焦爐的傳熱與加熱調節(jié)

1、焦爐的傳熱與加熱調節(jié)一、在焦爐內(nèi)傳熱是如何進行的？加熱煤氣經(jīng)磚煤氣道或高爐煤氣經(jīng)蓄熱室、斜道進入立火道底部，與經(jīng)蓄熱室預熱了的空氣相遇燃燒，產(chǎn)生高溫廢氣流。高溫的廢氣流通過熱輻射和對流的形式，把熱量傳給溫度較低的燃燒室爐墻表面。然后，熱量以熱傳導方式通過爐磚傳到炭化室側的墻面，使炭化室墻面的溫度達1200度左右。當煤剛裝進炭化室時，由于煤料緊貼爐墻，爐墻的熱量以熱傳導的方式傳給煤料。以后由于煤料熱分解、固化收縮，煤餅敲開爐墻，熱量就以輻射和對流的方式繼續(xù)傳遞給煤料，直至焦餅推出為止。二、什么叫傳導傳熱、對流傳熱和輻射傳熱？傳導傳熱：物體與物體直接接觸，溫度較高的物體將熱量傳給溫度較低的物體，這

2、種傳熱方式稱為傳導傳熱。以傳導傳熱方式傳遞的熱量，其大小與兩物體的溫度差、傳熱面積以及物質的導熱率成正比，與傳遞經(jīng)過的路程長短成反比。在煉焦爐內(nèi)，如果炭化室爐墻的材質和爐墻的厚度不同，火道溫度高低就不一樣，通過爐墻傳導的熱量也不一樣。對流傳熱：由于物體內(nèi)部分子的運動，將熱量從流體的一部分帶至另一部分，這種傳熱的方式稱為對流傳熱。對流傳熱的熱量的大小于流體的性質、受熱面積的溫度差、傳熱表面、傳熱時間、氣體速度和通道的水力直徑等有關。輻射傳熱：高溫物體以發(fā)射電磁波的方式將熱量傳遞給周圍物體或介質，這種傳熱方式稱為輻射傳熱。三、加熱焦爐用的煤氣有幾種？加熱焦爐用的煤氣有焦爐煤氣，高爐煤氣，發(fā)生爐煤氣

3、，脫氫煤氣和混合煤氣等。在現(xiàn)代化大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦爐煤氣用途比較多，高爐煤氣用途較少。但高爐煤氣產(chǎn)量多，價格又便宜，所以盡量要求使用高爐煤氣加熱焦爐。四、焦爐煤氣有什么特點？1/焦爐煤氣熱值高，在生產(chǎn)正常時，煤氣熱值波動不大，便于調火操作。2/用焦爐煤氣加熱焦爐時，由于它的熱值高，需要的煤氣量比熱值低的煤氣少，這樣，產(chǎn)生的廢氣量就比較少，而且廢氣重度也比較小，所以焦爐加熱系統(tǒng)阻力也小些。3/在調節(jié)溫度時，增減煤氣量后，爐溫變化反映較快，一般要23小時爐溫就可以反映出來。在焦爐煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣中，存在有大量的水蒸氣、二氧化碳和游離碳等，這些多原子氣體有相當大的輻射傳熱能力，可使火道中的輻射

4、傳熱加快。4/焦爐煤氣含氫多，不可燃成分少，燃燒速度快，火焰較短，會使焦餅上下溫差變大，這對調火是不利的。5/由于焦爐煤氣含碳氫化合物多，高溫時能分解出石墨，這些石墨容易在燒咀上掛結，影響燃燒。6/焦爐煤氣與空氣混倒一定比例時，可形成爆炸性氣體，遇到火源就會爆炸。焦爐煤氣的爆炸范圍是630%7/焦爐煤氣較臟時，煤氣管道，管件易被焦油、萘堵塞，煤氣中的冷凝液還會腐蝕管道，管件。五、煤氣的熱值是如何確定的？煤氣的熱值可根據(jù)煤氣中可燃成分的多少來計算，也可以通過實驗來測定。通常熱值是由煤氣中的可燃成分來確定的，不同的可燃氣體具有不同的熱值，根據(jù)煤氣中可燃組分的比例（由氣體分析測定）可以按下式計算煤氣

5、的熱值：Q低（ Q1A1+Q2A2+Q3A3.)Q1,Q2,Q3.各可燃成分的熱值A1,A2,A3.各可燃成分在煤氣中的百分數(shù)各可燃成分的熱值如下（KJ/m3）： H210503 CH435832;CO12725;CmHn71162煤氣的熱值一般可分為：高熱值14651KJ/m3以上中熱值146516279 KJ/m3低熱值6279 KJ/m3以下焦爐煤氣屬高熱值煤氣，高爐煤氣屬低熱值煤氣。六、煤氣中哪些屬于可燃成分，不可燃成分，助燃成分？煤氣中的可燃成分有：氫氣，甲烷，苯，重烴，一氧化炭，硫化氫，氰化氫等煤氣中不可燃成分有：氮氣，二氧化炭，水蒸氣等煤氣中助燃成分：氧氣七、煤氣燃燒需要什么條件

6、？1/助燃劑：氧（或空氣）2/著火點：H2的著火點為580590度CH4為644670CO為542547焦爐煤氣為600650高爐煤氣大于700八、完全燃燒的條件是什么？1/有足夠的空氣2/足夠的燃燒時間和空間3/燃燒產(chǎn)物能順利排出在設計焦爐加熱系統(tǒng)時，應考慮煤氣能完全燃燒的條件，同樣，在加熱調節(jié)時應保證加熱煤氣能完全燃燒。九、影響焦爐煤氣成分、熱值和產(chǎn)量的因素有哪些？影響的因素有原料煤的變質程度，揮發(fā)分，灰分，水分，硫分，焦爐粗煤氣的抽出方法，爐頂空間溫度的大小，裝煤制度和結焦時間等。其中最主要的因素是配煤的揮發(fā)分、裝煤量和操作制度。十、什么是爆炸？產(chǎn)生爆炸的原因是什么？可燃物（煤氣、煤粉、

7、焦粉、苯類蒸汽）與空氣混合，在較小的空間內(nèi)迅速燃燒，在瞬間放出大量的熱量，造成溫度和壓力急劇增高，火焰?zhèn)鞑ニ俣冗_每秒幾百米，甚至幾千米，這種現(xiàn)象稱為爆炸。產(chǎn)生爆炸必須具備以下條件：1)空氣和可燃物的混合比例在爆炸極限內(nèi)2)爆炸性的氣體遇上火源或赤熱的物體。焦爐煤氣爆炸極限的下限為56%，上限為30%十一、在煉焦過程中，最容易產(chǎn)生爆炸的原因有哪些？1/負壓管道的損漏。例如：在吸氣管和初冷器等處容易吸入空氣。2/煤氣管道壓力過低。例如：煤氣總管壓力太低，在供煤氣時，克服不了支管的陰力，使支管產(chǎn)生負壓，及入空氣，由此而產(chǎn)生爆炸性氣體。此外，煤氣管道有漏洞，在管內(nèi)壓力突然變大時（例如交換時），煤氣例逸

8、出管處也會形成爆炸性氣體。如果煤氣管道的水封干涸缺水，水封高度不夠，起不了水封的作用，煤氣大量逸出，也會形成爆炸性氣體。3/炭化室嚴重負壓，吸入大量空氣。4/不按操作規(guī)程操作，操作時粗心大意。例如：在點煤氣時，不是先點火把后才開煤氣，而是先打開煤氣后點火，這樣很容易引起爆炸。十二、為什么 值在調火工作中有重要的意義？煤氣在立火道燃燒時，必須供入適當?shù)目諝?。如果空氣是過少，則燃燒不完全，煤氣的燃燒熱不能完全利用，結果會浪費煤氣或降低立火道溫度，特別是燃燒不完全的煤氣跑到蓄熱室后，遇到漏入的空氣便會燃燒，使蓄熱室產(chǎn)生高溫，這是很危險的。如果空氣量過大，則燃燒火焰短，這樣不利于高向加熱均勻性，而且會

9、降低立火道溫度，所以，經(jīng)常測定值，對及時指導調火工作是很有作用的。十三、為什么用焦爐煤氣架勢時， 值一般控制在1.2左右？值在1.2左右，可以使煤氣完全燃燒，并可以防止高溫事故，如果值不大的話，即使遇到立火道煤氣失去控制（例如燒嘴破裂，燈頭歪倒等）而又未及時發(fā)現(xiàn)的話，火道溫度不會急劇升高而發(fā)生高溫事故，因為煤氣量雖然大量增加，但由于空氣量相對不足，所以燃燒不完全。如果值在1.41.5的話，過量的空氣則會使溫度迅速升高，超過危險溫度而產(chǎn)生高溫事故，損害爐體。因此， 值不宜太大，實踐證明， 值控制在1.21.3左右比較好。十四、在取廢氣樣做值時應注意些什么？由于影響值的因素較多，所以在取樣分析時應

10、注意以下事項：1/避免在剛裝煤的爐號上取樣。因為剛裝煤的炭化室壓力較大，荒煤氣往燃燒室串漏，影響廢氣組成。2/每次取樣時都要記錄加熱制度，如煤氣流量（壓力），煙道吸力，進風口開度，廢氣盤翻板開度等數(shù)據(jù)。3/每次都在同一時間內(nèi)取樣，由于燃燒室數(shù)目多，應安排好計劃輪流分析。4/記錄取樣時環(huán)境溫度。十五、焦爐調節(jié)應達到什么樣的要求？1/達到最高的熱工效率，即在保證焦炭成熟的前提下，使用最小限度的煤氣量，力求最低的煉焦耗熱量。2/為了提高焦炭質量的產(chǎn)量，要求爐溫均勻，壓力制度合適，操作順利。3/使煉焦化學產(chǎn)品及煉焦煤氣有最高的產(chǎn)率和最好的質量。4/提高焦爐生產(chǎn)率，并能最大限度地延長爐體的使用壽命。十六

11、、什么是煉焦的加熱制度？加熱制度指的是：在調火工作中，所要控制或調節(jié)的溫度制度和壓力制度。例如：結焦時間，標準溫度，煤氣流量，煙道吸力，蓄熱室頂部吸力，看火孔壓力，空氣口開度，空氣過剩系數(shù)，孔板直徑和集氣管壓力等。十七焦爐的溫度制度中規(guī)定的要測量的指標有哪些？它們各表示什么意義？焦爐的溫度制度要測量的指標有：測溫火道的標準溫度；焦餅中心溫度；橫墻溫度；爐頭溫度；蓄熱室溫度；小煙道溫度；煙道溫度和爐頂空間溫度等。其中以測量火道的標準溫度為主。標準溫度是指機、焦側測溫火道平均溫度的控制值，是規(guī)定在結焦時間內(nèi)保證焦餅成熟的主要溫度指標。機、焦側標準火道的溫度差是保證沿炭化室沿炭化室長向焦餅均勻成熟的

12、指標。因為炭化室的焦側比機側寬（即有錐度），為了使焦餅均勻成熟，因此焦側火道的溫度應比機側高一些。對于錐為為50mm的硅硅焦爐來說，在結焦時間為21小時以內(nèi)時，一般兩側溫度差為4050度之間。超過21h時，其溫度差應小于40。對于錐度為20毫米的硅磚焦爐來說，溫度差為2025左右。直行溫度代表全爐的平均溫度。在選擇測溫火道時，要考慮到既能代表機焦側橫墻的平均溫度，又要考慮到能測單雙數(shù)火道這兩個因素。橫墻溫度是指每個燃燒室各火道的平均溫度，用以檢驗炭化室沿長度方向加熱的情況。蓄熱室溫度是為了檢查爐體嚴密情況和蓄熱效果以及時發(fā)現(xiàn)炭化室有無高溫、漏火、下火等情況。在上升氣流時測量蓄熱室頂部的最高溫度

13、。通常，硅磚焦爐第月測溫一次，粘土磚焦爐每周測溫一次，規(guī)定溫度不超過1230。小煙道溫度是為了防止爐頭部分散熱而引起邊火道溫度降低，在機焦側邊火道測量的溫度，一般要求不低于1100，與計算的平均溫度不超過40，與相鄰的火道溫度不超過60。蓄熱室溫度是為了檢查焦爐的熱效率，判斷蓄熱室主墻的串漏情況。在下降氣流煤氣、空氣蓄熱室的廢氣盤兩叉處測量溫度。在正常情況下，每季測量一次，在改變標準溫度時應增加測量。要求溫度小于400。爐頭溫度是為了防止爐頭部分散熱而引起邊火道溫度降低，在機、焦側邊火道測量的溫度，一般要求不低于1100，與計算的平均溫度不超過40，與相鄰的火道溫度不超過60。除上述溫度指標外

14、，還有爐頂空間溫度（要求在750850的范圍），焦氣管溫度（100）焦爐煤氣預熱器溫度（應保持在50以上），高爐煤氣溫度（不超過35），總煙道溫度（250以上）等待。十八、焦爐壓力制度規(guī)定應測量哪些指標？炭化室底部壓力：在整個結焦過程中，為了使炭化室壓力大于燃燒系統(tǒng)內(nèi)氣體的壓力并略高于外部大氣壓力，要求在結焦末期時，下對吸氣管的炭化室底部壓力大于5Pa，并以此來制定焦氣管的壓力。蓄熱室頂部吸力：為了使焦爐加熱系統(tǒng)內(nèi)的壓力均勻分布控制煤氣和空氣供入量，需要經(jīng)常測量蓄熱室頂部吸力，要求各空氣蓄熱室頂部吸力與標準蓄熱室頂部吸力不相差3.0Pa，各煤氣蓄熱室與標準蓄熱室不相差2.0Pa。五點壓力：為了

15、評價焦爐的壓力制度和調節(jié)磚配置的正確性，要求對焦爐加熱系統(tǒng)進行五點壓力的測量。五點壓力是指看火孔壓力、上升與下降蓄熱室頂部吸入與小煙道吸力。五點壓力測量后，用壓力曲線表示。除測量上述的壓力指標外，還要測量蓄熱室阻力、看火孔壓力、集氣管壓力、煤氣壓力等。十九、調火工作應達到哪幾項溫度和壓力指標？為了保證爐體不出高溫事故，硅磚焦爐立火道的測溫點在換向后20s的溫度不得超過1450溫標。對于粘土磚焦爐來說，焦側標準火道的平均溫度（交換后5min)不應超過1150。就使全爐溫度均勻，并接近或等于標準溫度，在生產(chǎn)上，以直行平均的均勻系數(shù)K均來表示全爐溫度的均勻性。以安定系數(shù)k安來表示全爐平均溫度接近標準

16、火道溫度的程度。為了保證室溫度均勻，使焦餅沿炭化室向同時成熟，還要使爐頭不出生焦，高火工作應保證橫排溫度從機側到焦側均勻上升，使各火道溫度與規(guī)定的機焦側溫度溫度差曲線相比，其偏差不大于10。對于全爐的橫排溫度來說，火道溫度與標準溫度差在7以上者為不合格。當結焦時間為結焦周期的2/3時，測得和爐頂空間溫度應不超過850，最好為80030。蓄熱室后（小煙道）的廢氣溫度不應超過400。為了保證炭化室內(nèi)任何一點的壓力高于燃燒室內(nèi)任何一點的壓力，并高于外界大氣壓，必須使正對吸氣管的炭化室底部在結焦末期時的壓力大于5Pa。集氣管壓力保持80120Pa。為改善操作條件，防止爐頂散熱過多，避免負壓過大而使空氣

17、吸入爐內(nèi)，看火孔壓力應保持在0或稍偏于正壓。二十、橫排溫度曲線的標準線是怎樣作出來的？這條曲線就作于橫排溫度曲線上。首先，由機側第三火道起至焦第三火道止，按兩側測溫火道標準溫度畫成直線，然后，按此直線上下平行移動，使之能夠把橫墻溫度大部分包抱在所規(guī)定的合格范圍內(nèi)，此時，直線的位置便可確定，由此而畫出的直線是橫棑溫度的標準線。以這條標準線為基準，便可以計算出橫排溫度均勻系數(shù)。 二十一、如何調節(jié)直行溫度？在加熱制度合理和穩(wěn)定操作的前提下，直行溫度不均勻的原因與裝煤制度、出爐操作、爐體維護、加熱煤氣組成與性質、裝煤爐料性質的波動等因素有關。例如：打亂推焦計劃，爐體串漏、裝煤量不均勻、配煤水分忽高忽低

18、、加熱煤氣設備堵塞、磚煤氣道堵塞以及測溫時間與計算方法不合理等都會引起直行溫度不均勻。特別是小型焦爐直行溫度的均勻性，在很多情況下與操作制度有關。如果不按計劃出焦，炭化室嚴重負壓，煤氣質量和數(shù)量波動很大，則除了影響直行溫度地均勻系數(shù)外，安定系數(shù)也特別低。調節(jié)直行溫度首先要考慮到上述因素，然后才通過爐外的調節(jié)裝置進行調節(jié)，在調節(jié)煤氣流量時，可以改變煤所支管旋塞的開度、煤氣主管的開閉器和小孔板等，調節(jié)空氣量時，可以調節(jié)煙道閘板、廢氣盤進風口、水平空氣道蓋磚、立火道底部的牛舌磚和廢氣翻板等。對于剛開工的焦爐來說，應首先調好橫排溫度，然后現(xiàn)調直行溫度，這樣較容易調節(jié)而且穩(wěn)定，對于正在生產(chǎn)的焦爐來說，應

19、檢查有關操作和熱工制度，例如：裝煤水分的變化，檢修時間過長，焦炭過火，暴風雨影響，煤氣溫度（一般白班溫度高，爐溫低些，中班變化不大，夜班煤氣溫度低，溫度高些）等，都會影響直行溫度。此外，還應檢查煤氣管道與管件有無堵塞的現(xiàn)象，清掃或更換孔板。在調節(jié)時，應先加吸力后加煤氣（先減煤氣后減吸力）二十二、影響安定系數(shù)的因素有哪些？裝爐煤的水分、水分增加1%，溫度波動8左右。不按計劃推焦裝煤，檢修時間過長。集氣管壓力低，炭化室負壓，爐門不嚴密，影響煤氣的熱值，進而影響爐溫。受大氣壓影響，煤氣流量產(chǎn)生變化。二十三、如何調節(jié)橫排溫度？如果出現(xiàn)橫排溫度不好的情況，應先觀察低溫或高溫火道的燃燒情況，檢查燈頭或磚煤氣道有無串漏等情