焦炉烘炉工法

中冶成工建设有限公司

程爱民韩学池卿爱国万明海

1 前言

焦炉作为重要的炼焦设备，由众多耐火材料砌筑而成，含有大量的游离水和部分结晶水，为满足高温下正常生产使用，需要进行必要的烘炉。烘炉是焦炉投产前重要而复杂的工艺技术过程，其质量的优劣对焦炉的寿命有着至关重要的影响。烘炉的燃料通常为固体（煤炭）、液体（燃油）、气体（焦炉煤气、高炉煤气或天然气等）以及固-液结合等。由于气体燃料具有成本适中、炉体温度控制和调节方便、环保以及利于提高烘炉质量等优点，除新建焦化厂或因其他原因不具备条件的情况外一般均采用气体烘炉。采用便捷、可靠、投资省的烘炉新技术，是焦炉正常达产的经济、安全、可靠的技术手段。该工法是根据气体燃料烘炉温度的具体特点，我公司多年与设计、生产单位合作和交流中不断总结后形成的，完成了焦炉施工和烘炉全面服务的技术提升，近几年将在国内各类焦炉烘炉中进行推广应用。下面以75孔5.5m大型焦炉煤气烘炉进行介绍。

2 工艺特点

2.0.1根据焦炉重要工作部位蓄热室、斜道和燃烧室部位具有代表性的硅砖的线膨胀系数，编制合理的升温计划表。

2.0.2合理设置炉体温度采集点，全面采集和监控炉体管理火道温度、直行温度、横排温度、蓄热室顶部温度、箅子砖温度、小烟道温度、端墙温度、分烟道温度以及燃料温度和大气温度。

2.0.3采用高精度的热电偶、温度采集模块。

2.0.4选用高效的焦炉烘炉温度自动监测系统，按照一定的采集频率采集各点的温度，同时进行显示、统计、分析等。及时指导对各处的吸力、压力调节等烘炉操作，保证护炉铁件顺利调整。

2.0.5根据燃气的成分、热值等特性，结合烘炉各温度阶段燃气的消耗量，采用结构合理，安、拆方便，安全、可靠，操作方便，性能稳定的高调节比燃气燃烧器。

2.0.6选用先进的便携式废气分析仪直接进行立火道顶部、蓄热室顶部、开闭器以及烟道等部位的O2、CO、CO2气体含量测定，快速计算过剩供气系数，及时指导烘炉操作。

3 适用范围

该工法适用于焦炉气体燃料烘炉操作，也适合于焦炉固体、液体或固-液等燃料烘炉操作指导。

4 工艺原理

根据焦炉各部位硅砖的线膨胀系数，按照日最大安全膨胀量要求，编制升温曲线及烘炉升温计划表。同时根据炉型结构特点及孔数，合理设置炉体管理火道温度、直行温度、横排温度、蓄热室顶部温度、箅子砖温度、小烟道温度、端墙温度、分烟道温度以及燃料温度和大气温度的采集点。为提高采集精度和频率，选用高精度的热电偶、温度采集模块，借助高效的焦炉烘炉温度自动监测系统，按照一定的采集频率进行温度监测，进行数据显示、统计、分析、备份等，及时指导调温、调压以及铁件调整等操作。根据燃气的特性，选用自然通风的简易引射式燃烧器，结构简单，性能可靠，操作方便。采用先进的便携式废气分析仪直接测定各部位O2、CO、CO2气体含量，快速计算过剩供气系数，及时指导烘炉操作。

5 焦炉烘炉工艺流程及烘炉管理

5.1 气体烘炉工艺流程

烘炉主要由燃气输送系统（流量计、流量变送装置、输送管道、防爆装置）、燃烧系统（燃烧器、风门、阀门）及炭化室内部烘炉小灶等部份组成。当燃料采用液化石油气或液化天燃气需要设置减压站，需经过减压后减压成工作压力（3500Pa以下），稳压节流后再送炉前烘炉加热系统。采用固体燃料烘炉时则需另修烘炉小灶。为了实时、准确的控制燃料气体供应，需在总管道和机焦两侧管道上设置节流孔板和流量计。加热气体由加热系统产生后，分别流经烘炉小灶、炭化室、干燥孔、立火道、斜道、蓄热室、小烟道完成对焦炉各部位的加热，最后经分烟道、总烟道、烟囱，排入大气。焦炉气体烘炉流程见图5.0.1-1。

图5.0.1-1 焦炉气体烘炉流程

5.2焦炉烘炉计划编制

5.2.1炉体参数

某75孔5.5m大型焦炉炉体参数见表5.2.1-1。

表5.2.1-1 5.5m焦炉炉体参数（75孔）

5.2.2高温膨胀性能试验

将蓄热室、斜道和燃烧室三个部位，有代表性的砖号各取三块，由国家法定机构测定其硅砖线膨胀率数据，300℃以下，每隔25℃测定一次。300℃到500℃每隔50℃测定一次，500℃到1000℃，每隔100℃测定一次。

5.2.3升温计划制定原则

1）干燥期

根据经验和冷态砌筑实际情况，干燥期确定为10天。在保证煤气火焰不熄灭的前提下，尽量减少烘炉气流阻力，适当增加吸力，以保证炉体水分的正常排出。

2）升温期的膨胀率

300℃之前采用最大日安全膨胀率0.035%，300℃之后最大日安全膨胀率为0.04%。

3）控制烘炉各阶段燃料燃烧的空气系数，确保炉体高向按比例升温。

4）尽量发挥焦炉大棚的保护作用，炉温至250°C后方可拆除大棚。

5）焦炉改为正常加热前，小烟道温度不得高于450°C。

6）按照焦炉各部位在不同烘炉阶段的温度分配，确定升温计划温度，烘炉期间焦炉上下部位温度分配比例如表5.2.4-1。

表5.2.4-1 烘炉期间焦炉上下部位温度分配