CN106929038A - 一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法 - Google Patents

一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法 Download PDF

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Abstract

一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，属于焦化干熄焦工艺方法技术领域，用于对干熄焦装置进行烘炉。其技术方案是：在温风干燥阶段结束后对干熄焦装置进行氮气扫线作业，然后在干熄炉冷却室内装入红焦，循环风机驱动以主要成分为氮气的惰性气体在干熄装置中循环流动，惰性气体与红焦进行对流换热，高温气体流经干熄焦装置的其他部位时，使其温度逐渐升高，而自身温度降低，使干熄焦装置内的热交换和升温过程能够持续进行，完成烘炉过程。本发明可以克服焦炉煤气烘炉的缺点，降低了烘炉操作的难度，提高了烘炉过程的安全性，减少了烘炉过程中能源的消耗，保证干熄焦装置耐材和金属构件在受控的状态下升温，安全、平稳地转入正常生产。

Description

一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法
技术领域
本发明涉及一种对于年修后重新开工的干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，属于焦化干熄焦工艺方法技术领域。
背景技术
焦化厂干熄焦装置在新建成投产前及每次年修后重新开工前必须进行烘炉作业，目的是除去干熄炉、一次除尘器砌体中的水分，同时将干熄炉、一次除尘器、锅炉等设备由常温均匀、平稳地加热至接近正常生产的温度，然后再逐步转入连续生产，从而避免冷态的干熄焦***直接转入正常生产导致耐火材料和锅炉金属构件温度急剧升高并出现不可逆的损坏，影响干熄焦的安全稳定生产。
干熄焦烘炉分为两个阶段，即以除去干熄炉及一次除尘器耐火砖砌体水分为主要目的的温风干燥阶段，以及以升温为主要目的的煤气烘炉阶段。其中煤气烘炉是整个烘炉过程的关键阶段，通常采用焦炉煤气作为加热介质。使用焦炉煤气进行烘炉的优点是焦炉煤气热值高、燃烧稳定，通过对煤气量、空气量及循环风量的调节，可以较准确地调节升温速度。其缺点是焦炉煤气易爆、操作难度大、安全风险大；需要在干熄炉内设置大型的加热设备并进行冷焦造型；烘炉结束后拆除加热设备会造成***温度急剧下降；焦炉煤气含水及燃烧生成的化合水对除尘装置不利；以及烘炉过程消耗大量焦炉煤气等。此外，干熄焦装置年修过程中通常只对部分耐火砖砌体进行修理和更换，砌体中所含水分远远低于新建成的干熄焦，因此干燥阶段耗时较短，烘炉的重点是加热阶段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，这种方法应用于大修后重新开工的干熄焦装置，可以克服焦炉煤气烘炉的缺点、降低烘炉操作的难度、提高烘炉过程的安全性、减少烘炉过程中能源的消耗，保证干熄焦装置耐材和金属构件在受控的状态下升温，安全、平稳地转入正常生产。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，它采用以下步骤进行：
（1）在温风干燥前，在干熄炉内装入冷焦，冷焦装至干熄炉斜道下口底部以下1米处的干熄炉冷却室中，不必对干熄炉内冷焦进行造型作业；
（2）在冷焦上部至斜道下口之间的冷却室墙面上涂刷一层硅藻土隔热火泥泥浆；
（3）对烘炉进行温风干燥作业；
（4）在温风干燥阶段结束后，对干熄焦装置进行氮气扫线作业，将氮气在干熄炉、一次除尘器、锅炉、二次除尘器、副省煤器及风道组成的循环气体通道中循环流动，以氮气置换干熄焦装置中存在的氧气，使循环气体中的氧含量降至5%以下，避免氧气与红焦直接反应造成循环气体中可燃气体成分超标，威胁干熄焦的安全，氮气扫线合格后方可开始红焦烘炉阶段；
（5）在干熄炉冷却室内间歇装入红焦进行烘炉,在红焦烘炉阶段，以氮气为主要成分的惰性气体在循环风机吸力的作用下，在干熄炉、一次除尘器、锅炉、二次除尘器、副省煤器及风道组成的循环气体通道中循环流动，在干熄炉冷却室内吸收间歇装入的红焦的显热后温度升高，高温气体流经干熄焦装置的其他部位时，使其温度逐渐升高，而自身温度降低，使干熄焦装置内的热交换和升温过程能够持续进行，完成烘炉过程。
上述对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，所述步骤5的红焦烘炉阶段的主管理温度为锅炉入口温度T6,升温速率控制在10℃/小时；次管理温度为预存室温度T5，升温速率控制在10℃/小时；辅助管理温度为冷却室上部温度T4，用以确定红焦装入的间隔时间；红焦烘炉阶段共设置300℃、650℃和800℃三个恒温段。
上述对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，所述步骤5的红焦烘炉阶段的红焦装入干熄炉的时间间隔为：
（1）最初红焦投入原则上1小时装一次红焦，前10次每罐装1/4红焦，10次以后，可装满罐，每罐红焦分5次投入，装焦时间不少于10分钟，投入后不能使锅炉入口温度急剧上升，以免锅炉汽包压力、水位发生波动；
（2）装焦时间间隔可根据干熄炉的预存室温度T5、冷却室下部温度T3、冷却室上部温度T4及锅炉入口温度T6做适当调整；
（3）装焦1小时后开始少量排焦，保持初始料位；
（4）锅炉入口温度T6温升控制在10℃/h, 冷却室上部温度 T4作为辅助控制温度，待锅炉入口温度T6温度由上升转至下降接近锅炉入口温度升温控制值、冷却室上部温度T4温度稳定至高于前一次装焦时温度25－30℃时再次装入红焦，保证锅炉入口、干熄炉冷却段缓慢升温。
上述对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，当预存室温度T5在650℃以下时，干熄炉内焦炭料位要通过间歇排焦将其始终控制在低于斜道下口1米处，避免红焦与斜道区和环形风道区的耐火砖直接接触，当预存室温度T5高于650℃后，料位可持续增高至正常生产时的料位，不受上述限制。
本发明的有益效果：
本发明是干熄焦烘炉工艺的首创，突破了干熄焦烘炉使用煤气进行烘炉的传统方法。采用红焦代替煤气进行烘炉，不但完全能够达到煤气烘炉的效果，而且具有显著的先进性、安全性和经济效益。
本发明与传统的煤气烘炉相比，无须对干熄炉内冷焦进行造型，不必安装煤气加热烧嘴，省去了烘炉结束后拆装烧嘴和封闭人孔的时间，避免了干熄炉温度的急剧下降；操作简单、安全，不会出现煤气***的危险，对除尘***没有影响；采用冷却室下烘法可以避免红焦与干熄炉内相对易损坏的斜道区和环形风道区耐火砖直接接触，保护了这两个关键部位的砌体，一定程度上延长了干熄焦装置的使用寿命；采用红焦烘炉还可以节约大量焦炉煤气，降低烘炉成本。
附图说明
图1是本发明的红焦烘炉工艺的结构示意图；
图2是本发明的干熄炉的冷焦料位控制示意图。
图中标记如下：干熄炉1、一次除尘器2、锅炉3、二次除尘器4、循环风机5、热管换热器6、旋转密封阀7、皮带8、冷焦料位线9、空气10、红焦装入11、至除尘地面站12、预存室13、冷却室14、斜道区15、斜道下口16、涂刷隔热火泥处17、去一次除尘器18。
具体实施方式
本发明在温风干燥阶段结束后以红焦烘炉代替煤气烘炉，红焦作为供热介质，以主要成分为氮气的惰性气体作为中间载热体，利用惰性气体与红焦及干熄焦装置的对流换热和红焦的热辐射对干熄焦装置进行均匀地升温，使干熄焦装置温度在受控的条件下逐步达到干熄焦正常生产的要求。
红焦烘炉的方法包括烘炉前的准备、氮气扫线和红焦烘炉三个阶段：
（1）烘炉前的准备包括干熄炉1内冷焦的装入、焦炭料位的设定及隔热火泥的涂刷。这一阶段必须在温风干燥前完成。
（2）在温风干燥阶段结束后，首先对干熄焦装置进行氮气扫线作业，以氮气置换***中存在的氧气，使循环气体中的氧含量降至5%以下，避免氧气与红焦直接反应造成循环气体中可燃气体成分超标，威胁干熄焦的安全。氮气扫线合格后方可开始红焦烘炉阶段。
（3）在红焦烘炉阶段，以氮气为主要成分的惰性气体在循环风机吸力的作用下，在干熄炉1、一次除尘器2、锅炉3、二次除尘器4、副省煤器及风道组成的循环气体通道中循环流动，在干熄炉冷却室14内吸收间歇装入的红焦的显热后温度升高，高温气体流经干熄焦装置的其他部位时，使其温度逐渐升高，而自身温度降低，使干熄焦装置内的热交换和升温过程能够持续进行，完成烘炉过程。
本发明方法的关键在于红焦烘炉方式的选择，具体来说，就是干熄炉1内冷焦料位的确定及控制原则。根据耐材保护的要求、红焦在干熄炉1内的分布情况及气体力学原理，采用“冷却室下烘式”的方法进行。即干熄炉1内的冷焦装至干熄炉1斜道下口16底部以下1米处的干熄炉冷却室4中，由于装入的红焦经布料器布料后在炉内平面上呈近似锥台状，与炉墙直接接触的量较少，再加上惰性气体对红焦的冷却，不会对炉墙造成损坏，不必对干熄炉内冷焦进行造型作业。考虑到冷却室14耐火砖的安全，在冷焦上部至斜道下口16之间的冷却室墙面上涂刷一层硅藻土隔热火泥泥浆。由于热浮力的作用，与红焦换热后的惰性气体在热浮力的作用下，会部分进入预存室13上部空间，与流经环形风道的热惰性气体由下至上共同加热预存室13砌体，砌体各部的受热比较均匀，有利于温度的控制和耐材的保护。当预存室温度T5在650℃以下时，干熄炉1内焦炭料位要通过间歇排焦将其始终控制在低于斜道下口16的1米处，其目的是当斜道区15和预存室13温度低于650℃时,始终避免红焦与斜道区15和环形风道区的耐火砖直接接触，起加热作用的主要是惰性循环气体与红焦及干熄焦装置的对流换热，从而保护砌体的这两个薄弱部位，同时便于控制***各部温度；另外这一阶段的间歇排焦还可以在一定程度上避免干熄炉1悬料的发生。当预存室温度T5高于650℃后，料位可持续增高至正常生产时的料位，不受上述限制。
红焦烘炉阶段的升温操作管理：
（1）红焦烘炉阶段的主管理温度为锅炉入口温度T6,升温速率控制在10℃/小时；预存室温度T5为次管理温度，升温速率控制在10℃/小时；冷却室上部温度T4为辅助管理温度，用以确定红焦装入的间隔时间。
（2）红焦烘炉阶段共设置300℃、650℃和800℃三个恒温段。
升温计划表
红焦装入干熄炉的时间间隔设置：
（1）最初红焦投入原则上1小时装一次红焦，前10次每罐装1/4红焦，10次以后，可装满罐，每罐红焦分5次投入，装焦时间不少于10分钟，投入后不要使锅炉入口温度急剧上升，以免锅炉汽包压力、水位发生波动。
（2）装焦时间间隔可根据干熄炉的预存室温度T5、冷却室上部温度 T4、冷却室下部温度T3及锅炉入口温度T6做适当调整。
（3）装焦1小时后开始少量排焦，保持初始料位。
（4）锅炉入口温度T6温升控制在10℃/h, 冷却室上部温度T4作为辅助控制温度，待锅炉入口温度T6温度由上升转至下降接近锅炉入口温度升温控制值、冷却室上部温度T4温度稳定至高于前一次装焦时温度25－30℃时再次装入红焦，保证锅炉入口、干熄炉冷却段缓慢升温。
本发明的具体实施过程如下：
（1）干熄焦年修工作全部完成后，在干熄炉1内装入冷焦。冷焦最好使用干熄焦炭。
干熄炉1内焦炭料位要控制在低于斜道下口16的1米处。记录干熄炉料位计示值，作为烘炉前期干熄炉料位控制的依据。在冷焦上部至斜道下口16之间的冷却室14墙面上涂刷一层硅藻土隔热火泥泥浆。当预存室温度T5低于650℃时，如装焦后料位升高，应通过间歇排焦始终保持此料位。当预存室温度T5高于650℃后，料位可持续增高至正常生产时料位，不受上述限制。
（2）温风干燥结束后完成下列准备工作：
干熄炉：炉顶放散阀全开；空气导入阀全关。
循环气体*** ：干熄炉入口挡板中央50%，周边50%；炉顶水封槽连续排水；紧急放散阀水封进水；炉顶放散阀水封进水。
锅炉***：一二过疏水阀微开；除氧器给水泵连续运转；锅炉给水泵连续运转；除氧器液位正常；汽包液位0～－100mm；定期排污全关；连续排污微开；加药泵连续运转；给水调节阀调节到“中央手动”；主蒸汽压力调节阀调节到“中央手动”；减温器调节阀调节到“中央手动”；蒸汽切断阀调节到全关。
（3）进行氮气扫线作业，扫线后***中O2含量必须＜5％。
（4）红焦烘炉升温标准：
锅炉入口温度T6、预存室温度T5按升温计划要求执行。
冷却室下部温度T3、冷却室上部温度T4四点温度均匀上升，不能波动过大。冷却室下部温度T3最高不超过350℃、冷却室上部温度T4最高不超过450℃。
（5）最初红焦投入原则上1小时装一次红焦，前10次每罐装1/4红焦，10次以后，可装满罐，每罐红焦分5次投入，装焦时间不少于10分钟，投入后不要使锅炉入口温度急剧上升，以免锅炉汽包压力、水位发生波动。
（6）装焦时间间隔可根据干熄炉1顶部预存室温度T5、中段冷却室下部温度T3、冷却室上部温度T4及锅炉入口温度T6做适当调整。
（7）装焦1小时后开始少量排焦，保持初始料位。
（8）锅炉入口温度T6温升控制在10℃/h, 冷却室上部温度T4作为辅助控制温度，待锅炉入口温度T6温度由上升转至下降接近锅炉入口温度升温控制值、冷却室上部温度T4温度稳定至高于前一次装焦时温度25－30℃时再次装入红焦，保证锅炉入口、干熄炉冷却段缓慢升温。
（9）红焦装入法：慢慢操作提升机现场“手动”开关，将焦罐底闸门慢慢打开，一点一点地少量装焦。按规定要求量装入红焦后，“手动”操作，尽快将焦罐提起移至规定位置。
（10）红焦装入后开始以最小循环风量送风，随着装焦量的逐次增加，逐步加大循环风量。
（11）随着红焦的装入，锅炉入口温度发生急速变化。为防止因锅炉入口温度急剧变动，以及炉内气体体积膨胀所造成的压力突变，装焦时要逐渐增加循环风量，待主管理温度开始下降时，再慢慢减少风量，以保证温度正常。
（12）热焦装入时，***内部H2、CO浓度调整，一般可以通过吹入N2量来运行。锅炉入口温度T6大于650℃时，通过导入空气控制可燃气体成分。
（13）装红焦时汽包水位发生明显变动，但经过一段时间后会自然恢复，然而高水位发生异常变化时要及时调整给水量。
（14）随着装焦量的逐渐增加，蒸汽发生量也将增高，而且汽包水压也将随之上升。蒸汽循环前，应将主蒸汽放散电动阀全开，采用主蒸汽压力调节阀进行压力调整。
（15）随着装焦量的增加，逐步缩短向锅炉供水的间隔，待装焦、排焦稳定后转入连续给水。
（16）当锅炉入口温度T6温度上升到800℃以上时，可根据实际情况设定排焦量、循环风量，并逐渐转入干熄焦的正常作业。

Claims (4)

1.一种对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：
a．在温风干燥前，在干熄炉（1）内装入冷焦，冷焦装至干熄炉斜道下口（16）底部以下1米处的干熄炉冷却室（14）中，不必对干熄炉（1）内冷焦进行造型作业；
b．在冷焦上部至斜道下口（16）之间的冷却室（14）墙面上涂刷一层硅藻土隔热火泥泥浆；
c．进行温风干燥作业；
d．在温风干燥阶段结束后，对干熄焦装置进行氮气扫线作业，使氮气在干熄炉（1）、一次除尘器（2）、锅炉（3）、二次除尘器（4）、副省煤器及风道组成的循环气体通道中循环流动，以氮气置换干熄焦装置中存在的氧气，使循环气体中的氧含量降至5%以下，避免氧气与红焦直接反应造成循环气体中可燃气体成分超标，威胁干熄焦装置的安全，氮气扫线合格后方可开始红焦烘炉阶段；
e．在干熄炉冷却室（14）内间歇装入红焦进行烘炉，在红焦烘炉阶段，以氮气为主要成分的惰性气体在循环风机（5）吸力的作用下，在干熄炉（1）、一次除尘器（2）、锅炉（3）、二次除尘器（4）、副省煤器及风道组成的循环气体通道中循环流动，在干熄炉冷却室（14）内吸收间歇装入的红焦的显热后温度升高，高温气体流经干熄焦装置的其他部位时，使其温度逐渐升高，而自身温度降低，使干熄焦装置内的热交换和升温过程能够持续进行，完成烘炉过程。
2.根据权利要求1所述的对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，其特征在于：所述步骤e的红焦烘炉阶段的主管理温度为锅炉入口温度T6,升温速率控制在10℃/小时；次管理温度为预存室温度T5，升温速率控制在10℃/小时；辅助管理温度为冷却室上部温度T4，用以确定红焦装入的间隔时间；红焦烘炉阶段共设置300℃、650℃和800℃三个恒温段。
3.根据权利要求2所述的对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，其特征在于：所述步骤e的红焦烘炉阶段的红焦装入干熄炉的时间间隔为：
a．最初红焦投入原则上1小时装一次红焦，前10次每罐装1/4红焦，10次以后，可装满罐，每罐红焦分5次投入，装焦时间不少于10分钟，投入后不能使锅炉入口温度急剧上升，以免锅炉汽包压力、水位发生波动；
b．装焦时间间隔可根据干熄炉（1）的预存室温度T5、冷却室下部温度T3、冷却室上部温度T4及锅炉入口温度T6做适当调整；
c．装焦1小时后开始少量排焦，保持初始料位；
d. 锅炉入口温度T6温升控制在10℃/h, 冷却室上部温度 T4作为辅助控制温度，待锅炉入口温度T6温度由上升转至下降接近锅炉入口温度升温控制值、冷却室上部温度T4温度稳定至高于前一次装焦时温度25－30℃时再次装入红焦，保证锅炉入口、干熄炉冷却段缓慢升温。
4.根据权利要求3所述的对干熄焦装置使用红焦进行烘炉的方法，其特征在于：当预存室温度T5在650℃以下时，干熄炉内焦炭料位要通过间歇排焦将其始终控制在低于斜道下口（16）1米处，避免红焦与斜道区（15）和环形风道区的耐火砖直接接触，当预存室温度T5高于650℃后，料位可持续增高至正常生产时的料位，不受上述限制。
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