焦炉炉温横排均匀性调节的研究与应用

2014-01-13郝建强

山西焦煤科技 2014年1期

郝建强

(西山煤气化有限责任公司，山西古交 030200)

山西西山煤气化焦化一厂焦炉型号为TJL5550D，于2010 年12 月31 日投产。投产后的焦炉产量为旧系统的6 倍，但煤气净化系统仍使用旧净化系统，煤气净化无法满足要求。焦炉加热所使用的回炉煤气是荒煤气，荒煤气中含有大量的萘渣和焦油，进入加热系统中极易堵塞管道，致使管道内煤气压力分布不均匀，造成横排温度不均匀而影响焦炭质量。

横排温度的调节是焦炉调火工作的主要项目之一，横排温度的好坏，表明燃烧室各火道的供热，这不仅关系到炭化室内焦饼能否均匀成熟，而且关系到焦炉的正常生产，直接影响焦炭质量。

1 现状分析

焦炉炉温不均匀，焦炭质量波动较大，车间采用了测量全炉横排温度的方法结合吸力进行调节，但是对于每排32 个火道，煤气分布在横管中的压力极不均匀，通常是中间多两边少，致使炉温也是中间高炉边低，此方法无法满足炉温的调节。而后又使用在喷嘴内插铁丝的方法减小中间喷嘴的煤气流量，将煤气向两边导流，以增加边火道喷嘴的煤气流量。起初此方法有效，经过1 周左右，插铁丝的喷嘴全部被焦油堵塞，炉温不均匀的程度更加严重。为了保证炉温正常及合格焦炭质量，亟须解决此问题。

2 技术分析

该厂选定5 排火作为实验火道，进行炉温调节，在2012 年2 月，对28 ～32 排的温度进行横排测量，见表1。

制作以上5 排火的横排温度曲线图，见图1。

图1 5 排横排炉温曲线图

标准温度为1 170℃，以标准温度的正负20℃为合格温度计算，5 排火温度的横排均匀系数为0.33 ～0.45。

从表1 和图1 可以看出，横排的温度整体呈现中间温度高两边温度低的走势，尤其是两边的炉头温度相差较大。因此，可以看出横管内的煤气分布:中间的煤气量分配多，两边的煤气量逐渐减少，炉头煤气分配量最少，加之炉头散热较多，所以温度最低。

通过对现场的观察和研究并结合当前的结焦时间，找出了解决问题的方法:通过对每排火道的煤气喷嘴孔板孔径大小进行调节，达到煤气流量均匀分布的目的。但是由于使用的是荒煤气回炉加热，其中，焦油、萘渣沉积较多，所以在调节喷嘴的孔板之前需要清理干净横管，使管内各点压力基本相同。原设计喷嘴孔板直径排列表见表2。

表1 28 ～32 排横排温度测量表

表2 原设计喷嘴孔板直径排列表

通过以上分析并结合现场反复试验得出:在煤气主管压力和小烟道进风口开度相同的情况下，根据变量气流基本公式与流量和阻力的对比公式，计算出各下喷管内孔板的直径，再根据实际工作经验结合温度情况逐步进行试验。

首先，清理干净横管及喷嘴内的杂质，取出小孔板内的铁丝，对横排立火道小孔板进行调节。

通过表1，表2 的对比发现，17 ～27 号立火道温度较高而两边炉头温度较低，通过降低17 ～27 号立火道小孔板的孔径控制横管中间的煤气分配量，并增加两边炉头火道孔板的直径，增加了煤气的流量。

此时再次测量所抽查的5 个横排温度，见表3。

调节小孔板排列后抽查这5 个横排炉温的温度曲线图见图2。

图2 调节后5 排横排炉温曲线图

表3 喷嘴孔板直径调节后28 ～32 排横排温度测量表

标准温度还是1 170℃，以标准温度的正负20℃为合格温度，计算出的横排均匀系数为0.68。调节后小孔板直径排列见表4。

表4 调节后小孔板直径排列表

所测5 个横排温度均是按以上孔板直径进行排列，由于各排火道所处的位置与主管内煤气压力分布都有所差异，因此，从表3 中可以看出12 ～27 号立火道温度还是较高，已达到了合格的上限。所以，根据温度所对应的孔板排列将12 ～16 号、21 ～27 号的孔板直径由10.5 mm 更换为10 mm，17 ～20 号由10 mm 降到9.5 mm，从而降低此处的煤气分配量，达到横排温度合格的均匀系数。