一種對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法與流程

本發明涉及一種對于年修后重新開工的干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，屬于焦化干熄焦工藝方法技術領域。

背景技術：

焦化廠干熄焦裝置在新建成投產前及每次年修后重新開工前必須進行烘爐作業，目的是除去干熄爐、一次除塵器砌體中的水分，同時將干熄爐、一次除塵器、鍋爐等設備由常溫均勻、平穩地加熱至接近正常生產的溫度，然后再逐步轉入連續生產，從而避免冷態的干熄焦系統直接轉入正常生產導致耐火材料和鍋爐金屬構件溫度急劇升高并出現不可逆的損壞，影響干熄焦的安全穩定生產。

干熄焦烘爐分為兩個階段，即以除去干熄爐及一次除塵器耐火磚砌體水分為主要目的的溫風干燥階段，以及以升溫為主要目的的煤氣烘爐階段。其中煤氣烘爐是整個烘爐過程的關鍵階段，通常采用焦爐煤氣作為加熱介質。使用焦爐煤氣進行烘爐的優點是焦爐煤氣熱值高、燃燒穩定，通過對煤氣量、空氣量及循環風量的調節，可以較準確地調節升溫速度。其缺點是焦爐煤氣易爆、操作難度大、安全風險大；需要在干熄爐內設置大型的加熱設備并進行冷焦造型；烘爐結束后拆除加熱設備會造成系統溫度急劇下降；焦爐煤氣含水及燃燒生成的化合水對除塵裝置不利；以及烘爐過程消耗大量焦爐煤氣等。此外，干熄焦裝置年修過程中通常只對部分耐火磚砌體進行修理和更換，砌體中所含水分遠遠低于新建成的干熄焦，因此干燥階段耗時較短，烘爐的重點是加熱階段。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，這種方法應用于大修后重新開工的干熄焦裝置，可以克服焦爐煤氣烘爐的缺點、降低烘爐操作的難度、提高烘爐過程的安全性、減少烘爐過程中能源的消耗，保證干熄焦裝置耐材和金屬構件在受控的狀態下升溫，安全、平穩地轉入正常生產。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，它采用以下步驟進行：

（1）在溫風干燥前，在干熄爐內裝入冷焦，冷焦裝至干熄爐斜道下口底部以下1米處的干熄爐冷卻室中，不必對干熄爐內冷焦進行造型作業；

（2）在冷焦上部至斜道下口之間的冷卻室墻面上涂刷一層硅藻土隔熱火泥泥漿；

（3）對烘爐進行溫風干燥作業；

（4）在溫風干燥階段結束后，對干熄焦裝置進行氮氣掃線作業，將氮氣在干熄爐、一次除塵器、鍋爐、二次除塵器、副省煤器及風道組成的循環氣體通道中循環流動，以氮氣置換干熄焦裝置中存在的氧氣，使循環氣體中的氧含量降至5%以下，避免氧氣與紅焦直接反應造成循環氣體中可燃氣體成分超標，威脅干熄焦的安全，氮氣掃線合格后方可開始紅焦烘爐階段；

（5）在干熄爐冷卻室內間歇裝入紅焦進行烘爐,在紅焦烘爐階段，以氮氣為主要成分的惰性氣體在循環風機吸力的作用下，在干熄爐、一次除塵器、鍋爐、二次除塵器、副省煤器及風道組成的循環氣體通道中循環流動，在干熄爐冷卻室內吸收間歇裝入的紅焦的顯熱后溫度升高，高溫氣體流經干熄焦裝置的其他部位時，使其溫度逐漸升高，而自身溫度降低，使干熄焦裝置內的熱交換和升溫過程能夠持續進行，完成烘爐過程。

上述對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，所述步驟5的紅焦烘爐階段的主管理溫度為鍋爐入口溫度t6,升溫速率控制在10℃/小時；次管理溫度為預存室溫度t5，升溫速率控制在10℃/小時；輔助管理溫度為冷卻室上部溫度t4，用以確定紅焦裝入的間隔時間；紅焦烘爐階段共設置300℃、650℃和800℃三個恒溫段。

上述對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，所述步驟5的紅焦烘爐階段的紅焦裝入干熄爐的時間間隔為：

（1）最初紅焦投入原則上1小時裝一次紅焦，前10次每罐裝1/4紅焦，10次以后，可裝滿罐，每罐紅焦分5次投入，裝焦時間不少于10分鐘，投入后不能使鍋爐入口溫度急劇上升，以免鍋爐汽包壓力、水位發生波動；

（2）裝焦時間間隔可根據干熄爐的預存室溫度t5、冷卻室下部溫度t3、冷卻室上部溫度t4及鍋爐入口溫度t6做適當調整；

（3）裝焦1小時后開始少量排焦，保持初始料位；

（4）鍋爐入口溫度t6溫升控制在10℃/h,冷卻室上部溫度t4作為輔助控制溫度，待鍋爐入口溫度t6溫度由上升轉至下降接近鍋爐入口溫度升溫控制值、冷卻室上部溫度t4溫度穩定至高于前一次裝焦時溫度25－30℃時再次裝入紅焦，保證鍋爐入口、干熄爐冷卻段緩慢升溫。

上述對干熄焦裝置使用紅焦進行烘爐的方法，當預存室溫度t5在650℃以下時，干熄爐內焦炭料位要通過間歇排焦將其始終控制在低于斜道下口1米處，避免紅焦與斜道區和環形風道區的耐火磚直接接觸，當預存室溫度t5高于650℃后，料位可持續增高至正常生產時的料位，不受上述限制。

本發明的有益效果：

本發明是干熄焦烘爐工藝的首創，突破了干熄焦烘爐使用煤氣進行烘爐的傳統方法。采用紅焦代替煤氣進行烘爐，不但完全能夠達到煤氣烘爐的效果，而且具有顯著的先進性、安全性和經濟效益。

本發明與傳統的煤氣烘爐相比，無須對干熄爐內冷焦進行造型，不必安裝煤氣加熱燒嘴，省去了烘爐結束后拆裝燒嘴和封閉人孔的時間，避免了干熄爐溫度的急劇下降；操作簡單、安全，不會出現煤氣爆炸的危險，對除塵系統沒有影響；采用冷卻室下烘法可以避免紅焦與干熄爐內相對易損壞的斜道區和環形風道區耐火磚直接接觸，保護了這兩個關鍵部位的砌體，一定程度上延長了干熄焦裝置的使用壽命；采用紅焦烘爐還可以節約大量焦爐煤氣，降低烘爐成本。

附圖說明

圖1是本發明的紅焦烘爐工藝的結構示意圖；

圖2是本發明的干熄爐的冷焦料位控制示意圖。

圖中標記如下：干熄爐1、一次除塵器2、鍋爐3、二次除塵器4、循環風機5、熱管換熱器6、旋轉密封閥7、皮帶8、冷焦料位線9、空氣10、紅焦裝入11、至除塵地面站12、預存室13、冷卻室14、斜道區15、斜道下口16、涂刷隔熱火泥處17、去一次除塵器18。

具體實施方式

本發明在溫風干燥階段結束后以紅焦烘爐代替煤氣烘爐，紅焦作為供熱介質，以主要成分為氮氣的惰性氣體作為中間載熱體，利用惰性氣體與紅焦及干熄焦裝置的對流換熱和紅焦的熱輻射對干熄焦裝置進行均勻地升溫，使干熄焦裝置溫度在受控的條件下逐步達到干熄焦正常生產的要求。

紅焦烘爐的方法包括烘爐前的準備、氮氣掃線和紅焦烘爐三個階段：

（1）烘爐前的準備包括干熄爐1內冷焦的裝入、焦炭料位的設定及隔熱火泥的涂刷。這一階段必須在溫風干燥前完成。

（2）在溫風干燥階段結束后，首先對干熄焦裝置進行氮氣掃線作業，以氮氣置換系統中存在的氧氣，使循環氣體中的氧含量降至5%以下，避免氧氣與紅焦直接反應造成循環氣體中可燃氣體成分超標，威脅干熄焦的安全。氮氣掃線合格后方可開始紅焦烘爐階段。

（3）在紅焦烘爐階段，以氮氣為主要成分的惰性氣體在循環風機吸力的作用下，在干熄爐1、一次除塵器2、鍋爐3、二次除塵器4、副省煤器及風道組成的循環氣體通道中循環流動，在干熄爐冷卻室14內吸收間歇裝入的紅焦的顯熱后溫度升高，高溫氣體流經干熄焦裝置的其他部位時，使其溫度逐漸升高，而自身溫度降低，使干熄焦裝置內的熱交換和升溫過程能夠持續進行，完成烘爐過程。

本發明方法的關鍵在于紅焦烘爐方式的選擇，具體來說，就是干熄爐1內冷焦料位的確定及控制原則。根據耐材保護的要求、紅焦在干熄爐1內的分布情況及氣體力學原理，采用“冷卻室下烘式”的方法進行。即干熄爐1內的冷焦裝至干熄爐1斜道下口16底部以下1米處的干熄爐冷卻室4中，由于裝入的紅焦經布料器布料后在爐內平面上呈近似錐臺狀，與爐墻直接接觸的量較少，再加上惰性氣體對紅焦的冷卻，不會對爐墻造成損壞，不必對干熄爐內冷焦進行造型作業。考慮到冷卻室14耐火磚的安全，在冷焦上部至斜道下口16之間的冷卻室墻面上涂刷一層硅藻土隔熱火泥泥漿。由于熱浮力的作用，與紅焦換熱后的惰性氣體在熱浮力的作用下，會部分進入預存室13上部空間，與流經環形風道的熱惰性氣體由下至上共同加熱預存室13砌體，砌體各部的受熱比較均勻，有利于溫度的控制和耐材的保護。當預存室溫度t5在650℃以下時，干熄爐1內焦炭料位要通過間歇排焦將其始終控制在低于斜道下口16的1米處，其目的是當斜道區15和預存室13溫度低于650℃時,始終避免紅焦與斜道區15和環形風道區的耐火磚直接接觸，起加熱作用的主要是惰性循環氣體與紅焦及干熄焦裝置的對流換熱，從而保護砌體的這兩個薄弱部位，同時便于控制系統各部溫度；另外這一階段的間歇排焦還可以在一定程度上避免干熄爐1懸料的發生。當預存室溫度t5高于650℃后，料位可持續增高至正常生產時的料位，不受上述限制。

紅焦烘爐階段的升溫操作管理：

（1）紅焦烘爐階段的主管理溫度為鍋爐入口溫度t6,升溫速率控制在10℃/小時；預存室溫度t5為次管理溫度，升溫速率控制在10℃/小時；冷卻室上部溫度t4為輔助管理溫度，用以確定紅焦裝入的間隔時間。

（2）紅焦烘爐階段共設置300℃、650℃和800℃三個恒溫段。

升溫計劃表

紅焦裝入干熄爐的時間間隔設置：

（1）最初紅焦投入原則上1小時裝一次紅焦，前10次每罐裝1/4紅焦，10次以后，可裝滿罐，每罐紅焦分5次投入，裝焦時間不少于10分鐘，投入后不要使鍋爐入口溫度急劇上升，以免鍋爐汽包壓力、水位發生波動。

（2）裝焦時間間隔可根據干熄爐的預存室溫度t5、冷卻室上部溫度t4、冷卻室下部溫度t3及鍋爐入口溫度t6做適當調整。

（3）裝焦1小時后開始少量排焦，保持初始料位。

（4）鍋爐入口溫度t6溫升控制在10℃/h,冷卻室上部溫度t4作為輔助控制溫度，待鍋爐入口溫度t6溫度由上升轉至下降接近鍋爐入口溫度升溫控制值、冷卻室上部溫度t4溫度穩定至高于前一次裝焦時溫度25－30℃時再次裝入紅焦，保證鍋爐入口、干熄爐冷卻段緩慢升溫。

本發明的具體實施過程如下：

（1）干熄焦年修工作全部完成后，在干熄爐1內裝入冷焦。冷焦最好使用干熄焦炭。

干熄爐1內焦炭料位要控制在低于斜道下口16的1米處。記錄干熄爐料位計示值，作為烘爐前期干熄爐料位控制的依據。在冷焦上部至斜道下口16之間的冷卻室14墻面上涂刷一層硅藻土隔熱火泥泥漿。當預存室溫度t5低于650℃時，如裝焦后料位升高，應通過間歇排焦始終保持此料位。當預存室溫度t5高于650℃后，料位可持續增高至正常生產時料位，不受上述限制。

（2）溫風干燥結束后完成下列準備工作：

干熄爐：爐頂放散閥全開；空氣導入閥全關。

循環氣體系統：干熄爐入口擋板中央50%，周邊50%；爐頂水封槽連續排水；緊急放散閥水封進水；爐頂放散閥水封進水。

鍋爐系統：一二過疏水閥微開；除氧器給水泵連續運轉；鍋爐給水泵連續運轉；除氧器液位正常；汽包液位0～－100mm；定期排污全關；連續排污微開；加藥泵連續運轉；給水調節閥調節到“中央手動”；主蒸汽壓力調節閥調節到“中央手動”；減溫器調節閥調節到“中央手動”；蒸汽切斷閥調節到全關。

（3）進行氮氣掃線作業，掃線后系統中o2含量必須＜5％。

（4）紅焦烘爐升溫標準：

鍋爐入口溫度t6、預存室溫度t5按升溫計劃要求執行。

冷卻室下部溫度t3、冷卻室上部溫度t4四點溫度均勻上升，不能波動過大。冷卻室下部溫度t3最高不超過350℃、冷卻室上部溫度t4最高不超過450℃。

（5）最初紅焦投入原則上1小時裝一次紅焦，前10次每罐裝1/4紅焦，10次以后，可裝滿罐，每罐紅焦分5次投入，裝焦時間不少于10分鐘，投入后不要使鍋爐入口溫度急劇上升，以免鍋爐汽包壓力、水位發生波動。

（6）裝焦時間間隔可根據干熄爐1頂部預存室溫度t5、中段冷卻室下部溫度t3、冷卻室上部溫度t4及鍋爐入口溫度t6做適當調整。

（7）裝焦1小時后開始少量排焦，保持初始料位。

（8）鍋爐入口溫度t6溫升控制在10℃/h,冷卻室上部溫度t4作為輔助控制溫度，待鍋爐入口溫度t6溫度由上升轉至下降接近鍋爐入口溫度升溫控制值、冷卻室上部溫度t4溫度穩定至高于前一次裝焦時溫度25－30℃時再次裝入紅焦，保證鍋爐入口、干熄爐冷卻段緩慢升溫。

（9）紅焦裝入法：慢慢操作提升機現場“手動”開關，將焦罐底閘門慢慢打開，一點一點地少量裝焦。按規定要求量裝入紅焦后，“手動”操作，盡快將焦罐提起移至規定位置。

（10）紅焦裝入后開始以最小循環風量送風，隨著裝焦量的逐次增加，逐步加大循環風量。

（11）隨著紅焦的裝入，鍋爐入口溫度發生急速變化。為防止因鍋爐入口溫度急劇變動，以及爐內氣體體積膨脹所造成的壓力突變，裝焦時要逐漸增加循環風量，待主管理溫度開始下降時，再慢慢減少風量，以保證溫度正常。

（12）熱焦裝入時，系統內部h2、co濃度調整，一般可以通過吹入n2量來運行。鍋爐入口溫度t6大于650℃時，通過導入空氣控制可燃氣體成分。

（13）裝紅焦時汽包水位發生明顯變動，但經過一段時間后會自然恢復，然而高水位發生異常變化時要及時調整給水量。

（14）隨著裝焦量的逐漸增加，蒸汽發生量也將增高，而且汽包水壓也將隨之上升。蒸汽循環前，應將主蒸汽放散電動閥全開，采用主蒸汽壓力調節閥進行壓力調整。

（15）隨著裝焦量的增加，逐步縮短向鍋爐供水的間隔，待裝焦、排焦穩定后轉入連續給水。

（16）當鍋爐入口溫度t6溫度上升到800℃以上時，可根據實際情況設定排焦量、循環風量，并逐漸轉入干熄焦的正常作業。