干熄焦焦炭烧损率与蒸汽产量的探讨
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干熄焦烧损率的综合分析作者:王志永来源:《科技创新导报》 2014年第12期王志永(唐山中润煤化工有限公司河北唐山 063611)摘要:在干熄焦焦炭烧损的理论分析前提条件下,通过实际数据统计,研究分析了最大氮气量条件下、最大空气量条件下、最大干熄焦锅炉入口温度三种条件下的综合效益,结果表明最佳干熄焦操作方法是,保证干熄焦烧损最低的前提下,增加干熄焦锅炉入口温度。
关键词:干熄焦烧损率综合分析中图分类号:TQ52文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(c)-0053-02近年来,随着干熄焦技术在国内的大力推广,干熄焦装置的数量也越来越多,截止2010年底,全国已有干熄焦装置100余套,处理能力9000多万t,干熄焦焦炭已成为冶金焦炭中的主流。
随着焦炭干熄化程度进一步增长,焦炭烧损率的问题已成为焦化行业不容忽视的问题。
鞍山焦耐院及新日联设计的干熄焦装置焦炭烧损率的设计值为0.9%左右,而大多数国内焦化厂的焦炭烧损率远远高于这个值。
按照2010年底的全国干熄处理能力来算,2%的焦炭烧损就是180多万t,严重浪费了能源,并且随着更多干熄焦装置的投入运营,焦炭烧损的量将会更多,控制干熄焦焦炭烧损已成为刻不容缓的问题。
该文依据干熄焦生产工艺,在安全控制范围内,综合分析了干熄焦焦炭烧损。
1 干熄焦焦炭烧损的理论分析1.1 干熄焦焦炭烧损的必然性干熄焦循环气体系统具有独特的危险性,为保证操作人员的人身安全和干熄焦装置的运行安全,就要保证循环系统的严密和控制易燃易爆气体成分的含量(循环气体成分见表1)。
干熄焦生产工艺中控制一氧化碳和氢气等可燃气体成分的方法有两种,一种是充氮法,一种是导入空气燃烧法。
充氮法是干熄炉的循环气体入口导入氮气,稀释循环气体中的易燃易爆气体,同时放散掉相应量的循环气体;导入空气燃烧法是在连续升温后的循环气体流经环形烟道时,导入适量的空气,用空气中的氧气燃烧掉部分易燃易爆气体,同时放散掉相应量的循环气体。
探析降低干熄焦烧损率的原因与对策1. 引言1.1 降低干熄焦烧损率的重要性降低干熄焦烧损率对于生产企业来说具有重要性。
干熄焦烧损率是指在生产过程中干馏熄焦过程中产生的焦炭损失率。
这种损失不仅会导致原材料的浪费,还会增加生产成本。
降低干熄焦烧损率可以有效提高生产效率,保障生产质量。
减少焦炭损失也有利于环境保护,降低能源消耗和碳排放。
针对干熄焦烧损率的问题,采取有效的措施降低损失率是非常重要的。
只有通过不断优化燃料选择和供应、改善运行管理和技术操作、加强设备维护和保养,以及定期检测和监控,才能有效降低干熄焦烧损率,提高生产效率,同时减少能源消耗和环境污染。
重视降低干熄焦烧损率的重要性,是每个生产企业都需要认真对待的问题。
【字数:200】1.2 目的和意义降低干熄焦烧损率的重要性在于提高生产效率和节约能源资源,减少生产成本和环境污染。
目的和意义在于改善生产工艺,优化生产效益,提高企业竞争力,实现可持续发展。
通过降低干熄焦烧损率,可以提高生产线稳定性和生产质量,减少生产事故和停工次数,提高生产效率和产品质量,降低资源浪费和环境污染,增加企业盈利和市场竞争力。
降低干熄焦烧损率也是企业责任和义务,是企业符合政府法规和环保要求的基本要求,是企业实现社会责任和可持续发展的必由之路。
因此, 降低干熄焦烧损率对于企业的长远发展和社会的可持续发展具有重要意义。
2. 正文2.1 降低干熄焦烧损率的原因分析1. 燃料质量不合格:燃料质量不合格是导致干熄焦烧损率升高的重要原因之一。
如果燃料含水量过高、硫含量超标或者灰分过多,会导致燃烧不完全,从而增加燃烧产物中的有害物质含量,加剧设备的损耗。
2. 运行管理不当:运行管理不当也是造成干熄焦烧损率升高的原因之一。
可能是操作人员对设备操作不熟练,导致燃烧过程中的温度控制不准确;也可能是设备运行参数不合理设置,造成设备负荷过大或者过小,导致燃烧不充分。
3. 设备老化磨损:设备的老化磨损也会导致干熄焦烧损率升高。
会升高到900 ℃以上成为高温烟气,同时其中还会夹杂一些焦粉和其他一些烟尘颗粒物。
吸收热量的高温烟气在经过除尘和焦粉分离后,进入余热锅炉并与锅炉软水进行热交换。
经过热交换和冷却后的循环气体温度会再次降低至120 ℃左右,由循环风机送入干熄炉进行下一次的热交换;而在余热锅炉内吸收了循环气体热量的软水则会变为高温高压的蒸汽进入厂区蒸汽管网,供汽轮机发电和厂区供暖使用。
2 干熄焦烧损问题的基本原理及其中涉及到的化学反应干熄焦烧损问题的实质就是焦炭与氧气混合所发生的燃烧反应,是焦炭中碳的消耗,会导致焦炭中灰分的增加和焦炭产量的下降。
在干法熄焦工艺中,循环冷却气体的成分以热传递效率较高、化学形态较为稳定且成分低廉的氮气为主,此外还含有少量的一氧化碳、二氧化碳、氧气、氢气和水等物质。
当循环气体在经过一系列的吸热与放热过程时,炉内热传递以及循环气体组分会受到影响,继而使碳的状态也发生变化。
干熄焦热传递的过程中,从化学反应的原理来看主要包括非均相反应和均相反应两种,非均相反应是固体焦炭与气态反应物的反应;均相反应则是炉内氢气、氧气、一氧化碳等气态物质之间的相互反应。
从干熄焦化学反应中不同物质参与的先后顺序来看,又可分为一次反应和二次反应。
其中由碳直接参与的化学反应称为一次反应,反应方程式主要有: C + O 2 = CO 2(1) 2C + O 2 = 2CO(2) CO 2 + C = 2CO (3) H 2O + C = CO + H 2 (4) 2H 2O + C = CO 2 + 2H 2(5)0 引言干熄焦是利用循环气体对红焦显热进行回收利用熄焦工艺,具有资源消耗少、污染排放小、能源回收高和焦炭质量好的诸多优点,是当前节能减排和发展绿色焦化形势下,被各焦化企业大力推广应用的环保型熄焦工艺。
干熄焦系统通过循环气体与红焦显热的热交换,既可以产生大量蒸汽用于发电和取暖供热;同时也没有熄焦水的消耗,焦炭质量也更好。
干熄焦工艺对焦炭质量的影响探讨摘要:文章以干熄焦工艺对焦炭质量的影响为研究对象,首先简单介绍了干熄焦工艺的基本原理,随后着重探讨了干熄焦工艺对焦炭质量带来的种种影响,最后从生产阶段出发,分析了干熄焦工艺对焦炭的影响,希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词:干熄焦工艺;焦炭质量;影响前言:与传统湿熄焦工艺相比,干熄焦工艺虽然有着诸多的优势,但在实际进行焦炭生产时,还需要围绕该工艺,加强其对焦炭质量影响的分析。
从而通过影响分析,采取一些针对性的措施,促使其中积极性的影响得以充分展现,更好地发挥干熄焦工艺的作用优势,从根本上实现焦炭生产质量稳步提升。
1.干熄焦工艺基本原理干熄焦工艺基本原理并不复杂,通过将红焦置于一个弥补的系统环境下,然后采用惰性气体,降低焦炭温度。
在最初,红焦温度约为1000℃左右,然后通过该焦熄工艺,在干熄炉的冷却室内,利用循环鼓风机,吹入惰性习题,不断进行循环热交换。
此时惰性气体会吸收大量焦炭的热能,而焦炭本身温度会降至200℃以内。
而惰性气体在吸收大量热后,温度会显著上升,一般能够达到900摄氏度左右,然后这些惰性气体会进入干熄焦余热锅炉之中进行换热,由此会产生大量的水蒸气,用于发电或者供暖使用。
从中我们也能够认识到,通过采用干熄焦工艺,可以充分回收余热,节约了大量的能源。
一般情况下,在干熄焦工艺的帮助下,能够成功吸收80%左右的红焦显热,这些热量将会被充分应用发电或供暖,节约大量的燃煤,同时还能够有效降低各种污染气体的排放,对自然环境质量改善也有着较为积极的影响。
更为重要的是,通过应用干熄焦工艺,对焦炭本身的质量也会带来相应的影响。
以下是从焦炭质量以及焦炭生产两方面进行分析。
二、干熄焦工艺对焦炭质量的影响(一)增强了焦炭强度干熄焦工艺与湿熄焦工艺相比,在不同的工艺条件影响因素下,对焦炭质量的影响有着非常大差异,比如水分与灰分等,都是非常重要的影响因素。
一般而言,应用干熄焦工艺,更有利焦炭强度的提升。
某焦化厂干熄焦炭损耗探讨【摘要】:治理湿法熄焦对环境的污染、有效回收能源、提高焦炭质量、降低高炉焦比,干熄焦装置已经成为焦炉生产必备。
从干熄焦工艺上看必定会带来少量的焦炭损失,但损失的此部分焦炭燃烧产生热量,供给发电。
【关键字】:干熄焦炭、湿熄焦炭、烧损1.背景某焦化厂现有2×65孔5.5m捣固焦炉,焦炉周转时间25小时,单孔产焦量(干全焦)26.25吨,每孔炭化室操作时间约10.1min。
小时焦炭(干全焦)产量136.5t,最大150t/h。
据焦化厂反应,干熄焦每天产焦量约2950t(包括焦粉),而采用湿熄焦的产焦量约3050吨(干全焦),两者产量差了约100t。
鉴于此,认为干熄装置的烧损率过高,严重影响了焦炭的产量,给整个焦化厂带来了直接的经济损失。
1.现场生产情况烧损率和干熄率都涉及到干熄焦操作中循环气体中CO含量过高问题,设计CO含量控制在<6%,实际正常生产中CO含量都在8~10%之间。
循环气体中CO含量高,需通入大量空气燃烧,烧损大,同时燃烧后产生大量的热量,导致锅炉入口温度T6上升,产气率过高,发电超负荷。
所以首要问题是找到循环气体中CO含量过高的根源。
1.焦化厂给出的生产数据每天干熄110孔,单孔产量25吨,每班8小时生产,其中有1.5小时检修时段。
旁通阀门开度80%(风量约1.8万),空气导入量8500, T6温度约960,排焦温度170,总风量15-16万,,CO含量8%,CO2含量14%,发电满负荷。
生产节奏调整为每天121孔时,T6温度960~970,旁通阀全开,排焦量大约是150t/h,排焦温度200左右,总风量再加导致管试换热器振动严重(因旁通全开)。
CO含量11-12%空导开度最大,发电满负荷下还要开放散。
1.现场收集的生产数据:排焦量约110t/h,总风量约14.6万,空气导入阀门开度在53%左右,导入量约在每小时8800m3。
旁通管阀门开度约50%,导入量约在每小时1.4万m3。
关于干熄焦问题的考察报告针对我公司干熄焦系统运行中存在的锅炉入口温度高、干熄炉浮焦等主要问题,能环部近期组织人员到首钢京唐公司和济钢公司进行了实地考察,主要内容如下:一、锅炉入口温度高我公司干熄焦锅炉入口温度经常在960-1000℃之间运行,超出了锅炉入口温度报警设定值960℃。
为确保锅炉的安全运行,焦化厂采取了补充氮气、每天1-2炉焦炭采用湿法熄焦等措施,但造成了成本上升、干熄焦率降低等问题,进而还影响到了锅炉蒸汽产量及汽轮机发电量。
在与兄弟单位对比以及与相关专业技术人员深入探讨后,初步认为,我公司干熄焦锅炉入口温度高的主要原因有:1、缺少循环气体旁通管首都京唐公司和济钢公司的干熄焦都采用了中日联(新日铁)的技术,与他们比对,我公司干熄焦采用双斜道技术,在循环气体控温上没有安装旁通管。
如下图所示:以京唐公司260t/h干熄焦为例,该干熄焦配有一台37万m3/h 的循环风机。
按照设计要求,其中的3.5万m3/h的循环风量需要放散,用于调节干熄炉压力,3.5万m3/h的循环风量直接通过旁通管进入干熄炉气体出口,用于调节锅炉入口温度。
在实际运行当中,该风机的实际运行效率一直保持在80%以上,旁通管流量约为1万m3/h,锅炉入口温度控制在930℃以下。
而我公司的干熄焦系统,由于缺少旁通管,当锅炉入口温度超标时,只能通过补充氮气或降低负荷来降温,目前我公司干熄焦的氮气补充量在1300m3/h左右,而京唐公司和济钢一般情况下不需要补充氮气,氮气消耗为0。
2、空气导入量大、气料比低根据济钢技术人员提供的经验数据,吨焦空气导入量应控制在110m3-130 m3之间,按照我公司每小时140吨的机时产量计算,吨焦空气导入量应为1.6-1.8万m3/h之间,而目前我公司的实际空气导入量为1.8-2万m3/h之间。
空气导入量大,燃烧放热多,造成了循环气体温度偏高,影响到了锅炉入口温度。
在实际运行中,济钢干熄焦的气料比控制在1300-1400m3/t,我公司气料比一般控制在1200-1300 m3/t之间,气料比过低,造成排焦温度升高,锅炉入口温度高,济钢的排焦温度现为130℃,我公司的排焦温度为160-180℃,根据热平衡我们可以推断,我公司干熄焦系统运行效率较低,这也是我们吨焦蒸汽产生量低的主要原因。
干熄焦炭烧损影响因素及降低烧损的探讨摘要:干熄焦工艺是利用惰性气体来实现赤热焦炭熄灭的一种方法,在提高焦炭质量方面具有显著优势。
在炼铁工业中干熄焦炭烧损影响因素及降低烧损备受关注。
本文介绍了干熄焦生产工艺原理、工艺流程,分析了干息焦烧损的影响因素及降低烧损的措施,希望能够为相关企业降低干息焦工艺烧损提供参考。
关键词:干熄焦工艺;干息焦烧损影响因素;降低烧损措施近年来,我国钢铁领域能耗问题受到了广泛的关注,而在炼钢过程中,炼铁系统的能耗超过了总能耗的50%,干法熄焦工艺是一种利用惰性气体来实现赤热焦炭熄灭的一种方法,在节能、增效、提高焦炭质量等方面具有显著优势,与此同时,干法熄焦炭烧损影响因素及降低烧损进行持续研究,对于钢铁企业节能降耗具有十分重要的意义。
1干法熄焦工艺介绍1.1干熄焦的原理干熄焦是以冷惰性气体(通常采用氮气)进行冷却红焦,吸收了红焦热量的惰性气体温度迅速升高,进而在余热锅炉中经换热重新变冷,冷却后的惰性气体循环回去继续冷却红焦。
在该过程中,焦炭的冷却速度至关重要,一般其与焦炭的块度大小、惰性气体的温度以及惰性气体在焦炭层停留时间等因素有关。
1.2干熄焦工艺流程干熄焦工艺的主要设备有:电机车、焦罐车及其运载车、提升机、装料装置、排焦装置、干熄炉、鼓风装置、循环风机、干熄焦锅炉、一次除尘器、二次除尘器等。
其主要工艺流程如下:(1)电机车与焦罐车电机车是牵引机车,车上备有行走装置和空压机等,用来牵引焦罐车(或熄焦车)和开闭熄焦车车门。
为确保行车安全和对位准确,其刹车系统有三种制动方式,机气阀刹车、电动机反转制动和电磁吸轨器,同时,采用变频调速系统。
大型干熄焦装置一般采用旋转焦罐,使罐内焦炭粒度分布均匀,由于条件限制也可能采用方形焦罐。
电机车与焦罐车正常情况下采用定点接焦方式。
(2)提升机置于干熄焦构架上方,其主要作用为将焦罐(装满红焦)运送至干熄炉的顶部。
(3)装料装置的核心组成设备有加焦漏斗、干熄炉的水封盖以及移动台车。
探析降低干熄焦烧损率的原因与对策干燥过程是多种工业生产中的一项关键工艺,尤其在制糖、造纸、制药等行业中,干燥流程显得尤为重要。
然而,干燥过程中的干熄焦烧损率却成为了制约工业生产效率的一个难题。
这篇文章将探析干熄焦烧损率高的原因及对策。
1. 材料温度不均匀。
在干燥过程中,局部温度过高,一些材料表面会出现干燥不均的状况。
由于温度过高,这些材料可能被烘烤过久,造成燃烧,导致焦烧。
因此,在干燥过程中,必须采取措施增加干燥温度的均匀性,避免局部温度过高。
2. 除尘设备问题。
在生产过程中,干燥过程中所产生的灰尘和烟雾,必须通过除尘设备进行清理。
然而,如果除尘设备处理不当、效果不佳,这些灰尘、烟雾会附着在热点上,加强了局部温度,也会加快了热点燃烧的速度。
3. 物料粉碎不细。
粉末的燃烧速度更快,粗颗粒是难以进行燃烧的。
在干燥过程中,物料粉碎不细,颗粒粗大,干燥时不容易快速去掉挥发部分。
挥发部分占了过高的比例,难以快速将水分去除,加速了燃烧的速度,增加了干熄焦烧损失。
4. 压力过大。
在某些蒸汽加热的干燥设备中,容易出现蒸汽过高,过大的压力会导致氧的供应不足,燃烧不充分,加剧了干熄焦烧的发生率。
二、如何降低干熄焦烧损率1. 优化干燥过程。
如果减少局部温度过高的情况,干燥时更加均匀,会降低燃烧的风险。
建立一个可靠的温度监控系统,掌控干燥过程。
产生干燥的蒸汽、空气也要实现流量、温度等变量的掌控。
合理的掌控各参数能够让干燥过程更加顺利,降低干熄焦烧损率。
2. 加强除尘功能。
增加风量、维护除尘设备,以达到良好的除尘效果,也可以降低焦烧风险。
另外,了解各材料产生的灰尘、烟雾成分、其与热点的联系,是降低焦烧损失的有效手段。
3. 控制物料粒度大小。
将物料粉碎到更细致的颗粒度,在干燥过程中可以充分利用热量效果,并快速去除挥发物质,减少焦烧的可能性。
合理的调节蒸汽压力,保证氧的供应是充足的,燃烧更完备,降低焦烧度。
总结:降低干熄焦烧损率可以通过几个方面着手。
探析降低干熄焦烧损率的原因与对策【摘要】本文主要探讨了降低干熄焦烧损率的原因与对策。
在引言部分介绍了研究背景和目的。
接着在正文部分分析了导致干熄焦烧损的原因,以及提出了三种对策:加强设备维护和管理、优化操作流程和控制参数、提高员工培训和意识提升。
最后对实施效果进行评估。
在结论部分对本文进行了总结,并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究与分析,可以帮助相关企业降低干熄焦烧损率,提高生产效率,降低成本,实现可持续发展。
【关键词】干熄焦烧损率、降低、原因、对策、效果评估、总结、展望1. 引言1.1 研究背景干熄焦烧是在生产过程中常见的问题,会导致生产效率下降,成本增加,甚至影响产品质量和企业形象。
降低干熄焦烧损率是每个生产企业都需要解决的重要问题。
在实际生产中,干熄焦烧经常发生的原因有很多,包括生产设备故障、操作不当、环境条件不佳等。
研究降低干熄焦烧损率的对策,对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
通过对干熄焦烧损率的原因进行深入分析,可以更好地制定有效的对策措施,从而降低干熄焦烧损率,提高生产效率。
本文将结合实际案例,探讨降低干熄焦烧损率的对策,并进行实施效果评估。
通过研究,可以为其他生产企业提供参考,帮助它们更好地解决干熄焦烧问题,提高生产效率,降低成本,提升竞争力。
1.2 目的降低干熄焦烧损率是保证工业生产安全稳定的重要措施,也是提高生产效率和降低生产成本的关键。
本文旨在通过对探析降低干熄焦烧损率的原因和对策进行系统性分析,提出有效的解决方案,帮助生产企业有效降低干熄焦烧损率,提高生产质量和效率。
通过本文的探讨,可以为相关生产企业提供可行的参考和借鉴,推动工业生产的可持续发展。
希望通过这篇文章的研究和总结,为广大生产企业在降低干熄焦烧损率方面提供一些启示和帮助,促进工业生产的安全、高效、可持续发展。
2. 正文2.1 引起干熄焦烧损的原因1. 设备故障:设备故障是导致干熄焦烧损的主要原因之一。
比如设备运行不稳定、设备老化、设备维护保养不及时等都会增加干熄焦烧损的风险。
干熄焦焦炭烧损率与蒸汽产量的探讨
尹勇梁治学(武钢焦化公司,武汉430082)
武钢焦化公司目前拥有两套与2×55孔6m焦炉配套的140t/h干熄焦装置,设计回收焦粉20900 t/a,焦炭烧损量10556t/a,而焦粉产率及焦炭烧损率的实际值均大于设计值。
本文探讨了焦炭烧损率与蒸汽发生量的关系,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。
1 焦炭烧损率的研究
1.1 焦炭烧损率的计算
1.1.1 干熄炉的热平衡计算
红焦装入量为2890t/d,红焦温度约为1050℃,在干熄炉系统充分吸收红焦显热, 且没有空气导入的情况下,根据能量守恒原理有下列关系。
(1) 红焦显热:
Q1 = 4.1868×l 000×0.36908×1050×2890=4.69×109 kJ
(2) 装入红焦的挥发分1.31%,排出冷焦的挥发分0.85%,则挥发分显热:
Q2 = 4.1868×1000×(1.31%-0.85%)×8000×2890 = 4.45×108 kJ
(3) 焦炭燃烧产生热量为33850 kJ/kg,设烧损率为x,则焦炭烧损产生的热量:
Q3 = 33850×2890×1000x = (9.7826×1010)x kJ
干熄炉系统传热效率为83%,则循环气体从干熄炉带入锅炉的总热量:
Q4 = (Q1+Q2+Q3)×83%=(4.69×l09+4.45×108+9.7826×1010x)×83%
=(4.262×109+8.1196×1010x) kJ
1.1.2 锅炉的热平衡计算
(1) 已知450℃过热蒸汽的火含3323kJ/kg, 105℃锅炉给水火含436kJ/kg, 256℃炉水火含1135kJ/kg,锅炉排污率2%,设定蒸汽产量为y t/d,则生产蒸汽消耗的热量:Q5 = (3323-436) ×l000xy+ (1135-436)×1000×2%xy = 2.901×106y
(2) 余热锅炉散热系数qe取1.2%,则余热锅炉散失于周围大气中的热量:
Q6 = Q5×qe= 2.887×106y×1.2% = 3.481×104y
(3) 根据能量守恒定理得出:
Q4 = Q5十Q6,即得y = 276.57x+451.71 (1)
由式(1)知, 干熄焦余热锅炉的蒸汽产量与焦炭烧损率成一次线性关系,140t/h处理能力的干熄焦装置的蒸发量一般在70t/h左右,则日蒸汽产量为1680t。
代入式(1)得烧损率为0.825%,烧损率控制在0.825%时,既可保证蒸汽产量,又可避免因焦炭的过量烧损而引起焦炭产量的降低
1.2 实际运行情况
焦炭烧损率=(干熄炉焦炭装入量-排焦量-焦粉产量)/干熄炉焦炭装入量×100%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地面除尘焦粉产量)都可获得较为精确的数据。
干熄焦余热锅炉所产蒸汽与焦粉产量的统计结果表明,干熄焦系统焦粉产量与蒸汽产量呈线性关系。
当干熄焦余热锅炉产蒸汽量为1680 t时,由式(1)得焦炭烧损率为0.825%,焦粉产率为2.06%。
因此,可以通过焦粉产率来控制焦炭烧损率。
如果焦粉产率异常升高,则系统焦炭烧损率必有异常,此时应该从可燃性气体成分及系统的密封性等方面查找原因。
1.3 焦炭烧损的原因和控制方法
1.3.1 可燃气体成分的控制
经由空气导入阀向干熄炉环形烟道内导入空气,首先被烧掉的是循环气体内的可燃气体,如CO、H2、CH4,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。
1.3.2 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。
1.3.3 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0 Pa。
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。
2 烧损率与锅炉入口温度及蒸汽发生量的关系
2.1 锅炉入口温度与蒸汽发生量的计算
已知锅炉入口温度为900℃时,循环气体各组分含量及各组分比热容见表1。
900℃时循环气体的平均比热容:
C′=1.3786×78% +2.1677×15%+1.3974×6%+1.3221×1% =1.4975 kJ/(m3·℃)
循环风量F=1.8×l05m3/h为定值,则当锅炉入口温度升高10℃时,余热锅炉可多吸收热量:Q′= F t C′=1.8×105×l 0×1.4975 = 2.6955×106 kJ
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:Q5′= (3323-436)×1000y′+(1135-436)×1000×2%y′=2.901×106y′
余热锅炉散失于周围大气中的热量:
Q6′= Q5′qe = 2.887x 106y′×1.2% = 3.481×104y′
由能量守恒定律:Q′=Q5′+Q6′,即:
2.6955×106 = 2.901×106 y′+
3.481×104 y′(2)
整理得y′= 0.92 t
即当循环风量控制在1.8×105m3/h时,锅炉入口温度每升高10℃,余热锅炉多产0.92t/h 蒸汽。
表1 900℃循环气体各组分含量及平均比热
组分N2 CO2 CO H2
组分含量,%78 15 6 1
平均比热,kJ/(m3·℃) 1.3786 2.1677 1.3974 1.3221
2.2 烧损率与锅炉入口温度的计算
焦炭燃烧产生热量为33850kJ/kg,干熄炉焦炭处理量140t/h,干熄炉系统传热效率为定值83%。
当烧损率每增加0.1%时,锅炉可获得热量:
Q7 = 33850×l40×1000×0.1%×83% = 3.9334×106 kJ/h
循环风量F=1.8×105m3/h , 900℃时循环气体平均比热容C′=1.4975kJ/(m3·℃),则当锅炉接受Q7的热量后,在循环风量F=1.8×105m3/h为定值时,锅炉入口温度的上升值:t′=Q7/FC′=3.9334×106/(1.8×105×1.4975)=14.59℃(3)
综合式(2)、(3),当烧损率增加0.1%时,蒸汽发生量将增加1.34 t/h,因此,可认为烧损率与锅炉入口温度及蒸汽发生量均成一次线性关系。
2.3 影响锅炉入口温度的其他因素
2.3.1 风料比的影响
风料比即循环风量与排焦量的比值是干熄焦锅炉入口温度调整的一个重要参数。
风料比过大,会造成锅炉入口温度过低,严重影响锅炉的蒸汽产量;风料比过低,则使锅炉入口温度过高,当锅炉入口温度高于960℃时会引发高温事故,对锅炉金属构件造成损害。
因此,国内外先进干熄焦技术将风料比控制在1000~1500m3/t。
武钢1、2号干熄焦装置最大处理焦炭能力为155t/h,风料比设定为1285m3/t, 则干熄焦循环风机最大风量为1.99×105m3/h。
而干熄焦装置满负荷生产时,排焦量在120~140t/h,则风量控制在(1.7~1.8) ×105m3/h为宜。
2.3.2 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,但是副作用也较为明显。
首先,向系统内冲入氮气会造成整个系统压力的波动,提高了调节难度,严重时会导致预存段压力调节阀的调节失灵,引发事故;其次是向系统内冲入氮气将会造成整个系统温度下降,从而使锅炉的蒸汽产量有所降低。
因此,干熄焦正常生产时只要调节得当,通过调整空气导入量和循环气体放散量,即可使可燃气体成分处于受控状态,不必向系统内通入氮气。
3 结论
(1) 计算结果表明,干熄焦焦炭烧损率可通过焦粉产率来控制,焦粉产率为2.06%时,焦炭烧损率为0.825%左右,此时的蒸汽产能收益较好。
(2) 控制焦炭烧损率可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。
(3) 当循环风量控制在1.8×105m3/h时,锅炉入口温度每升高10℃,余热锅炉可多产0.92t/h蒸汽,而烧损率每增加0.1%,锅炉入口温度可提高14.59℃,余热锅炉多产1.34t/h 蒸汽。
(4) 确定适当的风料比、严格控制系统的冲氮量及提高上游焦炉产量也是影响锅炉入口温度的重要因素。