焦炉长结焦时间下降低煤气消耗的生产实践

张树友

（天津天铁冶金集团有限公司焦化厂，河北涉县056404）

0 引言

天铁集团焦化厂现有两座JN60-6型焦炉，分别于2012年、2013年投产，设计产能120万t/a。自2016年2月开始，受环保及经济形势影响，焦炉结焦时间延长至33 h，自此开始对1#、2#焦炉结焦末期采取减少供热量的特殊热工管理方法，持续时间近1个月，期间积累了大量实践数据，为后续焦炉热工管理、节能降耗提供了实践依据。

1 结焦末期控制加热方法

1.1 焦炉加热系统

焦炉加热系统气体主要流程为：

入炉煤气流程：焦炉煤气主管→焦炉煤气支管→调节旋塞→孔板盒→交换旋塞→横排管→下喷管→砖煤气道→进入燃烧室立火道与空气混合燃烧。

入炉空气流程：废气盘→小烟道→蓄热室→斜道→进入燃烧室立火道与空气混合燃烧。

废气流程：燃烧产生的废气→跨越孔→立火道→斜道→蓄热室→小烟道→废气盘→烟道→烟囱→大气。

炭化室供热方式：每个炭化室两侧均有一燃烧室，两个燃烧室同时给炭化室供热。

1.2 控制加热方法简介

焦炉采用5-2串序推焦，以64#炭化室为例，在64#炭化室推焦前4 h开始控制加热，降低该炭化室供热量，将64#燃烧室调节旋塞关闭1/2，65#燃烧室调节旋塞关闭1/3，关闭时间为2 h，2 h后将旋塞开正，恢复加热2 h。为方便管理，以6个出炉号为一组，在打开上一组炉号时，可以同时关闭下一组炉号，降低了劳动强度。

在此操作期间监测焦炉横排温度、直行温度、炉头温度及焦饼中心温度并做记录。

2 结焦末期控制加热对焦炉炉温的影响

2.1 采取控制加热前焦炉状况

以64#炭化室为例，装煤时间为2016年2月17日07：05，推焦时间为2016年 2月 18日 16：00，结焦时间32 h 55 min，标准温度：机侧1 205℃，焦侧1 230℃。测量64#碳化室焦饼中心温度及64#、65#燃烧室温度如表1、表2所示。

判断焦炭成熟的标志为焦饼中心温度达（1 000±50）℃，从表 1 数据可以看出，在推焦前 4 h，焦饼已经成熟，表2中横排温度情况也与之相对应，因此若此时开始对该炭化室控制加热，不会对焦炭成熟情况造成影响，还能避免焦炭过火现象发生。

表1 64#炭化室焦饼中心温度变化 /℃

表2 64#、65#燃烧室温度情况 /℃

2.2 控制加热后对横排温度的影响

2.2.1 推焦前4 h温度变化

以31#炭化室为例，推焦前4 h控制加热2 h（本号燃烧室关旋塞1/2，相邻号关旋塞1/3）后恢复加热2 h，记录31#燃烧室、32#燃烧室温度变化，如表3所示。

根据表3数据分析，可以看出在控制加热2h后，横排温度变化不大，大约下降20～30℃，且在恢复正产加热后，温度能够快速恢复到正常范围，因此结焦末期控制加热对横排温度的影响不大。

2.2.2 控制加热后下一个周转温度情况

以31#炭化室为例，在推焦前4 h开始测量31#碳化室两侧燃烧室横排温度并记录，表4为31#炭化室两侧燃烧室温度情况。

通过表4数据分析，可以看出控制加热操作后对下一周转的横排温度基本不产生影响，能够连续执行此操作。

2.3 控制加热后对炉头温度的影响

以85#燃烧室为例，记录一个周转内炉头温度变化，图1、图2分别为85#燃烧室一个周转内机侧、焦侧炉头温度变化情况。

图1 85#燃烧室机侧炉头温度

图2 85#燃烧室焦侧炉头温度

表3 31#炭化室两侧燃烧室温度 /℃

表4 31#炭化室两侧燃烧室温度（下一个周转）/℃

通过一个周转的炉头温度变化趋势来看，控制加热操作对炉头温度影响不是非常大，炉头温度变化范围在50℃以内，基本符合炉头温度伴随结焦时间变化的趋势。

2.4 控制加热后焦饼中心温度变化

以64#炭化室为例，装煤时间2016年2月25日 09：00，推焦时间 2016 年 2 月 26 日 17：55，结焦时间32 h 55 min，标准温度：机侧1 205℃，焦侧1 230℃。测量并记录64#碳化室焦饼中心温度，如表5所示。

通过表5温度测量数据可以看出，在进行控制加热操作后，焦饼中心温度基本都在1000℃以上，焦饼成熟情况正常，与正常加热相比，焦饼温度没有发生明显变化。

表5 64#炭化室焦饼中心温度变化 /℃

3 结焦末期控制加热对焦炭质量的影响

将2月份焦炭质量与1月份对比：1月份焦炭M40为83.1%，M10为6.9%，反应性为24.5%，反应后强度为61.8%；2月份焦炭M40为83.2%，M10为7.0%，反应性为24.5%，反应后强度为62.1%。

在配煤指标没有发生较大变化的前提下，2月份采取控制加热措施后，焦炭冷强度、热强度指标与上月对比均没有发生明显变化。

4 连续控制加热下焦炉煤气耗量变化

连续控制加热一个签号，记录煤气流量变化如表6所示。

从表6数据来看，在结焦末期连续控制加热情况下，每6个炉号平均节省煤气流量为：277 m3/h，以此推算，一个周转内每个炉号可节省煤气用量277×2÷6=92.3 m3，一个周转内全炉可节省煤气用量：92.3×120=11196 m3。

表6 煤气流量变化记录

5 存在问题与控制措施

5.1 实际操作中存在的问题

（1）边炉温度波动较大。

（2）个别炉号的机焦侧炉头温度降幅较大，且恢复到正常温度有困难。

（3）劳动强度增加，人员紧张。

（4）受生产节奏影响较大，结焦时间不稳时操作困难。

5.2 控制措施

（1）对于边炉不进行控制或进行小幅度控制，避免温度波动大。

（2）对于个别炉号炉头温度单独控制，适当增加边火道煤气量。

（3）在周转时间较长时，生产工作不太紧张，需适当增加调火人员数量。

（4）根据生产实际情况灵活调整，必要时不进行此项操作。

6 结束语

通过近一个月的生产实际摸索，发现在结焦时间为33 h左右时，适当减少处于结焦末期炭化室的供热量，既不影响焦炉炉温及焦炭质量，又可大大节约焦炉煤气用量。在焦炉结焦时间更长时，也进行了一些实验，得到的结论与前者基本一致，但对控制加热的幅度要稍作调整，否则会使炉温波动较大。因此，若将此项工艺改进措施应用到生产实际中，尤其是在结焦时间较长的情况下，将对焦化企业节能创效产生较大意义。