基于热平衡原理提高安钢140 t/h干熄焦率

向海飞 陈 昕 向 宇 高立东 靳迎武 高锋林

(安阳钢铁股份有限公司)

基于热平衡原理提高安钢140 t/h干熄焦率

向海飞 陈 昕 向 宇 高立东 靳迎武 高锋林

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了安钢焦化厂140 t/h干熄焦干熄率偏低的生产现状和存在的问题，通过对干熄炉建立模型进行热平衡分析，进而采取措施，优化干熄焦操作及控制参数，从而有效提高了干熄焦率。

干熄焦 干熄焦率 热平衡计算

0 前言

干熄焦工艺具有节能和环保双重效益，其基本原理是利用惰性循环气体与炽热红焦换热从而熄灭红焦，冷却后的焦炭由排焦装置排至运焦皮带，干熄后的焦炭质量大大提高，有利于高炉冶炼。吸收了红焦热量的循环气体，经斜道、环形烟道、一次除尘器除尘后，进入余热锅炉，在余热锅炉内释放热量，产生高压蒸汽用于发电，从锅炉出来的循环气体经二次除尘，再由风机鼓入干熄炉循环使用。

1 概述

安钢焦化厂现有7#、8#焦炉为2×55孔炭化室高6 m的焦炉，年产焦炭110万t，焦炭产量125.57 t/h，于2009年6月投运了相匹配的140 t/h处理能力的干熄焦装置。2014年140 t/h干熄焦年修时以抹浇注料的方式修补脱落的干熄炉下部耐磨铸石板，投产后下料不畅。因周边局部挂料，影响干熄炉内红焦均匀下落以及进入干熄炉的惰性气体均匀分布，不能很好的进行热交换，引起排焦温度超过运焦皮带的耐热温度范围，导致被迫降低干熄率。

因此，本文通过对安钢140 t/h干熄焦进行热平衡计算和分析，找出干熄炉入方和出方热量的分布情况，从干熄焦生产实际管理、操作等方面寻找提高干熄率的途径。

2 干熄炉热量平衡分析

2.1 热平衡模型建立

对于干熄炉热平衡，其特征关系为：带入干熄炉的热量=带出干熄炉的热量

带入干熄炉的热量有：装入干熄炉红焦的热量、进入干熄炉的低温循环气体所带入的热量、熄焦时部分焦炭燃烧所得到的热量。

带出干熄炉的热量有：出干熄炉的高温循环气体带走的热量、随高温循环气体出干熄炉焦粉带出的热量、排出冷焦所带走的热量、干熄炉循环气体损漏所损失的热量、干熄炉表面散失于大气的热量。

干熄炉的热平衡树如图1所示：

图1 干熄炉热平衡树

图1中：

Qhj—干熄炉装入红焦带入的热量

Qrs—熄焦时部分焦炭燃烧所得到的热量

Qxhl—进入干熄炉的低温循环气体带入的热量

Qxh2—干熄炉出口高温循环气体带出的热量

QJF—随高温循环气体出干熄炉的焦粉带出的热量

Qlj—排出冷焦所带出的热量

Qsl—干熄炉循环气体漏损所损失的热量

Qatm—冷却段表面散失于大气的热量

由于干熄炉本体外泄的循环气体量很少，一般视进入干熄炉的低温循环气体量=出干熄炉的高温循环气体量，因此，可以忽略Qsl这部分热量。

2.2 干熄炉热平衡计算

对于数据的采集，大部分采用生产现场的计量数据，对于测试条件允许和生产上没有计量的重要数据，进行现场测试。安钢140 t/h干熄焦干熄炉热平衡计算参数及热平衡表，见表1和表2。

表1 干熄炉热平衡计算参数

表2 干熄炉热平衡表

3 提高干熄率途径

由表2计算的热平衡可以反应出供给的热量在干熄炉内的分配情况。分析干熄炉热量收入和支出的影响因素，同时针对干熄炉存在的问题，重点采取提高干熄焦率的措施有以下几点：

3.1 优化操作

3.1.1 最大化控制循环风量

循环气体带出的热量为85.19 %，占有很大比例，因此提高循环风量对提高焦炭处理量影响很大。生产操作中，循环风量的控制以不造成焦炭浮起为原则，根据历年操作经验及设计要求，按锅炉入口吸力不超过1 200 pa为原则控制循环风机转速，尽可能提高循环风量。带走干熄炉内焦炭热量，提高干熄焦生产能力。

3.1.2 提高锅炉入口温度和干熄焦排焦温度，确定合理排焦量

提高带出干熄炉的热量，即可提高干熄焦的处理量，因此在控制循环风量最大的前提下，通过确定合理排焦量将排焦温度控制在运焦皮带可承受的最大温度200 ℃的上限值，同时将锅炉入口循环气体温度控制到960 ℃的上限值，当锅炉入口温度超标时可通过调节旁通风量，来控制锅炉入口温度不超标。

3.1.3 采用导入氮气的方法控制循环气体可燃成分

干熄焦循环气体可燃成分的控制方法有两种，一种是连续的往循环系统内补充N2稀释循环气体中的可燃成分，另一种是采用导入空气燃烧掉增长的可燃成分。后者相对经济便捷，正常情况下，一般干熄焦采用导入空气的方法控制可燃成分。由于导入空气会加大焦炭烧损，带入热量，因此，生产中关闭空气导入阀，采用补充N2的方法来控制循环气体的可燃成分，另一方面，对干熄焦负压段进行系统排查，查找漏点并进行堵漏处理，减少空气漏入烧损焦炭而带入系统热量。

3.2 采取措施处理干熄焦炉周边悬料

3.2.1 大小振幅交替排焦

焦炉正常出炉时，稳定排焦振幅在25 %～30 %，在焦炉检修期间，大小交替排焦，即小振幅(10 %)排焦一段时间后，突然加大排焦振幅至(45%)排焦1 min～2 min(以运焦管状皮带不赌料为原则)。通过大小振幅排焦来改变干熄炉内焦炭下料的速度，从而改变对挂料部位的作用力，达到处理周边挂料问题。

3.2.2 高低交替控制预存段料位

利用干熄焦定修或焦炉检修时间，将干熄炉内料位进行一次由高到低的转换，即检修前将干熄炉料位堆至23 m左右，检修期间采用大小交替的排焦方式，在保证排焦温度不超标的前提下，快速将干熄炉料位排至17 m左右。通过料位的高低交替，改变料位高度及装焦时的冲击力对干熄炉底部悬料部位的作用力，从而达到处理干熄炉周边挂料问题，改善干熄炉下料均匀性。

4 实施效果

通过对干熄炉热量平衡的分析，在干熄焦操作和参数控制上进行一系列优化，有效提高了干熄焦率，生产模式由原来的出六炉干熄焦一炉湿熄焦调整为出九炉干熄焦一炉湿熄焦的生产模式，干熄焦率提高了4.28 %，取得较好效果。

[1] 姚旭，李少杰，王勇峰.干熄焦系统热能平衡诊断测试及其分析[J].工业炉,2011,33(5):44-47

[2] 潘立慧，魏松波．干熄焦技术[M]．北京：冶金工业出版社，2005：7-11

IMPROVE THE RATE OF 140T/H CDQ BASED ON THERMAL BALANCE PRINCIPLE IN ANYANG STEEL

Xiang Haifei Chen Xin Xiang Yu Gao Lidong Jin Yingwu Gao Fenglin

(Anyang Iron and Steel Stock Co.,Ltd.)

The present situation and the existing problems in 140t/h CDQ production of Anyang steel was introduced ,the heat balance analysis was carried on a model of CDQ furnace, some measures were taken to optimize the CDQ operation and control parameters and effectively improve the rate of CDQ.

CDQ The rate of CDQ Thermal balance calculation

飞，工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司焦化厂;

2017-1-4