焦爐爐頭溫度的控制與管理

一、概述

焦爐壽命主要取決于焦爐設計、焦爐筑爐耐火材料的理化性能、爐體的砌筑質(zhì)量、烘爐管理、煉焦用煤的特性、加熱管理、生產(chǎn)管理、護爐鐵件管理等九個方面。隨著人們對煉焦生產(chǎn)客觀規(guī)律的認識，焦爐的壽命越來越長，但是由于焦爐基建造價不斷提高、環(huán)境保護日益受到重視及焦炭市場產(chǎn)大于銷矛盾的加劇，新建焦爐的難度有增無減，那么如何利用一代爐齡創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，如何進一步延長焦爐壽命是擺在焦化行業(yè)面前的一個課題。

焦爐爐墻的損壞一般從爐頭部位開始，所以人們對爐頭部位給予充分的關(guān)注一－把爐頭火道從燃燒室立火道中劃分出來進行溫度測調(diào)管理、為提高爐頭溫度增加爐頭補充加熱、控制生產(chǎn)作業(yè)中的涼爐時間以及及時對爐頭進行噴抹補維護等，可是爐頭部位爐墻在比較短時間內(nèi)損壞程度還是很驚人的。一般來說焦爐在投產(chǎn)25年后出現(xiàn)較大裂縫或出洞是比較正常的，但有一些焦爐投產(chǎn)10—20年時爐墻就出現(xiàn)較大的裂縫或出洞。裂縫或出洞的部位主要在機側(cè)1火道。爐頭的損壞給煉焦生產(chǎn)、爐體維護、加熱控制及焦爐壽命帶來了極大的影響。

二、焦爐爐頭損壞的原因分析

爐頭損壞的原因歸納起來主要有以下幾個方面：(一)爐頭火道溫度過低，使爐頭火道和相鄰火道的溫差過大，爐墻內(nèi)部產(chǎn)生熱應力拉裂爐墻。(二)爐頭火道溫度過高或過低造成焦炭過火或焦生難推而損壞爐墻。(三)生產(chǎn)作業(yè)時，由于設備、操作問題或爐體自身問題產(chǎn)生的撞擊、震動、擠壓和磨擦。（四）護爐鐵件如爐柱、保護板等對爐墻的保護性壓力不足，導致爐墻存在一定程度的自由膨脹。（五）推焦作業(yè)時產(chǎn)生的焦炭與爐墻之間的擠壓和磨擦，尤其是焦生或過火時，強行推焦對爐墻的擠壓力。（六）煉焦生產(chǎn)過程中涼爐時間過長或因其它原因使爐頭長時間暴露在空氣中，形成墻面的剝蝕。（七）炭化室裝煤產(chǎn)生的爐墻墻面大幅度降溫。

損壞爐頭的原因很多，通過下面的情況分析，不難發(fā)現(xiàn)煉焦生產(chǎn)管理和熱工管理中損壞爐頭主要的原因。焦爐機、焦側(cè)爐頭損壞的程度相差較大，機側(cè)爐頭比焦側(cè)爐頭損壞要早得多、嚴重得多。下表是機焦兩側(cè)爐頭情況對比：

一般情況下(無野蠻推焦現(xiàn)象)焦側(cè)爐頭除了火道溫度較機側(cè)高和涼爐時間略短外，其它條件均不如機側(cè)。在正常生產(chǎn)中，涼爐時間長短對爐墻的損壞不大，由此可以看出爐頭損壞的原因主要是爐頭火道溫度低造成的。由于機側(cè)爐頭火道溫度控制較低且與相鄰火道溫差較大，爐頭部位爐墻內(nèi)的熱應力較大，尤其是炭化室裝煤及結(jié)焦初期爐墻溫度下降，加大了這種熱應力而拉裂爐墻。

三、加熱管理中存在的問題

焦爐機側(cè)爐頭火道溫度過低除了客觀因素外，在焦爐爐頭火道溫度管理上還存在—些不盡合理和完善的地方，具體如下：

①機側(cè)爐頭在火道溫度控制上偏低。在煉焦有關(guān)理論上一般規(guī)定爐頭火道溫度不低于標淮溫度150℃，也有的規(guī)定不低于標淮溫度100℃。在計算爐頭溫度系數(shù)時，將同側(cè)的爐頭火道平均溫度作為爐頭火道的溫度標準，制定出的爐頭火道溫度具體的控制標準沒能與焦爐的標準溫度有機地結(jié)合起來。這些規(guī)定使爐頭火道溫度控制上帶有一定的隨意性，為了防止爐頭焦炭過火，爐頭火道溫度控制偏低。

②在判定爐頭火道溫度合格與否時，將同側(cè)爐頭火道平均溫度的±50℃作為判定標準，此判定標準放得過寬，不利于爐頭火道溫度的及時調(diào)節(jié)和控制，同時也造成機側(cè)一些爐頭火道溫度過低而損壞爐頭爐墻。

③爐頭火道的雙聯(lián)火道既不列入橫排溫度的考核火道，也不列入爐頭溫度的考核火道，使焦爐在火道溫度控制及管理上出現(xiàn)空白地帶。爐頭火道的雙聯(lián)火道不列入考核的原因是其受爐頭火道溫度及焦爐蓄熱室封墻散熱的影響，火道溫度不易控制在橫排溫度的標準線附近。爐頭火道的雙聯(lián)火道不列入考核進一步加大了爐頭火道溫度控制的難度。

四、改進方法

1、制定爐頭火道溫度控制的標準。從煉焦生產(chǎn)的實際來看，這個溫度標準應在低于同側(cè)焦爐標準溫度50～120℃的范圍內(nèi)。在保證爐頭焦炭不過火的前提下，盡量提高爐頭火道溫度，并根據(jù)不同周轉(zhuǎn)時間和標準溫度制定出不同的爐頭火道溫度標準。

2、爐頭火道溫度應控制在同側(cè)爐頭火道溫度標準的±30℃為宜。

3、爐頭火道的雙聯(lián)火道列入橫排溫度的考核火道溫度，控制標準為橫排溫度曲線標準線的0～40℃范圍內(nèi)(焦側(cè)爐頭火道的雙聯(lián)火道溫度可以再低一些。)從實際情況看這個溫度范圍不會影響焦炭成熟。

4、爐頭火道一般情況下應不低于1100℃，周轉(zhuǎn)時間長于22～24小時應不低于1050℃，當爐頭火道溫度低于1000℃時，爐頭爐墻將受到嚴重損壞。

5、爐頭火道溫度除每月一次的測調(diào)外，爐頭火道和其相鄰火道納入橫排溫度的測調(diào)范圍。

制定了爐頭火道具體的溫度控制標難后，還要通過嚴格的管理措施來實現(xiàn)，只有科學有效地控制好爐頭火道溫度，才能進一步延長焦爐壽命。

以上是爐頭溫度控制與管理的一些想法，有些提法有待商榷。

58型炭化室寬為407mm的焦爐燃燒室立火道溫度的分布示例：見下頁

注：在周轉(zhuǎn)時間較長時，測調(diào)爐頭溫度可根據(jù)實際情況適當提高機側(cè)爐頭溫度。（互聯(lián)網(wǎng)）