干熄焦排焦温度异常的原因分析

1 排焦温度控制标准 
排焦温度的控制需兼顾安全、能效与设备寿 命。标准要求如下：
（1） 安全阈值：排焦温度必须严格控制在 200 ℃以下。当温度 >200 ℃时，焦炭携带的显热 会烫伤皮带，当温度 >400 ℃ （出现红焦） 时，存 在引燃皮带和除尘系统的重大风险。 
（2） 能效指标：排焦温度每降低 10 ℃，干熄 焦的产汽率约提升 1%～2%。因此，在安全范围内 尽可能降低排焦温度是提高经济效益的关键。 
（3） 均匀性要求：排焦温度不仅要求平均值 合格，更要求分布均匀。同一排焦截面上各点的温 差应尽可能小 （通常要求温差 <30 ℃），否则表明 炉内存在“死区”或“短路”，换热不均。
2 干熄焦排焦温度异常的表现
干熄焦排焦温度异常主要表现为首先排焦温度 过高超过工艺报警值上限 （通常 >230 ℃），排出红 焦比例增加，焦炭显热未能够充分回收，其次干熄 焦锅炉循环气体入口温度升高 （正常约 880～960 ℃），同时干熄焦锅炉出口温度同步上升 （正常 160～180 ℃），干熄焦锅炉入口压力升高 （正常 <- 1 300 Pa），干熄炉预存室压力不稳定 （正常 - 10～- 30 Pa），存在装焦后波动范围大，无法控 制，最后循环气体分析仪数据异常，H2、CO、O2 含量高于平常运行值。
3干熄焦排焦温度异常的成因分析
 干熄焦排焦温度异常的成因复杂多样，主要包 括设备因素、操作因素和原料因素 3 个方面。 
（1） 设备因素方面，供气装置的老化磨损是最常见的原因，特别是供气装置长期运行造成磨损 严重，风帽及十字风道耐磨板及衬板损坏导致焦炭 堵塞送风装置，造成干熄炉内循环风分布不均，局 部出现焦炭未熄透，其次冷却段耐材长时间运行造 成部分耐材凸起造成挂料，焦炭在下降过程中出现 偏析等原因。 
（2） 操作因素方面，未按照操作规程操作是 主要原因之一，在较低的料位下大风量运行，升降 负荷时操作循环风量一次性增加过多，会使循环气 体通过斜道口时吹起部分比重较轻的焦炭，焦炭吹 起后形成的空间由旁边的焦炭填充，造成斜道口焦 炭堆积过高，也就是通常说的干熄炉斜道口起浮焦 现象。 
（3） 原料因素方面，主要指由于配煤原因造 成焦炭质量变化，焦炭无法熄透红焦出现大量红焦 排出。
4 干熄焦排焦温度异常的应对措施及优化 方案
排焦温度的平均值主要受排焦量及循环风量的 影响，而排焦温度的均匀性则受干熄炉内焦炭粒径 的分布、焦炭下降速度的分布以及冷却气体流速的 分布等因素的影响。排焦温度不均匀，会导致循环 风量增大，循环风机的负荷增加，同时对气体循环 系统的温度和压力等工艺参数造成不良影响。
排焦温度均匀性指的是干熄炉冷却段下部某一 水平高度的焦炭在平面范围内温度分布均匀，这样 当焦炭排出干熄炉时，单块焦炭的温度趋于一致。 而干熄炉冷却段圆周温度的均匀性反映的是冷却段 内靠近炉壁的焦炭温度的均匀性，并排焦温度均匀性指的是干熄炉冷却段下部某一 水平高度的焦炭在平面范围内温度分布均匀，这样 当焦炭排出干熄炉时，单块焦炭的温度趋于一致。 而干熄炉冷却段圆周温度的均匀性反映的是冷却段 内靠近炉壁的焦炭温度的均匀性，并不能直接反映 冷却段中间部位焦炭温度的分布情况。 
因此，判断排焦是否均匀直接影响排焦温度， 除了正常生产情况下，通过冷却段上部和下部圆周 温度的分布情况进行判断外，还要通过排焦温度的 波动情况进行判断。当冷却段圆周温度比较均匀 时，如果排焦温度的波动值比较小，表明冷却段中 间部位与周边部位焦炭温度比较均匀，如果温度波 动值比较大，则表明冷却段中间部位和周边部位焦 炭温度分布不均匀，可通过调整干熄炉入口中央风道和周边风道的进风量来进行调节。若是冷却段炉 壁焦炭挂料，可采用将振动给料器停止一段时间后 实然以大振幅大排焦和小振幅小排焦交替的运行方 式进行处理。
4.1 存在的异常现象 
干熄炉存在焦炭下料不均偏斜现象及原因。由 冷却段上部温度 T4 和冷却段下部温度 T3 各点温 度分布 （表 1） 可得，同一层面的焦炭温差较大。 干熄炉冷却段上部和下部温度见表 1。
经过对比可看出，干熄炉冷却段下部 T3B 点 温度比 T3A、C、D 高 70 ℃左右。 
干熄炉冷却段 T4B 点温度比 T4A、C、D 点温 度高 180 ℃左右。 
通过对数据分析判断，分析出以下 3 种原因可 能导致的排焦温度异常现象。 
（1） 干熄炉内焦炭下降不均匀。通过表一数 据对干熄炉冷却段 T3、T4 各点温度的观察，可说 明干熄炉内 B 点方向相对应的焦炭下降速度过快， 焦炭流动向 B 点偏斜。 
（2） 循环气体的分配发生偏差。干熄炉内冷 却循环气体按中央和周边进风分配，正常生产分配 比例为 6∶4。由于供汽装置 （风帽） 长时间磨损 存在循环气体中的焦粉积聚，堵塞风帽的通风孔。 堵塞的风帽上方区域成为“无风区”，循环气体在 干熄炉内分配存在偏差使得部分焦炭无法冷却，形 成局部红焦。 
（3） 干熄炉年修时，将 30 个“牛腿”用浇注 料加固修复，焦炭长时间静止和下压造成焦炭流动 性变差，部分地方出现“死焦”现象，下焦就会出 现偏斜。
4.2 工艺调整采取措施
（1） 合理使用调节棒。
根据 T3、T4 的温度的分布情况，将干熄炉下 部安装调节棒位置处上方 200 mm 高的位置为温度 测点把干熄炉分为 13 个温度测点，使用测温枪对 测点测量并进行记录，经过测量发现其中 4、5 点 位温度相较于其他点数值较高，可以判断 4、5 点 位属于焦炭下料较快的位置，在 4、5 点位相对应 调节棒口插入的 2 根调节棒第 1 次插入距离为 300 mm，运行 24 h 后对 13 个点位再次测量 4、5 点位温度相比于其他点位温度偏差较大，说明调节棒未 起到相应作用，然后拔出后第 2 次插入距离为 250 mm，继续运行 24 h 后对 13 个点位再次测量温度 发现与各点相比有一定效果但是仍有偏差，第 3 次 拔出后插入距离改为 200 mm，4、5 点位温度与其 他各点温度趋于一致，说明调节棒起到了相应的作 用从而减缓 B 点焦炭下降速度同时不影响排焦流 速，再根据温度的变化进行微调，使干熄炉内焦炭 的流速均匀。
调节棒周圈温度见表 2。
（2） 调节进入干熄炉内的循环冷却气体的中 央与周边进风比例。
 中央进风由调整为 100%，周边进风由调整为 100%，中央风和周边风比例为 1∶1，干熄炉 T4B 点温度由 363 ℃最低下降至 177 ℃。T3B 点温度由 190 ℃最低下降至 118 ℃，温度下降明显。通过对 调节棒及循环风量的调节匹配，使干熄炉 T3、T4 温度的均匀性明显提高，排焦温度波动明显下降。 调整过程后干熄炉上部和下部温度见表 3。
（3） 稳定干熄焦炉生产，降低排焦温度的波 动，排焦温度稳定在 90～120 ℃。
5调整结果 
上述案例分析发现是冷却气体分布不均是造成排焦温度异常的原因，通过调整进风比例和焦 炭在干熄炉内下焦流速的均匀性，改造气体分布装 置，优化气流组织，同时加强对干熄炉上段和下端 温度监控，成功将上、下段温度波动范围控制在± 15 ℃以内，显著提高了产品质量稳定性。这个案 例验证了科学分析和针对性措施的有效性。