基本介紹
- 中文名：焦爐
- 外文名：coke oven
- 作用：煉焦的主要熱工裝置
- 構成：由耐火磚和耐火砌塊砌成的爐子
概述,類型,烘爐,調溫,護爐,簡史,規程,其他,
概述
coke oven
煉焦的主要熱工裝置。
構造 現代煉焦爐由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂、基礎、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置，用耐火材料(矽磚)隔開。每個燃燒室有20～30個立火道。來自蓄熱室的經過預熱的煤氣（高熱值煤氣不預熱）和空氣在立火道底部相遇燃燒，從側面向炭化室提供熱量。蓄熱室位於焦爐的下部，利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區是連線蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂，其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室，用以裝入煤料和導出煤料乾餾時產生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道，供測溫、檢查火焰之用，根據檢測結果，調節溫度和壓力。整座焦爐砌築在堅固平整的混凝土基礎上，每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連線，煙道設在基礎內或基礎兩側，一端與煙囪連線。
焦爐斷面示意圖
焦爐斷面示意圖類型
一個炭化室又稱為一個爐孔，一座煉焦爐由數十個爐孔組成。按加熱系統的結構不同，現代煉焦爐有多種類型，大致可分為：①雙聯火道式，上升氣流火道和下降氣流火道成對組合，整個燃燒室由若干組雙聯火道組成；②兩分火道式，整個燃燒室的半側火道均走上升氣流,另半側火道均走下降氣流；③上跨焰道式,整個燃燒室的各火道分為若干組，通過上跨焰道與相鄰燃燒室的火道組相聯。煉焦爐的生產能力決定於炭化室的尺寸和結焦時間。
烘爐
煉焦爐主要部位由矽磚砌成，為使密封性好，要採用異形磚砌築。通常一座大型煉焦爐要使用 400種以上的磚，甚至超過1000種。一座36孔容積為35立方米.炭化室高度為4米3的煉焦爐需用耐火材料約8400噸。要按照嚴格質量標準施工，並應在烘爐時充分考慮矽磚的性質，以保證運行良好並延長壽命。焦爐烘爐後，炭化室區域的膨脹近200毫米。烘爐的日膨脹率一般採取不大於0.035%，烘爐天數為50～60天。因煉焦爐烘爐時有較大的膨脹，某些與爐體相聯接的設備和結構，要在烘爐末期爐體膨脹基本結束後，才最終進行聯接、固定和密封。
焦爐機械裝置
焦爐機械裝置調溫
這是為了最大限度地發揮煉焦爐的生產能力和最好的熱工效率。調溫分為三個階段：剛投產時，爐溫有較大波動，調溫工作的主要內容是監督全爐燃燒室的溫室保持均衡，調整某幾個溫度過高或過低的燃燒室。當結焦時間逐步縮短到16～18小時，就轉入正式的調溫階段。這時以焦餅（炭化室中的整個焦體）沿高向和長向均勻成焦和焦餅中心溫度達 950～1050℃為依據，調節全爐加熱系統的溫度和壓力，制定合理的加熱制度並把它穩定下來。此階段的調溫工作約需半年時間。此後過渡到經常性的調溫階段，根據煤料、加熱煤氣和大氣條件等情況的變化,及時調整供熱,使各炭化室的焦餅在規定的結焦時間內沿長向和高向均勻煉成焦炭。煉焦爐的耗熱量是評定焦爐熱工管理的重要指標。一般用焦爐煤氣加熱時，每公斤乾煤的耗熱量約為 550千卡；用高爐煤氣加熱時約為630千卡。
護爐
煉焦爐烘爐階段由於矽磚的膨脹是非線性的，上下部位膨脹速度不一，有被拉成階梯裂紋的可能。正常生產過程中，由於炭化室的周期性裝煤和出焦，爐溫波動很大，砌體也會產生一定程度的脹縮變化。再加各種機械設備對砌體的撞擊，均可能導致砌體變形和開裂。因此要利用可調節的彈簧勢能，通過護爐設備連續不斷地向砌體施加數量足夠、分布合理的保護性壓力，使砌體從烘爐、開工到正常生產的整個過程中始終保持完整和嚴密，一直到焦爐停產,均應維持這種保護性壓力,並定期檢查、調整。護爐鐵構件對焦爐施加的總負荷，按爐高計算，每米為1.5～2.0噸。由於矽磚的殘存膨脹和不可避免地產生的裂縫，將導致爐長逐年膨脹，正常的年膨脹量應不大於10毫米,護爐設備管理較好的焦爐,投產二、三年後年膨脹量可在 5毫米以下。爐長的總膨脹量是爐體衰老的標誌之一。
焦爐
焦爐煉焦爐的一代爐齡一般為25年左右，在操作、維護好的情況下可達30年以上。
簡史
20世紀30年代以前，焦爐炭化室容積一般不超過20m3。1927年炭化室高6米、有效容積達30m3的大容積煉焦爐首次在德國建成投產。60年代起許多國家相繼建造了大容積爐。目前廣泛使用的大型煉焦爐尺寸為:炭化室高6～7.5米,長15～17米,平均寬0.4～0.46米，有效容積達50m3左右。
中國的第一批近代煉焦爐於1919年在鞍山建成投產，以後在石家莊、石景山、本溪、大連和吉林等地相繼建成。由於長期戰爭，大都遭到破壞，1949～1959年，恢復了11座、448孔舊煉焦爐;新建、改建24座、1239孔煉焦爐。1957年起自己獨立設計煉焦爐，1965年起開始研究設計大容積煉焦爐。1970年第一座36孔高5.5米,有效容積達35.4m3的大容積煉焦爐投產,生產中各項主要指標均達到較好水平。
規程
2、推焦車、攔焦車和熄焦車之間，應有通話、信號聯繫和聯鎖。
3、推焦車、裝煤車和熄焦車，應設壓縮空氣壓力超限時空壓機自動停轉的聯鎖。司機室內，應設風壓表及風壓極限聲、光信號。
4、推焦車推焦、平煤、取門、搗固時，攔焦車取門時以及裝煤車落下套筒時，均應設有停車聯鎖。
5、推焦車和攔焦車宜設機械化清掃爐門、爐框以及清理爐頭尾焦的設備。
6、推焦車應設機側工人休息室。
7、應沿推焦車全長設能蓋住與機側操作台之間間隙的舌板，舌板和操作台之間不得有明顯台階。
8、推焦桿應設行程極限信號、極限開關和尾端活牙或機械檔。帶翹尾的推焦桿，其翹尾角度應大於90°，且小於96°。
9、平煤桿和推焦桿應設手動裝置，且應有手動時自動斷電的聯鎖。
11、煤箱活動壁和前門未關好時，禁止搗固機進行搗固。
12、攔焦車和焦爐焦側爐柱上應分別設安全擋和導軌。
13、導焦柵宜能與攔焦車車體自由脫開，並位於攔焦車靠熄焦塔的一側。
14、熄焦車司機室應設有指示車門關嚴的信號裝置。
15、寒冷地區的熄焦車軌道應有防凍措施。
16、裝煤車與爐頂機、焦兩側建築物的距離，不得小於800mm。
17、交換傳動裝置必須按先關煤氣，後交換空氣、廢氣，最後開煤氣的順序動作。交換機應設有手動裝置。
其他
焦爐煤氣管道堵塞的原因及解決辦法
1 積水
燃氣中往往含有水蒸氣，溫度降低或壓力長高都會使其中的水蒸氣凝結成水而流到凝水缸或管道最低處，如果凝水達到一定數量而不及時排除，就會堵塞管道。解決方法：這了防止積水堵管必須制定出嚴格運行管理制度，定期排出凝水缸中的凝結水。並且凝水缸應建立位置卡片和抽水記錄，將抽水日期和抽水量記錄下來，作為確定抽水周期的重要依據。並且還可儘早發現地下水滲入等異常情況。
2 滲水
當地下水壓力比管道內燃氣的壓力高時，可能同管道接頭不嚴處、腐蝕孔或裂縫等處滲入管內。一般多發生在管道年久失修，管道受到腐蝕、破損的地點或管道由於施工質量問題而造成接頭鬆動，或管道埋深不符合規定，在地面動荷載的作用下管道出現脫開或斷裂的地點。解決方法：當凝水缸內水量急劇增加時，有可能是由於滲水所引起的，這時可關閉此段煤氣管道，壓入高於滲入壓力的燃氣，再用檢查漏氣的方法中，找出滲漏的地點，加以維修，達到正常的輸氣為止。
3 積萘
人工燃氣中常含有一定量萘蒸汽，溫度降低就凝結成固體，或者除萘設備不完善，使萘附著在管道內壁，使燃氣流量減少或完全堵塞管道，在寒冷季節，萘常積聚在管道彎曲部位或地下管道接郵地面的分支管處。解決方法：要防止和消萘，道先是根據規範的規定，嚴格控制出廠燃氣中萘的含量，這樣可以從根本上解決管道中積萘的問題。另外，對城市輸氣管道，特別是出廠1~2 公里以內的管道，內壁常積有大旱的萘，要定期進行清理。可用噴霧闔將加熱的柴油、揮髮油或混合二四苯等噴入管內，使萘溶解以後流入凝水缸，再同凝水缸排出。同於被 70 ℃溫水溶解，所以也可在被清理管段的兩端予以隔段，加入熱水或水蒸氣，將萘除掉。但這種方法會使管道熱脹冷縮，容易使柔性接口鬆動，因此用這種方法清澳洗後，燃氣管道應做氣密性試驗。低壓管線的積萘較嚴重的部位一般都集中在進戶分支管上，可用鐵絲接上鋼絲進行清洗，或將阻塞部分的地下管挖出後，採用真空泵將萘吸出的方法。
4 其他雜質
管道內除了積萘以外，其他雜質的積聚也可能造成阻塞事故。雜質的主要成分是鐵鏽屑，常與焦油塵等混合積存在管道內。無內壁塗層或內壁塗層處理不好的鋼管，其腐蝕情況比鑄鐵管嚴重的多，產生的鐵鏽屑為主。消除雜質的方法是：對乾管進行分段機械清理，一般按50米左右作為一清理管段，對於鐵屑，可在斷的管內，用刮刀及鋼絲刷沿管道內壁將鐵屑刮淨。有時鐵鏽屑過多牢固地附著在管壁上時，要除去不容易，在清除鐵鏽時，還應注意管壁上可能有的腐蝕坑，不要在除鐵鏽時扎透管道而漏氣。管道轉彎部分、閥門和排水器如有阻塞，可將它們拆下來清理或更換。
5 管道坡度
煤氣輸送管道坡度較水，堵塞較重，採用合理的坡度有利於積液及雜質的排除，因此管道坡度必須大於5‰ 。
6 操作管理
煤氣管道沿途排液水封的連續排液，管路的合理清理，電撲焦油器的採集效果以及除萘設備的好壞也是不容忽視的環節。綜上所古文字，要想減少煤氣管道的阻塞，就必須提高淨煤氣質量，加強設備操作，努力提高脫硫、脫氰的效率。努力提高電撲焦油器開工率及採集率，合理控制澳元萘操作溫度，儘量減少煤氣中的焦油含量。加強施工管理，每年清掃煤氣管路1~2 次。如果以上綜合情況堅持做到，就能夠使城市煤氣輸配管道安全正常運行。
