢后,在干炮焦正式裝紅焦開(kāi)工之前,要進(jìn)行干熄焦系統(tǒng)的烘爐作業(yè)。

1  概述

安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司焦化廠現(xiàn)有3套干熄焦裝置，分別為1套75t/h干熄焦，對(duì)應(yīng)2座JN43-80型焦?fàn)t；1套140t/h干熄焦，對(duì)應(yīng)2座JN60-6型焦?fàn)t；1套190t/h干熄焦，對(duì)應(yīng)2座JNX70-2焦?fàn)t。140t/h干熄焦于2009年6月建成投產(chǎn)，同年7月75t/h干熄焦投產(chǎn)，2012年11月190t/h干熄焦投產(chǎn)運(yùn)行，干熄焦鍋爐均采用高溫高壓自然循環(huán)雙壓余熱鍋爐，自身除氧，全自然水循環(huán)，年產(chǎn)蒸汽約120萬(wàn)噸。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外干熄焦的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),干熄焦檢修一般以干熄爐耐材為主線，配套的機(jī)械、電氣設(shè)備檢修穿插其中，在現(xiàn)在的技術(shù)條件下，干熄焦年修周期一般為1-2年，年修時(shí)間30天左右，年修內(nèi)容一般為干熄爐環(huán)形風(fēng)道內(nèi)墻支柱(俗稱“牛腿”)的更換及大型機(jī)械設(shè)備的檢修。安鋼75t/h干熄焦和140t/h干熄焦也不例外,140t/h干熄焦投用僅1年時(shí)間因預(yù)存段砌體損壞進(jìn)行了年修，75t/h干熄焦也在投用1.5年的時(shí)間進(jìn)行了年修，基本上每運(yùn)行1-2年時(shí)間就需要進(jìn)行耐材檢修或更換。

2  行業(yè)內(nèi)干熄焦烘爐方法

干熄焦烘爐分砌體干燥和系統(tǒng)升溫兩個(gè)階段，即以除去干熄爐及一次除塵器耐材水分為主要目的溫風(fēng)干燥階段，以及以升溫為主要目的的烘爐階段[2]。行業(yè)內(nèi)在溫風(fēng)干燥結(jié)束后采取的升溫方法有兩種：煤氣烘爐升溫方法和直接投紅焦升溫方法。

一般對(duì)于新建干熄焦烘爐，為保證開(kāi)工質(zhì)量，采用煤氣烘爐升溫方法，即在干熄爐烘爐孔設(shè)置干熄焦煤氣烘爐燃燒器和一二次風(fēng)門，通焦?fàn)t煤氣使其在干熄爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，最終將干熄爐預(yù)存段砌體溫度升至800℃。而對(duì)于小面積耐材修補(bǔ)的，年修后采用投紅焦升溫的方法，即投入紅焦利用紅熱焦炭為熱源將干熄爐砌體溫度升至800℃。

3  存在問(wèn)題

雖然直接投紅焦烘爐能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)干熄焦系統(tǒng)的快速升溫，但是該升溫方法只適用于干熄焦系統(tǒng)耐材修補(bǔ)不大的檢修，且在溫風(fēng)干燥后直接投紅焦烘爐也不利于干熄焦的烘爐質(zhì)量，縮短了干熄焦的年修周期。而對(duì)于干熄焦耐材有較大面積更換或修補(bǔ)的情況，一般要按新開(kāi)工干熄焦的烘爐方法進(jìn)行烘爐，但該升溫方法操作過(guò)程復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，整個(gè)升溫過(guò)程需要15天，用時(shí)較長(zhǎng)，不利于干熄焦的快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)效。

4  干熄焦烘爐方法的改進(jìn) 

針對(duì)目前干熄焦年修后烘爐方法存在的缺點(diǎn)，對(duì)干熄焦烘爐方法進(jìn)行了改進(jìn)，溫風(fēng)干燥階段結(jié)束后，在以升溫為目的的烘爐階段將煤氣烘爐和紅焦烘爐相結(jié)合。同時(shí)對(duì)煤氣烘爐方法進(jìn)行改進(jìn)，自制簡(jiǎn)易輕便的煤氣燃燒器進(jìn)行煤氣烘爐，利用一次除塵器的緊急放散導(dǎo)入空氣供煤氣燃燒，將砌體溫度升至500-600℃再投紅焦烘爐。這樣既保證了烘爐質(zhì)量，又實(shí)現(xiàn)了烘爐工期的縮短。

4.1  設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易輕便的煤氣燃燒器

設(shè)計(jì)并制作干熄焦煤氣烘爐燃燒器包括內(nèi)徑為108mm主管，以及主管兩端分別垂直設(shè)置的前端和末端，前端設(shè)有法蘭，末端設(shè)有噴嘴。將3-5根簡(jiǎn)易煤氣烘爐燃燒器的噴嘴通過(guò)烘爐孔放置于干熄爐中央焦炭上方固定，燃燒器的前端與焦?fàn)t煤氣主管通過(guò)法蘭相連，簡(jiǎn)易輕便煤氣燃燒器如圖1所示。

圖1干熄焦煤氣烘爐燃燒器

從圖1可以看出改造后的干熄焦烘爐燃燒器包括主管和支管。支管內(nèi)徑為108mm，前端設(shè)有法蘭與主管相連，末端設(shè)有噴嘴，通過(guò)烘爐孔放置于干熄爐中央焦炭上方并固定，點(diǎn)火后打開(kāi)煤氣流量調(diào)節(jié)閥控制煤氣流量。

4.2  優(yōu)化煤氣烘爐工藝

針對(duì)煤氣烘爐勞動(dòng)強(qiáng)度大，烘爐結(jié)束后降溫快的特點(diǎn)，對(duì)煤氣烘爐工藝進(jìn)行了優(yōu)化。使用3-5個(gè)自行設(shè)計(jì)輕便的煤氣燃燒器替代原直徑約500mm笨重的煤氣燃燒器，封閉干熄爐下部烘爐孔的一二次風(fēng)門，打開(kāi)一次除塵器上方的緊急放散間，避免冷空氣進(jìn)入，使?fàn)t溫降低過(guò)快，優(yōu)化后的工藝大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，烘爐結(jié)束后可快速轉(zhuǎn)入投紅焦前的N2吹掃置換階段，減少烘爐結(jié)束后封閉一二次風(fēng)門時(shí)冷空氣漏入造成爐溫降低過(guò)快，從而提高了烘爐的質(zhì)量和效率。

4.3  實(shí)施步驟

(1)溫風(fēng)干燥,以干熄爐人口溫度為主要管理溫度,將干熄爐預(yù)存段溫度由常溫升到100-120℃。第一步，向干熄爐內(nèi)裝干熄后的冷焦，待排焦試驗(yàn)完成后，預(yù)留一部分焦炭將中央風(fēng)帽蓋??；第二步，打開(kāi)一次除塵器上方的緊急放散潤(rùn),啟動(dòng)循環(huán)風(fēng)機(jī)將空氣從一次除塵器緊急放散閥導(dǎo)入鍋爐，利用鍋爐低壓蒸汽對(duì)空氣連行加熱，控制空氣以10-15℃/h的速度進(jìn)行升溫，加熱至160-170℃保持；第三步，從鍋爐出來(lái)的熱空氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐,對(duì)干熄爐進(jìn)行烘干，烘干過(guò)程中控制爐頂放散閥門開(kāi)度將干熄爐預(yù)存的壓力保持在30-60Pa，直至干熄爐預(yù)存段徹體溫度達(dá)到100-120℃后保持24h。

(2)停止循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，封閉干熄爐冷卻段人孔，保留一個(gè)邊長(zhǎng)為300-400mm的方孔作為烘爐孔，將自行設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易干熄焦煤氣烘爐燃燒器末端噴嘴通過(guò)烘爐孔安裝于干熄爐中央焦炭上方固定，啟動(dòng)循環(huán)風(fēng)機(jī)，以最低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速運(yùn)行，打開(kāi)一次除塵器緊急放散閥，保證充足的空氣導(dǎo)入干熄爐內(nèi)；對(duì)干熄焦煤氣烘爐燃燒器各段進(jìn)行N2置換后點(diǎn)火并慢慢打開(kāi)煤氣流量調(diào)節(jié)間,點(diǎn)燃后通過(guò)煤氣流量調(diào)節(jié)閥控制焦?fàn)t煤氣流量并調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和一次除塵器緊急放散閥開(kāi)度控制空氣吸入量，使干熄爐砌體 以4-5℃/h進(jìn)行升溫，直至爐溫升至500-600℃。

(3)關(guān)閉煤氣閥門，快速取出干熄焦煤氣烘爐燃燒器，封閉烘爐孔，關(guān)閉一次除塵器緊急放散閥。用N2 對(duì)干熄爐進(jìn)行氣置換，直至干熄爐內(nèi)02含量達(dá)到5%以下。向干熄爐內(nèi)投紅焦烘爐(由于干熄爐內(nèi)焦未蓋住斜道,為防止投紅焦過(guò)程中爐內(nèi)壓力大幅度波動(dòng),干熄焦焦罐車可每次接半爐甚至1/3爐焦進(jìn)行投紅焦作業(yè))。

(4)以干熄焦鍋爐入口溫度為主要管理溫度，控制干熄焦鍋爐入口溫度不超過(guò)30℃/h進(jìn)行升溫，同時(shí)以干熄爐預(yù)存段溫度為輔助管理溫度，控制干熄爐預(yù)存段溫度不超過(guò)15℃/h進(jìn)行升溫，最終將干熄焦鍋爐入口溫度升高到800-960℃，將干熄爐預(yù)存段溫度升高到800-1050℃。

5  效果

安鋼焦化廠通過(guò)對(duì)干熄焦系統(tǒng)的烘爐方法進(jìn)行改進(jìn)，烘爐升溫階段將煤氣烘爐和紅焦烘爐相結(jié)合，自行設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易輕便的煤氣燃燒器，并對(duì)烘爐工藝進(jìn)行優(yōu)化，減輕了烘爐過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了烘爐質(zhì)量。干熄焦由原來(lái)的1年需要金鑫過(guò)一次停爐檢修延長(zhǎng)到基本2年甚至3年進(jìn)行一次停爐檢修，同時(shí)縮短了烘爐工期，對(duì)干熄焦系統(tǒng)耐材大面積檢修后快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)效創(chuàng)造了條件。

6  參考文獻(xiàn)

[1]  潘立慧，魏松波.干熄焦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005：11-13.

[2]  尹勇.干熄焦烘爐管理的改進(jìn)及探討[J].燃料與化工，2009，40（2）：21-23.