關少奎，徐海波，王小海，代爽
（遷安中化煤化工有限責任公司，河北唐山064400）
摘要：焦化企業(yè)大幅限產(chǎn)期間，焦爐周轉時間逐步延長至70 h，爐溫及焦爐煤氣發(fā)生量大幅降低，對焦爐的安全生產(chǎn)帶來了較大影響。介紹了遷安中化煤化工公司采取的焦爐工藝管理與爐體維護措施：工藝指標的調控、爐體竄漏的處理、焦爐加熱制度的調整等，有效地解決了限產(chǎn)時存在的各種問題，保證了生產(chǎn)的正常運行。
關鍵詞：焦爐，工藝指標，周轉時間，爐溫，間斷加熱，爐體維護
遷安中化煤化工有限責任公司建有6 座JN60-82型焦爐，設計周轉時間19 h，年產(chǎn)焦炭330 萬t，正常生產(chǎn)時，周轉時間19.5 h。2014 年11 月份北京召開APEC 會議期間，為保證空氣質量，唐山地區(qū)焦化企業(yè)大幅限產(chǎn)，公司逐步延長焦爐的周轉時間，最長至70h，不足設計產(chǎn)能的30%。由于周轉時間延長，導致立火道溫度大幅降低，這種情況下，要保證裝煤后爐頭溫度不能降低到硅磚的晶型轉化點以下，否則會對爐體造成嚴重破壞。遷安中化煤化工公司采取了一系列措施，在延長周轉時間期間，對焦爐爐溫進行調控，做好爐體維護，較為順利地完成了減產(chǎn)任務?，F(xiàn)對長周轉時間下的焦爐工藝指標調控方法進行總結，以供參考。
1 工藝指標的調控措施
1.1 標準溫度的制定及調控
標準溫度是機側、焦側的測溫火道平均溫度控制值，是在規(guī)定的結焦時間內，保證焦餅成熟的主要指標。機側、焦側標準火道的溫度差，是保證沿炭化室長向焦餅均勻成熟的指標。公司制定了不同周轉時間下的標準溫度，結合焦炭的成熟情況，進行適當調整。不同周轉時間下的標準溫度及煤氣量列于表1。經(jīng)實踐證明，按表1 中的標準溫度、煤氣量及機側、焦側分煙道吸力操作，能夠滿足生產(chǎn)需要。
從表1 可知，隨著周轉時間的延長，標準溫度、煤氣用量和機焦側吸力都降低較多，為更好地掌握爐溫變化情況，應加測直行溫度,由2 次/ 班改為4 次/班。周轉時間在48 h 以上時，1# 和2# 焦爐使用焦爐煤氣加熱，應控制加減旋塞開度至2/3，保證地下室主管壓力800 Pa 以上, 為保證爐溫合格，采取間斷加熱方式，雙向管道壓力要一致。
3#~6#焦爐使用高爐煤氣加熱，機側和焦側高爐煤氣旋塞開度分別為40%和50%，爐端高爐煤氣旋塞開度為25%~30%，對高爐煤氣的加熱首次嘗試人工間斷加熱，使用高爐煤氣加熱20 min，關閉高爐煤氣旋塞，停止加熱20 min，同時控制適當?shù)臋C焦側分煙道吸力。雖效果不錯，但工作量很大。
1.2 大彈簧的測量與管理
焦爐生產(chǎn)中，隨著周轉時間的變化，爐體會發(fā)生一定的變化，必須經(jīng)常對彈簧的負荷進行檢查和調節(jié)。APEC 會議期間，周轉時間變化較大，當周轉時間變更大于2 h，測量調節(jié)1 次大彈簧，每座焦爐由專人負責，每爐增配2 名大車司機，協(xié)助鐵件調節(jié)，保證大彈簧噸位不小于14 t。
隨著焦爐周轉時間的延長，需要逐步降低焦爐加熱溫度，爐溫降低后，爐體和爐頂橫拉條都會進行收縮，造成焦爐大彈簧噸位升高；反之，大彈簧噸位則降低。在焦爐周轉時間48 h 以后，大彈簧噸位由21 h 的15.4 t 升高到17.8 t。
1.3 其他工藝指標變化情況
（1）焦爐周轉時間延長至48 h 以后，由于爐溫大幅降低，機側、焦側爐頭平均溫度分別由正常生產(chǎn)時的1 150 ℃、1 200 ℃最低降至840 ℃和884 ℃。機側、焦側蓄熱室頂部平均溫度分別由正常生產(chǎn)時的1 150 ℃、1 180 ℃最低降至1 026 ℃和1 044 ℃。
（2）為了減少爐體竄漏，適當增加炭化室正壓，有利于磚縫中石墨的積累，將集氣管壓力自動調節(jié)設定值由190 Pa 提高至210 Pa。
（3）為了保證炭化室高向加熱的均勻性，拉長立火道火焰高度，將看火孔壓力由5 Pa 提高至15 Pa~20 Pa。
（4）隨著焦爐周轉時間的延長，加熱煤氣使用量逐步降低至正常生產(chǎn)時的50%，造成空氣過剩系數(shù)增大，廢氣含氧體積分數(shù)由3.4%升高至12.0%。
（5）焦爐周轉時間延長后，焦爐煤氣發(fā)生量明顯降低，為了保證集氣管溫度不低于70 ℃，循環(huán)氨水流量由480 m3/h 降至270 m3/h。
2 爐體竄漏的處理方法
大幅延長焦爐周轉時間后，爐溫變化較大，燜爐時間較長，焦爐各部位出現(xiàn)了不同程度的竄漏及跑煙現(xiàn)象，其中尤以立火道竄漏、上升管直管根部竄漏、小爐頭竄漏和上升管承插口跑煙較為嚴重。
2.1 立火道竄漏的處理方法
焦爐長時間燜爐后，爐頂空間溫度升高，導致爐頂空間的石墨被燒掉，特別是在靠近裝煤口處和爐頭處，竄漏現(xiàn)象最為明顯。裝煤后，荒煤氣經(jīng)炭化室的磚縫進入相鄰的立火道，在立火道燃燒后，隨下降氣流被抽到煙囪中，由于荒煤氣未經(jīng)凈化且燃燒不完全，會造成煙囪冒黑煙。
處理方法：（1）臨時采取打開看火孔小蓋的方法，可使竄漏的荒煤氣燃燒后從爐頂排出，避免煙囪冒黑煙。（2）將集氣管壓力自動調節(jié)設定值由190 Pa 提高至210 Pa，增加炭化室的正壓，有利于磚縫中石墨的積累，在生產(chǎn)過程中，對磚縫進行自然密封。（3）在出焦晾窯時，對裝煤口進行噴漿。（4）對竄漏嚴重的立火道，使用專用灌漿工具，進行灌漿處理。
2.2 上升管直管根部竄漏的處理方法
直管根部竄漏在兩個部位發(fā)生，直管與底座連接處和直管底座與砌體連接處。對冒煙現(xiàn)象不明顯的部位，進行表面灌漿處理。在著火冒煙嚴重的直管與底座連接處，需要將原石棉繩摳出后，重新填入石棉繩，并用鋼釬搗實后，澆泥漿密封處理。在著火冒煙嚴重的直管底座與砌體連接處，需要將原直管根部表面磚拆除，用壓縮空氣，將原砌筑泥料及雜物清理干凈，再進行間隔灌漿處理，最后將直管表面磚重新砌好。
2.3 小爐頭竄漏的處理方法
小爐頭竄漏數(shù)量較多，安排人員跟隨推焦機或攔焦機，在出焦時處理。對輕微跑煙問題，可采用對磚縫或保護板縫間進行先填塞石棉繩、后抹泥的密封處理方法。對于跑煙冒火嚴重的竄漏，需將小爐頭砌體拆除，再用壓縮空氣進行吹掃后，對砌體磚縫進行灌漿，然后恢復小爐頭砌體砌筑（必須砌筑1 層，灌漿1次）。因爐體膨脹收縮較為劇烈，1#~6# 焦爐爐頂表面均有不同程度冒煙現(xiàn)象，統(tǒng)一進行吹掃后，沿磚縫灌漿。
2.4 上升管承插口跑煙的處理方法
因爐體的膨脹與收縮，機側直管隨爐體發(fā)生位移，導致橋管與集氣管閥體底座處承插口原密封填料損壞而導致冒煙。處理上升管承插口的方法：（1）采取先填塞石棉繩，再搗實密封，然后使用玻璃水、鐵礦粉、黏土熟料（或瀝青、鐵礦粉混合料）攪拌成的混合物，澆鑄在密封好的石棉繩上部。（2）對于閥體底座與橋管發(fā)生錯位而導致形狀不規(guī)則的承插口的處理方法是：采取先填塞石棉繩，再搗實密封，然后使用金屬鉛，澆鑄在密封好的石棉繩上部。
3 焦爐加熱制度的調整
對焦爐加熱制度的調整，主要有以下方法：
（1）由于焦爐煤氣調節(jié)比較方便，周轉時間延長至48 h 以后，使用焦爐煤氣加熱，可減少調火工的工作量。
（2）為了避免入爐煤氣量發(fā)生大的波動，將回爐煤氣入爐前翻板、煤氣預熱器前翻板和地下室煤氣壓力調節(jié)翻板關閉至10%，而將上述翻板全部關閉至10%時，高爐煤氣流量約為15 000 m3/h~19 000 m3/h，焦爐煤氣約為7 500 m3/h，如果爐溫還高，只能采取間斷加熱。
（3）分煙道溫度應不高于270 ℃，如高過270 ℃，極有可能導致大煙囪冒煙。正常生產(chǎn)時，分煙道溫度230 ℃左右，3# 焦爐大煙囪冒煙時，分煙道溫度已超過280 ℃，廢氣循環(huán)系統(tǒng)內部存有積料，會因高溫作用冒煙。
（4）3#~6# 焦爐使用高爐煤氣加熱時，降低蓄頂吸力和提高看火孔壓力，可有效提高爐頭溫度，同時能達到理想的橫排溫度系數(shù)。
（5）均勻編排作業(yè)計劃，使檢修時間平均分配，避免長時間不出焦，煤氣量波動太大，集氣管壓力波動大，難以控制。周轉時間延長至48 h 后，操作時間延長至25 min 以上，有利于爐溫調節(jié)及集氣管壓力的控制。
（6）周轉時間延長至36 h 后，每小時加熱10 min~20 min，即可補充爐體散失的熱量，據(jù)此可適當改變換向時間間隔，減少操作。
（7）集氣管壓力控制范圍不變，π 型管自動調節(jié)翻板調節(jié)范圍大致在40%~60%。隨著煤氣量的減少，逐步緩慢關閉π 型管一道翻板，但一道翻板開度不宜小于30%；隨著煤氣量的繼續(xù)減少，緩慢關閉設置在吸氣管末端的1.4 m 大截門，為防止影響循環(huán)氨水流通，閘板離吸氣管底部的高度不低于200 mm。對集氣管壓力的調節(jié)，盡可能采用自動調節(jié)。以上所有措施實施后，集氣管壓力仍難以達到控制要求時，可改用手動調節(jié)集氣管壓力以及通蒸汽保壓。
（8）將換向時間由30 min 調整為20 min，可以降低分煙道溫度，有利于減輕大煙囪冒煙現(xiàn)象。
4 需改進之處
4.1 因交換機檢修，3# 焦爐煙囪冒煙。當時考慮3# 爐用的焦爐煤氣，炭化時間長，對爐溫影響小，多重利好因素均便于檢修，但對單向加熱的其他影響因素缺乏認識，造成單向加熱時間過長，爐頂石墨燒損嚴重，廢氣流經(jīng)系統(tǒng)溫度升高，造成大煙囪冒煙。
4.2 在周轉時間達60 h 后，通過減小低壓氨水噴頭開度、降低循環(huán)氨水流量等措施，集氣管溫度仍會低于70 ℃，全開集氣管兩端DN50 mm 管，通蒸汽進行保溫，升溫效果不明顯，開始出焦后，溫度才能升上來。
4.3 周轉時間延長至48 h 以后，實踐證明在1 100 ℃~1 200 ℃的加熱標準溫度下，已經(jīng)不能保證爐頭溫度在950 ℃以上，使用高爐煤氣加熱時，無有效辦法，最終爐頭溫度在850 ℃左右。
4.4 為了防止煙囪冒煙，白天將竄漏的立火道的小蓋全部打開，使其燃燒后從爐頂排放，造成竄漏情況有所加劇，給后期增加了工作量。