1、17.63m 焦炉加热系统除石墨空气装置的应用摘要：介绍了 7.63m 焦炉加热系统中除石墨空气装置的组成及工艺流程，与国内焦炉传统加热系统石墨清理原理相比较，此装置可安全、有效去除焦炉煤气燃烧过程中沉积的石墨，防止煤气灯头堵塞，保证焦炉的正常加热。 关键词：7.63m 焦炉 除石墨空气 应用 7.63m 焦炉为焦炉煤气下喷复热式焦炉，焦炉煤气经过下喷管和砖煤气道由煤气灯头喷出，其中富含的碳氢化合物在高温状态下分解形成石墨，容易堵塞煤气灯头，增加燃烧系统的阻力，影响焦炉的正常加热。为此，在加热系统中增加了除石墨空气装置，将空气通过交换旋塞、回炉煤气支管、垂直砖煤气道吹入下降气流立火道底部，使煤
2、气灯头中沉积的石墨燃烧，同时将加热管道中残余的焦炉煤气吹入立火道内，防止燃烧系统中的废气进入砖煤气道内与残余的煤气混合产生爆炸，并可防止煤气中附带的腐蚀性物质及燃烧产生的腐蚀性气体残存在煤气横管中。1 国内传统焦炉加热系统石墨的清理 加热系统中的焦炉煤气交换旋塞，其旋塞芯子为锥形三通结构，旋塞外壳上与大气垂直的一侧开有与大气相通的除碳孔，当切断煤气时依靠立火道内的负压将空气吸入加热系统内，烧除砖煤气道和煤气灯头处的石墨。看火孔压力维持在 0-5Pa 之间，在立火道底部产生的负压主要2来自下降气流立火道内高温气体产生的浮力差。一般情况下，由此产生的负压不超过 100Pa，且焦炉高度越低产生的负压
3、越小。在这种情况下，吸入的空气量较少，往往难以将砖煤气道及煤气灯头处的石墨全部清除干净，造成沉积石墨的不断增加，进而堵塞煤气管道，使该立火道内的煤气流量不断减少造成低温事故。出现这种状况时，可采取的措施是停止此燃烧室的煤气供应，拆除下喷管底部丝堵，通入压缩空气将沉积的石墨清除。这些办法仅仅可以缓解煤气加热系统中的石墨沉积问题，并不能从根本上解决，不仅增加了工人的劳动强度，也严重影响了焦炉的正常加热。 2 7.63m 焦炉除石墨空气装置的组成及工艺流程 除石墨空气装置主要由以下几个部分组成：两台离心鼓风机、抽风管道、过滤器、消音器、除石墨空气总管、进入每个煤气横管的支管。 除石墨气体通过来自地下
4、室区域的抽风管道（DN800mm）经过过滤器抽入，每一台鼓风机的出口侧为一个电控密封阀，可完全切断鼓风机与除石墨空气总管的联通。在除石墨空气总管上有一个调节阀，用于调节除石墨空气总管内的压力。从除石墨空气总管上有分配管道连接到每个交换旋塞，且在分配管道上均有一个加减旋塞用于切断/打开除石墨空气的供应，在加减旋塞与交换旋塞之间有一个法兰盘可与大气联通/隔绝。 交换旋塞其旋塞芯子为锥形三通结构，旋塞外壳上与大气垂直的一侧与除石墨空气分配管连接。当切断煤气时，除石墨空气通过交换旋塞、回炉煤气支管、垂直砖煤气道吹入下降气流立火道底部。 3 7.63m 焦炉除石墨空气装置的应用与分析 33.1 正常加热
5、过程中除石墨空气压力的设定 在正常加热过程中，为使煤气管道中除石墨空气压力大于燃烧系统的压力防止废气倒流，同时保证充足的空气量确保砖煤气道及煤气灯头处的石墨完全清除，必须保证一定的除石墨空气压力，需要控制在 500Pa 以上，并和焦炉加热系统联锁，当除石墨空气压力低于 500Pa 时，焦炉自动停止加热。如除石墨空气压力过大，会造成大量的冷空气进入燃烧系统，降低焦炉的热工效率，所以在确保加热系统内石墨完全清除的前提下，除石墨空气压力控制不易过高，一般不易超过 2200Pa，其压力的调节通过除石墨空气总管上的调节阀进行调节。 3.2 交换过程中除石墨空气压力的设定 在交换过程中关闭焦炉煤气时，所有
6、的交换旋塞都将通入除石墨空气，造成除石墨空气总管的压力快速下降。为使除石墨空气快速的将煤气支管及砖煤气道内的残余煤气冲入立火道内，防止除石墨气体和残余煤气在接触区域形成爆炸混合物，必须对交换过程中的除石墨空气压力进行特殊操作。正常加热过程中，除石墨总管上的调节阀保持一定的开度，维持总管的压力在指定的范围之内；在交换过程中，当交换旋塞关闭，焦炉煤气停止供应时，调节阀自动全开，提高除石墨总管内的压力，确保剩余的焦炉煤气快速的从煤气支管及砖煤气道内清除；当交换旋塞打开，焦炉煤气正常供应时，调节阀恢复正常的开度位置。 4 事故状态下除石墨空气的供应 正常情况下，每个焦炉除石墨空气装置均有两台离心鼓风机
7、，一开一备，且每相隔一周倒换一次，因交换过程中除石墨空气总管压力波动4较大，故鼓风机的倒换必须在非交换时间进行。 当两台鼓风机均出现故障且短时间内无法恢复时，为维持焦炉正常加热，可以通过打开除石墨空气分配管道上与大气相通的法兰盘，通过燃烧系统内的负压将空气吸入，即采取国内传统焦炉加热系统中石墨的清理方式。 5 结语 7.63m 焦炉加热系统除石墨空气装置的应用，有效解决了砖煤气道及煤气灯头石墨沉积的问题，且在交换过程中能快速的将煤气支管及砖煤气道的残余煤气清除，避免了爆炸混合物的产生，大大提高了安全性能。参考文献： 1高建伟.焦炉加热系统计算机自动控制的应用J.燃料与化工，2005（04）. 2安佰翔.焦炉加热系统模型的建立及焦炉控制的研究D.上海交通大学，2012. 3徐英彪.改烧焦炉煤气后焦炉加热系统的问题分析与改进J. 煤化工，2012（05）. 作者简介：刘合彬（1984-） ，男，山东滕州人，就职于兖矿国际焦化有限公司，工程师，学士学位，研究方向：煤化工。
