云维集团泸西大为焦化有限公司炼焦工艺与设备讲义讲课： 20081120第一章 焦炉炉体各部位概述 现代焦护主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室和炉顶区组成，蓄热室以下为烟道与基础。炭化室与燃烧室相间布置，蓄热室位于其下方，内放格子砖以回收废热，斜道区位于蓄热室顶和燃烧室底之间，通过斜道使蓄热室与燃烧室相通，炭化室与燃烧室之上为炉顶，整座焦炉砌在坚固平整的钢筋混凝土基础上，烟道一端通过废气开闭器与蓄热室连接，另一端与烟囱连接口根据炉型不同，烟道设在基础内或基础两侧。以下分别加以介绍：一、炭化室炭化室是煤隔绝空气干馏的地方，是由两侧炉墙、炉顶、炉底和两侧炉门合围起来的。炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部分;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。炭化室的容积、宽度与孔数对焦炉生产能力、单位产品的投资及机械设备的利用率等均有重大影响。炭化室顶部还设有1个上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。 炭化室锥度：为了推焦顺利，焦侧宽度大于机侧宽度，两侧宽度之差叫做炭化室锥度。捣固焦炉由于为侧装煤，捣实的煤饼从炭化室机侧推人，煤饼与两侧炭化室墙间各留约25mm的空隙，故捣固焦炉的炭化室基本上没有锥度或仅留1020mm的锥度。炭化室锥度随炭化室的长度不同而变化，炭化室越长，锥度越大。在长度不变的情况下，其锥度越大越有利于推焦。用预热煤炼焦的炭化室，锥度应适当增大，以免推焦困难。生产几十年的炉室，由于其墙面产生不同程度的变形，此时锥度大就比锥度小利于推焦，从而可以延长炉体寿命。 二、燃烧室双联式燃烧室每相邻火道连成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。双联火道结构具有加热均匀、气流阻力小、砌体强度高等优点，但异向气流接触面较多，结构较复杂，砖形多，我国大型焦炉均采用这种结构。每个燃烧室有32个立火道。相邻两个为一对，组或双联火道结构。每对火道隔墙上部有跨越孔，下部除炉头一对火道外都有废气循环孔。砖煤气道顶部灯头砖稍高于废气循环孔的位置，使焦炉煤气火焰拉长，以改善焦炉高向加热均匀性和减少废气氮氧化物含量，还可防止产生短路。三、斜道区燃烧室与蓄热室相连接的通道称为斜道。斜道区位于炭化室及燃烧室下而、蓄热室上面，是焦炉加热系统的一个重要部位，进人燃烧室的焦炉煤气、空气及排出的废气均通过斜道，斜道区是连接蓄热室和燃烧室的通道区。由于通道多、压力差大，因此斜道区是焦炉中结构最复杂，异形砖最多，在严密性、尺寸精确性等方而要求最严格的部位。斜道出口处设有火焰调节砖及牛舌砖，更换不同厚度和高度的火焰调节砖，可以调节煤气和空气接触点的位置，以调节火焰高度。移动或更换不同厚度的牛舌砖可以调节进人火道空气。四、蓄热室蓄热室位子斜道下部，通过斜道与燃烧室相通，是废气与空气进行热交换的部位。蓄热室预热煤气与空气时的气流称为上升气流，废气称为下降气流。在蓄热室里装有格子砖，当由立火道下降的炽热废气经过蓄热室时，其热量大部分被格子砖吸收，每隔一定时间进行换向，上升气流为冷空气，格子砖便将热量传递给冷空气。通过上升与下降气流的换向，不断进行热交换。五、小烟道小烟道位于蓄热室的底部，是蓄热室连接废气盘的通道，上升气流时进冷空气，下降气流时汇集废气。六、炉顶区炼焦炉炭化室盖顶砖以上的部位称为炉顶区，在该区有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔、拉条沟等。七、分烟道、总烟道、烟囱蓄热室下部设有分烟道，来自各下降蓄热室的废气流经废气盘，分别汇集到机侧成焦侧分烟道，进而在炉组端部的总烟道汇合后导向烟囱根部，借烟囱抽力排人大气。烟道用钢筋混凝土浇灌制成，内砌勃土衬砖。分烟道与总烟道连接部位之前设有吸力自动调节翻板，总烟道与烟囱根部连接部位之前设有闸板，用以分别调节吸力。焦炉基础平台位于焦炉地基之上。八、TJL5550D大型侧装捣固炼焦炉气流原理该焦炉结构特点是:宽炭化室双联火道废气循环、焦炉煤气下喷的复热式侧装捣固焦炉。炉体结构特点是在每个炭化室(或燃烧室)下面有两个宽度相同的蓄热室，焦炉煤气通过它供人炉内。由于主墙中间砖煤气道两侧为异向气流，压差大，容易漏气，故砖煤气道采用管砖，管砖外用带舌槽的异形砖交错砌成。各火道的焦炉煤气量是通过下喷管中的孔板或喷嘴来调节的，故各火道烧嘴口径一致并砌死。焦炉中同向气流之间的单墙，采用双沟舌砖砌筑，内放9孔或12孔薄壁格子砖。格子砖为粘土砖，主墙和单墙用硅砖砌成，在蓄热室内上下层对孔堆砌，蓄热室下部小烟道顶部采用圆孔扩散式算子砖，以使蓄热室气流分布均匀；小烟道两侧用粘土衬砖，以保护由硅砖砌筑的单主墙;小烟道底部和蓄热室封墙采用隔热砖砌筑，以减少散热。斜道出口处设有可更换的不同厚度的调节砖，以调节各立火道的煤气和空气量。第2章 炼焦炉的机械与设备常规炼焦生产工艺设备除焦炉砌体外，还有护炉设备、炉门设备、加热设备、导出煤气设备、焦炉机械、熄焦设备、筛焦设备及其他附属设备等。本章将介绍上述焦炉机械与设备的作用、构造及使用、维护方法。一、护炉铁件在焦炉砌体的外部，配置护炉铁件和严密。护炉铁件分炉组长向(纵向)和燃烧室长向(横向)两部分。纵向有两端抵抗墙上配有弹簧组的纵拉条，横向有两侧炉柱、纵拉条、横拉条、大小弹簧、保护板和炉门框、炉门等。二、护炉铁件的作用焦炉砌体主要是用硅砖砌成的。当砌体从冷态上升到高温时，由于二氧化硅的晶型转变和物理作用，使砌体产生膨胀。在生产过程中，一方面二氧化硅晶型继续发生转化;另一方面炭化室在摘、挂炉门及推焦过程中，炉体受到很大机械力和温度变化应力的作用，砌体特别是炉头部位产生周期性的收缩和膨胀。由于上述原因，用以保护焦炉砌体的完整砌体容易产生裂缝和损坏。为使砌体在上述情况下适应生产需要，减少破损，必须安装护炉铁件，使其连续不断地向焦炉砌体施加数量足够、分布合理的保护性压力，保护炉体，延长焦炉寿命。护炉铁件给予炉体的保护性压力是通过拉条、弹簧、炉柱和保护板加给炉体的口为使炉柱通过保护板有效地传递压力，要求保护板(炉门框)应和炭化室炉肩紧密贴靠，不得松弛和脱开。但在实际生产中，炉柱和保护板间总有间隙，所以炉柱给保护板的力是通过它们间一些贴靠点上的刚性力和炉柱小弹簧施加的弹性力来传递的。如果这些压力点松弛或脱开，传递保护性压力的机能便丧失。三、炉柱曲度及其测量当炉柱受力(即炉体对炉柱的膨胀压力)逐渐增大时，炉柱将弯曲，曲度逐渐增大。因此，在烘炉和生产过程中，炉柱曲度是变化的。炉柱曲度的变化表明，力的分布沿炉柱高向在变，如炉柱处于弹性变形范围内，则炉柱曲度的变化也基本上反映了炉体的曲度变化。炉柱曲度的变化影响对炉体的保护作用，因此要经常测量。炉柱在自由状态下的曲度很小，但安装后，在弹簧加压、拉条拉紧前也要测量，其数据作为炉柱曲度在自由状态下的原始数据。生产上，一般用三线法测量炉柱的弯曲度。在两端抵抗墙上，三线分别在炉门上横铁、下横铁和算子砖的标高处，设置上、中、下三个测线架，将两端抵抗墙上同一标高的测线架分别安装三条细钢丝，并用拉紧器或重物拉紧，三条线应在同一垂直平面上，不碰触任何物体，然后测出从炉柱到钢丝的水平距离及钢丝之间相互距离，通过正式计算炉柱曲度。三线法测量炉柱曲度计算图及图解法查取炉柱曲度：四、焦炉加热设备焦炉加热设备的作用是向炼焦炉输送和调节加热用煤气和空气以及排出燃烧后的废气。加热设备主要包括煤气管系、废气盘和交换机。炼焦生产工艺要求供热均匀稳定和调节灵敏方便，因此在煤气管道上设有调节和控制用的不同类型的节流管件及测量温度、压力、流量的接点。为改善加热条件，配备有预热器、水封等附属设备。加热设备的状态如何，对炼焦生产的影响很大。所以加强维护和管理、经常保持正常运转是保证焦炉稳产、优质的重要条件。1、入炉煤气管系由总管来的焦炉煤气分配到机、焦侧的两根焦炉煤气主管，经支管供人焦炉。人炉煤气管件在加热煤气主管上，设有支管(分管)，通过调节旋塞、交换旋塞和小孔板等将煤气导人焦炉内，焦炉地下室人炉煤气管件的装置如图所示。调节旋塞是用来调节、切断或接通煤气的。交换旋塞通过搬杆与交换拉条相连，交换时通过拉条带动搬杆，控制交换旋塞的开关。焦炉煤气交换旋塞芯子为锥形三通结构，旋塞外壳上与气流方向垂直的一侧设有除炭孔。旋塞是焦炉煤气设备中的重要部件，要定期清洗加油，既要光滑灵活又要求严密畅通，特别是交换旋塞要求开关位置准确。焦炉正常生产时，交换旋塞经常转动，较容易外泄煤气。负压交换旋塞，较好地解决了普通交换旋塞煤气外泄的问题。2、废气盘废气盘有多种形式，但大体上可分为两种类型:一种是与交换旋塞相配合的提杆式双陀盘型;另一种是杠杆式交换陀型。提杆式双陀盘型废气盘构造：废气盘由筒体和两叉部组成。两叉部内有两条通道。一条连高炉煤气接口管和煤气蓄热室的小烟道;另一条连接口和空气蓄热室的小烟道。废气连接筒经烟道弯管同分烟道接通，废气连接筒内设可以调节废气排出量的调节翻板。高炉煤气接口管与高炉煤气支管接通，筒体内设两层陀盘，上陀盘的套管在下陀盘的芯杆外面，芯杆经小链与交换链条连接。用高炉煤气加热时，空气叉部上的空气盖板与交换链条连接，煤气叉部上的空气盖板关死。上升气流时，简内两个陀盘落下，上陀盘将煤气与空气隔开，下陀盘将筒体与烟道弯管隔开。下降气流时，煤气交换旋塞靠单独的交换拉条关闭，空气盖板靠废气交换链条在提起两层陀盘的同时关闭。焦炉无论用哪种煤气加热，交换都要经历三个基本过程:关煤气、交换废气与空气、开煤气。这是由于如下原因。煤气必须先关，以防加热系统中有剩余煤气，容易发生爆炸事故。煤气关闭后，有一短暂的间隔时间再进行空气和废气的交换，可以使残余煤气完全烧尽。在交换废气和空气时，废气花和空气盖均稍微打开，以避免吸力过大而受冲击。空气和废气交换后，也有短暂间隔时间再打开煤气，可以使燃烧室内有足够的空气，煤气进去后能立即燃烧。最后才打开煤气，是避免煤气在空气之前进人燃烧系统而产生爆炸气体。行程调节与焦炉加热有密切关系，各拉条的行程不足或过量，将影响焦炉的供人煤气或空气及废气的排出，所以应当经常调节使之保持不变。调节时，应根据标记点检查位移情况，调节至规定的行程量，同时要观察旋塞是否开正，碗杆和风门提起高度是否合适并全炉一致，还要观察两个交换的行程是否一致，链条松紧是否合适等。3、交换设备的维护交换机在工作过程中要有一定拉力以完成各交换旋塞、废气陀及进风口盖板的启、闭动作，在安装、使用和维护时均需要严格要求，不许增加额外的受力和摩擦阻力，以避免交换系统和交换机本身造成损坏。因此，应注意下述问题。拉条的行程应保证旋塞开关、陀杆提起高度合乎要求，并全炉一致。拉条在运行过程中应平稳，无卡住、无跳动等情况，拉侧的紧链和送侧的松链应十分明显。拉条与搬把、拉条与陀杆在同一垂直平面内运行，托轮和导向轮的相对位置应保持拉条呈直线运动，钢绳无扭曲现象。各旋塞和各陀杆均安装在同一水平线上。交换机各传动严格保持平行，齿轮啮合严密，各轴运行时间、各传动齿运转行程、各轴与轴承间隙符合要求。各轴、各轮、各旋塞的润滑良好，油槽杨通，并定期擦洗、加油。各陀杆定期擦洗，无卡陀现象，旋塞的压紧弹簧在保证旋塞严密前提下不过紧。五、荒煤气导出设备荒煤气导出设备主要包括上升管、桥管、水封阀、集气管和吸气管等，其作用主要是:顺利导出焦炉各炭化室内发生的荒煤气，保持适当、稳定的集气管压力，既不致因煤气压力过高而引起冒烟冒火，又要使各炭化室在结焦过程中始终保持正压;将荒煤气适度冷却，保持适当的集气管温度，既不致因温度过高而引起设备变形、操作条件恶化和增大煤气净化系统的负