第三章 炼焦炉-2.pptVIP

第五节 焦炉的热工评定 一、焦炉加热用煤气 二、焦炉热工评定 1、加热煤气种类 焦炉正常加热使用的燃料有焦炉煤气和高炉煤气两种，也可以采用发生炉煤气加热焦炉。为统一热工计算的数据，焦炉煤气和高炉煤气的组成采用表3-4的数据。 表3-4 焦炉热工计算用煤气组成 通常煤气中总有一定量的饱和水蒸气，湿煤气的组成及在不同温度下煤气中饱和水蒸气含量，可用饱和温度下水蒸气压进行换算。 2、煤气的加热特性 焦炉煤气的可燃成分浓度大、发热值高，燃烧提供一定热量产生的废气量也少，理论燃烧温度高。由于H2占1／2以上，故燃烧速度快、火焰短、煤气和废气的密度低。因为CH4占1／4以上，而且还含有烃类CmHn，故燃烧火焰明亮、辐射能力强；处于高温下的砖煤气道和烧嘴等处会产生沉积石墨，因而焦炉在换向过程中要进行空气除碳。使用焦炉煤气加热时，加热系统阻力小，炼焦耗热量低，增减煤气流量时对焦炉燃烧室温度变化比较灵敏。 当焦炉煤气净化不好时，容易堵塞管道和管件，煤气中氨、氰化物和硫化物等对管道和设备的腐蚀严重。若焦炉压力制度不当，炭化室处于负压操作时，煤气中N2、CO2、O2含量增加，发热量降低且波动。因此炼焦回收车间的操作对焦炉煤气质量影响很大。 高炉煤气中不可燃成分约占70％，发热值低，燃烧产生的废气量也多。煤气中可燃成分主要是CO，且不到30％，故燃烧速度慢、火焰长、高向加热均匀，可适当降低燃烧室温度。高炉煤气不预热时理论燃烧温度较低，必须经蓄热室预热至1000℃以上，才能满足对燃烧室加热的温度要求。用高炉煤气加热时，废气和煤气重度高，废气量多，加热系统阻力大，约为焦炉煤气加热时的二倍以上。因废气带热量多，故炼焦耗热量高。 使用高炉煤气时，煤气经蓄热室预热，要求炉体严密，以防煤气在燃烧室以下部位燃烧。高炉煤气含CO多、毒性大，故要求管道和设备严密，废气盘、小烟道和蓄热室等部位在上升气流时处于负压下操作。为了降低加热系统的阻力，可向高炉煤气中掺入一定比例的焦炉煤气，以提高煤气热值，这称为贫煤气的富化。但为了避免焦炉煤气中烃类化合物在蓄热室中热解，堵塞格子砖，焦炉煤气掺入量不应超过5％～10％(体积)。 2、煤气的加热特性 二、焦炉热工评定 评价焦炉热工操作的好坏，除考核分析焦炉温度和压力制度的合理性、横排和直行温度系数以及焦饼高向、长向加热均匀性等指标外，另一项重要的综合考核指标是供给焦炉加热的热量利用效率。生产中常用炼焦耗热量作为评定指标，为了全面分析焦炉的热量利用状况，必须对焦炉进行热量平衡，并由此得出焦炉的热效率和热工效率。 1、焦炉的物料平衡与热平衡 焦炉物料平衡是焦化厂设计最基本的数据，也是确定各种设备操作负荷和经济核算的基础。焦炉的热平衡是在物料平衡和燃烧计算的基础上进行。 （1）焦炉的物料平衡 焦炉的物料平衡以1000kg装炉煤为基础进行，实际衡算项包括测定如下有关数据。 1)物料入方 为入炉煤量和平均配煤水分以及漏入炭化室的空气量。入炉煤量应精确称量装入每孔炭化室的煤料，取3～5昼夜平均值。同时在煤塔取样，测定平均配煤水分。 正常生产时空气及燃烧系统中的废气不会漏入炭化室中，当净煤气中氮含量明显增加，而炭化室又出现负压操作时，可按煤料带入氮与净煤气中氮含量的差值确定漏入的空气量。 2)物料出方 (1)各级焦炭产量，需测定水分，然后计算干焦炭产量。 (2)化学产品产量，包括无水焦油、粗苯、氨等化产产量，通常按季度或年平均值确定。 (3)干煤气量，在洗苯塔后用流量孔板或其它方法测定，并进行温度、压力校正。 (4)水汽量，按剩余氨水量的月或季度平均值确定。 1、焦炉的物料平衡与热平衡 表3-5 焦炉物料平衡表 表3-5为某厂焦炉炭化室物料平衡数据。 （2）焦炉的热量平衡 焦炉的热量平衡是在物料平衡的基础上进行的，并在划定的衡算体系中进行，并由此确定测试的各项参数，然后进行热量衡算。表3-6给出了测算出的热量平衡数据。 1、焦炉的物料平衡与热平衡 表3-6 焦炉热量平衡表 从表3-6中可看出，焦炉的热量约96％以上是来自煤气的燃烧热(包括泄漏煤气燃烧)，近似计算中可将供给的煤气作为热量的唯一来源，可简化计算。 2、焦炉热效率与热工效率 根据焦炉的热平衡，可以对焦炉进行热工评定。表3-6中热量出方1-6项为