關(guān)少奎，徐海波，王小海，代爽
（遷安中化煤化工有限責(zé)任公司，河北唐山064400）
摘要：焦化企業(yè)大幅限產(chǎn)期間，焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間逐步延長至70 h，爐溫及焦?fàn)t煤氣發(fā)生量大幅降低，對(duì)焦?fàn)t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?fàn)t工藝管理與爐體維護(hù)措施：工藝指標(biāo)的調(diào)控、爐體竄漏的處理、焦?fàn)t加熱制度的調(diào)整等，有效地解決了限產(chǎn)時(shí)存在的各種問題，保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：焦?fàn)t，工藝指標(biāo)，周轉(zhuǎn)時(shí)間，爐溫，間斷加熱，爐體維護(hù)
遷安中化煤化工有限責(zé)任公司建有6 座JN60-82型焦?fàn)t，設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)時(shí)間19 h，年產(chǎn)焦炭330 萬t，正常生產(chǎn)時(shí)，周轉(zhuǎn)時(shí)間19.5 h。2014 年11 月份北京召開APEC 會(huì)議期間，為保證空氣質(zhì)量，唐山地區(qū)焦化企業(yè)大幅限產(chǎn)，公司逐步延長焦?fàn)t的周轉(zhuǎn)時(shí)間，最長至70h，不足設(shè)計(jì)產(chǎn)能的30%。由于周轉(zhuǎn)時(shí)間延長，導(dǎo)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(zhuǎn)化點(diǎn)以下，否則會(huì)對(duì)爐體造成嚴(yán)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(zhuǎn)時(shí)間期間，對(duì)焦?fàn)t爐溫進(jìn)行調(diào)控，做好爐體維護(hù)，較為順利地完成了減產(chǎn)任務(wù)?，F(xiàn)對(duì)長周轉(zhuǎn)時(shí)間下的焦?fàn)t工藝指標(biāo)調(diào)控方法進(jìn)行總結(jié)，以供參考。
1 工藝指標(biāo)的調(diào)控措施
1.1 標(biāo)準(zhǔn)溫度的制定及調(diào)控
標(biāo)準(zhǔn)溫度是機(jī)側(cè)、焦側(cè)的測(cè)溫火道平均溫度控制值，是在規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間內(nèi)，保證焦餅成熟的主要指標(biāo)。機(jī)側(cè)、焦側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道的溫度差，是保證沿炭化室長向焦餅均勻成熟的指標(biāo)。公司制定了不同周轉(zhuǎn)時(shí)間下的標(biāo)準(zhǔn)溫度，結(jié)合焦炭的成熟情況，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。不同周轉(zhuǎn)時(shí)間下的標(biāo)準(zhǔn)溫度及煤氣量列于表1。經(jīng)實(shí)踐證明，按表1 中的標(biāo)準(zhǔn)溫度、煤氣量及機(jī)側(cè)、焦側(cè)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(zhuǎn)時(shí)間的延長，標(biāo)準(zhǔn)溫度、煤氣用量和機(jī)焦側(cè)吸力都降低較多，為更好地掌握爐溫變化情況，應(yīng)加測(cè)直行溫度,由2 次/ 班改為4 次/班。周轉(zhuǎn)時(shí)間在48 h 以上時(shí)，1# 和2# 焦?fàn)t使用焦?fàn)t煤氣加熱，應(yīng)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?fàn)t使用高爐煤氣加熱，機(jī)側(cè)和焦側(cè)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(duì)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(guān)閉高爐煤氣旋塞，停止加熱20 min，同時(shí)控制適當(dāng)?shù)臋C(jī)焦側(cè)分煙道吸力。雖效果不錯(cuò)，但工作量很大。
1.2 大彈簧的測(cè)量與管理
焦?fàn)t生產(chǎn)中，隨著周轉(zhuǎn)時(shí)間的變化，爐體會(huì)發(fā)生一定的變化，必須經(jīng)常對(duì)彈簧的負(fù)荷進(jìn)行檢查和調(diào)節(jié)。APEC 會(huì)議期間，周轉(zhuǎn)時(shí)間變化較大，當(dāng)周轉(zhuǎn)時(shí)間變更大于2 h，測(cè)量調(diào)節(jié)1 次大彈簧，每座焦?fàn)t由專人負(fù)責(zé)，每爐增配2 名大車司機(jī)，協(xié)助鐵件調(diào)節(jié)，保證大彈簧噸位不小于14 t。
隨著焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，需要逐步降低焦?fàn)t加熱溫度，爐溫降低后，爐體和爐頂橫拉條都會(huì)進(jìn)行收縮，造成焦?fàn)t大彈簧噸位升高；反之，大彈簧噸位則降低。在焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)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(biāo)變化情況
（1）焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間延長至48 h 以后，由于爐溫大幅降低，機(jī)側(cè)、焦側(cè)爐頭平均溫度分別由正常生產(chǎn)時(shí)的1 150 ℃、1 200 ℃最低降至840 ℃和884 ℃。機(jī)側(cè)、焦側(cè)蓄熱室頂部平均溫度分別由正常生產(chǎn)時(shí)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(dāng)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(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)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?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，加熱煤氣使用量逐步降低至正常生產(chǎn)時(shí)的50%，造成空氣過剩系數(shù)增大，廢氣含氧體積分?jǐn)?shù)由3.4%升高至12.0%。
（5）焦?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間延長后，焦?fàn)t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?fàn)t周轉(zhuǎn)時(shí)間后，爐溫變化較大，燜爐時(shí)間較長，焦?fàn)t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(yán)重。
2.1 立火道竄漏的處理方法
焦?fàn)t長時(shí)間燜爐后，爐頂空間溫度升高，導(dǎo)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(jìn)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(huì)造成煙囪冒黑煙。
處理方法：（1）臨時(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)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(duì)磚縫進(jìn)行自然密封。（3）在出焦晾窯時(shí)，對(duì)裝煤口進(jìn)行噴漿。（4）對(duì)竄漏嚴(yán)重的立火道，使用專用灌漿工具，進(jìn)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(gè)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(duì)冒煙現(xiàn)象不明顯的部位，進(jìn)行表面灌漿處理。在著火冒煙嚴(yán)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(shí)后，澆泥漿密封處理。在著火冒煙嚴(yán)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(jìn)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(jī)或攔焦機(jī)，在出焦時(shí)處理。對(duì)輕微跑煙問題，可采用對(duì)磚縫或保護(hù)板縫間進(jìn)行先填塞石棉繩、后抹泥的密封處理方法。對(duì)于跑煙冒火嚴(yán)重的竄漏，需將小爐頭砌體拆除，再用壓縮空氣進(jìn)行吹掃后，對(duì)砌體磚縫進(jìn)行灌漿，然后恢復(fù)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?fàn)t爐頂表面均有不同程度冒煙現(xiàn)象，統(tǒng)一進(jìn)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(jī)側(cè)直管隨爐體發(fā)生位移，導(dǎo)致橋管與集氣管閥體底座處承插口原密封填料損壞而導(dǎo)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(shí)密封，然后使用玻璃水、鐵礦粉、黏土熟料（或?yàn)r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(duì)于閥體底座與橋管發(fā)生錯(cuò)位而導(dǎo)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(shí)密封，然后使用金屬鉛，澆鑄在密封好的石棉繩上部。
3 焦?fàn)t加熱制度的調(diào)整
對(duì)焦?fàn)t加熱制度的調(diào)整，主要有以下方法：
（1）由于焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)比較方便，周轉(zhuǎn)時(shí)間延長至48 h 以后，使用焦?fàn)t煤氣加熱，可減少調(diào)火工的工作量。
（2）為了避免入爐煤氣量發(fā)生大的波動(dòng)，將回爐煤氣入爐前翻板、煤氣預(yù)熱器前翻板和地下室煤氣壓力調(diào)節(jié)翻板關(guān)閉至10%，而將上述翻板全部關(guān)閉至10%時(shí)，高爐煤氣流量約為15 000 m3/h~19 000 m3/h，焦?fàn)t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(yīng)不高于270 ℃，如高過270 ℃，極有可能導(dǎo)致大煙囪冒煙。正常生產(chǎn)時(shí)，分煙道溫度230 ℃左右，3# 焦?fàn)t大煙囪冒煙時(shí)，分煙道溫度已超過280 ℃，廢氣循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部存有積料，會(huì)因高溫作用冒煙。
（4）3#~6# 焦?fàn)t使用高爐煤氣加熱時(shí)，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(shí)能達(dá)到理想的橫排溫度系數(shù)。
（5）均勻編排作業(yè)計(jì)劃，使檢修時(shí)間平均分配，避免長時(shí)間不出焦，煤氣量波動(dòng)太大，集氣管壓力波動(dòng)大，難以控制。周轉(zhuǎn)時(shí)間延長至48 h 后，操作時(shí)間延長至25 min 以上，有利于爐溫調(diào)節(jié)及集氣管壓力的控制。
（6）周轉(zhuǎn)時(shí)間延長至36 h 后，每小時(shí)加熱10 min~20 min，即可補(bǔ)充爐體散失的熱量，據(jù)此可適當(dāng)改變換向時(shí)間間隔，減少操作。
（7）集氣管壓力控制范圍不變，π 型管自動(dòng)調(diào)節(jié)翻板調(diào)節(jié)范圍大致在40%~60%。隨著煤氣量的減少，逐步緩慢關(guān)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(guān)閉設(shè)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(duì)集氣管壓力的調(diào)節(jié)，盡可能采用自動(dòng)調(diào)節(jié)。以上所有措施實(shí)施后，集氣管壓力仍難以達(dá)到控制要求時(shí)，可改用手動(dòng)調(diào)節(jié)集氣管壓力以及通蒸汽保壓。
（8）將換向時(shí)間由30 min 調(diào)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(jìn)之處
4.1 因交換機(jī)檢修，3# 焦?fàn)t煙囪冒煙。當(dāng)時(shí)考慮3# 爐用的焦?fàn)t煤氣，炭化時(shí)間長，對(duì)爐溫影響小，多重利好因素均便于檢修，但對(duì)單向加熱的其他影響因素缺乏認(rèn)識(shí)，造成單向加熱時(shí)間過長，爐頂石墨燒損嚴(yán)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(zhuǎn)時(shí)間達(dá)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(huì)低于70 ℃，全開集氣管兩端DN50 mm 管，通蒸汽進(jìn)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(zhuǎn)時(shí)間延長至48 h 以后，實(shí)踐證明在1 100 ℃~1 200 ℃的加熱標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，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。