75t/h干熄焦冷却段温度异常的原因及处理措施

李剑利 张 渊

(安阳钢铁股份有限公司)

75t/h干熄焦冷却段温度异常的原因及处理措施

李剑利 张 渊

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了安钢75t/h干熄焦生产运行情况,分析了冷却段温度异常的原因,通过采取相应措施,降低排焦温度,提高冷却效果,从而使干熄焦系统安全、稳定运行。

干熄焦 循环风量 冷却段温度

0 前言

安钢焦化厂5#、6#焦炉1997年建成投产,炉型为2x42孔 JN43-80型,年产焦炭56万 t。为了回收焦炭显热、减少污染、降低能耗、提高焦炭质量、大力发展循环经济,安阳钢铁公司决定对5#、6#焦炉建设一套处理能力为75 t/h干熄焦装置,该项目于2009年7月28日投红焦,8月30日并网发电,结束了河南钢铁行业无干熄焦工艺的历史。该工程由鞍山焦耐院设计引进,经过近9个月的生产运行,逐渐暴露出一些问题:排焦温度偏高、r射线式料位位置不合理、一次除尘器排灰阀选型不当等,这不利于干熄焦的生产。

1 工艺原理

在干熄焦过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内,吸收焦炭显热,冷却后的焦炭从干熄炉底部排出,从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热交换,锅炉产生蒸汽,冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉,惰性气体在封闭的系统内循环使用。

2 存在问题

干熄炉是干熄焦的主体设备,由预存段、斜道区及冷却段组成。冷却段是红焦与低温循环气体进行热交换的区域,若冷却段圆周方向温度分布较为一致,则基本可以判断排焦温度较均匀。冷却段上部温度 T4和冷却段下部温度 T3在干熄炉圆周方向共有 A、B、C、D四个测温点。

75t/h干熄焦自投产以来,冷却段上部、下部圆周方向一直存在比较严重的偏温现象,投产初期,系统负荷较小时,冷却段温度还能控制。当焦炉周转时间为18 h,在全干的生产模式运行下,冷却段在同一高度的温差较大,导致排焦温度偏高,系统内各部位参数发生很大变化,最终导致焦炭质量不稳定,干熄焦率下降。

3 原因分析

针对这个问题,对工艺操作、设备结构、生产现场做了跟踪调查,分析了干熄焦的熄焦机理,总结出影响 T3、T4温度变化的原因:

1)焦炭颗粒直径分布的变化。①料钟极端磨损,料中分散红焦的功能下降。②焦炉操作条件的改变会影响焦炭颗粒直径的改变。如:改变了炼焦煤的配比;焦炉生产率的变化。

2)焦炭下降速度分布变化。①是否调节棒的调整不够或头部磨损,影响焦炭下降速度分布。②鼓风设备的机械部分严重变形或正在磨损,造成下降速度分布变化。

3)循环气体流速分布的变化。由于焦炭颗粒直径分布的变化及焦炭下降速度分布变化,影响了气体的流速。

由于75 t/h干熄焦运行才9个月,循环风机以及装入料钟不会出现严重磨损;由资料查得:炼焦煤配比没有太大的变动。通过以上分析,可判定焦炭在干熄炉内下降速度不同步以及循环气体流速在干熄炉内分布不均是造成 T3、T4温度变化的主要原因。

4 采取措施

4.1 调节棒的更换

当干熄炉在库量比较低的情况下,打开装入装置,发现干熄炉内料位有偏析现象 (D点方向比 B点方向低500mm～800mm)说明焦炭在 D点位置下降速度快。干熄焦供气装置下锥斗出口处设置了12根调节棒,冷却段 D点的正下方有3根调节棒,调节到最大限度时,炉内料位偏析并没有得到改善,原因是调节棒短,为阻止焦炭在该点的下降速度,对调节棒进行了改进,把调节棒A-A的长度增加200mm,(如图1所示),新安装的调节棒,基本保证了干熄槽内焦炭均匀同速下降。

图1 改进前后调节棒示意图

4.2 合理调整中央与周边进风比例

安装在干熄炉底部的供气装置,以中央风帽和周边风环的形式将冷循环气体均匀的供入干熄炉的冷却室。理论上讲,中央风道与周边环形风道的供气量保持1∶1.5时冷却效果最好。在投产初期,由于考虑到中央风帽供气阻力较大,中央风道与周边风环按1∶1的比例进行供气。由生产的工况可知:按1∶1对干熄炉供气,循环气体在干熄炉冷却段分布不均,从而导致冷却段温度偏差较大。根据 T3、T4同一层面温度差及锅炉入口压力,最终把中央与周边进风比例调节为1∶1.2。

4.3 排焦量连续稳定

干熄炉预存段较大的容积为连续稳定排焦创造了条件。稳定的排焦量是整个干熄焦系统温度、压力等工艺参数稳定的最主要的方法之一。一定的排焦量,原则上应匹配一定的冷却风量,结合75 t/h干熄焦生产操作,进行了大量的计算和基础研究,绘制出排焦振幅、排焦量与循环风量对应关系 (见表2)。

表2 排焦振幅、排焦量与循环风量对应关系

4.4 调整拦焦车对位

电机车在焦炉区接焦时与拦焦车的对位,是靠一个在每台焦罐车上都设有的“拦焦车对位”传感器 (磁性接近开关)实现,当焦罐车与拦焦车的导焦栅对准位置后,该传感器接通表示对位准确。5#、6#焦炉由于焦方场地有限,干熄焦焦罐设计成方形焦罐,接焦时为对位移动接焦。经现场观察发现,接完焦后,都会出现焦罐北端焦炭多,南端焦炭少的现象,焦炭在方形焦罐中粒度分布不均,降低了冷却效果。经过大量的试验,把拦焦车上的磁体向南移动150mm,较好的平衡了焦罐各部分焦炭的粒度。

5 效果

1)通过以上措施的实施,达到了焦炭在干熄槽内均匀下滑目的,T3、T4温度得到了有效的改观见表3,降低了干熄焦的热损失,杜绝排焦温度局部偏高的现象。

表3 改造前后 T3、T4温度对比

2)选用了合理的气料比,降低循环系统的阻力,确保了干熄焦关键过程参数的控制,保证了干熄焦系统高效、低耗及稳定运转。

6 结语

1)75t/h干熄焦系统能连续稳定运行为高炉的稳产、高产提供了条件。

2)冷却段温度不稳定,只有等到干熄炉系统年修,根据冷却段内部衬砖磨损情况以及循环气体的分配情况,采取更加有效的措施。

[1]潘立慧,魏松波.干熄焦技术.北京:冶金工业出版社,2004:6-51.

[2]于振东.焦炉生产技术.沈阳:辽宁科学技术出版社,2003:111-114.

[3]夏燚,陈松清,王飞,周平.干熄焦排焦温度异常的对策.燃料与化工,2005,36(6):28-29.

TEMPERATURE ABNORMAL REASONS AND MEASURES FOR75 t/h DRY QUENCHED COKE(DQC)COOL ING SECTI ON

Li Jianli Zhang Yuan
(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

This paper introduces75 t/h DQC production running situation,analyzes the reasons for the cooling section temperature abnormal and takes appropriate measures to reduce the coke temperature,increase the cooling effect,so that DQC system security,and stable operation.

DQC Air Circulation Temperature of cooling section

2010—3—26