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            焦爐技術(shù)

            中國大型焦爐煉焦工藝技術(shù)優(yōu)化與改進(jìn)

            發(fā)布時(shí)間:2020-04-13 14:04:13    點(diǎn)擊率:4062   

                   1、我國焦爐大型化的發(fā)展歷程
                   大型焦爐的界定是隨著(zhù)焦爐炭化室容積的不斷增加、煉焦技術(shù)的進(jìn)步而改變。在上世紀80年代中期,我國焦爐以炭化室高4.3m頂裝焦爐為主流,攀鋼建成的炭化室高5.5m頂裝焦爐以及1985年寶鋼引進(jìn)炭化室高6m的頂裝焦爐,促進(jìn)了焦爐大型化的發(fā)展進(jìn)程。隨著(zhù)我國自行設計建設的炭化室高6m的JN60型頂裝焦爐在北京焦化廠(chǎng)投產(chǎn),6m頂裝焦爐逐步成為我國90年代焦爐的主力爐型。
                   2006年6月,山東兗礦國際焦化公司引進(jìn)德國7.63m頂裝焦爐,拉開(kāi)了中國焦爐大型化發(fā)展的序幕。隨后中冶焦耐工程公司研發(fā)出7m頂裝及唐山佳華的6.25m搗固焦爐,值此,6m以上的頂裝焦爐及5.5m以上搗固焦爐,成為我國的主流爐型。目前已研發(fā)出的炭化室高8m特大型焦爐,可實(shí)現沿燃燒室高度方向的貧氧低溫均勻供熱,可降低NOx生成,標志著(zhù)我國大型焦爐煉焦技術(shù)的成熟。
                   2014年重新修訂的《焦化行業(yè)準入條件》規定,頂裝焦爐準入的最低門(mén)檻是炭化室高6m、搗固焦爐炭化室高5.5m,故把炭化室高6m以上的頂裝焦爐以及5.5m以上的搗固焦爐,界定為大型焦爐是適宜的。
                   截至2016年底,我國運行的7m頂裝焦爐共計66座,7.63m焦爐共計17座,6.0m及以上搗固焦爐共計22座,其焦炭的總產(chǎn)能占2016年全國焦炭總產(chǎn)量的15.8%。
                   2、大型焦爐技術(shù)管理的特殊性
                   2.1大型焦爐的優(yōu)勢分析
                   1)勞動(dòng)生產(chǎn)率高
                   大型焦爐的四大車(chē)采用自動(dòng)定位聯(lián)鎖系統,PLC采用UPS供電對位,7.63m焦爐四大車(chē)操作模式可實(shí)現全自動(dòng)、半自動(dòng)、聯(lián)鎖及手動(dòng)模式,單個(gè)炭化室壓力具備自調功能,勞動(dòng)生產(chǎn)率高。
                   大型焦爐由于炭化室高度、寬度的增加,焦炭產(chǎn)量也隨之增加。對頂裝4.3m、6m、7m、7.63m焦爐來(lái)說(shuō),一孔炭化室的焦炭產(chǎn)量是不同的,7m頂裝焦爐每孔推出焦炭量是4.3m頂裝焦爐的2.05-2.37倍,是6m焦爐的1.28-1.49倍;7.63m焦爐每孔推出焦炭量是6m頂裝焦爐的2.04倍,是7m焦爐的1.38-1.59倍。6.25m搗固焦爐每孔推出焦炭量是5.5m搗固焦爐的1.20倍。
                   2)環(huán)保水平高
                   同等產(chǎn)能下,大型焦爐出爐次數少,裝煤和推焦的陣發(fā)性污染較輕。以年產(chǎn)焦炭200萬(wàn)噸的焦化廠(chǎng)為例:7.63m、7m、6m及4.3m頂裝焦爐,每天推焦次數分別為113、172、255、357次,出爐次數越少,裝煤和推焦的陣發(fā)性污染物排放量越少。
                   爐門(mén)、上升管和裝煤孔等泄露點(diǎn)環(huán)保措施完善,泄漏點(diǎn)少,非陣發(fā)性污染減少。以年產(chǎn)110萬(wàn)噸焦爐為例,炭化室高7m焦爐泄漏口數量比6m焦爐減少23.6%,密封面長(cháng)度減少8.5%,每天打開(kāi)各泄漏口次數減少31%,從而大大減少了有害氣體排放量,改善了煉焦生產(chǎn)操作環(huán)境。
                   JNX3-70型焦爐采用加大廢氣循環(huán)量、設置焦爐煤氣高低燈頭和空氣分段供給的措施,減少NOX產(chǎn)生,煙道廢氣中NOX濃度小于500mg/m3。
                   2.2大型焦爐爐體結構差異性
                   我國已成為世界煉焦技術(shù)強國,目前幾乎擁有了世界上所有頂裝焦爐爐型。
                   對于頂裝焦爐來(lái)說(shuō),4.3m焦爐炭化室的平均寬度0.407m,6m焦爐炭化室的平均寬度0.45m,寬度增加了10.57%;7m焦爐炭化室平均寬度為0.50m,寬度增加了22.85%;再到7.63m焦爐的炭化室平均寬度0.60m,寬度又增加了47.42%。也就是說(shuō),與4.3m焦爐相比,7.63m焦爐炭化室寬度增加了近1/2,炭化室高度增加了39.76%,有效容積是4.3m的3.53倍。
                   現代大型焦爐是一座結構復雜的熱工爐窯,7.63m焦爐與6m焦爐爐體結構有極大差異,主要體現在7.63m焦爐是:貧煤氣及空氣均側入,蓄熱室分格、單側煙道;用低熱值混合煤氣加熱時(shí),煤氣和空氣均用小煙道頂部的金屬?lài)娚浒逭{節;單側小煙道;3段供給空氣進(jìn)行分段燃燒,焦爐推焦作業(yè)采用2-1串序。
                   大型焦爐裝煤量的增加,并不是簡(jiǎn)單的提高爐溫,由于其焦炭收縮率與結焦時(shí)間、結焦速率成函數關(guān)系,結焦速率及焦餅的收縮性能也隨之變化,需要配入較多緊缺的主焦煤。中鋼鞍山熱能院及武鋼進(jìn)行了炭化室寬度對裝爐煤、焦炭、推焦影響的研究,以往的配煤理論已不適用,炭化室寬度不同,配煤結構必須相應調整。
                   2.3大型焦爐裝備的復雜性
                   焦爐大型化后,焦爐砌體的受力狀況變得復雜化,推焦過(guò)程中對爐墻機械震動(dòng)力及爐體結構熱應力、對護爐三大鐵件的材質(zhì)、抗熱變性能以及所提供的保護力及其分布的合理性提出更高要求。
                   焦爐爐門(mén)是焦爐炭化室最重要的密封設備,其密封效果直接影響到焦爐連續性煙塵的排放量。隨著(zhù)焦爐大型化,爐門(mén)本身的變形量會(huì )大幅增加,爐內煤氣的壓力會(huì )更大,大大增加了爐門(mén)密封的難度。焦爐爐門(mén)的材質(zhì)及結構必須優(yōu)化,特別是7.63m、7m頂裝焦爐及6.25m搗固焦爐,其爐門(mén)磚槽和腹板、刀邊等關(guān)鍵部件,其強度、剛度、變形量必須在高溫環(huán)境下具有最佳結構型式。
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