JNX70-2型7 m焦炉边火道温度控制方法探究与完善

马富刚，陈永昌，彭磊，代成，党平

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口 115007）

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司炼焦部（以下简称“鲅鱼圈炼焦部”）现有4座7 m焦炉，年设计产能255万t，炉型均为JNX70-2，此型号焦炉燃烧室高度接近6 m，采用单段加热，运行中焦炉边火道温度达标系数相比常规焦炉略低。常用改善边火道温度方法并不能解决边火道温度偏低问题，且会产生加热煤气消耗增加、烟道废气污染物排放超标等问题。鲅鱼圈炼焦部通过增设辅助加热系统，对7 m焦炉边火道温度控制方法进行完善与探究，取得了良好效果，本文对此做一介绍。

1 焦炉边火道温度现状分析

鲅鱼圈炼焦部4座JNX70-2型7 m焦炉，分为2组，共有208孔，边火道总计424个。团体标准T/CCIA002-2021《焦炉生产管理规定》对焦炉边火道温度管理规定如下：边火道温度低于对应侧标准火道温度的值不宜超过150℃，当降低标准温度时，边火道温度不宜低于1 100℃。根据上述要求，对鲅鱼圈焦炉边火道温度进行统计，结果见表1。

表1 鲅鱼圈焦炉边火道温度统计结果Table 1 Statistical Results of Temperature at Side Flue of Coke Oven in Bayuquan Branch

由表1可以看出，对于JNX70-2型7 m焦炉来说，很难保证边火道温度均高于1 100℃，特别是结焦时间延长后，边火道温度达标率更低，焦炉长期在此状态下运行，必将影响砌体寿命，造成砌体窜漏率及设备故障率升高，影响焦炉加热制度，使边火道温度过低情况更为普遍。当焦炉边火道温度无法达到标准要求1 100℃以上时，炉头部位的焦炭不能按时成熟，易出现干熄焦挂罐、推焦冒烟严重等问题，严重时甚至造成推焦困难，直接制约焦炉的正常生产操作。

鲅鱼圈炼焦部为有效提高边火道温度，相继采取增加焦炉头部砌体密封、改善吸力控制方法、提高混合煤气掺混比等常规改善边火道温度措施，均未能有效确保边火道温度达标。生产实践中，采取提高整体炉温的措施可使边火道温度不至于过低而影响生产，能在一定程度上缓解焦炉边火道温度低的问题，但会造成煤气消耗增加，出现能源浪费，同时增加焦炉炉墙高温烧熔损坏、砌体严密性降低的风险，制约焦炉炉体使用寿命的延长，导致废气中污染物排放量增加。

2 焦炉边火道温度控制方法探究

JNX70-2型7 m焦炉为单段加热复热式焦炉，拥有两套加热系统，一套焦炉煤气加热系统，一套混合煤气加热系统，在正常生产过程中仅使用混合煤气加热系统。为了有效解决边火道温度偏低问题，创新性地提出使用边火道辅助加热系统，即利用原有焦炉煤气加热系统的交换旋塞和横管，改进相应的煤气管道，增加四通旋塞等管线设备，同时对焦炉头部火道下喷管进行改进。焦炉边火道辅助加热系统管道示意图见图1。

图1 焦炉边火道辅助加热系统管道示意图Fig.1 Schematic Diagram for Pipelines of Auxiliary Heating System for Side Flue of Coke Oven

由图1可以看出，使用高炉煤气加热时，引入单独的焦炉煤气进入边炉立火道，沿焦炉纵向引焦炉煤气管线，在各燃烧室边火道对应的位置，煤气管线上开口引出支管，并将其通入焦炉边火道底部的下喷管内，在其支管上安装可控制流量开关旋塞，通过调整孔板的大小来调整补充增加的焦炉煤气使用量，实现单独对边火道额外补充一部分能源，从边火道焦炉煤气下喷管进入的焦炉煤气与由斜道进入的高炉煤气、空气混合燃烧，从而很好地将燃烧室边火道与中间其他火道进行区分控制，完善了边火道温度的控制方法，改善边火道热工管理。

3 实践效果

焦炉边火道辅助加热系统上线后，彻底解决了JNX70-2型7 m单段加热焦炉边火道温度偏低问题，具体见表2。

表2 焦炉边火道加热系统改进后边火道温度统计结果Table 2 Statistical Results of Temperature at Side Flue after Improvement of Heating System for Side Flue of Coke Oven

由表2可以看出，对比周转时间同为19 h边火道温度，系统上线后，边火道温度与标准温度的温差缩小到100℃以内，边火道温度平均提高50℃左右，并具备进一步提升空间。干熄焦挂罐问题得到彻底解决，机焦侧摘门冒烟的问题得到改善。同时随着边火道问题提高，不同结焦时间下标准温度也有了不同程度的降低，大大降低了加热煤气消耗量。

由于辅助加热系统调节余量大，考虑到测量单独几个边火道温度时，会因结焦阶段不同而产生差异，对边火道温度进行了跟踪测量，统计整个结焦周期内的边火道温度变化，确定测量温度的补偿校正值，将不同结焦阶段的边火道温度换算成同一结焦阶段的温度，经统计计算，边火道温度在结焦周期内呈现规律性变化，温度极差20℃左右，绘制曲线见图2。

图2 焦炉边火道温度周期曲线Fig.2 Periodic Curves of Temperatures at Side Flue of Coke Oven

4 控制方法完善

经过不同周转时间的温度跟踪标定，以及对个别边火道的跟踪调节，完善并标定了边火道的控制、调节范围，在边火道温度实际调整过程中应以理论控制值为基点，通过跟踪实际出焦过程中炉头焦成熟情况确定开大或关小辅助加热系统旋塞，确保炉头焦不至于过生而产生出焦冒烟、挂罐问题，也不至于过火导致炉头过大增加出炉工工作强度。鲅鱼圈炼焦部根据实际边火道温度控制调整经验，总结出在不同周转时间下，边火道平均温度控制值，具体见表3。在一年多的生产实践中，这一控制值符合生产需要，一旦低于或高于这一设定值20℃，则会产生推焦冒烟或出焦大炉头现象。

表3 焦炉边火道平均温度控制值Table 3 Control Values for Average Temperature of Side Flue of Coke Oven

5 结语

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司炼焦部通过增加边火道辅助加热系统，有效解决了边火道温度偏低问题，同时根据实际调节经验，确定了不同周转时间下，边火道平均温度控制值，解决了推焦冒烟、干熄焦挂罐及出焦大炉头问题。对于JNX70-2型7 m焦炉解决炉头温度不达标，以及辅助加热上线后炉头温度调整，具有一定的参考和借鉴意义。