第39卷第2期
唐山师范学院学报
2017年3月 Vol.39 No.2
Journal of Tangshan Normal University
干熄焦生产工艺的优化控制
浩，牛国强
（唐山钢铁股份有限公司 美锦焦化厂，河北 唐山
要：针对唐钢美锦焦化厂生产过程中存在的问题，对气料比、T6、锅炉入口压力、中央风量与周边风量的配风比例、空气导入量等因素对生产影响规律进行研究。结果表明，控制最佳风料比为1 280 m3?t-1，锅炉总体焦炭产量可提高2.1%。入口压力在-0.8~-1.0 kPa之间，中央周边配风比为0.9，空气导入量为6 200 m??h-1时，T6控制在900 ℃时蒸汽产量最高值达92 t?h-1，且对延长锅炉设备使用寿命有利。
关键词：干熄焦；T6；排焦温度；锅炉入口压力 中图分类号：TQ522
A 文献标识码：
文章编号：17)02-0031-03
DOI：10.3969/j.issn.17.02.009
The Optimization Control of Dry Quenching Manufacturing Technique
BIAN Hao, NIU Guo-qiang
(Meijin Coking Plant, Tangshan Iron and Steel co. LTD, Tangshan 063000, China)
Abstract: The effect of the ratio of gas to material, the temperature of boiler entry (T6), the pressure of boiler entry, the central air volume and air distribution of the surrounding air volume ratio and air import quantity on the production was studied to solve production problems in Meijin Coking Plant of Tangshan Iron and Steel co. LTD. The results show that the yield of coke can be raised by 2.1% when the condition was controlled with the following: the pressure of boiler entry which is around -0.8 to -1.0 kPa, the surrounding air volume ratio and air import quantity of 0.9 and air import quantity of 6 200 m??h-1. When T6 is 900 ℃, steam production of 92 t?h-1 can be obtained, and the service life of boiler equipment was prolonged.
Key Words: the tempera tempera the pressure of boiler entry
干熄焦生产工艺特点
干熄焦是焦化厂中最重要的生产单元之一。装满红焦的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，起重机将焦罐提升并送至干熄炉炉顶，通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至平均200 ℃以下，经排出装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。经过与红焦换热的高温惰性气体再与锅炉水进行换热，使锅炉水变为高温高压蒸汽后送至用户[1]。由于传统的水熄焦工艺既浪费水资源，又污染环境，并且无法对红焦显热进行回收利用。因此，国家相关部门已经强制要求焦化行业必须配备干熄焦生产单元。
目前，唐钢美锦焦化厂的干熄焦运行基本平稳，但仍存在排焦温度高（目前为190~200 ℃）、气料
比高（1 560 m?/t）、系统压力不稳定、T6温度（锅炉入口温度）有待优化、焦炭浮起次数过高、焦炭偏析严重、焦炭烧损率高等诸多问题。这些问题的存在对能耗、设备寿命都有不利影响，严重时还会影响焦炭生产的连续性。本文通过对排焦温度、T6、预存室压力和系统各压力点的控制，以及与这些操作密切相关的辅助手段来达到稳定生产、提高产品产量的预期目标。
气料比对焦炭温度的影响
通过中控室操作，设定风量和排焦量（即气料比），稳定运行1 h后，采集中控画面排焦温度数据。
T6 对蒸汽产量影响 通过中控室操作，调整T6温度稳定30 min后，采集中控画面蒸汽流量数据。
────────── 收稿日期： 作者简介：边浩（1980-），男，北京人，工程师，研究方向为化工、焦化。
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36.锅炉排污：
锅炉运行时，通过锅炉给水进入锅炉内的杂质，仅有很少部分会被饱和蒸汽带走，大部分留在锅炉水中。如不采取措施，随时间的推移，炉水中含盐量、水渣量将越积越多，不仅会影响蒸汽品质，而且可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行。因此，为了使锅炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下和排除锅炉水中的水渣，在锅炉运行中，必须经常放掉一部分锅炉水，并补入相同量的给水，这叫作锅炉排污。
锅炉排污分连续排污和定期排污两种方式：
36.1连续排污：
也叫表面排污或上部排污，这种排污方式是从锅炉锅筒内含盐浓度最大的部位连续放出锅水，以维持额定的锅水含盐量。
36.2定期排污：
也叫间断排污或底部排污，这种排污方式是补充连续排污的不足，定期从锅炉水循环系统的最低点，短时间内快速排放锅炉水，从而排除锅炉水中的沉淀物，以改善锅炉水的品质。
进行定期排污时，应注意以下几点：
排放速度应很快，以利于水渣和沉淀物的排出。
每次排放的时间应很短，因排放时间过长会影响锅炉水循环的安全。
定期排污的间隔时间，应根据锅炉水水质来确定。
定期排污一般最好在锅炉低负荷时进行，因为此时水循环速度低，水渣下沉，排放的效果较好。 定期排污前应适当提高水位，以免锅炉缺水。
锅炉发生事故时（满水事故除外），应立即停止排污。
g.定期排污水的温度和压力都很高，只有降温降压后才能排入工厂排污水系统中，通常设排污井来降温。
锅炉投入运行的初期，需加强定期排污，以排除锅炉水中的铁锈和其它水渣。
37.锅炉给水除氧及锅内水化学处理：
干熄焦锅炉锅内水化学处理是采用向锅炉内加磷酸三钠溶液的方式。
给水除氧处理是采用给水经大气式热力除氧器加热除氧的物理方式和加联氨溶液辅助除氧的化学处理方式。
37.1锅炉给水除氧原理：
金属最严重的腐蚀是电化学腐蚀。在锅炉设备里，锅筒、管道等一般是碳钢，它们在炉水中构成了以钢中的碳（FeC3）为阳极、铁为阴极的微电池活动的必要条件。在炉水中的大量盐分提供了必要的电池电解液之后，发生了一系列的微电池反应：
Fe－2e→Fe
＋2＋ 阴极
2H＋2 e→H2↑（炉水呈酸性时）
O2＋2H2O＋4 e→4OH（炉水呈碱性时）
炉水一般应维持微碱性，因此后一反应是构成腐蚀的重要的电化学反应，氧是电池反应的重要条件，
在锅炉给水的除氧方面，就是利用氧的溶解度性能和化学性质，设法将水中氧除去。
目前应用最普遍的几种除氧方法是：大气式热力除氧、真空除氧、解析除氧和钢屑除氧。干熄焦锅炉系统的给水除氧一般采用大气式热力除氧方式。
a.大气式热力除氧：
由上图可以看出，当水温升到100℃左右时，由于水的蒸汽分压力迅速增加，促使氧气在水上部空间所占分压力的百分数迅速减少，水中溶解氧的含量趋向于零。因此，在给水进入锅炉前，可先引入除氧器中，用通入蒸汽将给水加热直到沸腾的方法，使溶解在水中的氧气等气体逸出到水上空间，随着部分蒸汽一同排入大气中。
根据这一原理制造的除氧器称为大气式热力除氧器。
热力除氧器除氧效果的好坏，与设备结构和运行工况有直接的关系。
一般要求除氧器内水和加热蒸汽分布均匀、流动通畅及水和蒸汽之间有足够的接触空间和时间。
除氧器运行时应注意以下几点：
1)水应加热到沸点：因沸点是随水面上压力的不同而不同的，所以在除氧器运行中应根据除氧器内的压力来查对其沸点。即应注意加热蒸汽量和水量调节的问题，以确保除氧器内的水保持沸腾状态。如自动调节系统达不到要求时，应在现场手动开启辅助加热蒸汽阀门进行通汽加热。
2)解吸出来的气体应能通畅地排走。否则会由于除氧器内蒸汽残余氧量过多而影响水中氧扩散出去的速度，使出水含氧量增大。
3)保证除氧器工作压力稳定：除氧器排气是通过除氧头上的排气阀实现的，应确保除氧器工作压力为0.02MPa以上，高于外界大气压，以利除氧头排气通畅，也能防止外界空气窜入除氧器中影响除氧效果。除氧头排气阀的开度可根据现场调整来确定。
4)进入除氧器的补充水量应连续和稳定。否则对除氧效果会有一定的影响。）
在热力式除氧器运行过程中，空气引出管应经常冒出微量的蒸汽。
b.锅炉给水的化学处理：
锅炉给水化学处理方法一般采用加联氨药液处理的方式，能够消除给水中残余溶解氧，减缓炉内氧化铁结垢与腐蚀。
联氨除氧的原理：
联氨〔N2H4〕在常温时，为一种无色液体，有象氨的气味，剧毒，易燃。
在大气压力为0.1MPa下， 凝固点为1.4℃，沸点113.5℃;在25℃时，密度为1.004g／凝固时体积缩小。
联氨吸水性很强，易溶于水和乙醇。联氨遇水会结合成稳定的水合联氨〔N2H4?H2O〕。水合联氨是无
为了保证联氨除氧的效果，一般需要满足以下几个条件：
a.必须使水维持一定的PH值。
因为联氨必须处在碱性水中才能是强还原剂，而且它和溶解氧的反应速度与水的PH值有密切关系，当PH值在9～11之间时，反应速度最快。
b.必须使水中联氨有一定的过剩量。
在PH值和温度相同的情况下， N2H4过剩量愈多，除氧所需时间愈少，即反应的速度愈快，效果愈好。 但在实际运行中，N2H4过剩量应保持适当，因为如过剩量太大，不仅会多消耗药品，而且有可能使反应不完全的联氨带入水蒸汽中，影响蒸汽的品质。
联氨加药注意事项：
一般采用浓度为40%的N2H4?H2O溶液。
其加药量应有以下考虑：
联氨除氧的加药量，除考虑和给水中溶解氧化合所需的外，还应该考虑联氨与给水中铁、铜氧化物作用的消耗量，以及为了保证反应完成和防止有偶然漏过氧所需的过剩量。
在进行联氨处理的最初一段时间，由于N2H4还会被给水系统中金属表面的氧化物所消耗，所以在这个阶段中采得的省煤器入口给水样品中往往不含有N2H4，所以为了缩短这个最初阶段，联氨的起始加药量
应较大些。待给水中有过剩N2H4出现时，再逐渐减少加药量。
c.联氨具有挥发性、有毒、易燃烧，所以在保存输送和化验等方面，应特别注意：
联氨的浓溶液应密封保存，靠近联氨浓溶液的地方不允许有明火。
搬运联氨时，工作人员应配备胶皮手套和护目镜〔或面罩〕等防护用品。在操作联氨的地方，应有良好的通风和水源。
对联氨进行化验时，不允许用嘴吸移液管来吸取含有联氨的溶液。
d.加联氨后的蒸汽不能用于蒸饭、直接洗浴等生活用汽。
37.2 锅内水处理：
干熄焦锅炉一般采用向炉内加磷酸盐溶液，来阻止锅炉产生钙垢。
锅内水处理基本原理：
通过加磷酸盐溶液的方法，使锅炉水中维持一定量的过剩磷酸根〔PO4〕，使锅炉水中Ca含量非常小，难以和炉水中残留的SO4或
SiO3化合形成钙垢。
在炉水的高温及碱性环境下，发生如下反应：
10Ca＋6 PO4＋2 OH→Ca10〔OH〕2〔PO4〕6
生成的碱式磷酸钙〔Ca10〔OH〕2〔PO4〕6〕是一种非常难溶的化合物，在炉水中形态为松软的水渣，不会粘附在锅炉内，随锅炉排污容易排除。
当然，锅炉水中的PO4也不应太多，太多了不仅使药品耗量增加，而且会引起下述后果：
增加锅炉水的含盐量，影响蒸汽品质。
可能与锅炉内微量的Mg反应生成Mg3〔PO4〕2，其溶解度非常小，能粘附在炉管内形成二次水垢。 因此，只要能达到防垢的目的，锅炉水中PO4的含量也不宜过高。
常用的药品为Na3PO4?12H2O，一般采用在磷酸盐溶解箱中用除盐水将固体磷酸盐溶解成1%～5%的磷酸盐溶液，再用加药泵送至锅炉的方式。
实际加药量应该根据锅炉水维持的PO4含量，通过调整后得到具体药剂量。
因为锅炉水的磷酸盐处理实际是增加锅炉水的含盐量，因此，为了既能保证处理效果，又不影响蒸汽品质，需注意以下问题：
a.给水的残余硬度应小于5μmol/L，以免生成锅炉水渣太多，增加锅炉排污，甚至影响蒸汽品质。 b.应使锅炉水维持一定的过剩PO4量。
c.及时排除生成的水渣。
d.对于结垢的锅炉，因PO4能与先前生成的钙垢作用，形成水渣或脱落，有可能影响到蒸汽品质，因此在进行磷酸盐加药处理前，必须先将水垢处理掉。
e.药品应比较纯净，以免杂质进入锅炉。其品质一般应符合以下标准：
Na3PO4?12H2O不少于95%，不溶性残渣不大于0.5%。
38.自动调节：
在干熄焦锅炉系统运行过程中，由于外来干扰而使运行工况发生允许范围内的偏移时，自动调节能自动进行必要的操作来抵消干扰的影响，以使运行工况恢复正常。
3－3－3－3－2＋3－2＋3－－2－2－3－2＋
b.过热蒸汽温度自动调节：
是维持过热器出口蒸汽温度在允许范围之内，并保护过热器使其管壁温度不超过允许的工作温度。 一般采用改变减温水量的方式来调节过热蒸汽温度。
根据减温器的结构不同又有表面式减温器和喷水式减温器。
表面式减温器过热蒸汽温度自动调节系统：
其优点是减温水不与蒸汽接触，蒸汽品质不受冷却水质的影响。但它调温不如喷水式灵活，调温幅度亦小，而且减温器的安装位置对过热蒸汽温度的调节有明显的影响。面式减温器一般可以使温度下降40～50℃，减温水量占给水量的40%～60%，可以用减温水调节阀来控制。
喷水式减温器过热蒸汽温度自动调节系统：
喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中以达到降温的目的。喷水减温器结构简单，调温能力大而惰性较小。
干熄焦锅炉系统采用喷水式减温系统，系统见上图。
c.除氧器压力自动调节系统：
大气式除氧器因除氧器为定压运行，除氧器压力自动调节系统采用控制除氧器加热蒸汽空间压力的方法，保证除氧器工作压力稳定，以达到良好的除氧效果。
d.水位自动调节系统：
除氧器水箱的作用是为了保证锅炉有一定的给水储备量。除氧器水箱水位在运行中要求维持稳定，水位太低，会由于储水量不足而危及锅炉安全运行，并可能使给水泵入口汽化；水位过高，会防碍除氧器除氧。因此要求除氧器水箱液位不得过高或过低，以保证除氧效果和运行安全。
e.主蒸汽压力自动调节系统：
根据二级过热器出口主蒸汽压力调节干熄焦锅炉蒸汽压力，保证干熄焦锅炉蒸汽压力稳定。
f.外供主蒸汽压力自动调节系统：
根据外供主蒸汽压力进行调节，保证外供主蒸汽压力不受干熄槽生产正常波动的影响。
39.锅炉事故：
指锅炉运行中，因受压部件、附件或附属设备发生故障或损坏，造成锅炉设备停止运行或减少供汽、
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一、干熄焦工艺流程
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　III 炼焦工艺技术规程 1 范围 6m 焦炉规程 本规程规定了鞍钢股份有限公司炼焦总厂 6m 焦炉、外运焦炭皮带系统转运站除尘工艺 技术内容及要求。 本规程适用于鞍钢... 　二、1.炼焦车间工艺规程 1.1 工艺流程 炼焦煤仓 推焦车 捣固装煤车 焦炉煤气 高炉煤气 上升管 焦炉 装煤烟尘 集气管 荒煤气去化产 除尘干管 拦焦车 出焦... 　建龙钢铁有限公司 焦化厂 工艺技术规程第 1 页共 16 页 编号: 批准日期: 生效日期: 鼓冷岗位工艺技术规程 1、 工艺简介: 来自焦炉～82?C 的荒煤气与焦油和... 　24页 免费 炼焦工艺技术规程 16页 10财富值如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ... 　神华蒙西煤化股份有限公司焦化一厂 WHNYMXJH1/ZD-B-2012 工艺技术规程 版次:B/0 弱粘煤 RN 22 32 &20.0--28.0 &28.0--37.0 &30.0--28.0 &28... 　焦化厂 工艺技术质量管理制度 焦化厂 发布 工艺技术质量管理制度 工艺管理制度一、范围目的 本制度规定了工艺管理的组织职责、工艺规程、岗位操作规程、 工艺变更管理... 　管理内容和要求焦化厂包括炼焦车间、回收车间、备运车间、机动科、生产技术科化验室五个单位, 与质量体系运行有关的单位必须依照本规程进行岗位、工艺间的操作管理。... 　8.6 测温工工艺技术要求 密级:绝密 Q/AG J 06.01.05.118-2012 焦化厂五炼焦车间工艺技术规程 第 4 页/共 15 页 1、标准火道规定为第九火道和二十六火... 　临汾万鑫达焦化有限责任公司 4 工艺技术操作规程 拦焦司机操作规程 1、岗位职责 1.1 直属炼焦车间领导,在班长、焦侧组长带领下进行工作,完成其布 置的工作任务。...