干熄焦焦炭烧损率的分析及控制方法.pdf

煤化工专业技术论文集
酒钢科技2011年第4期?
干熄焦焦炭烧损率的分析及控制方法
郭锐
摘要:本文探讨了影响焦炭烧损率的原因及控制方法,及如何在保证干熄焦蒸汽产量的前提下
有效控制焦炭烧损率。
关键词:干熄焦烧损率锅炉入口温度蒸汽量
述
酒钢焦化厂目前拥有一套与34焦炉配套的140h干熄焦装置,设计回收焦粉23106.06ua,焦
炭烧损量10269.36/a,而焦粉产率及焦炭烧损率的实际值均大于设计值。以焦化厂34焦炉年产110
万吨焦炭计算,烧损率每增加1%,将减少焦炭产量1.1万吨,所以降低烧损率,对提高焦炭产量,提高
经济效益意义重大。
2焦炭烧损率的计算
焦炭烧损率=(干熄炉焦炭装入量-排焦量一焦粉产量)/干熄炉焦炭装入量x100%。其中,干熄炉
焦炭装入量和焦粉产量(包括干熄焦本体除尘及环境、焦仓除尘焦粉产量)都可获得较为精确的数据。
3焦炭烧损的原因和控制方法
3.1可燃气体成分的控制
经由空气导入阀向千熄炉环形烟道内导人空气,首先被烧掉的是循环气体内的可燃气体,如
cO、H2、CHI,其次是焦粉,最后为小块径焦炭。因此,可以通过控制可燃气体含量的手段来控制焦炭
(焦粉)的烧损率。当导入空气量大时,可燃气体含量低,焦粉的烧损量就大,自然烧损率就高,反之亦
然。因此,适当提高H2和CO含量的控制范围,可以起到降低烧损率的作用。正常生产我们控制CO
含量在4-6%,既能防止可燃气体达到爆炸极限,又能起到控制烧损率的作用。
3.2气体循环系统的密封性
干熄焦气体循环系统正压段(即循环风机出口至干熄炉入口)泄漏,容易造成预存段压力较正常
值低,同时循环气体损失造成N2的浪费。负压段(干熄炉出口至循环风机入口)泄漏,循环系统内因漏
进了空气而造成预存段压力较正常值高,吸入大量空气使循环系统内的O2含量上升,造成焦炭的烧
损
3.3预存段压力的控制
为防止装焦开启炉盖时,炉内气体冒出或外界空气大量吸入干熄炉内烧损焦炭,同时为保持循环
系统压力的稳定性,干熄炉预存段压力的理想控制值为0Pa。但在实际生产中,为便于调节和保证系
统的安全运行,将压力值控制在±50Pa的范围内。
3.4干熄炉料位的控制
焦炭装人干熄炉后,经循环气体冷却后排出。干熄炉料位越低,焦炭在干熄炉内停留时间越短,焦
炭烧损越少,但同时装焦时焦炭落差越大,越容易砸碎,粉焦量越高,治金焦率越低。所以取一个合适
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的料位才能更合理的控制焦炭烧损率。
3.5冲氮量的控制
经由风机前、风机后、干熄炉底部顶吹等各处充氮阀向系统内充入氮气,可以起到降低循环气体
中可燃气体成分含量以及补充循环气体的作用,同时可减少空气导入量,减少焦炭的烧损。但氮气使
用量同时受生产经济指标的影响。
4烧损率与锅炉入口温度及蒸汽发生量的关系
烧损率越高,表明循环系统内燃烧的焦炭越多,产生的热量越多,带人锅炉的热量越多,锅炉蒸发
量越大,一定循环气体流量下,锅炉入口温度越高。当循环气体流量一定时,锅炉人口温度越高,则锅
炉蒸发量越高。其计算关系如下:
已知锅炉人口温度为900℃时,循环气体各组分含量及各组分比热容见表1。
表1900℃循环气体各组分含量及平均比热
组分
N
H
组分含量,%
78
15
平均比热,kJ(m2-)
1.3786
2.1677
1.3974
1.3221
900℃时循环气体的平均比热容:
C=1.3786×78%+2.1677x15%+1.3974x6%+1.3221x1%=1.4995k/(mn2.C)
循环风量F=1.8x10°mh为定值,则当锅炉人口温度升高10℃时,余热锅炉可多吸收热量
Q=FtC=1.8×x10×10x1.4975-2.6955x106kJ
已知450℃过热蒸汽的焓3323kJkg,104℃锅炉给水燴436kJkg,256℃炉水燴1135kJkg,锅炉
排污率2%,设定Q热量传递至余热锅炉可多产y吨蒸汽,则生产y吨蒸汽所需热量
Q1=(3323-430)x1000y+(135-436)x100x2%y=2.901x106y
余热锅炉散热系数qe取1.2%,余热锅炉散失于周围大气中的热量
Q2=Q1qe=2.901x10yx1.2%=3.481x10
由能量守恒定律:Q=Q1+Q2,即:
2.6955×10°=2.901x10%y+3.481x10y(2)
整理得y=0.92
即当循环风量控制在1.8x10°m3h时,锅炉人口温度每升高10℃C,余热锅炉多产0.92th蒸汽。
所以可以适当提高锅炉入口温度来提高锅炉蒸汽量,但同时当锅炉入口温度高于960℃时可能
会引发高温事故,对锅炉过热器炉管造成损害。正常生产我们将锅炉人口温度控制在950℃,既能保
证蒸发量,又能防止锅炉过热器高温损失。
5结论
控制焦炭烧损率可以通过控制循环气体中可燃成分、保持系统的密封性和维持预存段压力稳定
等手段来实现。适当提高锅炉入口温度可以提高锅炉蒸汽量。粉焦产量越高,焦炭烧损越多,烧损率越
高,而粉焦产量直接受焦炭质量的影响,所以,提高焦炭质量对减小烧损率也存在一定的意义。