焦炉烘炉工法

焦炉烘炉工法中冶成工建设有限公司程爱民韩学池卿爱国万明海1 前言焦炉作为重要的炼焦设备，由众多耐火材料砌筑而成，含有大量的游离水和部分结晶水，为满足高温下正常生产使用，需要进行必要的烘炉。

烘炉是焦炉投产前重要而复杂的工艺技术过程，其质量的优劣对焦炉的寿命有着至关重要的影响。

烘炉的燃料通常为固体（煤炭）、液体（燃油）、气体（焦炉煤气、高炉煤气或天然气等）以及固-液结合等。

由于气体燃料具有成本适中、炉体温度控制和调节方便、环保以及利于提高烘炉质量等优点，除新建焦化厂或因其他原因不具备条件的情况外一般均采用气体烘炉。

采用便捷、可靠、投资省的烘炉新技术，是焦炉正常达产的经济、安全、可靠的技术手段。

该工法是根据气体燃料烘炉温度的具体特点，我公司多年与设计、生产单位合作和交流中不断总结后形成的，完成了焦炉施工和烘炉全面服务的技术提升，近几年将在国内各类焦炉烘炉中进行推广应用。

下面以75孔5.5m大型焦炉煤气烘炉进行介绍。

2 工艺特点，编制合理的升温计划表。

，全面采集和监控炉体管理火道温度、直行温度、横排温度、蓄热室顶部温度、箅子砖温度、小烟道温度、端墙温度、分烟道温度以及燃料温度和大气温度。

，按照一定的采集频率采集各点的温度，同时进行显示、统计、分析等。

及时指导对各处的吸力、压力调节等烘炉操作，保证护炉铁件顺利调整。

，结合烘炉各温度阶段燃气的消耗量，采用结构合理，安、拆方便，安全、可靠，操作方便，性能稳定的高调节比燃气燃烧器。

，快速计算过剩供气系数，及时指导烘炉操作。

3 适用范围该工法适用于焦炉气体燃料烘炉操作，也适合于焦炉固体、液体或固-液等燃料烘炉操作指导。

4 工艺原理根据焦炉各部位硅砖的线膨胀系数，按照日最大安全膨胀量要求，编制升温曲线及烘炉升温计划表。

同时根据炉型结构特点及孔数，合理设置炉体管理火道温度、直行温度、横排温度、蓄热室顶部温度、箅子砖温度、小烟道温度、端墙温度、分烟道温度以及燃料温度和大气温度的采集点。

为提高采集精度和频率，选用高精度的热电偶、温度采集模块，借助高效的焦炉烘炉温度自动监测系统，按照一定的采集频率进行温度监测，进行数据显示、统计、分析、备份等，及时指导调温、调压以及铁件调整等操作。

根据燃气的特性，选用自然通风的简易引射式燃烧器，结构简单，性能可靠，操作方便。

采用先进的便携式废气分析仪直接测定各部位O2、CO、CO2气体含量，快速计算过剩供气系数，及时指导烘炉操作。

5 焦炉烘炉工艺流程及烘炉管理5.1 气体烘炉工艺流程烘炉主要由燃气输送系统（流量计、流量变送装置、输送管道、防爆装置）、燃烧系统（燃烧器、风门、阀门）及炭化室内部烘炉小灶等部份组成。

当燃料采用液化石油气或液化天燃气需要设置减压站，需经过减压后减压成工作压力（3500Pa以下），稳压节流后再送炉前烘炉加热系统。

采用固体燃料烘炉时则需另修烘炉小灶。

为了实时、准确的控制燃料气体供应，需在总管道和机焦两侧管道上设置节流孔板和流量计。

加热气体由加热系统产生后，分别流经烘炉小灶、炭化室、干燥孔、立火道、斜道、蓄热室、小烟道完成对焦炉各部位的加热，最后经分烟道、总烟道、烟囱，排入大气。

焦炉气体烘炉流程见图图焦炉气体烘炉流程5.2焦炉烘炉计划编制某75孔5.5m大型焦炉炉体参数见表表 5.5m焦炉炉体参数（75孔）将蓄热室、斜道和燃烧室三个部位，有代表性的砖号各取三块，由国家法定机构测定其硅砖线膨胀率数据，300℃以下，每隔25℃测定一次。

300℃到500℃每隔50℃测定一次，500℃到1000℃，每隔100℃测定一次。

1）干燥期根据经验和冷态砌筑实际情况，干燥期确定为10天。

在保证煤气火焰不熄灭的前提下，尽量减少烘炉气流阻力，适当增加吸力，以保证炉体水分的正常排出。

2）升温期的膨胀率300℃之前采用最大日安全膨胀率0.035%，300℃之后最大日安全膨胀率为0.04%。

3）控制烘炉各阶段燃料燃烧的空气系数，确保炉体高向按比例升温。

4）尽量发挥焦炉大棚的保护作用，炉温至250°C后方可拆除大棚。

5）焦炉改为正常加热前，小烟道温度不得高于450°C。

6）按照焦炉各部位在不同烘炉阶段的温度分配，确定升温计划温度，烘炉期间焦炉上下部位温度分配比例如表表烘炉期间焦炉上下部位温度分配1）焦炉各区域砖样在计划温度下的膨胀率（%）计算蓄热室、斜道和燃烧室各部位砖样在计划温度下的膨胀率（%）。

2）烘炉天数计算与确定在计划温度下，根据各部位三个砖样的最大间隔膨胀率和最大日膨胀率0.035%，确定最大膨胀率和昼夜最大膨胀率，再计算各部位昼夜升温度数和烘炉天数。

3）升温曲线根据蓄热室、斜道和燃烧室三部位的昼夜升温度数，绘制三个部位相应部位的升温曲线。

5.3烘炉前的必备条件和准备工作机、焦侧操作平台施工完毕。

1）炉柱安装就位并调整完毕，记录检查结果；机、焦侧测调用临时操作台安装完毕；蓄热室小炉柱安装就位；炉柱编号牌就位；测量工具准备齐全；完成冷态炉长测量并记录；完成保护板测量并记录；大、小弹簧按规定负荷调整到位并登记记录；作好膨胀、滑动测量标记。

2）纵、横拉条进行纵、横拉条水平调整，用木块垫起，处于水平状态；纵拉条按烘炉规定尺寸加压到位。

3）保护板各处保护板（包括小炉头保护板、燃烧室部位大保护板、斜道区部位保护板、蓄热室部位保护板）安装调整完毕，记录检查结果；炉门框主体就位调整完毕；保护板与炉体间（肩部）缝隙用专用泥浆严密；磨板就位。

炉体清扫、检查完毕；调节砖安放完毕，并记录；测线架安装完毕；炉体正面膨胀缝用干硅酸铝纤维绳填塞；炉端墙30mm膨胀缝清扫完毕，正面用硅酸铝纤维绳密封；干燥孔检查，并清扫完毕。

所有炉盖均用废火泥密封（烘炉前10天）；看火孔盖涂抹黄干油（烘炉前10天）；炉顶表面清理干净（烘炉前10天）；烘炉测温系统辅助物品（电偶座、补偿导线等）准备齐全（烘炉前10天）。

烟道安装检查就位；烟道翻板安装前进行预组装；分烟道、总烟道翻板安装就位；将烟道内的膨胀缝、沉降缝清理干净；机、焦侧分烟道翻板上口土建处理，检查后交安装；烟道内所有测温、测压点计器埋设部分安装就位。

并将废气盘小翻板按规定的开度固定好；烘炉临时用测温、测压点配置就位；轴承注满黄油，翻板动作灵活，开关核对刻印；烟道内所有杂物、积水清除干净；废气开闭器，按设计安装就位；小烟道承插部位临时用硅酸铝纤维绳密封；阀体与烟道弯管间置入硅酸铝纤维绳；废气砣杆提起高度为150mm（角钢30 30，L=150mm）；箅子砖正面测温孔置入塞子砖临时固定；烘炉用测温点安装就位（橡皮塞，温度计）。

1）烘炉小灶、烘端墙外部小灶砌筑完毕；炉顶烘端墙小烟囱制作或砌筑完毕。

2）烘炉及烘烟囱燃煤小灶砌筑完毕。

3）抵抗墙顶中心卡钉埋设完成二次浇注，并测定标高刻印。

4）测线架安装完毕，标记全部完成。

5）焦炉测线架用平台、梯子安装就位。

一线至四线测线架标高如下：一线：▽12680；二线：▽9675；▽三线：6600；▽四线：3700。

6）炉长、炉高、弹簧等作测点标记。

7）烘炉专用温度计、热电偶、测压U型表等专用工具、设施备齐就位。

8）烘炉用控制室准备好。

9）烘炉用材料和工器具准备齐全。

10）烘炉用劳动防护用品备齐。

11）烘炉用台帐、记录表准备齐全。

测线架挂线标记全部完成；炉长、炉高、弹簧等作测点标记；炉长、炉柱曲度冷态测量完成；掌握弹簧负荷与高度对照表；弹簧负荷调至预定数值；炉高冷态测量及其它冷态测量完成；压保护板顶丝调至全炉一致，即距保护板间隙调整为10mm；炉柱地脚螺栓松放至用手拧紧的状态；纵、横拉条提起高度核准（按设计），纵拉条负荷到位；炉端墙30mm膨胀缝作测点标记；抵抗墙垂直度作测点标记；炉柱和保护板间隙测点标记等；作好各种滑动标记：操作台四角、操作台与支柱、炉柱底、单叉处。

并做好支柱的垂直度的原始记录；交换开闭器废气砣用角钢准备完毕；交换开闭器进风口钢板（或石棉板）已安装完毕，并将规定好的风门盖，先放到里面（机侧160mm，焦侧180mm）；废气小翻板全开的标记要明显；与炉体膨胀有关的金属结构、管道等应断开（焦炉膨胀基本结束后再连接）；燃烧室、炭化室、蓄热室进行编号；工具及仪表使用方法掌握熟练。

烘炉人员培训完毕及安全教育合格；烘炉控制室电话安装完毕并交付使用；烘炉用仪表、设备工器具仓库准备好；焦炉用水、电具备外部供应条件，照明符合要求；焦炉用消防设施齐备。

焦炉用水、电具备外部供应条件，照明符合要求。

5.4烘炉燃烧系统设置机焦两侧的煤气管道分别设置有两套孔板（Φ150和Φ100）、两个闸阀和一套流量装置。

每个炭化室的煤气支管与相应煤气管道相连，为便于气体流量调节，在燃气支管设置六套孔板（Φ3、Φ5、Φ7、Φ10、Φ13和Φ15mm）。

燃烧器布置方式见图图燃烧器布置方式根据烘炉热负荷要求，燃烧器功率满足2-3KW到120-130KW的变化，即燃烧器调节比为45~60:1。

根据气体的热值、成分等进行烘炉燃烧器的设计和制作高调节比燃烧器。

燃烧器的助燃空气为自然通风型式，燃烧器设计流速为8-12m/s，结构型式采用简易引射式燃烧器，燃烧器结构如图图燃烧器结构示意图5.5烘炉温度、压力管理1）升温上下温度比例控制炭化室点火初期，采用较大的吸力，增大空气系数，目的是使上下温差缩小，温度接近，在干燥期（150℃前）有利于砌体内水分的排出。

烘炉末期逐步控制砌体上下温度比例，小烟道温度不得高于450℃。

2）烘炉升温控制烘炉过程中将管理火道的平均温度作为升温的控制值，各温度阶段允许波动范围见表表 烘炉温度控制允许波动范围3）燃烧状态除更换孔板外煤气燃烧器不得熄火。

遇全面停火时，必须采取保温措施，并尽快恢复加热。

4）空气过剩系数的检测以及区段空气过剩系数的控制范围空气过剩系数的检测是通过便携式废气仪采样分析完成。

根据测定的O 2、CO 、CO 2含量利用下列公式计算：COCO kkCO O K a +-+=22)(1采用焦炉煤气作为烘炉燃料，kk 取0.43，高炉煤气kk 取0.28，天然气kk 取0.5，式中，O 2、CO 、CO 2为废气相应气体成分体积百分比。

根据烘炉不同阶段控制不同过剩空气系数值以保证烘炉温度的合理分布，见下表表 烘炉温度控制允许波动范围1）烘烟囱的目的在于将烟囱烘干并产生一定的吸力，以备炭化室烘炉初期砌体流动的动力，使用木材烘烤烟囱，在炭化室烘烤前10天进行点火。

烟囱根部砌筑小炉，烘烟囱前，由于烟囱吸力的影响，小炉燃烧旺盛，将排渣口及进风口尽量关小，待吸力达到70-80Pa 开始烘烟道。

2）烟囱端部外侧砌筑小灶，使用木材作为燃料，点火前1#、2#总烟道翻板处于关闭状态。

3）空气开闭器空气砣落下翻板关闭，用石棉绳塞严周围，这是把总烟道翻板关1/3，分烟道翻板开1/2，开始点火烘。