特殊工況下延長干熄焦外供蒸汽時間的措施

攀 鋼 技 術(shù) 15 特殊 工況下 延長干熄焦外供蒸汽時間的措施 鐘定璇 （攀鋼煤化工廠） 摘 要： 攀鋼新 1#、 2#焦?fàn)t干熄焦裝焦、排焦均為單系統(tǒng)，在設(shè)備出現(xiàn)故障或正常檢修時，延長外供蒸汽時間較短，蒸汽頻繁發(fā)生解列。針對此問題進(jìn)行了分析，對停裝焦、停排焦這一特殊情況下延長蒸汽外供時間的操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。目前，焦?fàn)t停排焦后，保外供蒸汽時間延長至 5 h，保證了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免了頻繁檢修或故障而引起的蒸汽解列。 關(guān)鍵詞： 焦?fàn)t；干熄焦；裝焦；排焦；保溫保壓；外供蒸汽 0 引言 干熄焦是一種利用熾熱焦炭和惰性氣體直接接 觸換熱的新型熄焦工藝。惰性氣體直接 吸收紅焦顯熱，并利用余熱鍋爐來冷卻惰性氣體。惰性氣體在干熄焦系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)利用，從而使焦炭不斷被冷卻，鍋爐吸收熱量后產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電或并網(wǎng)使用。 攀鋼 干熄焦 系統(tǒng)自動 控制水平較高，且紅焦運(yùn)輸系統(tǒng)、排焦系統(tǒng)等都是單系統(tǒng)運(yùn)行，工序間銜接緊密，如果其中任何一個系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會造成蒸汽供應(yīng)中斷，從而影響整個公司的蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行，對公司產(chǎn)能和效益產(chǎn)生直接影響。因此，設(shè)備故障或計(jì)劃性檢修情況下，延長外供蒸汽時間的操作控制就顯得尤為重要。 所謂干熄焦的保溫保壓，實(shí)際就是干熄焦鍋爐的保溫保 壓，是指盡量維持干熄爐的溫度和鍋爐汽 包的壓力，或者盡量延緩干熄爐溫度和汽包壓力下降的速度 1。當(dāng)干熄焦因紅焦裝入系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障，短時間內(nèi)不能裝焦時，或因冷焦排出系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障而無法排焦時，應(yīng)對干熄焦裝置進(jìn)行保溫保壓操作。 攀鋼干熄焦投產(chǎn)初期，由于經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定等原因，停裝焦、停排焦的情況頻繁發(fā)生，保蒸汽外供時間最長僅 40 右（各項(xiàng)控制參數(shù)變化情況如表 1 所示），造成蒸汽并網(wǎng)中斷頻繁，影響了整個公司的穩(wěn)定生產(chǎn)。為此，針對攀鋼干熄焦外供蒸汽中斷頻繁的情況，對優(yōu)化干熄焦系統(tǒng)保溫保壓操作進(jìn) 行了研究。 干熄焦系統(tǒng)的保溫保壓操作主要有三種情況：停裝焦可排焦；可裝焦停排焦；停裝焦停排焦。其中，停裝焦停排焦的操作難度最大，下面主要針對這一特殊情況下保外供蒸汽所采取的措施進(jìn)行介紹。 表 1 保外供蒸汽試驗(yàn)干熄焦各項(xiàng)控制參數(shù)變化情況 時間 / 存室料位 /t 鍋爐入口氣體溫度 / 循環(huán)風(fēng)量 /（ h 1) 預(yù)存室 壓力 /入空氣量 /（ h 1) 減溫水量 / (th 1) 主蒸汽 流量 /(th 1) 溫度 / 壓力 / 58 125 597 0 473 80 0 14 120 502 1 123 75 0 82 115 126 0 348 79 0 41 111 005 0 521 73 0 96 106 709 0 309 0 69 影響干熄焦外供蒸汽時間的因素 影響干熄焦延長外供蒸汽時間的主要因素有 :停裝焦、停排焦時各項(xiàng)參數(shù)的狀況、旁通流量調(diào)節(jié)、循環(huán)風(fēng)量調(diào)整、循環(huán)氣體可燃成分和空氣導(dǎo)入量等。在停裝焦、停排焦情況下，對鍋爐入口氣體溫度的下降趨勢的控制是延長干熄焦外供蒸汽時間的決定因素。而停裝焦、停排焦后鍋爐入口氣體溫 2009 年第 32 卷第 2 期 16 度（即 度）越高（ 960 ），下降趨勢越緩慢，外供蒸汽時間越長；反之，則越短。 工藝參數(shù)是決定外供蒸汽時間的主要因素 正常生產(chǎn)情況下，各項(xiàng)參數(shù)的狀況直接決定了在設(shè)備檢修或故障狀態(tài)下，干熄焦外供蒸汽的時間的 長短。如冷卻段上、下部溫度均較高，則冷卻段內(nèi)焦炭可提供的熱量較多，可以有效延緩 表 2 所示）；如循環(huán)氣體中可燃?xì)怏w成分含量較高，則可以通過導(dǎo)入空氣，對可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒，釋放出的熱量對延緩 此，這對焦?fàn)t干熄焦系統(tǒng)日常操作中各項(xiàng)參數(shù)的控制提出了較高的要求。 表 2 不同冷卻段上、下部溫度情況下的保外供蒸汽時間 冷卻段上部 溫度 / 冷卻段下部 溫度 / 延長外供蒸汽 時間 /91 227 21 382 324 48 356 282 36 337 263 32 旁通流量調(diào)節(jié)對延長外供蒸汽時間的影響 在正常工況情況下，旁通流量調(diào)節(jié)閥的開度主要取決于 60 時，為避免損壞耐火材料及鍋爐，需要開啟旁通流量調(diào)節(jié)閥，直接將循環(huán)風(fēng)機(jī)出口的低溫循環(huán)氣體導(dǎo)入干熄爐出口側(cè)的環(huán)形煙道，并通過中栓進(jìn)入干熄爐預(yù)存段，快速降低 度或抑制 度的上升趨勢。但是，在停裝焦、停排焦初期，對旁通流量調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)整，直接決定了 短時間內(nèi)甚至可以使 循環(huán)風(fēng)量調(diào)整對外供蒸汽時間的影響 循 環(huán)風(fēng)量的大小對 蒸汽流量等主要參數(shù)有直接影響。當(dāng)干熄焦停止裝焦、排焦后，干熄爐內(nèi)的紅焦就是維持系統(tǒng)蒸汽的唯一熱源，如果循環(huán)風(fēng)機(jī)仍然保持大風(fēng)量運(yùn)行，在短時間內(nèi)可以保證蒸汽的溫度和壓力，但紅焦將迅速冷卻， 利于延長蒸汽的外供時間，因此，循環(huán)風(fēng)量的調(diào)整對延長外供蒸汽時間至關(guān)重要。 循環(huán)氣體可燃成分對外供蒸汽時間的影響 干熄焦的生產(chǎn)過程中，循環(huán)氣體中 可燃成分濃度會逐漸增加。根據(jù)循環(huán)氣體中可燃成分的含量，往干熄爐環(huán)形煙道中導(dǎo)入一定量的空氣，依靠空氣中的 高溫循環(huán)氣 體中的 此降低循環(huán)氣體中可燃成分的濃度，即“導(dǎo)入空氣法” 1。當(dāng) 過“導(dǎo)入空氣法”對可燃成分進(jìn)行燃燒，可以釋放出較多熱量，以延緩 時甚至可以使 時也可控制可燃成分濃度。 空氣導(dǎo)入量對外供蒸汽時間的影響 停裝焦、停排焦后，增加導(dǎo)入空氣量，一方面可用于燃燒循環(huán)氣體可燃成分，另一方面與炙熱的紅焦進(jìn)行燃燒反應(yīng)，釋放熱量，并將其帶入氣體循環(huán)系統(tǒng)，為鍋爐提供更多的熱源。而空氣導(dǎo)入量需要通過調(diào)整空氣導(dǎo)入閥和預(yù)存室壓力 調(diào)節(jié)閥來共同進(jìn)行調(diào)節(jié)。在其它外部條件基本不變的情況下，空氣導(dǎo)入量的增加，有助于延緩 度的下降速度。不同空氣導(dǎo)入量情況下 。 圖 1 不同空氣導(dǎo)入量情況下的 2 采取措施 常工況控制 （ 1）提高 量保持在 950 左右。 （ 2）預(yù)存段日常控制料位除校正射線料位計(jì)外，使料位保持在 120 t 左右。 （ 3）合理控制氣料比及排焦量，使冷卻段下部溫度控制在 300 左右，冷卻段上部溫度控制在400 左右，排焦溫度控制在 140 左右。 （ 4）合理控制可燃?xì)怏w成分 ： 3%， %， 1%。 旁通流量調(diào)節(jié)閥開度 如果停排焦前開啟了旁通流量調(diào)節(jié)閥控制 在停排焦后，可逐步調(diào)整旁通流量調(diào)節(jié)閥開度直至關(guān)閉，以抑制 后，8508708909109309509700 10 20 30 40時間/m 空氣導(dǎo)入量 10 872 h 空氣導(dǎo)入量 12 254h 16 2009 年第 32 卷第 2 期期 19 攀 鋼 技 術(shù) 15 將旁通流量調(diào)節(jié)閥的中拴關(guān)閉，避免因旁通流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉不嚴(yán)而導(dǎo)入少量低溫循環(huán)氣體，加速 整循環(huán)氣體流量 在保證主蒸汽流量的情況下，必須減小循環(huán)風(fēng)量以緩解 對循環(huán)風(fēng)量的調(diào)節(jié)不宜過于頻繁。頻繁地調(diào)整循環(huán)風(fēng)量，不利于主蒸汽流量和壓力的維持，會加速 蒸汽的解列，同時也不利于系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)的穩(wěn)定。因此，需要根據(jù)工況，適當(dāng)降低氣料比，控制好風(fēng)量的變化。 循環(huán)風(fēng)量的調(diào)節(jié)都應(yīng)在工況相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，而且調(diào)節(jié)后要觀察一段時間，不能急于第二次調(diào)節(jié)，每次對循環(huán)風(fēng)量的調(diào)整幅度不能超過 5 000 次。為穩(wěn)定蒸汽品質(zhì)和生產(chǎn)工況，風(fēng)量調(diào)整間隔時間約 0.5 h，以減緩 是，為了確保主蒸汽的流量和壓力，循環(huán)風(fēng)量不宜下降過快且風(fēng)量不宜過小。 可燃燒氣體成分 干熄焦一般采用導(dǎo)入空氣燃燒的方法控制循環(huán)氣體中的可燃成分。當(dāng)循環(huán)氣體中 可燃成分的質(zhì)量濃度升高時，從空氣導(dǎo)入閥通過環(huán)形煙道處導(dǎo)入適量空氣，使可燃成分燃燒并釋放熱量。導(dǎo)入空氣燃燒循環(huán)氣體中的可燃成分，可延緩長外供蒸汽時間。 調(diào)整空氣導(dǎo)入量 （ 1）在停裝焦、停排焦前期，逐步增開空氣導(dǎo)入調(diào)節(jié)閥和空氣導(dǎo)入側(cè)中拴，并通過調(diào)節(jié)預(yù)存室壓力調(diào)節(jié)閥和爐頂預(yù)存室放散閥開度來控制導(dǎo)入空氣量。預(yù)存室壓力負(fù)壓越大，則空氣導(dǎo)入調(diào)節(jié)閥導(dǎo)入的空氣量越大。但是，預(yù)存室負(fù)壓不可過大，負(fù)壓過大，易將干熄爐口水封內(nèi)的循環(huán)水倒吸入干熄爐，對干熄爐砌體造成損害。 （ 2）當(dāng)停止裝焦、排 焦，循環(huán)氣體內(nèi)的可燃?xì)怏w成分完全燃燒后， 量接近于零，而時，需要將干熄爐蓋開啟并提到最高點(diǎn)，與裝入裝置每 20 換交替敞開干熄爐，以防止燒壞裝入裝置和爐蓋。在增開空氣導(dǎo)入調(diào)節(jié)閥的同時，緩慢增開預(yù)存室壓力調(diào)節(jié)閥開度直至 100%，以增大預(yù)存室負(fù)壓，增加空氣導(dǎo)入量，燃燒預(yù)存室內(nèi)的紅焦。同時，利用鍋爐入口負(fù)壓，將預(yù)存段燃燒紅焦的熱量吸入氣體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，減緩 通過調(diào)節(jié)預(yù)存室壓力調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)吸力來控制焦炭的燃燒速度，這樣才能保證更好地延長外供蒸汽的時間。 通 過導(dǎo)入空氣來控制 控制好焦炭燃燒的速度，以滿足外供蒸汽溫度和壓力低限為控制原則，從而保證 此過程中，雖然已逐步調(diào)整循環(huán)風(fēng)量，但隨著空氣導(dǎo)入量的增加，循環(huán)氣體流量反而會有所增加。 在特殊情況下，采取裝入料斗和干熄爐蓋交替敞開干熄爐，將預(yù)存室焦炭燃燒熱量導(dǎo)入氣體循環(huán)系統(tǒng)的操作，極易將裝入料鐘和爐蓋燒變形，這樣將會導(dǎo)致干熄爐布料傾斜、爐內(nèi)局部溫度過高，對干熄爐砌體壽命有一定的影響，所以 ,在實(shí)際操作中宜盡量減少這種特殊操作。 蒸汽品質(zhì)的控制 由于停排焦后， 主蒸汽溫度采用自動調(diào)節(jié)已不能滿足生產(chǎn)需要，此時應(yīng)改為手動調(diào)節(jié)。外供蒸汽溫度通過減溫水調(diào)節(jié)，由于溫度有一定的滯后性，減溫水流量調(diào)節(jié)需要根據(jù) 主蒸汽溫度始終穩(wěn)定在470 480 ，當(dāng)一次過熱器出口溫度低于 350 時，關(guān)閉減溫水。同時，適當(dāng)調(diào)節(jié)主蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥，使主蒸汽壓力保證在 上。為保證蒸汽品質(zhì)，汽包液位宜控制在 0 增大蒸發(fā)空間，同時保證主蒸汽壓力。由于攀鋼干熄焦外供蒸汽至用戶的管線較長 ,其控制過程中一定要保持工況穩(wěn)定，避免各溫度、壓力參數(shù)出現(xiàn)較大 波動 , 保證干熄焦系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。 3 改進(jìn)效果 直接經(jīng)濟(jì)效益 通過對干熄焦控制參數(shù)的優(yōu)化，目前停排焦后保外供蒸汽已從以前的 40 長至 5 h，保證了干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免了頻繁檢修或故障而引起的蒸汽解列，各項(xiàng)控制參數(shù)變化情況見表 3。 由于 設(shè)備單系統(tǒng)運(yùn)行的特殊性，經(jīng)常需要進(jìn)行計(jì)劃性檢修或故障處理，平均每年檢修至少 30 次，按照保外供蒸汽平均 1.5 h/次 ,蒸汽解列至恢復(fù)并網(wǎng)所需時間 6 h 計(jì)算 , 蒸汽 150 元 t,產(chǎn)量平均 70 t/h,則減少蒸汽撤網(wǎng)每年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益為：（ ） 150 70 30 元。由此可見，通過保外供蒸汽干熄焦控制參數(shù)的優(yōu)化，每年直接經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。 攀 鋼 技 術(shù) 17 2009 年第 32 卷第 2 期 16 表 3 改進(jìn)后延長外供蒸汽時間干熄焦各項(xiàng)控制參數(shù)變化趨勢 時間 /h 預(yù)存室料位 /t 鍋爐入口氣體溫度 / 循環(huán)風(fēng)量 /（ h 1) 預(yù)存室 壓力 /入空氣量 /（ h 1) 減溫水量 / (th 1) 主蒸汽 流量 /(th 1) 溫度 / 壓力 / 128 944 116 572 6 494 5 478 128 875 112 993 6 889 8 478 128 857 116 910 1 154 7 481 128 844 106 628 2 585 8 480 128 796 104 213 3 429 0 61 475 128 716 107 362 3 810 0 58 472 延長干熄焦鍋爐系統(tǒng)使用壽命 由于攀鋼干熄 焦設(shè)備單系統(tǒng)的特殊性 ,保溫保壓的情況經(jīng)常發(fā)生 ,通過對停裝焦停排焦情況下的保溫保壓操作的優(yōu)化，有效延緩了干熄焦系統(tǒng)的降溫降壓速度，減少了降溫降壓對鍋爐爐管及其他各設(shè)備的沖擊，最大限度地發(fā)揮干熄焦環(huán)保、節(jié)能及提高焦炭質(zhì)量，有利于延長整個干熄焦鍋爐系統(tǒng)的使用壽命。 4 結(jié)語 （ 1）在特殊情況下延長蒸汽外供時間的操作極大地提高了干熄焦系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。它不僅 為提升機(jī)、裝入裝置系統(tǒng)及排焦系統(tǒng)設(shè)備的計(jì)劃性檢修和故障搶修提供了保障，而且有利于公司蒸汽管網(wǎng)的穩(wěn)定與平衡。 （ 2）保外供蒸汽時間由 40 高到 5 h，年經(jīng)濟(jì)效益 230 萬元以上。同時，還能夠減少干熄焦鍋爐的降溫與升溫頻次 ,有利于延長鍋爐使用壽命，在干熄焦系統(tǒng)總體運(yùn)行上為干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度協(xié)調(diào)指揮、均衡生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 （ 3）在停裝焦停排焦特殊情況下，為延長蒸汽外供時間而采取的干熄焦保溫保壓操作，對干熄爐砌體壽命有一定的影響，所以在實(shí)際操作中宜盡量減少這種特殊操作。 參考文獻(xiàn) 1 潘立慧，魏松波 北京：冶金工業(yè)出版社， 2005： 229， 334. 編輯 山昌玉 收稿日期： 2008 日照籌劃國內(nèi)首個鐵礦石交易中心 國內(nèi)首個國際鐵礦石交易中心正在山東日照緊鑼密鼓推進(jìn)。致力于推動交易中心設(shè)立的日照市服務(wù)業(yè)辦公室主任臧克峰日前在接受中國證券報(bào)記者采訪時 表示，交易中心的設(shè)立將使得礦山企業(yè)、鐵礦石貿(mào)易商和鋼鐵企業(yè)信息在日照集聚，帶動日照鐵礦石交易量的增長，并借此將日照鐵礦石貿(mào)易打造成為國際鐵礦石交易的 “ 風(fēng)向標(biāo) ” 。 據(jù)了解，