焦?fàn)t爐頭溫度的控制與管理

一、概述

焦?fàn)t壽命主要取決于焦?fàn)t設(shè)計(jì)、焦?fàn)t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(hù)爐鐵件管理等九個(gè)方面。隨著人們對(duì)煉焦生產(chǎn)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，焦?fàn)t的壽命越來越長(zhǎng)，但是由于焦?fàn)t基建造價(jià)不斷提高、環(huán)境保護(hù)日益受到重視及焦炭市場(chǎng)產(chǎn)大于銷矛盾的加劇，新建焦?fàn)t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(jì)效益和社會(huì)效益，如何進(jìn)一步延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命是擺在焦化行業(yè)面前的一個(gè)課題。

焦?fàn)t爐墻的損壞一般從爐頭部位開始，所以人們對(duì)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(jìn)行溫度測(cè)調(diào)管理、為提高爐頭溫度增加爐頭補(bǔ)充加熱、控制生產(chǎn)作業(yè)中的涼爐時(shí)間以及及時(shí)對(duì)爐頭進(jìn)行噴抹補(bǔ)維護(hù)等，可是爐頭部位爐墻在比較短時(shí)間內(nèi)損壞程度還是很驚人的。一般來說焦?fàn)t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?fàn)t投產(chǎn)10—20年時(shí)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(jī)側(cè)1火道。爐頭的損壞給煉焦生產(chǎn)、爐體維護(hù)、加熱控制及焦?fàn)t壽命帶來了極大的影響。

二、焦?fàn)t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(gè)方面：(一)爐頭火道溫度過低，使?fàn)t頭火道和相鄰火道的溫差過大，爐墻內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)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(shí)，由于設(shè)備、操作問題或爐體自身問題產(chǎn)生的撞擊、震動(dòng)、擠壓和磨擦。（四）護(hù)爐鐵件如爐柱、保護(hù)板等對(duì)爐墻的保護(hù)性壓力不足，導(dǎo)致爐墻存在一定程度的自由膨脹。（五）推焦作業(yè)時(shí)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(shí)，強(qiáng)行推焦對(duì)爐墻的擠壓力。（六）煉焦生產(chǎn)過程中涼爐時(shí)間過長(zhǎng)或因其它原因使?fàn)t頭長(zhǎng)時(shí)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?fàn)t機(jī)、焦側(cè)爐頭損壞的程度相差較大，機(jī)側(cè)爐頭比焦側(cè)爐頭損壞要早得多、嚴(yán)重得多。下表是機(jī)焦兩側(cè)爐頭情況對(duì)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(jī)側(cè)高和涼爐時(shí)間略短外，其它條件均不如機(jī)側(cè)。在正常生產(chǎn)中，涼爐時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)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(jī)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(yīng)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(yīng)力而拉裂爐墻。

三、加熱管理中存在的問題

焦?fàn)t機(jī)側(cè)爐頭火道溫度過低除了客觀因素外，在焦?fàn)t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(jī)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(biāo)淮溫度150℃，也有的規(guī)定不低于標(biāo)淮溫度100℃。在計(jì)算爐頭溫度系數(shù)時(shí)，將同側(cè)的爐頭火道平均溫度作為爐頭火道的溫度標(biāo)準(zhǔn)，制定出的爐頭火道溫度具體的控制標(biāo)準(zhǔn)沒能與焦?fàn)t的標(biāo)準(zhǔn)溫度有機(jī)地結(jié)合起來。這些規(guī)定使?fàn)t頭火道溫度控制上帶有一定的隨意性，為了防止?fàn)t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(shí)，將同側(cè)爐頭火道平均溫度的±50℃作為判定標(biāo)準(zhǔn)，此判定標(biāo)準(zhǔn)放得過寬，不利于爐頭火道溫度的及時(shí)調(diào)節(jié)和控制，同時(shí)也造成機(jī)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?fàn)t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?fàn)t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(biāo)準(zhǔn)線附近。爐頭火道的雙聯(lián)火道不列入考核進(jìn)一步加大了爐頭火道溫度控制的難度。

四、改進(jìn)方法

1、制定爐頭火道溫度控制的標(biāo)準(zhǔn)。從煉焦生產(chǎn)的實(shí)際來看，這個(gè)溫度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在低于同側(cè)焦?fàn)t標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)溫度制定出不同的爐頭火道溫度標(biāo)準(zhǔn)。

2、爐頭火道溫度應(yīng)控制在同側(cè)爐頭火道溫度標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為橫排溫度曲線標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際情況看這個(gè)溫度范圍不會(huì)影響焦炭成熟。

4、爐頭火道一般情況下應(yīng)不低于1100℃，周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)于22～24小時(shí)應(yīng)不低于1050℃，當(dāng)爐頭火道溫度低于1000℃時(shí)，爐頭爐墻將受到嚴(yán)重?fù)p壞。

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

制定了爐頭火道具體的溫度控制標(biāo)難后，還要通過嚴(yán)格的管理措施來實(shí)現(xiàn)，只有科學(xué)有效地控制好爐頭火道溫度，才能進(jìn)一步延長(zhǎng)焦?fàn)t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?fàn)t燃燒室立火道溫度的分布示例：見下頁

注：在周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，測(cè)調(diào)爐頭溫度可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提高機(jī)側(cè)爐頭溫度。（互聯(lián)網(wǎng)）