李強(qiáng)，孫晴亮

7.63 m焦?fàn)t小煙道竄漏的原因分析及解決措施

李強(qiáng)，孫晴亮

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司煤焦化公司，安徽馬鞍山243000)

焦?fàn)t小煙道發(fā)生竄漏會(huì)影響焦?fàn)t使用壽命并破壞焦?fàn)t正常加熱，需要及時(shí)解決。對(duì)7.63 m焦?fàn)t小煙道竄漏產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性地采取了一些特殊調(diào)節(jié)手段，取得了較好效果。

小煙道；護(hù)爐鐵件；壓差；竄漏；等壓調(diào)節(jié)

1 引言

焦?fàn)t小煙道是蓄熱室聯(lián)接廢氣開(kāi)閉器的通道，上升氣流時(shí)進(jìn)入冷空氣和冷煤氣，下降氣流時(shí)匯集熱廢氣，交替變換的上升和下降氣流溫度變化劇烈，壓差也較大，該處砌體處于最不利的操作條件下，隔墻易產(chǎn)生裂縫而引發(fā)氣體竄漏。當(dāng)小煙道發(fā)生竄漏著火時(shí)，不僅會(huì)影響焦?fàn)t的正常加熱，而且對(duì)焦?fàn)t的危害也較大，會(huì)縮短焦?fàn)t的正常使用壽命，因此及時(shí)解決小煙道竄漏并采取預(yù)防措施是非常有必要的。

2 存在問(wèn)題

馬鋼兩座7.63 m焦?fàn)t是德國(guó)伍德公司設(shè)計(jì)，分別于2007年1月和4月投產(chǎn)，采用混合煤氣加熱。投產(chǎn)僅一年多的時(shí)間就發(fā)現(xiàn)在上升氣流時(shí)，有部分空氣側(cè)小煙道內(nèi)的空氣通過(guò)單墻竄漏到煤氣側(cè)小煙道內(nèi)與煤氣混合燃燒，著火部位從焦側(cè)中部一直延伸到機(jī)側(cè)端部，將煤氣小煙道2/3的部位燒得通紅，不僅對(duì)焦?fàn)t造成相當(dāng)大的危害，而且還因部分煤氣在小煙道內(nèi)被燒掉以及小煙道上部噴嘴板燒得變形造成相關(guān)燃燒室溫度偏低和橫排溫度均勻性較差，影響了焦?fàn)t的正常加熱。

3 原因分析

3.1 設(shè)計(jì)方面

伍德公司在設(shè)計(jì)7.63 m焦?fàn)t時(shí)，為不妨礙在機(jī)側(cè)蓄熱室調(diào)節(jié)更換小煙道上部的噴嘴板，未在機(jī)側(cè)小煙道單墻端部設(shè)計(jì)任何護(hù)爐鐵件保護(hù)裝置（見(jiàn)圖1）。

為防止此部位砌體受熱膨脹后導(dǎo)致墻體外移，而在焦?fàn)t蓄熱室中下部（第1～21層）采用了熱膨脹較小、熱震穩(wěn)定性較硅質(zhì)材料好的半硅磚砌筑，替代了現(xiàn)代焦?fàn)t普遍采用硅磚砌筑小煙道、內(nèi)部再襯以粘土磚的做法。

半硅磚是指SiO2含量大于65%的鋁硅質(zhì)耐火制品，受熱后具有較小的膨脹特性，體積變化較小。伍德采用半硅磚的目的是為了保證在機(jī)側(cè)小煙道端部不設(shè)護(hù)爐鐵件的情況下此部位砌體的嚴(yán)密性。但從實(shí)際使用情況看，這種設(shè)計(jì)欠妥，存在缺陷。雖然半硅磚的熱膨脹率僅0.6%左右，比硅磚小很多，但不設(shè)護(hù)爐鐵件加以保護(hù)，砌體仍會(huì)出現(xiàn)自由膨脹現(xiàn)象。馬鋼7.63 m焦?fàn)t在烘爐階段就出現(xiàn)了小煙道單墻因膨脹而凸出機(jī)側(cè)基礎(chǔ)平臺(tái)側(cè)面或多或少的問(wèn)題。

之所以小煙道單墻會(huì)往機(jī)側(cè)移動(dòng)，是因?yàn)樵诮箓?cè)小煙道端部設(shè)置了與廢氣開(kāi)閉器相聯(lián)接的小煙道承插套，小煙道單墻受熱后向焦側(cè)膨脹位移受到承插套阻擋，便向機(jī)側(cè)移動(dòng)。

從小煙道竄漏著火部位靠近機(jī)側(cè)那一端也印證了上述分析是有一定道理的。

3.2 烘爐方式

馬鋼7.63 m焦?fàn)t烘爐采用燒嘴鼓風(fēng)正壓方式，與傳統(tǒng)先烘煙囪產(chǎn)生吸力的負(fù)壓烘爐方式明顯不同。

為使廢氣內(nèi)水蒸氣處于不飽和狀態(tài)，防止水蒸氣在小煙道內(nèi)凝結(jié)，通過(guò)燒嘴鼓風(fēng)機(jī)始終向碳化室鼓入大量空氣，同時(shí)煤氣在燒嘴內(nèi)點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生的大量廢氣進(jìn)入碳化室，最后通過(guò)煙囪排出。而廢氣開(kāi)閉器調(diào)節(jié)翻板在烘爐階段卻處于關(guān)閉狀態(tài)，廢氣只能從調(diào)節(jié)翻板四周的縫隙進(jìn)入分煙道，使整個(gè)焦?fàn)t砌體都處于正壓狀態(tài)。燒嘴強(qiáng)制鼓風(fēng)帶入的熱量淤積在爐體中下部，易使中下部的砌體過(guò)熱，使這部分砌體膨脹過(guò)快，墻體產(chǎn)生裂縫。因此，對(duì)于未在小煙道機(jī)側(cè)端部設(shè)置任何護(hù)爐鐵件的焦?fàn)t來(lái)說(shuō)，采用這種廢氣開(kāi)閉器調(diào)節(jié)翻板完全關(guān)閉產(chǎn)生正壓的烘爐方式顯然是不合適的。

焦?fàn)t在烘爐階段就出現(xiàn)了部分小煙道單墻因膨脹較大而凸出機(jī)側(cè)基礎(chǔ)平臺(tái)側(cè)面30～50 mm左右的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)伍德專(zhuān)家采取了在機(jī)側(cè)小煙道單墻端部增加護(hù)爐鐵件施加壓力的臨時(shí)保護(hù)措施，但在烘爐結(jié)束后又將之拆除，這也為后來(lái)的小煙道竄漏埋下了隱患。

3.3 焦?fàn)t加熱調(diào)節(jié)方面

7.63 m焦?fàn)t分三段加熱，將空氣蓄熱室又分隔成高向空氣蓄熱室和底部空氣蓄熱室，底部空氣小煙道與煤氣小煙道僅一墻（單墻）相隔，在廢氣開(kāi)閉器內(nèi)設(shè)計(jì)了可分別調(diào)節(jié)高向和底部空氣量的小翻板。因?yàn)榧訜崴皆O(shè)計(jì)尺寸偏小，造成爐頂空間溫度偏高，為降低爐頂空間溫度，縮短燃燒室火焰高度，將高向空氣調(diào)節(jié)翻板關(guān)閉，底部空氣調(diào)節(jié)翻板全開(kāi)。這種調(diào)節(jié)方法使燃燒所需空氣量全部從底部通道進(jìn)入，造成了底部空氣小煙道內(nèi)的壓力高于煤氣小煙道內(nèi)的壓力，兩側(cè)壓差較大引起竄漏，空氣通過(guò)單墻磚縫竄漏到煤氣小煙道內(nèi)燃燒。

4 采取措施

根據(jù)上述原因分析，首先采取的措施就是對(duì)小煙道單墻磚縫進(jìn)行噴補(bǔ)，但因小煙道通道過(guò)長(zhǎng)且無(wú)法確定單墻磚縫具體部位等原因，多次噴補(bǔ)沒(méi)有效果；其次，將廢氣開(kāi)閉器內(nèi)的高向空氣調(diào)節(jié)翻板調(diào)至全開(kāi)位置，仍然不能消除竄漏。

在采取上述兩種措施沒(méi)有效果的情況下，決定采用“等壓調(diào)節(jié)”手段對(duì)小煙道竄漏進(jìn)行處理，即將底部空氣小煙道與煤氣小煙道在上升氣流時(shí)的壓差調(diào)至零左右，以消除竄漏。主要措施如下：

（1）將底部空氣蓄熱室噴嘴板開(kāi)口同等增大，同時(shí)將廢氣開(kāi)閉器內(nèi)的底部空氣調(diào)節(jié)翻板關(guān)小。這樣可在保持進(jìn)入燃燒室空氣量基本不變的情況下，降低空氣小煙道壓力。

（2）將煤氣蓄熱室噴嘴板開(kāi)口同等縮小，同時(shí)將煤氣支管孔板開(kāi)度增大。這樣可在保持進(jìn)入燃燒室煤氣量基本不變的情況下，增大煤氣小煙道壓力。

以140A#蓄熱室為例，來(lái)說(shuō)明空氣和煤氣小煙道吸力調(diào)節(jié)前后壓差的變化，見(jiàn)表1。

5 實(shí)施效果

通過(guò)反復(fù)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，采用“等壓調(diào)節(jié)”措施取得了較好效果：

（1）煤氣小煙道內(nèi)火焰消失，原本被燒得通紅的小煙道墻變暗。

（2）小煙道溫度從460℃左右下降至300℃左右。

（3）相關(guān)燃燒室溫度恢復(fù)正常，橫排溫度均勻系數(shù)達(dá)到0.90以上。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）造成7.63 m焦?fàn)t小煙道竄漏的根本原因是機(jī)側(cè)小煙道單墻端部未設(shè)計(jì)護(hù)爐鐵件給予保護(hù)，致使小煙道部位砌體在受熱后往機(jī)側(cè)自由膨脹，導(dǎo)致小煙道單墻產(chǎn)生裂縫，為竄漏埋下了隱患。因此，設(shè)置完善齊全的護(hù)爐鐵件設(shè)施是保證焦?fàn)t砌體嚴(yán)密性的首要條件。

（2）“等壓調(diào)節(jié)”只是一種特殊調(diào)節(jié)手段，不能從根本上解決小煙道竄漏問(wèn)題，應(yīng)在7.63 m焦?fàn)t機(jī)側(cè)小煙道單墻端部增設(shè)既能保證砌體嚴(yán)密性、又不妨礙噴嘴板更換的護(hù)爐鐵件，對(duì)砌體施加保護(hù)性壓力，防止產(chǎn)生新的磚縫，從源頭上消除小煙道竄漏的發(fā)生。

Cause Analysis of Sole Flue Blowby in the 7.63 m Coke Oven and Treatment Measures

LI Qiang，SUN Qingliang
(The Coal Coking Company of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

Blowby in coke oven sole flue can shorten the service life of coke oven and affect the normal heating of coke oven,so must be treated in time.The causes of blowby in the sole flue of the 7.63 m coke oven were analyzed and special adjustment measures were taken,which has achieved good results.

sole flue;protective iron parts;pressure difference;blowby;constant pressure adjustment

TQ54

B

1006-6764(2015)01-0007-02

2014－10－11

李強(qiáng)（1968-），男，1988年畢業(yè)于馬鋼技校，1994年獲自學(xué)考試大專(zhuān)學(xué)歷，高級(jí)技師，現(xiàn)從事焦?fàn)t管理工作。