一种干熄焦烘炉方法与流程

本发明涉及一种干熄焦烘炉方法，属于冶金焦化领域。

背景技术：

1、干熄焦是采用惰性气体将红焦冷却的一种方法。干熄焦系统的干熄炉由预存段、斜道区、冷却段组成。从目前国内各大钢铁企业的干熄焦运行情况看，斜道区、预存段耐火砖断裂、掉砖和磨损非常严重， 因此，短则两年长则四年就必须对斜道、一次除尘、预存段、炉口等区域进行大修。

2、于熄焦年修进行大面积耐火材料的重砌后，必须进行烘炉作业，即将干熄焦系统从冷态逐渐升温至可以装红焦的温度。烘炉作业是否顺利，与熄炉内耐火材料砌体中的水分是否被很好的去除、耐火材料砌体热态膨胀是否受控、烘炉升温是否平稳都将对干熄焦装置的稳定运行产生较大影响。

3、干熄焦烘炉分为两个阶段。即以除去干熄炉及一次除尘器耐火砖砌体水分为主要目的的温风干燥阶段，及以升温为主要目的的煤气烘炉阶段。温风干燥阶段以干熄炉入口温度t2为主管理温度，计划由常温升至150—170℃并保持(此时t5为120℃左右)。升温幅度10℃/h。煤气烘炉期间以干熄炉预存室温度t5为主管理温度，计划由120℃左右升至800℃并保温1天，升温幅度90℃/d。温风干燥需时5～6天，煤气烘炉需时9天，共耗时14~15 天。

4、传统烘炉方法存在如下弊端：

5、1、传统烘炉方法耗时较长，而且能耗介质必须满足要求，即温风干燥所消耗的低压蒸汽应为压力在0.8mpa以上、温度在190℃以上的过热蒸汽。煤气烘炉所消耗的焦炉煤气热值应为16.5mj/m3，压力应在3000pa以上,但实际情况往往远低于此水平。

6、2、采用焦炉煤气烘炉最高可将干熄炉顶温度加热至800℃，但是烘炉作业结束后，需进行燃烧器取出作业、封砌烘炉人孔作业和氮气置换作业。以上作业最短也需4小时左右方可结束，这时干熄炉顶温度t5也从800℃降至560℃左右，此时炉顶温度与即将装入干熄炉的炽热红焦的温度(1050℃)相差有500℃之多，而煤气烘炉的主要目的也将无法实现。

7、3、煤气燃烧器安装前干熄炉需装约40t焦炭，并在焦炭上铺设一层蘸有耐火泥浆的焦炭作为压层（隔热层），这样既可避免烘炉时焦炭温度升高被引燃的危险，也可避免焦粉及小颗粒焦炭被吹起。但是由于泥浆中的水分渗过焦炭层在干熄炉底部聚集，最后炉内焦炭板结，形成悬料造成焦炭无法排出。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种全流程高效的干熄焦烘炉方法，烘炉前提高冷焦装入料位，冷焦上部不再铺设隔热层，温风干燥期间优化改进调节手段，将煤气烘炉改为红焦烘炉，最终达到缩短烘炉时间、节约能源、消除悬料风险的目的。

2、本发明通过剖析原有烘炉计划的弊端，分析现在干熄炉耐材、设备和工艺的现状，从温风干燥入手，通过对各种参数的微调，消除蒸汽压力和波动的影响；将煤气烘炉替换为红焦烘炉，通过控制装入量、排焦量、循环风量等，控制炉内系统升温幅度，达到快速烘炉的目的。本发明大幅缩短干熄炉升温时间，干熄焦全干推进时间由原来的15天缩短至8天，提高干熄率。

3、本发明的技术构思如下：①温风干燥阶段，通过改进操作方法，从而弥补蒸汽压力或者温度的不足。煤气烘炉的主要目的是加热干熄炉内的耐火砖使其温度与炙热的红焦温度接近，以便于转入正常生产。干熄焦发展初期所用的耐火砖抗热震性能不佳，斜道区使用的是b型莫来石碳化硅砖，若直接装入红焦，巨大的温差将会对砌体造成不可逆转的损害。现代化的大型干熄炉的斜道区设计结构均经过改型，合理分配支撑承载压强，环形烟道开口面积扩大到原来的1.5倍，烟道牛腿数从36个减少为32个，以保证牛腿承载面积有效增大，增加承载能力。另外，将支撑牛腿的倾斜角度由原来的70°降至63—65°，以增加根部的承载能力；将无槽整砖改为带凹槽的单层砖以增加咬合力。以上改进均是为了提高斜道区域耐火砖对热膨胀及冲刷磨损的承受力，再加上斜道砌筑用砖由b型莫来石改为抗急冷急热性能好、抗折强度大的莫来石-红柱石质耐火砖，热震稳定性在50次以上。因此，直接与红焦接触并不会对斜道区域的耐火砖造成损害，如果对红焦的装入量进行严格控制，并加大循环气体流量将红焦的热量迅速带走，这样风险将降至最低；再者，由于红焦具有相当高的显热，可直接用红焦代替煤气作为热源，加热炉体，使耐火砖升温。②提高前期装入的冷焦量，保证其在红焦烘炉期间能够持续不间断地进行排焦，使炉内焦炭始终处于运动状态，消除焦炭因静止且温差大而发生悬料，给开产带来不必要的麻烦。

4、本发明的创新点如下：

5、1、取消煤气烘炉，改为红焦烘炉，通过控制装焦速度、排焦量、循环风量，将红焦对砌体的冲击降到最低。

6、2、烘炉前增加装入冷焦量（140-160吨），保证烘炉前期也能正常排焦，消除悬料风险。

7、3、通过循环风量、低压蒸汽量、空气导入量、各放散阀开度等一系列微调，消除温风干燥过程中因蒸汽压力和温度波动带来的升温不均的问题。

8、本发明中出现的t2温度为干熄炉入口温度、t5温度为预存室温度、t6温度为锅炉入口温度、t7温度为锅炉出口温度。

9、本发明提供了一种干熄焦烘炉方法，包括以下内容：

10、步骤一，准备工作：使用长臂挖机（或者是25吨吊车和装载机）将准备好的冷焦装入到焦罐车副罐内，利用出炉间隙装入待烘炉的干熄炉内，装冷焦时将一罐焦炭控制在15分钟装入干熄炉内，当焦炭料位装到雷达料位计显示料位在4米时停止装冷焦。紧急放散阀处提前准备调节板（木板备用），用于调节紧急放散口的开度，进而控制进入干熄炉内的空气量。

11、步骤二，调节干熄炉系统各阀门状态：

12、（1）紧急放散阀：设置空气导入调节板；

13、（2）干熄炉入口挡板：开启；

14、（3）循环风机入口翻板：开启；

15、（4）空气导入阀：关闭；

16、（5）1dc、2dc格式阀：停止运转；

17、（6）干熄炉冷却室各放水点：开启；

18、（7）检修用平板闸门：开启；

19、（8）预存室压力调节阀：关闭；

20、（9）快切阀：关闭；

21、（10）气体分析仪取样管：关闭；

22、步骤三，关闭干熄炉系统各人孔门：包括（1）锅炉上各人孔门；（2）循环气体系统上各人孔门；（3）一次、二次除尘器各人孔门；（4）干熄炉上各人孔门；（5）排出装置各人孔门；

23、步骤四，温风干燥

24、（1）先将低压省煤器水路旁通，利用除氧器循环泵给除氧器升温；除氧器加热过程中，开始锅炉上水，将锅炉中的常温水逐渐替换，送入低压蒸汽进行升温作业，当汽包压力达到0.6mpa，给汽包通入蒸汽；

25、（2）根据升温要求，调节阀门开度：当t6温度（锅炉入口温度）升至150℃时开启循环风机；控制在最小风量(风机转速为额定转速的3％，风量10000m3/h)，通过调节风机转速来调节循环风量；

26、（3）循环风机启动后打开紧急放散阀开始温风干燥，此时干熄炉温度低，锅炉入口温度高，为控制升温速度为5℃/h，可采取以下措施：①循环风机控制5%左右低转速运行；②紧急放散阀全部打开；

27、（4）温风干燥期间应以干熄炉内入口温度t2为主要管理温度，并严格按干熄炉升温曲线进行操作；升温速度为5±1℃/ h，升到140±5℃后保持。温风干燥过程中实际温度与计划温度的偏差应控制在±10℃之内，同时控制预存室温度到120℃以上。

28、（5）随着t2温度的升高，升温速度逐步降低，此时可通过调整循环风机转速及紧急放散阀开度控制升温速度：如升温速度快，可降低循环风机转速或增加紧急放散阀开度；如升温速度慢，可增加循环风机转速或减小紧急放散阀开度；

29、（6）为了控制合理的温度，可能采用的其他调整方法包括：

30、①t5温度上升过快时，可采取减少低压蒸汽吹入量，增加循环风量，增加导入空气量，炉盖开度增加；

31、②t5温度上升缓慢时，可采用增加低压蒸汽吹入量减少导入空气量；

32、③锅炉炉水温度上升，而循环气体温度不上升时可采取关小导入空气量；

33、④t5温度及循环气体温度上升过快时，可采取加大炉顶炉盖开度，增加放出空气量，增加导入空气量；

34、⑤t2温度、t5温度温差变大时，若循环气体温度大于t5温度，则增加循环风量；

35、⑥当p1(循环风机出口压力)压力低于基准，可增加循环风量，若作用不大时，可关小炉顶放散阀或降低炉盖开度；

36、（7）在温风干燥期间应对各放水点进行放水作业（1dc排出部，2dc排出部、旋转密封阀处）等，每班手动排水一次。

37、（8）当打开炉盖无白汽冒出，t2温度为140℃以上，此时温风干燥结束。

38、步骤五，氮气置换：

39、温风干燥结束后，调整循环风机转速至300r/min，关闭炉盖，关闭紧急放散阀，预存室压力调节阀、快切阀保持关闭，预存室放散阀保持打开，控制预存室压力为0-50pa。开启氮气总门（全开），风机前或风机后补氮旁通阀门全开，控制氮气流量3000m3/h以上，开始氮气置换。

40、置换过程中关注气体分析仪氧含量的变化，约1.5小时后气体分析仪显示氧含量＜5%，此时使用便携式报警器在预存室放散阀部位测量放散气的o2含量，确认当氧含量＜5%时视为氮气置换结束，即可进行装红焦升温作业。

41、步骤六，装红焦升温

42、（1）温风干燥结束后开启排焦作业，排焦量控制60t/h进行排焦试验，当排至料位3米时停止排焦准备装红焦作业。

43、（2）装红焦升温以t5为主管理温度，升温速度控制在10℃/h左右，以t6为辅管理温度，升温速度控制在10℃/h左右。

44、（3）装焦前逐步调整循环风机转速至450r/min后准备装红焦升温。

45、（4）为了防止红焦装入后与冷焦温差巨大，造成表层冷焦热应力急剧增大，在干熄炉内形成搭棚现象，后期影响排焦均匀性，甚至造成悬料，所以在装入第一炉红焦前15min将振动给料器振幅调整至5hz，排焦量约在20t/h进行排焦，使装红焦过程中下部冷焦始终处于流动状态。

46、（5）开始装红焦时干熄炉料位低，为保证系统压力不会产生较大波动，必须采用流料的方式装焦，此时需要将提升机切换至手动操作，将一罐红焦控制在15-20min间歇性地流入干熄炉内。

47、（6）为防止装焦时预存室压力大幅度波动，预存室放散阀打开，脱硫阀门装焦调负压投入中央用手动操作。

48、（7）为避免t5温度大幅度上涨，装入红焦后，逐步调整循环风机转速至600r/min；

49、（8）锅炉锅筒升温升压过程中，注意锅炉各部位疏水及排污的管理。当锅炉主蒸汽温度达到420℃时，启动减温水调节阀。

50、（9）装红焦后t5、t6两点温度会持续上升后开始下降。此时应根据实际情况逐步降低循环风机转速至300±30r/min，一方面避免出现循环气体o2含量超过5%的情况，另一方面是避免t5、t6温差过大，影响升温。

51、（10）当t5、t6温度降低到符合10±1℃/h的升温要求时，即可准备装第二炉红焦。

52、（11）第二炉红焦装填完毕0.5小时后，调整振动给料器振幅至10±2hz。

53、（12）干熄炉料位10-11米时主要通过调整循环风机转速、红焦装填频率来控制升温速度；料位11米以上时可通过排焦量、循环风量来控制。

54、（13）锅炉入口温度≥650℃时，停止系统补氮，打开中栓及空气导入阀向系统内导入空气以降低循环气体中h2、co等可燃成分的浓度。

55、（14）当t6温度≥960℃以上时红焦升温结束，可转为正常生产。

56、本发明的有益效果：

57、本发明方法实施后，干熄焦的烘炉时间从原来的15天缩短至8天，可提高7天的焦炭产量；取消煤气烘炉，可节约9天的煤气用量；减少烘炉后续的燃烧器拆除、人孔封堵等作业，进一步缩短投产时间；消除了烘炉过程中发生悬料的风险，使整个过程更稳定顺畅。每天按照多出10炉、每炉45吨计算，提前7天完成烘炉，大约可多干熄10×45×7=3150吨焦炭。