[干熄焦烘炉方案]

冶金焦化 2021年5月24日浏览：1583

一、干熄焦烘炉的目的

干熄焦系统由冷态逐渐升温到装红焦开工的温度，这一过程称为干熄焦烘炉。

干熄焦系统在筑炉工程结束、主体设备调试完毕后，在正式装红焦开工之前的重要一个环节就是干熄焦烘炉。所谓干熄焦烘炉，主要是针对干熄槽、一次除尘器的耐火材料砌体而言，特别是新建的干熄焦装置，其耐火材料砌体内含有大量的水分。如果这些水分不能很好地除去，当干熄槽装红焦后，砌体中的水分在高温作用下会变成高温水蒸汽。这些高温水蒸汽从砌体中逸出的过程中会冲刷砌体灰缝，造成灰缝火泥脱落，也会使一些含水的低温耐火砖产生裂纹甚至剥蚀；同时，水蒸汽在穿过红焦层时，与红焦反应可生成大量的H₂和CO，会造成循环气体内可燃成份浓度急剧上升，严重危机干熄焦等安全生产。

另外，干熄焦系统装红焦开工时，干熄槽预存段的温度也需要在800℃度左右，接近干熄焦正常生产温度。

干熄焦烘炉的目的就是有控制地、安全地除去砌体内的水分，并为开工生产准备条件。因此，干熄焦烘炉也分为两个阶段，即温风干燥和煤气烘炉两个阶段。温风干燥主要是以除去干熄槽及一次除尘器耐火材料砌体的水分为目的，通过大流量的温风使整个系统的温度缓慢上升；煤气烘炉以煤气作燃料，主要是加热干熄槽预存段的温度到800℃度左右，接近干熄焦正常生产温度，同时也持续将砌体中的水分除去。干熄焦烘炉曲线见图1

[干熄焦烘炉方案]的图1

二、干熄焦烘炉应具备的条件

1、红焦运输设备、装入装置、排出装置所有单体试运转合格、系统联动试运转合格。冷焦负荷联动试验合格。各对位控制调试完成，动作可靠，辅助系统工作正常；

2、干熄焦本体的计量、检测和控制系统（温度、压力、流量、料位、限位等）已经投入使用，且能正常工作；

3、气体循环系统风机及辅助设施单体试车合格。风机转数及风量调节正常，各计量、检测和控制系统（温度、压力、流量、振动等）已经投入使用，且能正常工作；

4、干熄焦锅炉洗炉完成并经锅检所认证合格。锅炉系统各设备单体试车合格。各调节阀、切断阀、放散阀安装调试合格，可以投入使用。各计量、检测和控制系统（温度、压力、流量等）已经投入使用，且与中控室显示一致；

5、冷焦运输皮带机系统、环境除尘、除盐水站都应试车合格，投入运行。

三、干熄焦温风干燥（烘炉）前的准备工作

1、能源介质准备

1）低压蒸汽

压力0.4～0.8Mpa，温度：＞220℃、流量：4t/h、使用时间：约7天

2）N₂（氮气）

压力：0.35～0.6MPa 流量：360Nm³/h,供气能力2360Nm³/h 使用时间：约16天

3）工业用水

（1）循环水

压力：0.7MPa 流量：250t/h 使用时间：约16天

（2）消防水

压力：0.55MPa 流量：120t/h 使用时间：约16天

（3）除盐水

压力：流量：使用时间：约7天

温风干燥：在这期间除盐水基本不用补充，一次上水完成后，通入低压蒸汽，在升温过程中锅炉需要间断排水，温风干燥约5天。

焦炉煤气烘炉：锅炉开始产生蒸汽，由于蒸汽量较小，可以采用间断补水，如1小时补一次至汽包水位。烘炉时间约15天。

投入红焦：初期可以控制红焦装入量，使得蒸汽产量控制在20t/h以下，时间约5天。逐步增加红焦投入量，锅炉逐步升温升压，达到设计参数，此阶段蒸汽量也逐步增大，蒸汽放散及排污需要补充除盐水20～50t/h，持续时间约5天。增加红焦装入量至排焦达到100t/h以上，开始进行主蒸汽管道吹扫和安全阀校验，需要补充除盐水量65t/h左右，时间持续5天～10天。之后需要进行主蒸汽管道回装和恢复，时间～3天。如果汽轮发电机组具备试车条件，可以开始汽机冲转和各项性能试验，此时蒸汽逐步通过汽轮机做功后进行凝结水回收，除盐水补充量逐步减少，正常运行时，补充水量～30t/h。但是，电站的调试时间如果顺利，也需要15天左右，需要根据汽轮机的状况不断调整锅炉除盐水的补充量和干熄焦的排焦量。从以上各阶段的情况看，除盐水补充量应该确保在60t/h左右，干熄焦的试生产才能顺利进行。而且，干熄焦投产后，如果电站不具备条件或出现故障，由于除盐水不能及时供应将会造成干熄焦减产或停产。

4）普通压缩空气

压力：0.3～0.6MPa 流量：13.3 Nm³/min 使用时间：约16天

5）仪表压缩空气

压力：0.4～0.6MPa 流量：8.64 Nm³/min 使用时间：约16天

6)焦炉煤气

压力：流量：150～2000 Nm³/h ；使用时间：约9天

2、温风干燥的试验准备

1）干熄炉、气体循环系统的准备工作

（1）排出装置冷焦负荷试验结束时，检查预留的焦炭是否将鼓风装置的风帽盖住。预留下的冷焦造型，原则是靠炉壁及中央的焦炭高，其间的应该低一点；

（2）在已造型的冷焦炭上铺设约300mm厚的干燥的涂有耐火泥的焦炭，目的时防止炉床上的冷焦炭在烘炉期间着火燃烧，耐火泥的材质要与粘土质耐火泥相当。涂有耐火泥的焦炭约需用19m³；

（3）预做COG煤气烘炉时炉床焦炭温度测量的测量器具的保护层。如图2所示：离炉壁1.5mm，埋深300mm（涂耐火泥焦炭的下面）。固定方法见下图；

[干熄焦烘炉方案]的图2

（4）从干熄炉人孔安装煤气烘炉用的燃烧器。燃烧器安装要保持水平状态，其烧嘴朝上并处于干熄炉的中心位置。烘炉烧嘴安装完后应进行试验；

（5）检查安装测量仪器

A、炉顶锥部砖温度：TE-1136-1～3－热电偶及打点记录仪 3点;

B、干熄炉冷却段砖温度：TE-1136-4～7热电偶及打点记录仪4点;

C、炉床焦炭温度：TC-1～5热电偶及打点记录仪 5点;

D、1DC耐火砖温度：TE-13～15，3点。

以上热电偶及有打点的测量仪器要求能在主控室或现场显示温度；

（6）检查干熄炉顶水封槽的供水情况；

（7）人孔检查；

（8）取下以下电容式料位计装上密封法兰盘：

A、干熄槽高位（1个）煤气烘炉完毕后安装；

B、1DC水冷管上部料位（2个）煤气烘炉完毕后安装；

C、1DC 漏斗料位（1个）煤气烘炉完毕后安装；

D、2DC料位（2个）煤气烘炉完毕后安装。

（9）将干熄炉观察孔的空气导入、旁通放散管的入口加盖密封；

（10）循环风机运行准备

A、解除以下联锁：

a.水封槽低水位及高水位；

b.主蒸汽温度过低；

c.循环水量过小。

B、行模式切换到主控室PLC;

C、检查风机轴承冷却水通水情况；

D、检查风机轴封氮气压力，正常为10 KPa；

E、检查旋转密封阀侧面的吹扫压力，正常压力为8KPa;

（11）循环风机起动后实施氮气吹扫程序；

（12）检查各种阀门的工作情况

各阀门的工作状态已在表2中列出。系统的阀门配置见图3；

表2：阀门工作状态表

序号	阀门名称	状态	注释	序号	阀门名称	状态	注释
1	蒸汽放散	开	设置风量调节	10	2DC排灰阀	停止	1次/min交替运行
2	干熄炉入口放散	开		11	干熄炉蒸汽放散	开
3	炉顶放散	开		12	气体循环排水阀	闭	1次/min交替运行
4	斜道口空气导入	闭	8小时开1次	13	空气导入口烧嘴	闭
5	旁通流量调节	闭		14	排出装置滑门	闭
6	炉顶压力调节	闭		15	气体分析取样	闭
7	气体放散旁通	闭		16	排出装置排水阀	闭	1次/min交替开
8	集尘套滑门	闭		17	旋转密封阀	闭	1次/min交替开
9	1DC排灰阀2个	停止	1次/min交替运行	18	其它各测量阀	闭

（13）工艺检测仪表的准备

所有温度、压力、流量、水位等都要处于准备测量状态。

2）锅炉系统准备情况

（1）检查锅炉系统各仪器的配管是否完好；

A、温风干燥期间的监控项目见表3；

B、汽包水位调整《NWL－100mm》；

C、低压蒸汽管道暖管；

D、各泵类充水。

[干熄焦烘炉方案]的图3

（2）检查下列设备应处于起动状态：

A、除氧器给水泵；

B、锅炉给水泵；

C、除氧器循环泵；

D、加药泵和搅拌机；

E、锅炉给水泵出口电动阀门；

F、扩容器紧急排放阀门；

G、锅炉给水泵出口旁通电动阀门；

H、主蒸汽放散截止阀；

I、扩容器连续排污电动调节阀。

（3）加药装置所有设备都要达到可运行状态。

（4）下述控制阀都应能可靠手动操作：

A、锅炉给水流量调节阀；

B、除氧器水位调节阀；

C、除氧器压力调节阀；

D、除氧器溢流水位调节阀。

（5）解除锅炉系统的下述连锁：

A、扩容器水位过低；

B、主蒸汽温度过低；

C、循环水流量过低；

D、给水压力低；

E、除氧器水位过高及过低。

（6）参照流程图调整阀的状态

A、下述阀应关闭：

排水阀、排气阀、控制阀用旁通阀。

B、下述阀应该开：

流量计差压发生器主阀；

压力表及压力发生器主阀；

液面仪及水位发生器主阀；

控制阀用前后阀；

泵最小流量主阀；

C、下述阀应事先调整好开度：

汽包排气阀全开；

饱和蒸气排气阀全开；

过热器排气阀全开；

过热器排气阀开2圈；

主蒸汽排气阀开2圈。

注：上述阀都是2个。基本用途是“上游阀常开，下游阀调整开度。另外，所谓2圈是从全闭状态手动开2圈。

（7）省煤器运行准备完毕。

四、温风干燥（烘炉）

如前所述，温风干燥主要是以除去干熄槽及一次除尘器耐火材料砌体中的水分为目的，通过低温大流量的温风使整个系统温度缓慢上升。此次温风采用向锅炉锅筒通入大量的低压蒸汽（因现场无中压蒸汽），依此来加热由紧急放散阀导入的空气。被加热的空气通过循环风机在整个系统内部循环流动，加热干熄炉及一次除尘器耐火材料砌体，从而达到除去砌体中的水分和系统缓慢升温的目的。

1、温风干燥的工艺流程

温风干燥工艺见下图4：

[干熄焦烘炉方案]的图4

2、温风干燥的作业流程

（1）对蒸汽管道暖管。微开蒸汽阀门及蒸汽管道上的疏水阀，使蒸汽主管道与锅炉锅筒之间的烘炉用蒸汽管道逐渐升温预热；

（2）利用锅炉给水泵及锅筒排污阀将锅炉锅筒的液位控制在0～-100mm。

[干熄焦烘炉方案]的图5

（3）启动气体循环风机，控制在最小风量（风机转速控制在20%）。风机启动后逐渐将风机入口的挡板全打开，用调节风机速度来调节循环风量。干熄炉入口挡板的开度要保证干熄炉内通过焦炭层的气流均匀为目标，通常将中央风道入口挡板打开60%，环形风道入口挡板打开50%～60%。

（4）再次检查干熄炉、锅炉各阀门和人孔等设备的受控状态，确认干熄炉内焦炭层无异常后，打开锅炉锅筒烘炉用蒸汽进口阀门，向锅筒内吹入低压蒸汽，开始温风干燥作业。

温风干燥烘炉设备流程及控制项目见图5，作业流程见图6。

2、温风干燥的操作方法

干熄焦温风干燥期间主要监控项目见表3。

表3 温风干燥期间的监控项目

分类	编号	项目	分类	编号	项目
温度	T1	锅炉出口温度	压力	P6	锅炉入口压力
	T2	干熄炉入口温度		P1	预存段压力
	T3	冷却段下部温度		P11	锅筒压力
	T3'	冷却段下部砖温		P12	低压蒸汽压力
	T4	冷却段上部温度	流量	F1	循环风量
	T4'	冷却段上部砖温		F2	低压蒸汽流量
	T5	预存段温度		F3	空气导入量
	T6	锅炉入口温度		F3	空气导入量
	T6'	一次除尘器砖温	液位	L1	锅炉锅筒液位
	T11	锅炉锅筒温度	分析	A1	循环气体成分
	T14	水冷壁排水管温度	分析	A2	给水、炉水水质

1）干熄炉温度及压力监控

（1）干熄炉入口温度T2为主要监控对象。T2按10℃/h升温，最大不超过20℃/h。升温到160～170℃时保持；

[干熄焦烘炉方案]的图6

（2）预存段温度T5为第二主要监控对象。T5按20℃/d升温；

（3）为保证以上的升温速度，可利用的调节手段有：低压蒸汽流量、空气导入量、循环风量、装入装置炉盖的开度及系统压力等。但每次调节的间隔应控制在30min以上；

（4）调节方法。当T5温度上升过快时，可降低低压蒸汽流量，增加循环风量，增加空气导入量及增加炉盖的开度，反之亦然；当锅炉炉水温度上升时而循环气体温度不能相应上升时，可关小空气导入量；当T2 、T5的温度上升过快时，可增加放散量，增加空气导入量；当T2 、T5的温差变大时则应增加循环风量。

2）锅炉系统的监控

（1）锅炉水位控制。可以通过锅炉的连续排污和定时排污来控制；

（2）锅筒放空阀等的控制。当锅筒的压力达到0.2Mpa时锅筒放空阀关闭。当锅筒的压力达到0.5Mpa时，将一、二次过热器放空阀关闭，疏水阀微开；

（3）锅筒的温升控制在30℃/h以下。当锅筒温度与低压蒸汽温度一致时，可关闭低压蒸汽。

温风干燥期间锅筒的升温、升压曲线见图7

3）疏水监控。

温风干燥期间因干熄炉、一、二次除尘器耐火材料砌体中析出的大量水分要检查疏水的畅通和疏水量的变化。当疏水量减小时要适当延长疏水周期直到温风干燥结束。温风干燥结束的标志就是疏水量几乎为零。

[干熄焦烘炉方案]的图7

4）各部位膨胀量的监控

各部位膨胀量监控的目的是防止膨胀过快对设备造成损害。为此，除严格控制系统的温升速度外，还应设专门人员坚持对各部位的膨胀量的测量并记录，如有异常，应立即采取有效措施处理。

监测的重点部位：干熄炉出口的膨胀节、锅炉入口膨胀节、锅炉出口膨胀节、二次除尘器的出、入口、循环风机出口和给水预热器。

五、煤气烘炉（COG）

煤气烘炉的主控项目是干熄炉预存段的温度T5，主要目的使预存段的温度T5逐渐升至800℃左右，为装红焦和干熄焦开工过渡。煤气烘炉的监控项目见表4。

1、煤气烘炉前的准备工作

1）干熄炉、气体循环系统准备工作

（1）温风干燥至煤气烘炉的阶段过渡。当干熄炉预存段的温度T5升到120℃以上时，即可向煤气烘炉过渡。为了防止干熄炉各部位温度降低及保持锅筒的压力，低压蒸汽应继续吹入。

（2）拆除温风干燥时用的紧急放散阀的临时盖板，关闭紧急放散阀；

（3）关闭装入装置的炉盖并给水封槽充水保持满流；

（4）关闭干熄槽顶部的放散阀，循环风机暂停运行。

2）一次除尘管水冷管通水确认；

3）检查人孔封闭状态。锅炉所有人孔封闭；

表4 （COG）煤气烘炉时监控项目

分类	ND	项目	管理标准	执行标准	测定		仪表量程	备注
分类	ND	项目	管理标准	执行标准	方法	频率	仪表量程	备注
温度	T1	锅炉出口			中央仪表	连续	0-250℃
	T2	干熄炉入口			中央仪表	连续	0-250℃
	T3	冷却段下			中央仪表	连续	0-600℃
	T4	冷却段上			中央仪表	连续	0-1000℃
	T4′	冷却段上耐火材温度			现场记录仪	连续	0-900℃	安装保护套记录仪装置4点
	T5	炉顶体部	升温95℃一下/D	标准温度±10℃	中央仪表	连续	0-1200℃	主管理温度烘炉曲线参考
	T5′	炉顶体部耐火砖			现场记录仪	连续	0-900℃	安装保护套记录仪装置4点
	T6	锅炉入口			中央仪表	连续	0-1200℃
	T6′	一次除尘耐火砖温度			现场记录仪	连续	0-900℃	安装保护套记录仪装置3点
	TC	炉床焦炭	350℃以下	350℃以上	现场记录仪	30分钟一次	0-900℃	安装保护套记录仪装置5点
	T11	汽水包	升温30℃以下/Hr		棒状温度计	30分钟一次	0-200℃	升温升压曲线参考
	T12	1SH出口	460℃以下		中央仪表	连续	200-600℃
	T13	2SH入口	425℃以下	在350℃以上开始注	中央仪表	连续	200-500℃
	T14	主蒸汽	460℃以下	在400℃以上开始注	中央仪表	连续	200-600℃
压力	P5	干熄炉入口			中央仪表	连续	0-6kpa
	P1	炉顶	+0kpa	±0.02kpa以上，以下	中央仪表	连续	-0.5-+0.5kpa
	P11	汽水包	3MPa		中央仪表	连续	0-0.8mpa	参考升温压曲线
	F1	循环风量	33000Nm³/Hr		中央仪表	连续	0-200000Nm³/H
	F4	COG流量	最大1500Nm³/Hr	根据主控温度确定	现场差压表	每执行一次	0-1000,1000-2500Nm³/H
	F5	排气量			现场测量	1次/2小时	0-33000Nm³/H	燃烧管理用
	F6	锅炉循环水流量	420T/Hr		中央仪表	连续	0-600T/H
	F7	给水流量	汽水包水位NWL±0mm		中央仪表	连续	0-100T/H
	F8	主蒸汽流量			中央仪表	连续	0-200T/H
	L1	汽水包	NWL±0mm	NWL±75mm	中央仪表	连续	-300-+350mm
	L2	除氧器	NWL±0mm	NWL±100mm	中央仪表	连续
	A1	COG成分			现场测量	1次/日	0-25%	理论燃烧空气量、排气量计算用
	A2	循环气体中O₂及CO%			现场测量	1次/小时	0-25%	燃烧控制
	A3	罐水	pH10.5	同左	中央仪表	连续	6-14
			电导率60μs/cm以下		中央仪表	连续	0-1000μs/cm

[干熄焦烘炉方案]的图8

4）煤气燃烧器点火烘炉前，参见煤气烘炉(COG)阀门配置图8,系统各阀门应调整到表5的状态。

表5 煤气烘炉（COG）时阀门状态

序号	阀门名称	状态	注释
1	紧急放散阀	关	拆除冷风量调节板
2	干熄炉入口挡板	开
3	炉顶放散阀	关	循环风机起动后开
4	空气导入阀	关	每班开一次
5	旁通流量调节阀	关	每班开一次
6	炉顶压力调节阀	50%开度	循环风机启动后再调整
7	气体放散旁通阀	关
8	集尘罩挡板	闭
9	一次除尘排灰阀	停止	每班开一分钟
10	二次除尘排灰阀	停止	每班开一分钟
11	干熄炉蒸汽放散阀	开
12	气体循环系统排泄阀	常开
13	燃烧室１、２次空气导入口挡板	闭	只１次侧开50%
14	排出装置维修用滑门	闭
15	仪表导压管排泄阀	闭	每班开一次
16	旋转密封阀下疏水阀	闭	每班开一次
17	旋转密封阀	闭	每班开一次
18	预存段排水阀	闭	每班开一次
19	其它各测量阀	闭

5）煤气烧嘴点火准备工作

（1）仪器准备：

A、O₂浓度仪（吹扫用）；

B、点火烧嘴用（点火用）；

C、监控TV （火灾报警用）；

D、2次空气导入调整板。

（2）烘炉煤气管道的氮气置换。在排出氮气口检查氧气含量（应在0.5%以下）。在吹扫氮气时，要实施程序控制（在循环风机启动以后），且要检测测量数据有无异常；

（3）烘炉煤气管道的煤气置换。用临时设置的点火烧嘴检查气体置换是否完成；

（4）检查点火阀门，点火时要用小口径的配管；

6）锅炉系统准备

（1）锅炉供水系统

A、锅炉给水泵、除氧器给水泵应随时可启动并投入连锁；

B、除盐水池液位应正常；

C、副省煤气（水水换热器、给水预热器）进水正常；

D、除氧器、加约装置投入正常运行；

E、锅炉给水、减温系统阀门按规定关闭；

F、一、二次过热器疏水阀微开，确保蒸汽畅通。

2、煤气（COG）烘炉的设备流程

图9为煤气（COG）烘炉的设备流程及烘炉时的重点监控项目。

3、煤气（COG）烘炉的作业流程

煤气（COG）烘炉的作业流程见图10；

煤气烘炉时的煤气燃烧控制参照［图11－煤气燃烧调整流程］；

Tc温度控制参照［图12－Tc温度调整流程］。

[干熄焦烘炉方案]的图9

[干熄焦烘炉方案]的图10

[干熄焦烘炉方案]的图11

4、煤气（COG）烘炉的操作方法

煤气（COG）烘炉期间的主要监控项目见表6

表6 煤气（COG）烘炉期间的监控项目

分类	编号	项目	分类	编号	项目
温度	T1	锅炉出口温度		P5	干熄槽入口压力
	T2	干熄炉入口温度		P1	预存段压力
	T3	冷却段下部温度		P11	锅炉锅筒压力
	T3′	冷却段下部砖温		F1	循环风量
	T4	冷却段上部温度		F4	焦炉煤气流量
	T4′	冷却段上部砖温		F6	锅炉循环水量
	T5	预存段温度		F7	锅炉给水量
	T6	锅炉入口温度		F8	注蒸汽流量
	T6′	一次除尘砖温		L1	锅炉锅筒液位
	Tc	焦炭表面温度		L2	除氧器液位
	T11	锅炉锅筒温度		A1	循环气体成份
	T12	一次过热器出口温度		A2	给水、炉水水质
	T13	二次过热器出口温度
	T14	主蒸汽温度

煤气烘炉期间以干熄槽预存段温度T5为主控项目，T5按90～95℃/d进行升温。T5温度从120℃升到800℃左右，约需7～8天。煤气烘炉期间的主要调节手段有：焦炉煤气流量、一、二次风门的空气导入量、循环气体量和系统压力调整。各种调节手段的每次调整都应谨慎操作，不能猛增猛减。干熄炉升温及锅炉锅筒升温应严格按升温曲线进行。

（1）煤气燃烧器的调整。当煤气燃烧火焰偏红时可增加空气导

入量；火焰偏长时以增加一次风门的开度为主；

当火焰偏亮时可以减少空气导入量并适当增加煤气量；

当火焰脉动时可适当增加循环风量并严密监视燃烧器的燃烧情

况，以防熄火；

当干熄焦冷却段温度上升过快时可适当增加循环风量。

（2）锅炉的调整。

当锅筒压力与低压蒸汽压力相同时，可关闭低压蒸汽；

当锅炉入口温度达到500℃时，锅炉给水、主蒸汽放散电动阀可

投入自动控制；

当一次过热器出口蒸汽温度达到480℃时，减温器投入使用；

当T5温度达到800℃时，锅炉锅筒压力维持3Mpa，状态保持约一天。