煉焦星級培訓(xùn)三

1、焦化公司三星級培訓(xùn)材料焦化公司三星級培訓(xùn)材料萊蕪市泰山焦化有限公司萊蕪市泰山焦化有限公司玄振法玄振法萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t第一節(jié)第一節(jié) 爐體構(gòu)造爐體構(gòu)造 一、煉焦?fàn)t的發(fā)展階段及現(xiàn)代焦?fàn)t的基本要求一、煉焦?fàn)t的發(fā)展階段及現(xiàn)代焦?fàn)t的基本要求 焦?fàn)t是煉制焦炭的工業(yè)窯爐，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的發(fā)展大致經(jīng)過四個(gè)階焦?fàn)t是煉制焦炭的工業(yè)窯爐，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的發(fā)展大致經(jīng)過四個(gè)階段，即成堆干餾（土法煉焦）、倒焰式焦?fàn)t、廢熱式焦?fàn)t和現(xiàn)代段，即成堆干餾（土法煉焦）、倒焰式焦?fàn)t、廢熱式焦?fàn)t和現(xiàn)代的蓄熱式焦?fàn)t。的蓄熱式焦?fàn)t。 我國早在明代就出現(xiàn)了用簡單的方法生產(chǎn)焦炭的工藝，它類似于堆式煉制木炭，將煤置于地上或地下的窯中，依靠干

2、餾時(shí)產(chǎn)生的煤氣和部分煤的直接燃燒產(chǎn)生的熱量來煉制焦炭，稱為成堆干餾或土法煉焦。土法煉焦成焦率低，焦炭灰分高，結(jié)焦時(shí)間長，化學(xué)產(chǎn)品不能回收，還造成了環(huán)境污染，綜合利用差。萊蕪市泰山焦化有限公司 焦?fàn)t的發(fā)展趨勢應(yīng)滿足下列要求： （1）生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。為此焦?fàn)t應(yīng)加熱均勻，焦餅長向和高向加熱均勻，加熱水平適當(dāng)，以減輕化學(xué)產(chǎn)品的裂解損失。 （2）生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率高。為了提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，從而可以提高爐溫，促使煉焦速度的提高。 （3）加熱系統(tǒng)阻力小，熱工效率高，能耗低。 （4）爐體堅(jiān)固、嚴(yán)密、衰老慢、爐齡長。 （5）勞動(dòng)條件好，調(diào)節(jié)控制方便，環(huán)境污染少。萊蕪市泰山焦化

3、有限公司 二、現(xiàn)代焦?fàn)t爐體各主要部位二、現(xiàn)代焦?fàn)t爐體各主要部位 現(xiàn)代焦?fàn)t雖有多種爐型，但無非是因火道結(jié)構(gòu)、加熱煤氣種類及其入爐方式、蓄熱室結(jié)構(gòu)及裝煤方式的不同而進(jìn)行的有效排列組合。焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的變化與發(fā)展，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的變化與發(fā)展，主要是為了更好的解決焦餅高向與長向的加熱均勻性，節(jié)能降耗，降低投資及主要是為了更好的解決焦餅高向與長向的加熱均勻性，節(jié)能降耗，降低投資及成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。為了保證焦炭、煤氣的質(zhì)量及產(chǎn)量，不僅需要有合適的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。為了保證焦炭、煤氣的質(zhì)量及產(chǎn)量，不僅需要有合適的煤配比，而且要有良好的外部條件，合理的焦?fàn)t結(jié)構(gòu)就是用來保證外部條件的煤配比，而且要有良好的外部條件，合理

4、的焦?fàn)t結(jié)構(gòu)就是用來保證外部條件的手段。手段。為此，需從焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的各個(gè)部位加以分析，現(xiàn)代焦?fàn)t爐體最上部是爐頂，爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室，爐體下部有蓄熱室和連接蓄熱室與燃燒室的斜道區(qū)，每個(gè)蓄熱室下部的小煙道通過廢氣開閉器與煙道相聯(lián)。煙道設(shè)在焦?fàn)t基礎(chǔ)內(nèi)或基礎(chǔ)兩側(cè)，煙道末端通向煙囪，故也稱焦?fàn)t由三室兩區(qū)組成，即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂區(qū)和基礎(chǔ)部分。如圖4-1。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t圖4 1 焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)模型圖 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 1 1炭化室炭化室 炭化室是接受煤料，并對其隔絕空氣進(jìn)行干餾的爐室。一般由硅質(zhì)耐火材料砌筑而成。炭化室位于兩側(cè)燃燒室之間，頂

5、部有34個(gè)加煤孔，并有12個(gè)導(dǎo)出干餾煤氣的上升管。它的兩端為內(nèi)襯耐火材料的鑄鐵爐門。整座焦?fàn)t靠推焦車一側(cè)稱為機(jī)側(cè)，另一側(cè)稱為焦側(cè)。頂裝煤的焦?fàn)t，為順利推焦，炭化室的水平呈梯形，焦側(cè)寬度大于機(jī)側(cè)，兩側(cè)寬度之差稱錐度，一般焦側(cè)比機(jī)側(cè)寬2070mm，炭化室愈長，此值愈大，大多數(shù)情況下為50mm。搗固焦?fàn)t由于裝入爐的搗固煤餅機(jī)、焦側(cè)寬度相同，故錐度為零或很小。炭化室寬度一般在400550mm之間，寬度減小，結(jié)焦時(shí)間能大大縮短，但是一般不小于350mm。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t因?qū)挾忍瓡?huì)使推焦困難，操作次數(shù)頻繁和耐火材料用量增加。炭化室長度為1316m，從推焦機(jī)械性能來看，該長度已接近最大限

6、度。炭化室高度一般為46m（國外可達(dá)8m或以上），增加高度可以增加生產(chǎn)能力，但受高度方向加熱均勻性的限制。增大炭化室的容積是提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的主要措增大炭化室的容積是提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的主要措施之一，一般大型焦?fàn)t的炭化室有效容積為施之一，一般大型焦?fàn)t的炭化室有效容積為21214040m m3 3，我國我國5.55.5m m高高的大型焦?fàn)t為的大型焦?fàn)t為35.435.4m m3 3，6m6m高的大型焦?fàn)t為高的大型焦?fàn)t為38.538.5m m3 3。國外近年來的大型焦?fàn)t的有效容積已達(dá)5080m3。炭化室尺寸的確定，通常受到多種因素的影響。下面分別敘述有關(guān)的影響因素。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t

7、（1）炭化室的寬度 炭化室的寬度對焦?fàn)t的生產(chǎn)能力與焦炭質(zhì)量均有影響，增加寬度雖然焦?fàn)t的容積增大，裝煤量增多，但因煤料傳熱不良，隨炭化室寬度的增加，結(jié)焦速度降低，結(jié)隨炭化室寬度的增加，結(jié)焦速度降低，結(jié)焦時(shí)間大為延長。焦時(shí)間大為延長。如表4-1所示（火道溫度按13001350）。因此寬度不宜過大，否則反而降低了生產(chǎn)能力。寬度減小，結(jié)焦時(shí)間大為縮短，但不應(yīng)太窄，否則推焦桿強(qiáng)度降低，推焦困難。且結(jié)焦時(shí)間縮短后，操作次數(shù)增加，按生產(chǎn)每噸焦炭計(jì)，所需操作時(shí)間增多，增加污染，耐火磚用量也相應(yīng)增加，從而降低了生產(chǎn)能力。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 表4-1 炭化室寬度與結(jié)焦速度的關(guān)系炭化室平均寬度/ m

8、m500450407350300結(jié) 焦 時(shí) 間/ h22181612.510結(jié) 焦 速 度/(mm / h)2.272.52.552.83.0萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 此外，炭化室寬度對煤料的煉焦速度、膨脹壓力及焦炭的平均塊度等因素均有影響，具體表現(xiàn)為： 干餾過程的傳熱，是炭化室兩側(cè)的燃燒室通過爐墻，向炭化室中心的單向不穩(wěn)定傳熱。由于煤料的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于硅磚，即干餾過程中傳熱的熱阻主要來自煤料。當(dāng)裝爐煤水分、揮發(fā)分、堆密度保持不變時(shí)，結(jié)焦時(shí)間與炭化室寬度之間的關(guān)系，可由下式近似計(jì)算： （4-1）bb1 . 12121ttf萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t式中 bl、b2 炭化室寬度

9、，mm； 1、2 寬度分別為bl、b2的炭化室內(nèi)煤料的結(jié)焦時(shí)間，h； tf 平均火道溫度，； t 焦餅中心溫度，。通常將炭化室寬度與結(jié)焦時(shí)間的比值稱為干餾速度。 （4-2）式中 VC 煉焦速度，mm/h。bV c萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t將上式代入式（4-1），并整理后得： （4-3） 因?yàn)椋?； 所以，當(dāng)blb2時(shí)，則VC1VC2。 也就是說在相同的火道溫度條件下，炭化室越窄，也就是說在相同的火道溫度條件下，炭化室越窄，煉焦速度就越快。煉焦速度就越快。 11 . 1211c2cbbVV萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 高溫干餾過程中煤料給予炭化室爐墻的膨脹壓力，起因于高溫干餾過程中

10、煤料給予炭化室爐墻的膨脹壓力，起因于膠質(zhì)體層內(nèi)的煤氣壓力，其值大小因裝爐煤料性質(zhì)、顆粒組成、膠質(zhì)體層內(nèi)的煤氣壓力，其值大小因裝爐煤料性質(zhì)、顆粒組成、堆密度以及燃燒室溫度不同而異，也與炭化室寬度有關(guān)。堆密度以及燃燒室溫度不同而異，也與炭化室寬度有關(guān)。 由于炭化室越寬，干餾速度越慢，所以膠質(zhì)體層內(nèi)煤氣壓力由于炭化室越寬，干餾速度越慢，所以膠質(zhì)體層內(nèi)煤氣壓力就越低。因此，同一煤料在不同炭化室內(nèi)干餾時(shí)，爐墻實(shí)際承受就越低。因此，同一煤料在不同炭化室內(nèi)干餾時(shí)，爐墻實(shí)際承受的負(fù)荷是隨著炭化室寬度增加而略有減小。的負(fù)荷是隨著炭化室寬度增加而略有減小。如圖如圖4-24-2所示。所示。 炭化室膨脹壓力危險(xiǎn)值約炭

11、化室膨脹壓力危險(xiǎn)值約1515kPakPa左右，故允許承受的極限負(fù)荷左右，故允許承受的極限負(fù)荷約約7 71010kPakPa。因此當(dāng)裝爐煤的膨脹壓力偏高時(shí)宜采用寬炭化室。因此當(dāng)裝爐煤的膨脹壓力偏高時(shí)宜采用寬炭化室。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t圖4-2膨脹壓力與炭化室寬度的關(guān)系 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 焦炭碎成小塊，起因于裂紋。焦塊的統(tǒng)計(jì)平均尺寸大小取決于裂紋之間的距離。而裂紋的間距與裂紋的深度取決于不均勻收縮所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。在相同的結(jié)焦溫度下，焦炭塊度隨著在相同的結(jié)焦溫度下，焦炭塊度隨著炭化室寬度增加而加大。與此同時(shí)，當(dāng)煤料和干餾條件相同時(shí)，炭化室寬度增加而加大。與此同時(shí)，當(dāng)

12、煤料和干餾條件相同時(shí)，炭化室越寬，由于結(jié)焦速度減慢而使焦炭裂紋減少，故焦炭的炭化室越寬，由于結(jié)焦速度減慢而使焦炭裂紋減少，故焦炭的抗碎強(qiáng)度也越高?？顾閺?qiáng)度也越高。 但是，從生產(chǎn)能力與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，由于隨著寬度增加結(jié)焦時(shí)間將延長，每孔炭化室單位時(shí)間出焦率將隨著寬度增加而降低。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 所以，在一定范圍內(nèi)，炭化室寬度越窄，生產(chǎn)能力將越高。所以，在一定范圍內(nèi)，炭化室寬度越窄，生產(chǎn)能力將越高。故應(yīng)綜合考慮確定炭化室寬度，對黏結(jié)性好的煤料宜緩慢加熱，否則在半焦收縮階段，應(yīng)力過大，焦炭裂紋較多，小塊焦增加，因此炭化室以較寬些為宜。對于黏結(jié)性較差的煤料，快速加熱能改善其黏結(jié)性

13、，對提高焦炭質(zhì)量有利，故以較窄的炭化室為好。58型焦?fàn)t炭化室的平均寬取407mm和450mm兩種規(guī)格，大容積焦?fàn)t的平均寬度仍為450mm，目前有些新建焦?fàn)t寬度為500mm；小型焦?fàn)t炭化室的平均寬度為300mm左右。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （2）炭化室長度 焦?fàn)t的生產(chǎn)能力與炭化室長度成正比，而單位產(chǎn)品的設(shè)焦?fàn)t的生產(chǎn)能力與炭化室長度成正比，而單位產(chǎn)品的設(shè)備造價(jià)隨炭化室長度增加而顯著降低。備造價(jià)隨炭化室長度增加而顯著降低。因此，增加炭化室長度有利于提高產(chǎn)量，降低基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用，但長度的增加受下列因素的限制： 受炭化室錐度與長向加熱均勻性的限制受炭化室錐度與長向加熱均勻性的限制，因?yàn)?/p>

14、炭化室錐度大小是取決于炭化室長度和裝爐煤料的性質(zhì)。一般情況下，煤料揮發(fā)分不高，收縮性小時(shí)，要求錐度增加。而隨著炭化室長度的增加，錐度也增大。國內(nèi)大容積焦?fàn)t炭化室的長度為15980mm，錐度為70mm；卡爾斯蒂式焦?fàn)t炭化室長度為17090mm，錐度為76mm。隨著炭化室長度和錐度的增大，長向加熱均勻性問題就比較突出，導(dǎo)致局部產(chǎn)生生焦，這不僅使質(zhì)量和產(chǎn)率降低，而且使粉焦量顯著增加。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 受推焦阻力及推焦桿的熱態(tài)強(qiáng)度的限制。受推焦阻力及推焦桿的熱態(tài)強(qiáng)度的限制。隨著炭化室長度的增加，不僅由于長向加熱不均勻使粉焦量增加而促使推焦阻力增大，還由于焦餅重量增加，焦餅與炭化室墻面

15、、底面之間的接觸面增加，從而使整個(gè)推焦阻力顯著升高。 隨著炭化室長度的增加，推焦桿的溫度在推焦過程中逐漸上升，而一般鋼結(jié)構(gòu)的屈服點(diǎn)隨著溫度升高而降低，到400時(shí)，約降低1/3。因此，炭化室長度增加也受此限制。此外，炭化室長度還受到技術(shù)裝備水平和爐墻砌磚的限制。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （3）炭化室高度 大型焦?fàn)t一般為46m，增加炭化室高度是提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的重要措施，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭質(zhì)量的提高。但是隨著高度的增加，為使?fàn)t墻具有足夠的強(qiáng)度，就必須相應(yīng)增大炭化室的中心距及炭化室與燃燒室的隔墻厚度。為了保證高向加熱均勻性，勢必在不同程度上引起燃燒室結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。為了防止?fàn)t

16、體變形和爐門冒煙，應(yīng)有堅(jiān)固的護(hù)爐設(shè)備和有效的爐門清掃機(jī)械。凡此種種，使每個(gè)炭化室的基建投資及材料消耗增加。因此，應(yīng)以單位產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合平衡，選定炭化室高度的適宜值。目前大型焦?fàn)t的高度一般不超過8m。 綜上所述，由炭化室的長、寬和高度所決定的炭化室的容積，必須與焦?fàn)t的規(guī)模，煤質(zhì)及所能提供的技術(shù)裝備水平等情況相適應(yīng)，因此不能脫離實(shí)際，片面的追求焦?fàn)t炭化室的大型化。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 2 2燃燒室燃燒室 燃燒室位于炭化室兩側(cè)，其中分成許多火道，煤氣和空氣在其中混合燃燒，產(chǎn)生的熱量傳給爐墻，間接加熱炭化室中煤料，對其進(jìn)行高溫干餾。燃燒室數(shù)量比炭化室多一個(gè)，長度與炭化室相

17、等，燃燒室的錐度與炭化室相等但方向相反，以保證焦?fàn)t炭化室中心距相等。一般大型焦?fàn)t的燃燒室有2632個(gè)立火道，中小型焦?fàn)t僅為1216個(gè)。燃燒室一般比炭化室稍寬，以利于輻射傳熱。（1）結(jié)構(gòu)形式與材質(zhì) 燃燒室內(nèi)用橫墻分隔成若干個(gè)立火道，通過調(diào)節(jié)和控制各火道的溫度，以便使燃燒室沿長度方向能獲得所要求的溫度分布，而且又增加了燃燒室砌體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并由于增加了爐體的輻射傳熱面積，從而有利于輻射傳熱。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 燃燒室的溫度分布由機(jī)側(cè)向焦側(cè)遞增，以適應(yīng)炭化室焦側(cè)寬、機(jī)側(cè)窄的燃燒室的溫度分布由機(jī)側(cè)向焦側(cè)遞增，以適應(yīng)炭化室焦側(cè)寬、機(jī)側(cè)窄的情況。情況。因此燃燒室內(nèi)每個(gè)火道都能分別調(diào)節(jié)煤氣

18、量和空氣量，以保證整個(gè)炭化室內(nèi)焦炭能同時(shí)成熟。用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，根據(jù)煤氣入爐方式不同，可以通過燈頭磚進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換加熱煤氣支管上的孔板進(jìn)行調(diào)節(jié)。貧煤氣和空氣量的調(diào)節(jié)是利用在斜道口設(shè)置人工阻力，大型焦?fàn)t采用更換和排列不同厚度的牛舌磚，可以達(dá)到調(diào)節(jié)氣量的目的。 燃燒室材質(zhì)關(guān)系到焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和爐體壽命，一般均用硅磚砌筑。燃燒室材質(zhì)關(guān)系到焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和爐體壽命，一般均用硅磚砌筑。為進(jìn)一步提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和爐體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其爐墻有發(fā)展為采用高密度硅磚的趨勢。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （2）加熱水平高度 燃燒室頂蓋高度低于炭化室頂部，二者之差稱加熱水平高度，這是為了保證使炭化室頂部空間溫度

19、不致過高，從而減少化學(xué)產(chǎn)品在爐頂空間的熱解損失和石墨生成的程度。加熱水平高度由以下三個(gè)部分組成：一加熱水平高度由以下三個(gè)部分組成：一是煤線距炭化室頂部的距離，即為爐頂空間高度，是煤線距炭化室頂部的距離，即為爐頂空間高度，一般大型焦?fàn)t為300mm，中小型焦?fàn)t為150200mm；二是煤料結(jié)焦后的垂直收縮量，它取決于煤料的收二是煤料結(jié)焦后的垂直收縮量，它取決于煤料的收縮性及炭化室的有效高度，一般為有效高度的縮性及炭化室的有效高度，一般為有效高度的5%5%7%7%；三是考慮到燃燒室頂；三是考慮到燃燒室頂部對焦炭的傳熱，部對焦炭的傳熱，炭化室中成熟后的焦餅頂面高應(yīng)比燃燒室頂面高出200300mm（大焦?fàn)t

20、）或100150mm（小焦?fàn)t）。因此不同高度的焦?fàn)t加熱水平是不同的。如6m高的焦?fàn)t為900mm（1005mm），58型焦?fàn)t為600800mm，66型焦?fàn)t為524mm。加熱水平高度按下列經(jīng)驗(yàn)式確定：H=h+h+（200300），mm式中 h 煤線距炭化室頂部的距離（炭化室頂部空間高度），mm；h 裝爐煤煉焦時(shí)產(chǎn)生的垂直收縮量，mm；200300 考慮燃燒室的輻射傳熱允許降低的燃燒室高度，mm。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 3 3蓄熱室蓄熱室 從燃燒室排出的廢氣溫度常高達(dá)1300左右，這部分熱量必須予以利用。蓄熱室的作用就是利用蓄積廢氣的熱量來預(yù)熱燃燒所需的空氣量和貧煤氣量。蓄熱室通常位于炭

21、化室的正下方，其上經(jīng)斜道同燃燒室相連，其下經(jīng)廢氣盤分別同分煙道、貧煤氣管道和大氣相通。蓄熱室構(gòu)造包括頂部空間、格子磚、蓖子磚和小煙道以及主墻、單墻和封墻。下噴式焦?fàn)t，主墻內(nèi)還設(shè)有直立磚煤氣道，如圖4-3和圖4-4所示。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t圖4-3 焦?fàn)t蓄熱室結(jié)構(gòu) 圖4-4 蓖子磚和磚煤氣道1主墻；2小煙道黏土襯磚；1擴(kuò)散型蓖子磚；2直立磚煤氣道3小煙道；4單墻； 5蓖子磚；6隔熱磚萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 當(dāng)下降廢氣通過蓄熱室時(shí)，即將熱量傳遞給格子磚，廢氣溫度由12001300左右降至300400左右，然后，經(jīng)小煙道、分煙道、總煙道至煙囪排出。換向后，冷空氣或貧煤氣進(jìn)入

22、蓄熱室，吸收格子磚蓄積的熱量，并被預(yù)熱至10001100后進(jìn)入燃燒室燃燒。由于蓄熱室的作用，有效地利用了廢氣顯熱，減少了煤氣消耗量，提高了焦?fàn)t的熱工效率。 當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，由于其熱值高，不需要預(yù)熱，故不通過當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，由于其熱值高，不需要預(yù)熱，故不通過蓄熱室，直接由磚煤氣道通入立火道燃燒。況且如焦?fàn)t煤氣進(jìn)入蓄蓄熱室，直接由磚煤氣道通入立火道燃燒。況且如焦?fàn)t煤氣進(jìn)入蓄熱室預(yù)熱，則會(huì)因受熱分解而生成石墨，造成蓄熱室堵塞，而且預(yù)熱室預(yù)熱，則會(huì)因受熱分解而生成石墨，造成蓄熱室堵塞，而且預(yù)熱后會(huì)使燃燒速度增高，火焰變短，造成高向加熱不均勻。熱后會(huì)使燃燒速度增高，火焰變短，造成高向加熱不均勻。

23、 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 蓄熱室內(nèi)堆砌的格子磚有九孔、六孔、蜂窩式及百葉窗式幾種，其中目前較常用的是九孔格子磚，如圖4-5。格子磚安裝時(shí)上下磚孔要對準(zhǔn)，高爐煤氣含塵量應(yīng)控制在15mg/m3以下，操作中應(yīng)定期用壓縮空氣吹掃。蓄熱室內(nèi)溫度變化大，故格子磚采用黏土磚，小煙道需設(shè)黏土襯磚，以保護(hù)硅磚砌筑的隔墻受溫度變化的沖擊。格子磚上部留有頂部空間，主要使上升或下降氣流在此得到混勻，然后以均勻的壓力向上或向下分布。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 圖4-5 九孔薄壁格子磚 為了改善氣流分配以提高蓄熱效率，多數(shù)為了改善氣流分配以提高蓄熱效率，多數(shù)焦?fàn)t采用擴(kuò)散式蓖子磚，蓖子磚位于格子磚的焦?fàn)t

24、采用擴(kuò)散式蓖子磚，蓖子磚位于格子磚的下方，一方面支撐格子磚，另一方面利用孔徑下方，一方面支撐格子磚，另一方面利用孔徑大小的改變使氣流沿長向分布均勻。大小的改變使氣流沿長向分布均勻。為使上升和下降氣流時(shí)都能實(shí)現(xiàn)氣流沿蓄熱室長向均勻分布，蓖子磚孔型和尺寸的分布需通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐才能確定，而且當(dāng)蓄熱室操作條件變化時(shí)，仍會(huì)受影響。小煙道在上升氣流時(shí)用于供入空氣和貧煤氣，并使氣流沿蓄熱室長向加以均勻分配，在下降氣流時(shí)則集合并導(dǎo)出廢氣。煤氣和空氣的供入以及廢氣的導(dǎo)出通常由機(jī)、焦兩側(cè)進(jìn)行。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 蓄熱室隔墻包括中心隔墻、主墻（異向氣流隔墻）和單墻（同向氣流隔墻）。中心隔墻將蓄熱室分

25、為機(jī)焦側(cè)兩部分，主墻兩邊壓差大，易漏氣。當(dāng)升煤氣漏入下降蓄熱室，不但損失煤氣，而且會(huì)發(fā)生“下火”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可燒熔格子磚，使廢氣盤變形；當(dāng)上升空氣漏入下降蓄熱室，則會(huì)發(fā)生“空氣短路”現(xiàn)象。故主墻必須堅(jiān)固和嚴(yán)密，因此厚度較大，且用帶舌槽的異型磚砌筑。而單墻兩邊壓差小，故厚度較薄。蓄熱室端部封墻是為了防止吸入冷空氣使邊火道溫度驟降，故必須嚴(yán)密；同時(shí)為了減少熱損失，絕熱必須良好。封墻一般用黏土磚及隔熱磚砌成，總厚度約為400mm，為此在封墻中砌一層絕熱磚以及外部用硅酸鋁纖維保溫，并在墻外表安裝金屬外殼。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 有的焦?fàn)t采用蓄熱室分格，即將蓄熱室分成若干小格，每對立火道與其

26、對應(yīng)的下方兩格蓄熱室形成一個(gè)單獨(dú)的加熱系統(tǒng)，這樣可以根據(jù)火道需要的溫度，在地下室分別調(diào)節(jié)各格的煤氣量和空氣量，但隔墻增加，主墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用磚量大，施工時(shí)必須在分隔墻砌筑前安放格子磚，生產(chǎn)時(shí)又不能清掃和更換，故未能推廣。對于蓄熱室的基本要求是氣流分配均勻，蓄熱效率高，串漏少和防止局部高溫。 蓄熱室頂部溫度經(jīng)常在1200左右，并且蓄熱室隔墻幾乎承受著爐體的全部重量，所以現(xiàn)代大型焦?fàn)t的蓄熱室隔墻都用硅磚砌筑，否則將對焦?fàn)t產(chǎn)生不良影響。當(dāng)缺少硅磚時(shí)，也可用黏土磚砌筑，但要考慮與上部硅磚砌體聯(lián)結(jié)處的處理，否則上下膨脹不同，易將黏土磚砌體拉裂。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 就蓄熱室類型而言，有縱蓄熱

27、室和橫蓄熱室兩大類。前者由于阻力大，蓄熱效率低，故現(xiàn)代焦?fàn)t很少采用。現(xiàn)代焦?fàn)t蓄熱室均為橫蓄熱室，即與炭化室的縱軸平行。橫蓄熱室有并列式和兩分式之分。JN型焦?fàn)t等大型焦?fàn)t屬于并列式，兩分式焦?fàn)t的蓄熱室一般屬于兩分式。由于并列式蓄熱室異向氣流接觸面大于兩分式蓄熱室，故蓄熱室串漏的可能性也大些。 橫蓄熱室的優(yōu)點(diǎn)是：能使每個(gè)燃燒室成為獨(dú)立系統(tǒng)，便于調(diào)節(jié)；當(dāng)局部產(chǎn)生問題時(shí)可以停幾個(gè)爐室，不會(huì)影響整座焦?fàn)t；蓄熱室的格子磚可以保證各燃燒室的煤氣和空氣沿長向均勻分配；而且蓄熱室的端部面積較小，因此輻射熱損失較??；同時(shí)炭化室和蓄熱室構(gòu)成一個(gè)整體，爐體較堅(jiān)固。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 在大型黏土磚蓄熱室

28、焦?fàn)t上，曾采用硅磚與黏土磚交界面設(shè)置滑動(dòng)層和相互咬合砌筑兩種方案。生產(chǎn)實(shí)踐表明，前一種方案由于整個(gè)上層砌體及其它設(shè)備很重，未能實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)，結(jié)果使蓄熱室墻頭部拉成較寬的梯型裂紋；后一種方案，蓄熱室隔墻雖然也出現(xiàn)了裂紋，但因相互咬合，裂紋分散且較窄，對生產(chǎn)影響不大。 蓄熱室隔墻的爐頭部位，因受外界大氣溫度的影響，溫度波動(dòng)較大，硅磚砌成的爐頭隔墻易產(chǎn)生一些裂紋，因此有些焦化廠的焦?fàn)t在蓄熱室爐頭部位也采用高鋁磚直縫結(jié)構(gòu)。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 4 4斜道區(qū)斜道區(qū) 連通蓄熱室和燃燒室的通道稱為斜道。它位于蓄熱室頂部和燃燒室底部之間，用于導(dǎo)入空氣和煤氣，并將其分配到每個(gè)立火道中，同時(shí)排出廢氣。

29、如圖4-6為斜道區(qū)的結(jié)構(gòu)圖。 斜道區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磚型很多，不同類型焦?fàn)t的斜道區(qū)結(jié)構(gòu)有很大差異。一般來說，兩分式火道焦?fàn)t的斜道區(qū)比雙聯(lián)火道焦?fàn)t的斜道區(qū)要簡單；單熱式焦?fàn)t的斜道區(qū)比復(fù)熱式焦?fàn)t的斜道區(qū)簡單。斜道區(qū)的布置、形狀及尺寸決定于燃燒室的構(gòu)造和蓄熱室的型式。此外，還應(yīng)考慮砌體的嚴(yán)密性，砌筑要簡單，而且應(yīng)保證煤氣及空氣在火道內(nèi)沿著高度方向緩慢混合。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t圖4-6 58型焦?fàn)t斜道區(qū)結(jié)構(gòu)萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 燃燒室的每個(gè)立火道與相應(yīng)的斜道相連，當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，由兩個(gè)斜道送入空氣和導(dǎo)出廢氣，而焦?fàn)t煤氣由垂直磚煤氣道進(jìn)入。當(dāng)用貧煤氣加熱時(shí)，一個(gè)斜道送入煤氣，另

30、一個(gè)斜道送入空氣，換向后兩個(gè)斜道均導(dǎo)出廢氣。 斜道口布置有調(diào)節(jié)磚，以調(diào)節(jié)開口斷面的大小，并有火焰調(diào)節(jié)磚以調(diào)節(jié)煤氣和空氣混合點(diǎn)的高度。 斜道出口的位置、交角、斷面的大小、高低均會(huì)影響火焰的燃燒。為了拉長火焰，應(yīng)使煤氣和空氣由斜道出口時(shí)，速度相同，氣流保持平行和穩(wěn)定，為此兩斜道出口之間設(shè)有固定尺寸的火焰調(diào)節(jié)磚（鼻梁磚）。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 在確定斜道斷面尺寸時(shí)，一般應(yīng)使斜道出口阻力占上升氣流斜道總阻力的2/33/4為好。這樣可以保持斜道出口處調(diào)節(jié)磚的調(diào)節(jié)靈敏性。斜道總阻力應(yīng)合適，阻力過大時(shí)，煙囪所需吸力增加，并增加上升與下降氣流蓄熱室頂?shù)膲毫Σ?，易漏氣，而且上升氣流蓄熱室頂?shù)奈?/p>

31、減小，燒高爐煤氣時(shí)，容易引起廢氣盤正壓，影響安全操作；阻力太小，對調(diào)節(jié)火道流量的靈敏度差。由于爐頭火道散熱量大，為了保證爐頭溫度，應(yīng)使?fàn)t頭斜道出口斷面（放調(diào)節(jié)磚后）比中部大50%60，以使通過爐頭斜道的氣體量比中部多2546。由于爐頭部位的炭化室裝煤易產(chǎn)生缺角，因此希望爐頭的火焰短些，一般爐頭部位的調(diào)節(jié)磚比中部火道的薄一些。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 斜道的傾斜角一般不應(yīng)低于30，否則坡度太小，容易積灰和存物，日久導(dǎo)致斜道堵塞。斜道斷面逐漸縮小的夾角一般應(yīng)小于7，以減少阻力。對于側(cè)入式焦?fàn)t，各燒嘴斷面積之和約為水平磚煤氣道斷面的60%70為宜，太大則各燒嘴的調(diào)節(jié)靈敏性差，太小則增加磚煤

32、氣道內(nèi)煤氣壓力，易漏氣，且除碳空氣不易進(jìn)入，容易使磚煤氣道堵塞。 斜道區(qū)膨脹縫多，排磚時(shí)各膨脹縫應(yīng)錯(cuò)開，膨脹縫不要設(shè)在異向氣流、炭化室底和蓄熱室封頂?shù)忍?，以免漏氣?總之，斜道區(qū)通道多，氣體縱橫交錯(cuò)，異型磚用量大，嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性要求高，是焦?fàn)t中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部位。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 5 5基礎(chǔ)平臺(tái)與煙道基礎(chǔ)平臺(tái)與煙道 基礎(chǔ)位于爐體的底部，它支撐整個(gè)爐體、爐體設(shè)施和機(jī)械的重量，并把它傳到地基上去。焦?fàn)t基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式隨爐型和煤氣供入方式的不同而異。焦?fàn)t基礎(chǔ)有下噴式（圖4-7）和側(cè)噴式焦?fàn)t（圖4-8）。下噴式焦?fàn)t基礎(chǔ)是一個(gè)地下室，由底板、頂板和支柱組成。側(cè)噴式焦?fàn)t基礎(chǔ)是無地下室的整片基

33、礎(chǔ)。圖4-7 下噴式焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 圖4-8 側(cè)噴式焦?fàn)t基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 1抵抗墻構(gòu)架；2基礎(chǔ) 1隔熱層；2基礎(chǔ)；3煙道 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 整個(gè)焦?fàn)t砌筑在基礎(chǔ)頂板平臺(tái)上。澆灌頂板時(shí)，按焦?fàn)t膨脹后的尺寸埋設(shè)好下噴煤氣管，煙道位于地下室的機(jī)、焦兩側(cè)，在爐端與總煙道相通。抵抗墻有平板和框架兩種結(jié)構(gòu)，考慮到節(jié)約材料和對支承負(fù)荷的合理性，現(xiàn)均采用框架式。抵抗墻與頂板間設(shè)有膨脹縫。下噴式焦?fàn)t地下室三面被煙道包圍，一側(cè)有墻擋住，使地下室溫度在夏季高達(dá) 4050，通風(fēng)不良。焦?fàn)t基礎(chǔ)頂部受小煙道熱氣流的作用，正常生產(chǎn)時(shí)，頂板上表面溫度達(dá)85100，頂板下表面溫度約5060。烘爐末期因受較高氣流溫度的作用

34、，頂板溫度要比上述高3050，如烘爐期拖得太長，尤其是高溫下烘爐期太長、對基礎(chǔ)強(qiáng)度不利。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 為了改善地下室的通風(fēng)情況，降低地下室溫度和基礎(chǔ)頂板溫度，近年來，一些焦化廠將焦?fàn)t機(jī)、焦側(cè)煙道的標(biāo)高降低，并在爐組兩端敞開，煙道靠地下室側(cè)鑲砌一層隔熱磚或涂抹一層隔熱材料。有的廠將頂板減簿，增加其上的紅磚厚度，小煙道不承重的通道部分，在黏土磚下設(shè)有隔熱磚層，并在澆灌混凝土頂板的材料中配入部分隔熱材料。由于基礎(chǔ)頂板受溫度的影響會(huì)發(fā)生一定程度的變形，支柱上下節(jié)點(diǎn)若采用固接形式，將使支柱產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，故近年設(shè)計(jì)的焦?fàn)t基礎(chǔ)支柱中，靠兩側(cè)煙道的邊支柱做成上下端鉸接節(jié)點(diǎn)；在焦?fàn)t縱向

35、兩端的幾排中間支柱做成下端節(jié)點(diǎn)鉸接形式；其余的支柱為增強(qiáng)剛性，仍采取固接形式，這樣可以降低構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力，既節(jié)省原料，又能適應(yīng)溫度的變化。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 大型焦?fàn)t的基礎(chǔ)均用鋼筋混凝土澆灌而成，小型焦?fàn)t的基礎(chǔ)一般不需配筋，只有當(dāng)?shù)鼗耐临|(zhì)不均勻時(shí)，才配少量鋼筋。為減輕溫度對基礎(chǔ)的影響，焦?fàn)t砌體的下部與基礎(chǔ)平臺(tái)之間均砌有46層紅磚。整個(gè)焦?fàn)t及其基礎(chǔ)的質(zhì)量全部加在其下的地層上，該地層即地基。 焦?fàn)t的地基必需滿足要求的耐壓力，因此當(dāng)天然的地基不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用人工地基。例如中、小型焦?fàn)t可采用砂墊層加強(qiáng)地基，提高耐壓力；大型焦?fàn)t一般均采用鋼筋混凝土柱打樁，即采用樁基提高耐壓力。 萊

36、蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 為了保證地基土壤的天然結(jié)構(gòu)不被破壞，要求地下水位在基礎(chǔ)以下，并在施工中做好防雨排水。由于地基土質(zhì)不同，因基礎(chǔ)和砌體的承重，地基受壓，焦?fàn)t基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生不同程度的沉降。為了防止產(chǎn)生不均勻沉降而拉裂基礎(chǔ)，焦?fàn)t與分煙道、焦?fàn)t與貯煤塔等不同承重的基礎(chǔ)處，一定要分開留縫沉降縫。此外當(dāng)采用人工基礎(chǔ)時(shí)，焦?fàn)t縱橫向的傾斜不應(yīng)超過千分之一。對焦?fàn)t基礎(chǔ)的沉降應(yīng)在施工和投產(chǎn)以后的前幾年中注意觀察和測量，并及時(shí)處理異?，F(xiàn)象。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 6 6爐頂區(qū)爐頂區(qū) 炭化室蓋頂磚以上部位即為爐頂區(qū)，如圖4-9。爐頂區(qū)砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、烘爐孔及拉條溝等。為減少爐頂區(qū)

37、散熱，改善爐頂區(qū)的操作條件，其不受壓部位砌有隔熱磚。JN型焦?fàn)t看火孔蓋下方設(shè)有擋火磚。為節(jié)省耐火磚，爐頂?shù)膶?shí)心部位可用筑爐過程中的廢耐火磚砌筑，炭化室和燃燒室的蓋頂磚用硅磚，其它部位大都用黏土磚，爐頂表面用耐磨性好，能抵抗雨水侵蝕的缸磚砌筑。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 烘爐孔是設(shè)在裝煤孔、上升管孔等處連接炭化室與燃燒室的通道。烘爐時(shí)，燃料在炭化室兩封墻外的烘爐爐灶內(nèi)燃燒后，廢氣經(jīng)炭化室，烘爐孔進(jìn)入燃燒室。烘爐結(jié)束后，用塞子磚堵死烘爐孔。為了使廢氣沿燃燒室長向貫通，從而使熱氣流能進(jìn)入各個(gè)立火道，以前設(shè)計(jì)的焦?fàn)t，在燃燒室上部設(shè)有與各烘爐孔連接的烘爐水平道。它的存在使焦?fàn)t在正常生產(chǎn)時(shí)，爐頂表

38、面溫度較高，而且荒煤氣還容易經(jīng)此串漏至燃燒室，破壞正常燃燒，加速爐體損壞，因此新近設(shè)計(jì)的焦?fàn)t都取消了烘爐水平道。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 取消水平道后，每個(gè)燃燒室有4對立火道不通熱氣流，但由于依靠砌體傳遞熱量，并不影響烘爐質(zhì)量。為了提高砌體強(qiáng)度，炭化室的封頂大磚應(yīng)厚些，一般為170210mm。爐頂層厚度也和砌體的靜力強(qiáng)度有關(guān)，增加爐頂厚度，可以提高爐墻所能承受的極限負(fù)荷。爐頂厚度一般為9001200mm。為了裝煤順利，裝煤孔呈喇叭狀。爐頂還有縱橫拉條溝和裝煤車軌道，它們的位置應(yīng)考慮熱態(tài)膨脹尺寸，以便投產(chǎn)后不壓看火孔，爐頂?shù)膶?shí)體部位也設(shè)有膨脹縫。此外，在多雨地區(qū)，爐頂最好有一定的坡度

39、以供排水。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 圖4-9 58型焦?fàn)t爐頂1裝煤孔；2看火孔；3烘爐孔；4擋火磚萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 7 7炭化室中心距炭化室中心距 焦?fàn)t砌體除受到自重及爐頂?shù)拇怪必?fù)荷外，燃燒室的砌體還受到炭化室內(nèi)煤料在結(jié)焦過程中產(chǎn)生的膨脹壓力及爐柱對砌體的加壓，這些都屬于水平負(fù)荷。砌體的強(qiáng)度必須足以承受所受到的負(fù)荷。焦?fàn)t砌體中最薄弱的部位是炭化室墻。要保證爐體有足夠長的壽命，必須注意使炭化室墻所受負(fù)荷處于能承受的范圍之內(nèi)。其措施主要包括：一是降低所受負(fù)荷，主要是控制所用煤料的膨脹壓力；二是提高炭化室墻的負(fù)荷能力即爐墻的極限負(fù)荷，它與焦?fàn)t的尺寸（包括炭化室高度、爐頂厚

40、度、煤車負(fù)荷、立火道中心距、炭化室中心距、炭化室墻厚度和火道隔墻厚度等）有關(guān)。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 煤料在煉焦時(shí)的膨脹壓力隨煤的黏結(jié)性、裝爐煤的堆密度、結(jié)焦速度、煤料水分、炭化室寬度等因素不同而改變，一般不應(yīng)大于1.47N/cm21.96N/cm2。但膨脹壓力沿炭化室高向和長向并不相同。炭化室底部煤氣外排的阻力最大，故膨脹壓力也最大，而到爐頂則接近為零。此外，由于爐墻兩側(cè)均受側(cè)壓力，因此對爐墻產(chǎn)生彎曲的負(fù)荷應(yīng)為兩側(cè)負(fù)荷之差。 增加炭化室的高度，砌體的荷重增大，而且由于炭化室容積加大后，裝煤車負(fù)荷也加大，從而使砌體所受垂直應(yīng)力增大。此外，炭化室高度和立火道中心距增加時(shí)，還使砌體的彎

41、曲應(yīng)力加大。為使砌體的應(yīng)力在許可的范圍內(nèi)，當(dāng)炭化室增高時(shí)，可通過增大爐墻厚度、火道隔墻和燃燒室高度等措施來實(shí)現(xiàn)。但加厚爐墻會(huì)影響焦?fàn)t傳熱，而火道隔墻加厚則有限，因此主要辦法是加大燃燒室寬度，在炭化室寬度一定的條件下，也即增大炭化室的中心距。 炭化室中心距隨炭化室高度的增加而增大。從強(qiáng)度上說，炭化室中心距對中、小型焦?fàn)t來說是足夠的，而對大焦?fàn)t當(dāng)提高炭化室高度時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度核算。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 第二節(jié)第二節(jié) 爐型特性爐型特性 現(xiàn)代焦?fàn)t已定型，但因裝煤方式、加熱煤氣種類、空氣及加熱用煤氣的供入方式和氣流調(diào)節(jié)方式、燃燒式火道結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)高向加熱均勻性的方法等分成許多型式。每一種焦?fàn)t型

42、式均由以上分類的合理組合而成。 一、一、 火道型式火道型式 燃燒室是焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的主要部分，其加熱是否均勻?qū)範(fàn)t生產(chǎn)影響很大。焦?fàn)t的發(fā)展和爐型的改進(jìn)很大程度上是改進(jìn)加熱系統(tǒng)，因此燃燒室有多種型式，根據(jù)上升氣流與下降氣流連接方式不同，燃燒室可分為水平火道式焦?fàn)t和直立火道式焦?fàn)t，水平火道式焦?fàn)t由于氣流流程長、阻力大，故現(xiàn)已不再采用。直立火道式焦?fàn)t根據(jù)火道的組合方式，又可分為兩分式、四分式、過頂式、雙聯(lián)火道和四聯(lián)火道式5種，如圖4-10所示。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t圖4-10 燃燒室火道型式示意圖a雙聯(lián)式火道；b四聯(lián)式火道；c過頂式火道；d兩分式火道；e四分式火道萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦

43、爐煉焦?fàn)t 兩分式火道燃燒室是將燃燒室內(nèi)火道分成兩半，彼此以水平集合煙道相聯(lián)。在一個(gè)換向周期內(nèi)，一半立火道走上升氣流，另一半立火道走下降廢氣。換向后，則氣流向反方向流動(dòng)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，異向氣流接觸面小；主要缺點(diǎn)是由于在直立火道頂部有水平集合煙道，所以燃燒室沿長度方向的氣流壓力差太大，氣流分配不均勻，從而使炭化室內(nèi)煤料受熱不均勻，尤其當(dāng)焦?fàn)t的長度加長或采用低熱值煤氣加熱時(shí)更為嚴(yán)重，同時(shí)削弱了砌體的強(qiáng)度，因此斷面形狀和尺寸的確定應(yīng)合適。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 為減少氣流通過水平集合煙道的阻力，常增大其斷面，但將削弱砌體的強(qiáng)度。炭化室容積增大時(shí)，燃燒室廢氣量增多，兩分式焦?fàn)t的缺

44、點(diǎn)更為突出，相反中小型焦?fàn)t炭化室較短，且一般均用焦?fàn)t煤氣加熱，廢氣量小，上述缺點(diǎn)就不突出，故我國中小型焦?fàn)t多采用兩分式結(jié)構(gòu)，而大型焦?fàn)t則不采用。但國外有的大型焦?fàn)t，為充分利用兩分式焦?fàn)t同側(cè)氣流同向的優(yōu)點(diǎn)，將水平集合煙道設(shè)計(jì)成由爐頭向中部逐漸擴(kuò)大，以減少其阻力及對砌體強(qiáng)度的影響，故仍有不少大型焦?fàn)t采用兩分式火道結(jié)構(gòu)，如德國的斯蒂爾焦?fàn)t。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 對兩分式焦?fàn)t，當(dāng)進(jìn)入焦側(cè)的煤氣量和空氣量多于機(jī)側(cè)時(shí)，上升與下降的供熱不易平衡，機(jī)、焦側(cè)溫度調(diào)節(jié)比較困難，因此機(jī)側(cè)火道數(shù)應(yīng)比焦側(cè)火道數(shù)稍多。如70型焦?fàn)t機(jī)側(cè)火道比焦側(cè)多一個(gè)，機(jī)、焦側(cè)溫差較66型焦?fàn)t好控制。但焦側(cè)火道數(shù)過少時(shí)，供

45、熱仍會(huì)失去平衡。 雙聯(lián)式火道燃燒室中，將燃燒室設(shè)計(jì)成偶數(shù)個(gè)立火道，每兩個(gè)火道分為一組，一個(gè)火道走上升氣流，另一個(gè)火道走下降廢氣。換向后，氣流呈反向流動(dòng)。這種燃燒室由于沒有水平集合焰道，因此具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和砌體嚴(yán)密性，而且沿整個(gè)燃燒室長度方向氣流阻力小，分配比較均勻，因此炭化室內(nèi)煤料受熱較均勻。但異向氣流接觸面多，焦?fàn)t老齡時(shí)易串漏，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，磚型多。雙聯(lián)式火道目前被我國大型焦?fàn)t廣泛采用。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 四聯(lián)式火道燃燒室中，立火道被分成四個(gè)火道或兩個(gè)為一組，邊火道一般兩個(gè)為一組，中間立火道每四個(gè)為一組。這種布置的特點(diǎn)是一組四個(gè)立火道中相鄰的一對立火道加熱，而另一對走廢氣

46、。在相鄰的兩個(gè)燃燒室中，一個(gè)燃燒室中一對立火道與另一燃燒室走廢氣的一對立火道相對應(yīng)，或者相反。這樣可保證整個(gè)炭化室爐墻長向加熱均勻。 過頂式燃燒室中，兩個(gè)燃燒室為一組，彼此借跨越炭化室頂部且與水平集合煙道相連的68個(gè)過頂焰道相連接，形成一個(gè)燃燒室全部火道走上升氣流，另一個(gè)燃燒室全部火道走下降廢氣。換向后，氣流呈反向流動(dòng)。這種燃燒室中的火道，沿長度方向分68組，每組45個(gè)火道。每組火道共用一個(gè)短的水平集合煙道與過頂煙道相連，因此氣流分配較均勻，但爐頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且爐頂溫度高。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 沿燃燒室長度和高度方向的加熱均勻性，是獲得質(zhì)量均勻的焦炭、縮短結(jié)焦時(shí)間及降低焦?fàn)t耗熱量的

47、重要手段。為此，應(yīng)通過控制給每個(gè)火道的煤氣量及空氣量來保證燃燒室沿長度方向的加熱均勻性。 二、解決高向加熱均勻性的方法二、解決高向加熱均勻性的方法 在煤料結(jié)焦過程中最重要、也是最困難的是沿炭化室高度方向加熱均勻性問題。高度越高，加熱均勻性越難達(dá)到。當(dāng)火道中煤氣在正常過?？諝庀禂?shù)條件下燃燒時(shí)，由于火焰短而造成沿高度方向的溫差很大，一般在50200之間，所以沿高度方向加熱是否均勻，主要取決于火焰長度。加熱不均勻?qū)⒁鸾Y(jié)焦時(shí)間延長和產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量降低等不良后果。 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 由于燃燒室下部溫度高，所以炭化室內(nèi)下部煤料先結(jié)成焦塊，為了使上部煤料完全成焦，則必須延長加熱時(shí)間，結(jié)果

48、使下部焦炭過火。而且結(jié)焦時(shí)間的延長，使熱損失增加，甚至使下部耐火材料熔化或爐墻變形。圖4-11所示為炭化室中煤料的升溫曲線。圖中曲線B表示加熱均勻時(shí)煤料升溫曲線，當(dāng)結(jié)焦時(shí)間達(dá)17h，焦餅全部成熟。曲線P和A表示加熱不均勻時(shí)下部煤料與上部煤料的升溫曲線。曲線A達(dá)到結(jié)焦終了溫度的時(shí)間比曲線P晚6h。 圖 4-11 炭化室中煤料升溫曲線 萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 近年來，為了實(shí)現(xiàn)燃燒室高向加熱均勻性，在不同結(jié)構(gòu)的焦?fàn)t中，采取了不同措施。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，主要有以下四種方法，如圖4-12。圖4-12 各種解決高向加熱均勻的方法a高低燈頭；b爐墻不同厚度；c分段加熱；d廢氣循環(huán)萊蕪市泰山焦化有限公

49、司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （1）高低燈頭 高低燈頭系雙聯(lián)火道中單數(shù)火道為低燈頭、雙數(shù)火道為高燈頭（燈頭即為焦?fàn)t煤氣噴嘴），火焰在不同的高度燃燒，使?fàn)t墻加熱有高有低，以改善高向加熱均勻性。奧托式焦?fàn)t即采用高低燈頭法。但此種方法僅適用于焦?fàn)t煤氣加熱，并且效果也不顯著。而且由于高燈頭高出火道底面一段距離才送出煤氣，故自斜道出來的空氣，易將火道底部磚縫中的石墨燒盡，造成串漏。奧托式、JN6082、JNX6087型焦?fàn)t即用此法。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （2）分段燃燒 分段燃燒是將空氣和貧煤氣（當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，煤氣則從垂直磚煤氣道進(jìn)入火道底部）沿火道墻上的通道，在不同的高度上通入火道中燃燒，一般分為

50、上、中、下三點(diǎn)，使燃燒分段。這種措施可以使高向加熱均勻，但爐墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需強(qiáng)制通風(fēng)，空氣量調(diào)節(jié)困難，加熱系統(tǒng)阻力大。上海寶鋼引進(jìn)的新日鐵M型焦?fàn)t即采用此法。 （3）按炭化室高度采用不同厚度的爐墻 即靠近炭化室下部的爐墻加厚，向上逐漸減薄，以保證加熱均勻。但是，爐墻加厚，傳熱阻力增大，結(jié)焦時(shí)間延長，故現(xiàn)在已不采用。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （4）廢氣循環(huán) 這是使燃燒室高向加熱均勻最簡單而有效的方法，故現(xiàn)在被廣泛采用。由于廢氣是惰性氣體，將它加入煤氣中，可以降低煤氣中可燃組分濃度，從而使燃燒反應(yīng)速度降低，火焰拉長，因而保證高向均勻加熱。雙聯(lián)火道焦?fàn)t可在火道隔墻底部開循環(huán)孔，依靠空氣及煤氣

51、上升時(shí)的噴射力，以及上升氣流與下降氣流因溫差造成的熱浮力作用，將下降氣流的部分廢氣通過循環(huán)孔抽入上升氣流。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)操作數(shù)據(jù)表明，燃燒室上下溫差可降低至40。目前我國的大型焦?fàn)t均采用此法。 為確保高向加熱均勻，應(yīng)使煤氣流與空氣流以平行方向進(jìn)入火道，且平穩(wěn)地流動(dòng)，使煤氣與空氣緩慢混合，則火焰拉長，上下加熱均勻。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 廢氣循環(huán)因燃燒室火道型式不同可有多種方式（圖4-13），其中蛇形循環(huán)可以調(diào)整燃燒室長向的氣流量；雙側(cè)式常在爐頭四個(gè)火道中采用，為防止?fàn)t頭第一個(gè)火道因爐溫較低、熱浮力小而易產(chǎn)生的短路現(xiàn)象，一般在爐頭一對火道間不設(shè)廢氣循環(huán)孔，雙側(cè)式結(jié)構(gòu)，可以保證爐頭第二火

52、道上升時(shí)，由第三火道的下降氣流提供循環(huán)廢氣，隔墻孔道式可在過頂式或兩分式焦?fàn)t上實(shí)現(xiàn)廢氣循環(huán)，下噴式可在過頂式焦?fàn)t上通過直立磚煤氣道和下噴管實(shí)現(xiàn)廢氣循環(huán)。 現(xiàn)代大容積焦?fàn)t常同時(shí)采用幾種實(shí)現(xiàn)高向加熱均勻的方法。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 圖4-13 各種廢氣循環(huán)方式萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 三、煤氣入爐方式三、煤氣入爐方式 煤氣入爐可分為側(cè)入式、下噴式兩種方式。 1 1側(cè)入式側(cè)入式 側(cè)入式焦?fàn)t加熱用的富煤氣由焦?fàn)t機(jī)、焦兩側(cè)的水平磚煤氣道引入爐內(nèi)，空氣和貧煤氣則從廢氣開閉器和小煙道從焦?fàn)t側(cè)面進(jìn)入爐內(nèi)。國內(nèi)小型焦?fàn)t富煤氣入爐多采用側(cè)入式；國外一些大中型焦?fàn)t也采用煤氣側(cè)入式，如卡爾斯蒂

53、爾焦?fàn)t、BP焦?fàn)t等。此種煤氣入爐方式由于無法調(diào)節(jié)進(jìn)入每個(gè)立火道的煤氣量，且沿磚煤氣道長向氣流壓差大，從而使進(jìn)入直立磚煤氣道的煤氣分配不均，因而不利于焦?fàn)t的長向加熱，但因焦?fàn)t不需設(shè)地下室而簡化了結(jié)構(gòu)，節(jié)省了投資。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 2 2下噴式下噴式 下噴式焦?fàn)t加熱用的富煤氣由爐體下部通過下噴管垂直地進(jìn)入爐內(nèi)，空氣和貧煤氣則從廢氣開閉器和小煙道從焦?fàn)t側(cè)面進(jìn)入爐內(nèi)。如58-型、JN60-82型等爐型均采用此法。采用下噴式可分別調(diào)節(jié)進(jìn)入每個(gè)立火道的煤氣量，故調(diào)節(jié)方便，且易調(diào)準(zhǔn)確，有利于實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t的加熱均勻性。但需設(shè)地下室以布置煤氣管系，因此投資相應(yīng)加大。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦

54、爐 第四節(jié)第四節(jié) 焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向 為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展及能源結(jié)構(gòu)的變化，提高煉焦工業(yè)的競爭能力，焦?fàn)t結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新十分必要，探討的方向有以下幾點(diǎn)： 一、增大炭化室的幾何尺寸一、增大炭化室的幾何尺寸 由于焦?fàn)t高向加熱均勻性問題的解決，國內(nèi)外已開始設(shè)計(jì)和建造炭化室高58m的焦?fàn)t。在此之前，不少焦化工作者從各個(gè)方面論證了焦?fàn)t大型化的合理性。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （1）基建設(shè)資省 焦?fàn)t大型化后，因?yàn)槊孔範(fàn)t的炭化室孔數(shù)減少了，所以相應(yīng)使用的筑爐材料和護(hù)爐鐵件、加熱煤氣、廢氣等設(shè)備也相應(yīng)減少。這些結(jié)果，都使基建投資大大降低，例如6m高的焦?fàn)t投資比4m高焦?fàn)t的投資約低21

55、%25%。這樣除了使生產(chǎn)費(fèi)用降低外，還縮短了投資的償還期。 （2）勞動(dòng)生產(chǎn)率高 由于每班每人可以多處理煤料和多生產(chǎn)焦炭，因而勞動(dòng)生產(chǎn)率高，相對于噸焦的生產(chǎn)費(fèi)用就低。6m高焦?fàn)t與4m高焦?fàn)t比較，前者的勞動(dòng)生產(chǎn)率約高30。 （3）占地面積少。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t （4）維修費(fèi)用低。 （5）熱損失低，熱工效率高。 （6）由于裝爐煤料的堆密度增加，有利于改善焦炭質(zhì)量或在保持焦炭質(zhì)量不變的情況下，多使用黏結(jié)性差的煤煉焦，對擴(kuò)大煉焦煤源有利。 （7）減少環(huán)境污染 由于在同樣的生產(chǎn)能力下，6m焦?fàn)t的出爐次數(shù)比4m焦?fàn)t少36%，因而大大減少推焦、裝煤、熄焦時(shí)散發(fā)的污染物。另外，據(jù)介紹在現(xiàn)代焦化廠

56、的設(shè)計(jì)中，約1/3的投資用于環(huán)保，因此從某種意義上講，焦?fàn)t大型化，減少了出爐次數(shù)，既減少了污染程度，也節(jié)約了用于環(huán)保措施的費(fèi)用。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 二、采用下噴及下調(diào)式焦?fàn)t結(jié)構(gòu)二、采用下噴及下調(diào)式焦?fàn)t結(jié)構(gòu) 在研究發(fā)展大容積焦?fàn)t的同時(shí)，必須解決焦?fàn)t高向、長向加熱均勻性的問題，其目的是使焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)具有良好的熱工性能。 采用下噴和下調(diào)式焦?fàn)t結(jié)構(gòu)是改善焦?fàn)t長向加熱和高向加熱均勻性最有前途的辦法，過去一些側(cè)噴式焦?fàn)t，由于長向加熱是通過爐頂看火孔更換立火道底部的調(diào)節(jié)磚或改變斜道口斷面來實(shí)現(xiàn)的，固此調(diào)節(jié)操作難度很大，而且操作條件惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大。另一方面?zhèn)葒娛浇範(fàn)t的橫磚煤氣道容易拉裂，氣體

57、容易串漏，而且維修困難。這些缺點(diǎn)，在下噴及下調(diào)式焦?fàn)t是不存在的。所以，德國，日本等國均已建成下噴及下調(diào)式焦?fàn)t。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 為使焦?fàn)t的加熱完全在下部調(diào)節(jié)，蓄熱室必需分格。而且每個(gè)蓄熱室小格與立火道之間用斜道聯(lián)接，一對相鄰的火道和與之相連的蓄熱室小格構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)控制的最小加熱單元。 在焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，焦?fàn)t煤氣從焦?fàn)t基礎(chǔ)下面設(shè)在蓄熱室主墻內(nèi)的垂直磚煤氣道，沿磚煤氣道一直通到立火道底部與空氣混合燃燒，空氣則從小煙道進(jìn)入各蓄熱室小格，經(jīng)斜道進(jìn)入燃燒室與焦?fàn)t煤氣混合燃燒。通過調(diào)節(jié)設(shè)在蓄熱室與小煙道之間的可調(diào)蓖子磚開口面積來控制進(jìn)入每個(gè)蓄熱室小格的空氣量。在使用貧煤氣加熱時(shí)，高爐煤氣

58、和空氣由廢氣盤處經(jīng)過小煙道進(jìn)入每個(gè)蓄熱室小格內(nèi)。通過調(diào)節(jié)篦子磚孔的斷面代替調(diào)節(jié)斜道口斷面，調(diào)節(jié)進(jìn)入每個(gè)蓄熱室小格內(nèi)的氣體量，以控制長向的氣流分布。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 下調(diào)式焦?fàn)t蓄熱室的分格數(shù)與立火道數(shù)相同，蓄熱室主墻分隔異向氣流，而單墻則分隔同向異種氣流，蓄熱室分格的隔墻是隔開同向同種氣流的。在下調(diào)式焦?fàn)t內(nèi)，高爐煤氣和空氣仍然從廢氣盤處進(jìn)入小煙道，然后經(jīng)過可調(diào)蓖子磚分配到各蓄熱室小格內(nèi)，最后經(jīng)斜道進(jìn)入相應(yīng)的立火道。高爐煤氣和空氣量的調(diào)節(jié)是在焦?fàn)t基礎(chǔ)頂板上經(jīng)下調(diào)管進(jìn)行的。這兩種氣體進(jìn)入各蓄熱室小格的量是靠改變蓖子磚可調(diào)孔的斷面來控制的。篦子磚設(shè)有4個(gè)固定孔和一個(gè)可調(diào)孔，可調(diào)孔的調(diào)

59、節(jié)氣量范圍約10%。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 三、研制大容積高效焦?fàn)t三、研制大容積高效焦?fàn)t 前面所介紹的大容積焦?fàn)t指的是炭化室的幾何尺寸或容積比較大的水平室式焦?fàn)t。而大容積高效焦?fàn)t(有的稱為大能力焦?fàn)t)指的是這樣的焦?fàn)t，它采用了高導(dǎo)熱性能的爐墻磚，減薄爐墻磚的厚度以加大向炭化室內(nèi)煤料的傳熱速度，以及通過采用較高的火道溫度以提高煉焦速度等措施，從而使生產(chǎn)能力提高。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 這樣的水平室式大容積高效焦?fàn)t是以提高火道溫度，改善砌筑焦?fàn)t的耐火材料的導(dǎo)熱性，改進(jìn)焦?fàn)t結(jié)構(gòu)和提高焦?fàn)t效率為標(biāo)志的。對大容積高效焦?fàn)t，德國煤礦研究所首先進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。為了達(dá)到高效的目的，必

60、須有提高火道溫度，增大自爐墻傳給煤料的熱流量，才能縮短結(jié)焦時(shí)間。從現(xiàn)有的水平室式焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，增大熱流量的方法有： （1）提高火道溫度； （2）減薄爐墻磚的厚度； （3）使用高導(dǎo)熱性能的爐墻磚。萊蕪市泰山焦化有限公司煉焦?fàn)t煉焦?fàn)t 但是采用上述提高結(jié)焦速度的措施，將帶來一些問題。例如，由于提高了立火道的溫度，供入燃燒室的加熱煤氣量增加，產(chǎn)生的廢氣量也增加。此外，對爐墻耐火材料的要求更高。為了不使加熱系統(tǒng)阻力增加，焦?fàn)t加熱系統(tǒng)各部位的尺寸則相應(yīng)發(fā)生變化。為了避免小煙道出口的廢氣溫度過高，蓄熱室格子磚的高度也要增加。此外，煉焦周期越短，煉焦過程中供熱不合理的現(xiàn)象越嚴(yán)重，諸如此類的問題都是研制大