浅谈火落管理在捣固焦炉中的使用

浅谈火落管理在捣固焦炉中的使用
浅谈火落管理在捣固焦炉中的使用
苗钧崔纪兴陈伟刚（宝钢集团新疆八钢公司炼铁分公司煤焦化分厂）
【摘要】焦饼中心温度是判断焦炭成熟一个重要指标。

捣固焦炉由于装煤堆比重的问题使得焦饼中心温度的测量显得较为困难。

如何较为简洁的判断焦炭成熟情况，进而判断焦炉加热制度的合理与否成为我们实际生产亟需解决的一个问题。

本文就火落管理中对焦饼成熟情况的判断方法在捣固焦炉中应用的意义及看火装置的安装实施进行表述，希望对大家带来一
些启发。

【关键词】捣固焦炉焦饼中心温度火落
1.前言
加热制度是焦炉热工管理的重要内容。

每座焦炉都应根据装煤量、配煤水分和适当的焦饼中
心温度编制不同结焦时间下的加热制度。

焦饼中心温度是判断全炭化室焦炭是否成熟的一个重要指标。

通常把推焦前30min焦饼达到950-1050℃作为其成熟的标志。

焦饼中心温度是在装完煤的炭化室的机焦两侧两个装煤口（除尘口），按上中下不同高度，各垂直插入三支不同长度的热电偶进行测定。

从装煤开始，每小时测定一次，直到推焦前30min为止。

以最后一次测得的两侧上中下六点温度的
平均值作为焦饼中心温度。

2.火落管理在捣固焦炉中借鉴的意义
捣固焦炉由于其工艺特性所决定，入炉煤的堆比重都在1.05左右。

对于这样的堆比重，要想将测温铁管竖直插进去难度是可想而知的。

由于作业步骤困难，对于焦饼成熟情况的判断我们大多使用炉顶空间温度数值进行参考。

但是我们都知道炉顶空间温度的高低和炭化室装煤高度及燃烧室火焰燃烧长短都有关系，并不能真实反映炭化室内焦
炭成熟情况，也即不能对焦炉加热标准温度确定的合理与否进行准确判断。

如何较为简洁的判断焦炭成熟情况，进而判断焦炉加热制度的合理与否一时成为我们实际生产亟需解决的一个问题。

“火落管理”实际上是就是焦饼成熟的判定。

“火落”一词来源于日本。

“火落”是炼焦生产过程中客观存在的一种现象，它是焦饼基本成熟的标志。

日本采用“标准火落时间”法进行焦炉加热管理。

这种方法与我国传统的方法不同，我国传统的焦炉加热管理方法是“标准温度”法。

我国只有宝钢焦炉采用以“目标火落时间”为主的加热管理方法。

宝钢采用的是“火落管理”的热工管理工艺，它不依赖“标准温度”，它对焦炉加热的热工管理，是以“目标火落时间”为主的。

利用配合煤在炭化室干馏过程中的某些固有特征，可以判定出火落现象发生的时刻，这个时刻叫“火落时刻”，自装煤时刻至火落时刻所经过的时间，就叫“火落时间”。

当焦炉的结焦时间确定以后，就必须确定焦炉加热的“目标火落时间”，它是焦炉热工管理的基础。

自火落时刻至推焦时刻所经过的时间叫“置时间”，焦饼在置时间阶段，焦炉的加热制度保持不变，主要是让焦饼各点的受热进一步均匀化，并使焦饼中心温度逐步升高至成焦的终了温
度。

显然火落管理的核心内容是“焦饼成熟情况的准确判断”，这恰恰是我们需要的判断手段。

3.火落判定孔的安装
“火落”的判断需要通过肉眼对炭化室导出的荒煤气颜色变化进行观察。

这就需要在导出系统的某一部位（如上升管的竖管），预留一个带盖的火落判定孔。

进行火落判定时，揭盖逸出少量的荒煤气，背光用肉眼来观察荒煤气颜色的变化。

通常采用火落管理的，在工程施工时就在上升管处安装火落判定用的观察孔。

对于改造实施火落观察的有两种方法安装火落判定孔：一种方式是提前制作一个上升管，在根部安装火落判定孔，并砌筑衬砖对在用的其中一个上升管进行整体更换。

然后对更换下来的上升管再进行改造，如此反复；另一种方式是提前制作火落判定孔，对处在结焦末期炭化室的上升管根部进行
开洞后直接焊接上火落判定孔
即可；两种方式各有优缺：前者更换的火落判定孔整齐规范，但施工难度较大。

后者更换的火落判定孔虽不太齐整，但操作相对简单（开孔时较为费时）。

我们使用的更换方式为后者：用氧割在上升管选定处开孔，再用?8mm的冲击钻在耐火砖上成辐射状打孔，最终在衬砖上开出大于DN50以上的孔，然后焊接火落判定孔连接管。

火落判定孔的安装需注意：
⑴开孔在上升管根部离炉顶400mm以上；
⑵火落判定孔选用管径在DN80以下；
⑶孔盖与孔座应有一定接合面，并保证密封良好；
⑷火落判定孔连接管与上升管成45°，长度选择以方便观察人员操作为条件。

4.焦饼成熟情况的判断
受热量供、需平衡的影响，“火落时刻”在干馏过程中是个可变点。

热量供给偏大时，火落现象的发生会早些，热量供给偏小时，火落现象的发生会晚些。

“火落管理”的热工管理工艺，其关键是控制结焦过程中发生“火落”的时刻。

使实际的“火落时间”与“目标火落时间”的偏差在规定的范围内，使炼焦效果达到焦饼完全成熟并且所消耗的热量最低。

作为捣固焦炉使用火落观察初衷是为判断焦饼成熟状况，所有只需了解如何判断焦饼成熟与否就可以了。

4.1.火落现象的特征
入炉煤在干馏的后期，会出现一种我们定义为“火落”的现象。

当以下特征出现的时候，就可
判定该炭化室的焦饼“火落”了：
⑴焦饼各点的温度比较一致，均达到900～950℃左右；
⑵荒煤气的颜色由黄色变为兰白色；
⑶荒煤气燃烧后的火焰呈透明的稻黄色；
⑷荒煤气的组分中CH4急剧减少，H2迅速增加；
⑸荒煤气的热值明显降低；
⑹荒煤气温度在火落前一定的时间明显地上升后急剧下降。

4.2.火落的判定方法
利用上述火落现象的六个特征中的任何一个，均可对火落进行判定。

应用较方便的是第2、
3、6特征。

4.2.1根据荒煤气的颜色判定火落
进行火落判定时，揭盖逸出少量的荒煤气，背光用肉眼观察荒煤气颜色的变化。

火落前，荒煤气的颜色是由浓浓的黄色逐渐变淡的；火落后，荒煤气的颜色是兰白色的。

我们将荒煤气的颜色由黄色转变成兰白色的一瞬间定为“火落时刻”。

4.2.2根据荒煤气燃烧的火焰判定火落
在夜间及无法看清荒煤气的颜色时，也可以将上升管内的荒煤气引燃，透过火落判定孔观察荒煤气燃烧时的火焰颜色，火焰转为透明的稻黄色的时刻，即是“火落时刻”。

4.2.3根据荒煤气的温度判定火落
在炭化室荒煤气导出设备的某一部位（如上升管竖管或桥管的中心）设置一支热电偶，用于测量荒煤气的温度。

荒煤气的温度在每个结焦周期，都会出现有规律的变化，利用热电偶，可以检测出荒煤气温度出现最高点的时刻。

这里所讲的荒煤气温度，是指荒煤气离开炭化室以后至被氨水冷却之前的温度。

火落前出现荒煤气温度急剧下降的现象，主要是因为荒煤气的发生量急剧减少，即传热介质急剧减少所致。

5.结论
通过实践表明，利用“火落”管理中的关键内容：火落时刻的判定，以“置时间”保证在1-1.5h 之间来确定焦炭成熟状况，从而判断焦炉加热标温制定的合理与否，在捣固焦炉中应用是行之有效的。

另外，我们通过火落判断孔的观察确定火落时间的出现，并非将热工管理的“标
准温度”法改为“目标火落控制”法，所以只需分段选择4-5个上升管安装火落判定孔即可实
现对焦饼成熟情况的判定。