采用烟气炉进行干熄焦温风干燥烘炉实践

张宁国

（山东钢铁集团日照有限公司 焦化部，山东 日照276800）

1 前 言

干熄焦烘炉主要是干熄焦系统由冷态逐渐升温，达到装红焦开工温度的过程。干熄焦系统在筑炉工程结束、主体设备调试完毕后，在正式装红焦开工之前的重要一个环节，就是干熄焦烘炉。干熄焦烘炉重点是针对干熄炉、一次除尘器的耐火材料砌体而言，特别是新建的干熄焦装置，其耐火材料砌体内含有大量的水分。就140 t/h的干熄焦装置而言，系统内约残留35 t的水分。如果这些水分不能很好地去除，当进入煤气烘炉阶段后，砌体中的水分在高温作用下会变成高温水蒸汽。这些高温水蒸汽从砌体中逸出的过程中，会冲刷砌体灰缝，造成灰缝火泥脱落，也会使一些含水的低温耐火砖产生裂纹，甚至剥蚀，严重影响干熄焦系统长周期安全稳定运行。

正常情况下，干熄焦系统需要利用蒸汽进行温风干燥。由于日照公司焦化工程投产在其他工序之前，大公辅管网没有开工蒸汽供应焦化工程，因此，干熄焦系统无法采用传统的蒸汽温风干燥。针对此问题，提出了采用天然气加热烟气炉，利用其产生的烟气进行烘炉。待本套干熄焦锅炉产生蒸汽后，利用其蒸汽经减温减压后，对其余几套干熄焦进行温风干燥烘炉。

2 工艺流程及温风干燥主要管理参数

2.1 工艺流程

在干熄焦装置旁边，临时设置一套燃烧天然气的烟气炉。天然气和助燃空气通过燃烧器燃烧产生的高温烟气，与从余热锅炉旁路回转过来的低温烟气，在烟气炉内均匀混合成180～200℃的烟气；然后与锅炉出口主管路出来的烟气混合，进入二次除尘器，经循环风机加压，进入干熄炉进行烘炉。混合后烟气理论温度在150℃左右，通过控制锅炉出口主管路和旁路烟风比例控制升温速度。当烟气炉出口烟气温度超标时，关闭其出口管道上的阀门，并打开相应的放散阀。主要烘炉流程见图1。

图1 干熄焦温风干燥流程

2.2 温风干燥主要管理参数

主管温度T2≥150 ℃；T2升温速度10 ℃/h，最大≯15 ℃/h；循环风量150 000～170 000 Nm3/h；温风干燥阶段以T5（预存室上部温度）为辅助管理温度，控制0.8℃/h，使用烟气炉比通常使用蒸汽增加2 d的温风干燥时间。

烘炉前，需制定升温趋势方案。山钢日照干熄焦升温趋势如图2所示。

图2 烘炉方案升温趋势

3 温风干燥测定项目及现场操作要点

3.1 温风干燥测定项目

温风干燥期间的主要测定项目如表1所示。

表1 温风干燥测定项目

3.2 温风干燥现场操作要点

以烟气炉烟气作为加热源，主要是除去干熄炉及一次除尘耐火砖砌体中的水分。现场操作应按照以下几点进行。

1）风量、热风量调整要缓慢，不要过急；2）疏水要及时；3）测量要准确；4）现场作业注意防止碰伤、摔伤、砸伤、烫伤；5）严禁靠近蒸汽放散处，避免烫伤人。

4 烟气炉系统的操作

4.1 能源介质要求

水、电、压缩空气、仪表压缩空气、氮气可供应量达到设计要求，其他能源介质要求：天然气压力＞3 kPa（烟气炉入口）；额定流量400 Nm3/h，最大600 Nm3/h。

4.2 引天然气操作

1）点火时必须按照先给火种，后送天燃气的原则进行。2）引天然气前确认各天然气阀门处于关闭状态。3）打开天然气管道末端放散阀。4）向天然气管道内通入氮气，吹扫管道。用氮气吹扫管道10 min后，测量管道内O2含量＜5%时，关闭放散阀，关闭氮气阀。5）烟气炉点火。首先用点火管为燃烧器点火，接着打开天然气阀门送天然气。

注意要小开烧嘴主空气阀与主天然气阀，点燃后再逐渐开大。若点火时遇到灭火，应立即停炉并关闭天然气主阀门，并打开氮气阀门对天然气管道进行吹扫，同时用助燃空气吹扫炉膛10 min后再重新点火。

4.3 烟气炉烘炉

4.3.1 烘炉前准备

1）烘炉前系统必须全部安装完毕，具备投入运行条件。2）烧嘴、烧嘴上的天然气阀、空气阀、干燥气放散阀等要完整、灵活。3）控制系统及检测系统运行正常，天然气管道气密性试漏合格。4）检查烧嘴的天然气阀是否关严；各切断阀、调节阀是否关闭、关严。5）检查烟气炉各管道放散阀是否打开，卸爆阀盲板是否拆除等。

4.3.2 烘炉

烟气炉第一次投入使用应进行烘炉。烘炉过程要严格按烘炉曲线进行，通过控制天然气的流量来调节炉膛内燃烧温度，按要求一般要小火燃烧维持2 d左右，后火势逐渐加大。烘炉第一天炉膛出口排烟温度应＜50℃，以后每天≯80℃，末期最高温度＜220℃，炉膛温度≤900℃，烘炉时间约3 d为宜。烘炉过程中每2 h记录一次烟温。烘炉结束后转入干熄焦烟气炉温风干燥阶段。

4.3.3 烟气炉炉膛温度的控制与调节

烟气炉炉膛温度一般控制在800～1 000℃，炉膛温度控制可参考表2来操作。

表2 烟气炉炉膛温度的控制与调节

4.4 导入烟气操作

打开烟气炉出口蝶阀，缓慢调整循环气体掺混阀门，逐渐增加循环气体掺混量，适当调节天然气量，使烟气温度符合T2及T5升温要求。

4.5 停止烟气炉操作

缓慢关闭循环气体掺混阀门，逐渐减少循环气体掺混量，同时调节天然气量，保持了其烟气炉出口烟气温度≯220℃生产，否则开启放散阀进行放散。

4.6 温风干燥工作后期及收尾工作

1）烘炉过程中要密切观察烟气炉火焰情况，使之始终处于负压燃烧状态。2）天然气点火条件具备后，逐步降低循环风量至100 000 Nm3/h，同时减少天然气流量，期间注意压力、烟气温度，防止烟温超标。3）关闭烟气炉天然气进气阀，烟气炉熄火，关闭烟气炉燃烧器，进气阀后吹扫。降低循环风机至最低风量后，停循环风机，关闭风机入口翻板阀。4）关闭干熄炉炉盖、常用放散阀，两水封槽通水投用。锅炉出口多板翻板阀全开，拆除烟气炉与循环气体管道连接管道，循环气体管道上开口处上盲板封堵。天然气进烟气炉手阀后插入盲板。5）采用烟气炉温风干燥方式时，由于温风干燥后需停风机拆除临时管道，点火前也需导入空气置换，保证炉内氧气含量，可能会导致T5温度下降较多。当T5温度达到100℃以上时，即温风干燥作业结束，可进行天然气烘炉作业。现场转天然气烘炉，应按实际情况对烘炉计划进行调整。烘炉完成后，拆除烟气炉及附属管道设备，并对循环气体管道进行封堵。

5 结语

采用烟气炉进行干熄焦温风干燥烘炉为世界首创。对于无蒸汽供应或蒸汽供应不足的情况，采用此种方法建设周期短、投资成本低。从实际烘炉情况来看，效果较好，为同行业提供了可借鉴的理论与实践经验。