6m焦炉的耗热量与温度管理

焦炉耗热量影响因素的分析焦炉耗热量是焦炉热工效率的评价指标之一，它不但对节约焦炉煤气，降低能耗有意义，还是考核焦炉结构完善、炉体严密程度、焦炉热工操作及管理水平的主要参考指标。

1 焦炉耗热量现状3座焦炉回炉煤气流量约占总流量的60%，计算得知，1＃焦炉相当耗热量为3.273MJ/kg，2＃焦炉为2.926MJ/kg，3＃焦炉为2.967MJ/kg。

与红旗焦炉耗热量指标(一级焦炉指标为2.715MJ/kg，二级为2.925MJ/kg，三级为3.135MJ/kg)进行对比，可以清楚地看出，丰达公司3座焦炉耗热量明显偏高。

2 影响因素分析2.1 焦饼中心温度1#焦炉焦饼中心温度分布如表1所示。

表1 1＃焦炉焦饼中心温度℃结焦时间/h 13 14 15 16 17机侧上部950 960 980 1000 1000下部960 990 1010 1050 1050焦侧上部950 960 1000 1010 1050下部970 1000 1040 1060 1060焦饼中心温度是焦饼成熟的指标，生产中达到950～1050℃时焦饼便已成熟。

从表1看出，在结焦时间为13h时，焦饼便已成熟，焖炉时间达4h之多。

留一段焖炉时间，可以改善焦炭的质量，但焦炭质量的好坏主要取决于配煤质量和焦炉温度的均匀稳定，焖炉时间过长，焦饼中心温度过高，则焦炭带走的热量越高。

当焦饼温度在1000℃以上时再提高50℃，每kg 煤约增耗热量0.15MJ。

2.2 空气过剩系数1＃焦炉小烟道废气成分及空气过剩系数(α)如表2所示。

为使焦炉立火道内的煤气充分燃烧，要供给过量空气，过量空气与理论需求量之比为空气过剩系数，此值可按废气含量进行计算：表2 1#焦炉小烟道废气成分与空气过剩系数取样点废气成分/％CO2 O2 CO α机侧下降3#烟道5.0 8.6 0.2 1.704#烟道5.2 8.4 0 1.69焦侧下降3#烟道4.4 8.0 1.0 1.604#烟道4.0 8.0 1.2 1.61适宜的α值是1.20～1.25。

6m焦炉热工参数的分析及节能措施汪洋（攀钢煤化工厂，攀枝花617022)根据国家“十一五”钢铁企业发展纲要中节能减排的要求，我厂对新1、2号焦炉的热工参数进行了测量与计算，在此基础上研究了6m焦炉的节能降耗方案，以实现符合国家节能减排要求的焦炉最佳经济运行模式。

1 物料平衡物料平衡计算中取1000kg干煤为基准。

物料平衡参数见表1。

物料平衡G入＝ GM+GS= 1130.58 kgG出= GJ+GV+GB+GA+GZ+GK+GS+GL= 1120.981 kg物料误差η = （G入－G出）/G入×100% = 0.85%计算误差为0.85%<5%，符合行业标准。

2 能量平衡对炼焦炉的热平衡，一般应以焦炉本体为测定体系。

热量平衡参数见表2，根据表2数据计算得出本次标定的2号焦炉的热平衡误差为1.71%<5%, 符合行业标准。

2.1 效率计算1）热效率：η热 = （Q供－Q废－Q不）Q供＝ 81.31%2）热工效率：：η热工 = （Q供－Q废－Q损－Q散）Q供＝68.16%3）窑炉统一效率：η统＝（Q有－Q原）/（Q供－Q原）=67.82%2.2 炼焦耗热量计算1) 相当耗热量。

用湿煤炼焦，以l kg干煤为计算标准，需供给焦炉的热量：q相＝Q1/1000 = 2847 kJ/kg干煤2) 湿煤耗热量。

1 kg湿煤炼成焦炭需供给焦炉的热量：q湿=q相×（100－Mt）/100 = 2518.2 kJ/kg表1 物料平衡参数表2 热量平衡参数3) 干煤耗热量。

1 kg水蒸汽出炭化室所需热量：qs1＝[ (2500+2.06×755) + (2500+748×2.056)]/ 2×0.6782 = 5966.7 kJ/kg由q湿=q干×（100－Mt）/100－qs1(Mt/100)得q干＝［q湿－qs1(Mt/100)］/(100－Mt)×100 = 2067.7 kJ/kg4）相当（换算）耗热量。

第三章焦炉的操作与加热调节第一节装煤与推焦炼焦的生产操作包括装煤、推焦、熄焦以及焦炭产品的筛分分级、运出，整个过程是连续进行的，每一个环节都必须配合好，并严格地按一定的程序和技术要求进行操作，才能确保生产正常稳定地进行。

一、装煤：装煤应装满，装煤量应均匀稳定，要装平，装密实，不应有缺角和凹腰。

煤料顶面(煤线)炭化室之间的距离称为炉顶空间高度。

大型焦炉炉顶空间高度250～300毫米左右。

1#焦炉炉顶空间为300～500毫米。

装煤不满,•炉顶空间就增大,空间温度升高,这不但降低焦炉的产生能力和化学产品质量,•而且炉顶和炉墙石墨增加,严重时会造成推焦困难。

装煤过满,会使炉顶空间过小,影响煤气的流通,使炭化室压力增大,而且顶部会产生生焦。

装煤不平,有缺角和凹腰现象,会产生局部过大或生焦。

装煤不均匀,煤料从炭化室吸热就不均匀,那就会影响燃烧室各火道温度的均匀性,甚至产生高温事故。

平煤不好,还容易堵塞装煤孔,使煤气不能流通而造成推焦困难。

因为对每个炭化室的供热量是一样的,•如果各炭化室的装煤量不均匀,就会使焦炭的最终成熟度不一致。

因此应当搞好装煤的计量和平煤操作,•每个炭化室的装煤量应不超过规定装煤量的1%,•一般为±200公斤左右,评定装煤是否均匀的指标是装煤均匀系数。

一般要求装煤均匀系数在0.9以上.除了装满、装平和装匀以外，在装煤时还应注意快装、少喷煤、少冒烟和平煤杆带出的余煤要尽量少。

二、推焦：严格地按循环推图表推焦，是关系到整个焦炉管理的重要环节，它标志着机械正常运转、炉体维护及时、热工制度稳定而均匀，•也标志着送煤和运焦系统工作的正常。

1、推焦串序和推焦计划：推焦的炭化室孔数很多，而且都按一定的结焦时间炼焦，因此焦炭成熟后的推焦操作必须严格地按一定顺序和时间进行。

因为在焦炉结构和装煤量，煤料性质和结焦时间一定的情况下，燃烧室加热温度是一定的，如果推焦不按规定的时间进行，提前或落后，就会使焦炭不成熟或过火，焦炭不成熟时，生焦收缩不好，和炉墙间的磨擦力增大；过火时，焦块碎，扒焦时容易将焦饼推胀。

焦化厂焦炉炉温管理及调节控制方法(1)、总则。

结焦时间延长，在22—25h间每延长1h，标准温度降低10--15&ordm;C，结焦时间延长到25h以上，炉温基本不变，这时差标准温度控制在1200左右，一般不低于1150。

标准温度降低以后，由于炭化室硅砖积蓄的热量减少和供热强度降低，以及结焦时间的后期焖炉的影响而使直行温度的波动幅度增大，给炉温的管理带来困难，应结合炭化周期内温度变化温度变化规律分析出殃的温度差，不应盲目调节煤气量的供给。

结焦时间延长后，给横排温度的分布带来很大的影响。

结焦时间在22—24h，横排温度曲线的走向逐渐出现变形，结焦时间在30h左右，边火道温度急剧下降，横排曲线变成“馒头”形状。

这种情况的产生是由于下述原因造成的。

炉体表面散热的多少，取炉内平均温度值。

由于焦饼的最终成熟温度与结焦时间的长短没有依赖关系，所以在延长结焦时间的情况下，其炉内平均温度值与正常结焦时间下虽然稍有差别，但不是成正比变化的。

这种因素造成了炉表散热比例的增大。

炉表散热主要靠边火道煤气量和空气量的供应，由于边火道煤气量和空气量的供应（一般多30%--40%的气量）是按正常结焦时间设计的，另外，由于上下部炉头裂缝的啬和蓄热室部位的散热等都给边火道的加热带来不利因素。

因此，随着结焦时间的延长，造成边火道温度不断降低，从而破坏了横排温度的正常分布，横排温度的变形程度取决于边火道温度的下隆幅度。

在高速横排温度时，主要应增加边火道的气量供应以补充啬的散热损失。

一般情况下，应保持边火道温度不低于1050&ordm;C。

所以要采取相应的措施，保证边火道温度值，达到焦饼基本均匀成熟。

(2) 增加边火道煤气量和空气量的方法。

用焦炉煤气加热时，下喷式焦炉结焦时间短于24h,可采用增加边火道貌岸然喷嘴直径的方法增加煤气量，但结焦时间再延长时就不显著了，应采取减小中部喷嘴直拚的办法增加边火道貌岸然煤气量。

如果是处在结焦时间频繁变动和很快可以恢复正常结焦时间时，一般采用在中部火道喷嘴中加铁丝的办法以提高边火道温度。

JN60 6型焦炉的详细信息0000蓄热室顶部温度不得超过1320，最低不低于900。

小焦炉焦炉煤气加热时小烟道温度最高不得超过450，高炉煤气小烟道温度不超过400，分烟道温度最高不超过400。

煤气预热后焦炉煤气为40~50。

地下室煤气总管压力焦炉煤气不小于500Pa，高炉煤气不小于300Pa。

使用混合煤气，焦炉煤气应高于高炉煤气压力200Pa，掺烧焦炉煤气的比例为2-5%，最多不能超过8%。

高炉煤气含尘量不得大于15mg/m3，温度不超过35度，工作岗位CO浓度不得超过30mg/m3.煤气蓄热室任意部位的吸力不得低于5Pa。

集气管煤气温度80-100度，喷洒荒煤气氨水压力0.1-0.15Mpa，氨水温度75-80度，集气管压力120Pa(正负20)。

长时间结焦温度不得低于1100度，22小时标准温度1220/1280度，24小时标准温度1220/1200度。

炉头温度与标准测温火道温度之差应小于150度，与平均值差小于50度。

立火道空气过剩系数α规定为:高炉煤气加热时1.15-1.25，焦炉煤气加热时为1.20-1.30。

焦炉加热方式分类:单热式，复热式。

小焦炉焦炉按煤气供给方式分类:侧入式，下喷式。

炭化室有效容积式装煤炼焦的有效空间，38.5M3.锥度:炭化室焦侧宽度大于机侧宽度，宽度差称为锥度，60mm。

加热水平:燃烧室顶面标准低于炭化室顶面，两者高度之差叫做加热水平，1005mm。

周转时间:某个炭化室从推焦到下一次推焦的时间间隔叫周转时间。

周转时间=结交时间+炭化室处理时间。

结焦时间:煤料结焦过程中在炭化室停留的时间叫结焦时间。

蓄热室:焦炉回收余热预热的部位。

荒煤气导出设备主要包括:上升管，桥管，水封阀，集气管和吸气管。

废气盘点作用:控制进入焦炉加热系统的空气和高炉煤气，同时控制燃烧以后排除加热系统的废气。

焦炉加热设备:煤气管道，废气盘，煤气预热器，煤气混合器，加减旋塞，交换旋塞，孔板盒，水封槽，交换机，流量孔板，测温测压管等。

焦炉炼焦耗热量计算与节能措施（冶金工业规划研究院，Email:dengdpan@）潘登摘要：介绍了炼焦耗热量的概念和几种不同基准炼焦耗热量及煤气热值计算方法，分析了炼焦耗热量的影响因素，提出了几项降低炼焦耗热量措施并分析了其节能环保与经济效益。

关键词：焦炉; 炼焦耗热量; 节能;效益Abstract: The concept and calculation on coking heat consumption and gas calorific value were introduced, and the effects of coking heat consumption were analyzed, several measures to reduce coking heat consumption were offered, and its energy saving, environmental protection and economic benefits were analyzed .Key Words: coke oven, coking heat consumption, energy saving, benefits 焦炉炼焦耗热量是指1kg装炉煤在焦炉中炼成焦炭所需供给焦炉的热量，是焦炉热工效率评价的重要指标之一。

它是评定炉体结构、焦炉热工操作和管理水平以及确定炼焦消耗定额的重要指标，也是确定焦炉加热用煤气量的依据。

炼焦耗热量占整个焦化工序能耗的80%以上，研究炼焦耗热量影响因素，采取有针对性的节能措施，有助于节省焦炉加热煤气用量，降低焦化工序能耗，对节能环保具有重要意义。

1 炼焦耗热量计算炼焦耗热量的计算和表示方法因计算基准和应用条件的差异而有所不同，在生产上主要有以下四种形式：(1) 湿煤耗热量湿煤耗热量是指1kg入炉湿煤炼成焦炭所需供给焦炉的热量，用q s表示。

(2) 绝对干煤耗热量绝对干煤耗热量是指1kg干煤炼成焦炭所需供给焦炉的热量(不包括湿煤中的水分蒸发和加热需要的热量)，以q jg表示。

1 前言
分析6米焦炉煤气消耗的影响因素, 分析焦饼中心温度、炉顶空间温度、空气过剩系数、废气温度、入炉煤水分、炉体严密性等对煤气消耗的影响程度, 提出了降低煤气消耗、提高焦炉热工效率的措施。

焦化厂6米焦炉生产实际情况, 研究煤气消耗的影响因素, 并提出需要采取的改善措施。

2 工艺参数数据
2.1 煤气流量
6米焦炉煤气流量、周转时间情况。

2.2 温度数据
6米焦炉标准温度、废气温度 (烟道) 数据，标准温度，实测温度, 未加冷却值，废气温度情况。

2.3 煤气消耗的计算方法
煤气消耗是以生产1吨焦炭 (干基) 所需消耗的热量。

我们也通俗地称为吨焦煤气消耗。

具体的方法按下式计算:
q焦=(∑V高i*Q高i+∑V焦i*Q焦i) /∑Gi
式中:q焦—生产1吨焦炭需要消耗的热量;GJ/t。

V高i—某日高炉煤气的消耗总量;m³。

Q高i—某日高炉煤气的热值;GJ/m³。

V焦i—某日焦炉煤气的消耗总量;m³。

Q焦i—某日焦炉煤气的热值;GJ/m³。

Gi—某日焦炭的干基产量;t。

∑—表示全月之和。

3 煤气消耗的影响因素
经过现场调研和系统分析, 发现影响煤气消耗的因素很多, 主要有以下几个方面。

3.1 焦饼中心最终温度和标准温度。

6m焦炉热工参数的分析及节能措施汪洋（攀钢煤化工厂，攀枝花617022)根据国家“十一五”钢铁企业发展纲要中节能减排的要求，我厂对新1、2号焦炉的热工参数进行了测量与计算，在此基础上研究了6m焦炉的节能降耗方案，以实现符合国家节能减排要求的焦炉最佳经济运行模式。

1 物料平衡物料平衡计算中取1000kg干煤为基准。

物料平衡参数见表1。

物料平衡G入＝ GM+GS= 1130.58 kgG出= GJ+GV+GB+GA+GZ+GK+GS+GL= 1120.981 kg物料误差η = （G入－G出）/G入×100% = 0.85%计算误差为0.85%<5%，符合行业标准。

2 能量平衡对炼焦炉的热平衡，一般应以焦炉本体为测定体系。

热量平衡参数见表2，根据表2数据计算得出本次标定的2号焦炉的热平衡误差为1.71%<5%, 符合行业标准。

2.1 效率计算1）热效率：η热 = （Q供－Q废－Q不）Q供＝ 81.31%2）热工效率：：η热工 = （Q供－Q废－Q损－Q散）Q供＝68.16%3）窑炉统一效率：η统＝（Q有－Q原）/（Q供－Q原）=67.82%2.2 炼焦耗热量计算1) 相当耗热量。

用湿煤炼焦，以l kg干煤为计算标准，需供给焦炉的热量：q相＝Q1/1000 = 2847 kJ/kg干煤2) 湿煤耗热量。

1 kg湿煤炼成焦炭需供给焦炉的热量：q湿=q相×（100－Mt）/100 = 2518.2 kJ/kg表1 物料平衡参数表2 热量平衡参数3) 干煤耗热量。

1 kg水蒸汽出炭化室所需热量：qs1＝[ (2500+2.06×755) + (2500+748×2.056)]/ 2×0.6782 = 5966.7 kJ/kg由q湿=q干×（100－Mt）/100－qs1(Mt/100)得q干＝［q湿－qs1(Mt/100)］/(100－Mt)×100 = 2067.7 kJ/kg4）相当（换算）耗热量。

6米焦炉长结焦时间状态下的热工管理实践2012年由于受到全球钢铁危机的影响，公司也根据市场需求和经营形势及时作出了生产调整，这样焦炉不能维持正常生产时，需要进行低负荷生产，焦炉一般采用延长结焦时间的方法降低生产能力。

焦炉在延长结焦时间状态下生产时，各项技术指标不达标，焦炉的技术管理也是至关重要的，要采取有效措施。

一、延长结焦时间一般大型焦炉的结焦时间在22h以上的情况下进行低负荷生产，称为延长结焦时间状态下生产。

延长结焦时间的特点是：焦炭成熟后仍在炭化室中停留一段时间然后出焦，结焦时间越长，成熟后闷炉的时间越长。

在一个周转时间内，20～22h前是成熟过程，而20～22h后是闷炉过程。

从理论上讲.大型焦炉的生产能力在低至设计能力的10%时。

焦炉发生的煤气量可以满足最低温度界限时的加热需要。

但考虑炭化室墙面石墨已被烧掉，荒煤气漏失量增加等安全原因，在炉体良好情况下，大型焦炉以不低于设计生产能力的15%为宜，即最长结焦时间为80～100h。

我厂在2012年8月最长结焦时间达到30h。

二、焦炉炉温管理1.标准温度的确定焦炉在长结焦时间状态下生产时，焦炉所需热量减少，需要降低标准温度。

此时在选择标准温度时候需要考虑焦炉边火道温度（炉头温度）。

焦炉边火道温度在理论上低于标准温度100～150℃。

由于炭化室装煤后炉墙温度会急剧下降150～200℃，为避免炉头砖的温度降到晶型转化点以下造成硅砖的损坏，标准温度控制在1200℃左右，一般不低于1150℃。

在确定标准温度时，根据焦饼中心温度分布情况，也缩小机焦侧标准温度温差，缩小5～10℃。

我厂一焦车间在30h结焦时间时，标准温度最低用到1160/1195℃。

在低标温状态下生产时，我厂一焦车间也通过采取措施有效地保证了炉头温度。

一般要求，使用焦炉煤气时，炉头温度平均在1050℃以上，使用高炉煤气时，炉头温度平均在1000℃以上，最低不能低于950℃。

2.横排温度的调节结焦时间延长后，焦炉横排温度的分许带来很大的影响，横排温度曲线走向逐渐出现变形，边火道温度急剧下降，横排曲线变成“馒头”形状。

控制合理的焦饼中心温度从炭化室推出的赤热焦炭所带走的热量是焦炉热量支出中的最大部分。

它的大小主要决定于焦饼中心温度的高低和均匀程度。

目前多数焦化厂焦饼中心温度控制在1070℃，如果能降至1000℃，则耗热量可降约105KJ/kg。

要降低焦饼中心温度，就要选择合适的标准火道温度并使炉温均匀稳定、焦饼均匀成熟和正点推焦等。

控制炉顶空间温度在生产条件相同的条件下，炉顶空间的温度主要决定于炉体加热水平的高低和焦饼高向加热的均匀程度。

在生产中，改变炭化室煤的装满程度和炼焦煤的收缩度，也可使炉顶空间温度产生一定的变化。

所以在保证焦饼高向加热均匀和化学产品要求的前提下，应降低焦饼上部温度，减少荒煤气在炉顶空间的停留时间，降低炉顶空间温度，从而减少荒煤气从炭化室带走的热量。

合理的配煤比和配煤水分在相同结焦时间和加热制度下，当配合煤中气煤从10%增至30%炼焦耗热量将增加54KJ/kg，生产实践证明当配合煤的可燃基挥发分为22～24%时耗热量为最少。

入炉煤的堆比重从0.6g/cm3增加到0.9g/cm3时耗热量减少2.4%。

减少配合煤的水分，能降低炼焦耗热量。

配合煤水分每变化1%，每公斤煤的炼焦耗热量相应增减60～80KJ。

另外，配合煤水分的变化，不仅对炼焦耗热量影响较大，而且还影响焦炉加热制度的稳定和入炉煤堆比重的改变。

当配合煤水分波动频繁时，为保证正常生产，势必要采用较高的标准温度，这就会进一步增加炼焦耗热量。

要降低配合煤水分可采取加强煤场管理，搞好贮煤场的排水设施，对于多雨的南方，采用室内贮煤槽，以及增设煤干燥设备和煤调湿装置均能较好地达到降低和稳定配合煤的水分能大大节约能源增加产品产量和稳定焦炉操作。

加热煤气的种类在一般情况下，焦炉用高炉煤气加热时，其耗热量比用焦炉煤气加热多12～15%。

这主要是因为用高炉煤气加热时废气量多，带走的热量增加（约5%）。

加热用高炉煤气时，不严密处的漏失，从蓄热室封墙不严密处漏入空气与煤气燃烧以及煤气不完全燃烧等造成的热损失也会增加。

焦炉标准温度的动态管理尚文彬焦炉的温度控制依靠直行温度和横墙温度的调节实现，横墙温度调节解决的是焦炉局部单一燃烧室温度的均匀性问题，而直行温度调节解决的是焦炉全炉温度的均匀性问题。

为了均匀加热和便于测量、调节、控制直行温度，在每个燃烧室的机焦两侧各选择一个火道作为测温火道，其温度分别代表机焦两侧温度，所选择的测温火道称为标准火道，标准火道的规定控制值称标准温度。

标准温度是焦炉热工管理的重要指标之一，标准温度确定的是否科学合理，在很大程度上左右了焦炉的热工管理水平。

一、影响直行温度控制的因素焦炉标准温度的高低主要取决于焦炉的炉型和焦炉生产的周转时间，同时又受到焦炉生产多种主客观因素的影响，所以焦炉标准温度的确定要因地制宜，使之更加科学合理。

1.焦炉高向加热均匀性焦炉高向加热温差越大，为了解决炭化室上部焦炭的成熟，就必然提高标准温度。

影响高向加热均匀性的因素有：水平加热高度、煤线高低、加热空气过剩系数、煤气的种类及热值差异、炉体的串漏程度等。

2.炉墙的串漏及变形情况随着焦炉炉龄的增加和频繁的生产作业，炉墙向长向和纵向膨胀，导致炭化室长度增加而宽度减小，而且由于受到焦炭的反复挤压，产生局部变形，这必然影响局部装煤量的变化和热量传递改变，从而改变了标准温度的控制值。

3.蓄热室的蓄热能力及煤气加热换向周期蓄热室的蓄热能力及煤气加热换向周期的长短在很大程度上决定了焦炉废气带走的热量，其中换向周期长短，因换向过程中有短暂的停止加热，并非越短越好，而要视加热的具体情况确定。

4.装炉煤性质及其水分装炉煤性质及其水分的不同，以及煤料配比及水分的波动等, 使相同周转时间内，即使相同装煤量（干煤）所耗热量不同。

5. 焦炉加热管理水平横墙系数的高低、局部火道的加热状况、尤其是标准火道及 其相邻火道是否正常、焦炉热工制度是否科学合理等都影响焦炉 的标准温度的控制。

6. 装煤量及装煤操作方式装煤方式及装煤顺序，影响焦炉装煤量的多少和机焦侧煤量 的分布差异，而产生对热量需求的变化。