“一稳、二均、三调整”干熄焦系统操作法

原标题：“一稳、二均、三调整”干熄焦系统操作法

一、稳定锅炉入口温度（T6）

干熄焦锅炉的入口温度（T6）是干熄焦生产中最主要的控制参数之一，是干熄焦工艺的核心指标。对干熄炉而言，它直接体现红焦显热的回收效率及系统的运行状况 ;对余热锅炉而言，它代表着余热锅炉的换热效率，极大程度上影响着蒸汽的品质。T6温度与系统的各个工艺控制环节均有密切的联系，其关系如下图所示：

以下工艺指标对T6的稳定有直接的影响：

1、气料比

气料比是干熄焦系统得基本工艺参数，它直接影响锅炉入口温度。

2、预存室压力

干熄炉预存段压力是干熄焦工艺操作中的另外一个重要参数，也是对锅炉入口循环气体温度有着重要影响的参数。

3、氮气补充量

干熄焦充氮的目的在于降低循环气体中的可燃气体成分和氧气含量。

4、循环气体可燃组分含量及空气导入量

循环气体中各成分含量是影响锅炉入口循环气体温度的主要调节参数之一。通过倒导入空气可以燃烧可燃气体，提高T6温度。

5、循环气体旁通流量

循环气体的旁通设置主要作用在于平衡干熄炉炉顶与炉底的压力，同时可以起到调节T6温度的作用。

传统的操作方法仅仅局限于通过单纯的调整以上参数以适应于工艺上对锅炉入口温度的要求，操作上显得呆板、生硬，调节中T6温度虽然控制在合理的温度范围内，然而波动频率高，就相当于对锅炉系统的热冲击的频率增加，使锅炉系统的调节复杂化化，同时影响到锅炉入口处耐火材料的寿命和锅炉的安全运转。

本操作法在对T6稳定调整中，除了照顾到各因素对T6的影响外，还考虑到各因素之间的相互关系，建立起的是一套立体网络化的操作坊法。

在长时间的生产操作中发现，气料比是影响T6温度的最直接因素，过高的气料比将导致T6温度的降低，由于系统严密性差而进入的空气或导入的空气无法与循环气体中的可燃性组分发生燃烧反应，而进入干熄炉烧损焦炭，导致焦炭烧损率增加，同时循环气体中的 CO增加，对干熄焦的安全、高效、稳定运行不利。并且难以保证蒸汽的品质，影响汽轮机的正常运行。另外，循环气体中的可燃成份无法用导入空气法燃烧掉，只能通过充氮稀释来降低其浓度，风机后要放散出更多的惰性气体，降低系统效率。浪费资源及能源。同时高气料比将导致干熄炉斜道区的红焦浮起，进入到一次除尘及其后的系统中，造成系统阻力增加、炉顶压力难以控制、锅炉入口压力非正常降低及排焦温度的异常增高等异常情况，导致系统难以维持稳定安全的运行。

过低的气料比会直接导致T6温度的升高，造成锅炉的超温事故，，使余热锅炉的二级过热器炉管蠕变而产生爆管，并且同样影响汽轮机的安全运行。过低的气料比将直接造成排焦温度的提高，不能达到充分利用红焦显热的目的，同时对运焦系统危害严重。

下图给出了多种风料比情况下，干熄炉内焦炭和气体的温度分布（1- 7代表风料比，1为1243 Nm3/t,2为1399Nm3/t,3为1455Nm3/t,4为1511Nm3/t,5为1623Nm3/t,6为1791Nm3/t,7为1 848Nm3/t）。从图中可以看出，当循环风量过大时(风料比＞1.773)，热交换过程主要集中在冷却室上部，在这一区域，焦炭被急剧冷却，焦炭冷却过快，影响焦炭的质量;而在冷却室下部，由于焦炭和气体温差小，热交换过程非常缓慢，这一区域没有充分发挥冷却作用。当循环风量过小时，(风料比＜1.364)排焦温度升高，不能满足工艺要求。当风料比等于1.455时，焦炭和冷却气体的温差近似呈线性变化(曲线3)，焦炭冷却效果比较理想。

通常通过适当增加气料比可以提高T6温度，同时炉顶压力增高，严格的讲，预存段压力应能通过自动调节维持在 +OPa，以防空气漏入循环系统或循环气体外逸。预存段压力过高，炉顶空间的大量挥发分气体通过常用放散或开炉盖时排出炉外，造成热量损失，而且严重时还会造成爆炸事故。预存段压力过低，通过预存段压力调节阀放出的气体流量增加，同时增加了热损失，从炉顶放散等处吸入大量的空气至炉顶空间，燃烧炉顶空间的部分挥发分气体，另有一部分，进入循环系统燃烧焦炭，增加了焦炭烧损率。但如果在规定范围内的适当负压，吸入极少量的空气，只将干熄炉顶锥段的挥发分气体燃烧，释放出热量，通过传导、对流、辐射等方式将热量传递给循环气体，提高了锅炉入口循环气体温度，有利于锅炉的热交换。但如果压力高于规定范围内的正压，则会导致通过炉顶放散放出大量的挥发分气体，显热和反应热浪费，增加热损失。随着炉顶压力增高，旁通气体流量和空气导入量将减少，循环气体的旁通设置主要作用在于平衡干熄炉炉顶与炉底的压力，同时可以起到调节T6温度的作用。通过旁通可以将部分冷却的低温循环气体印至环形气室，起到降低锅炉入口温度的作用。但此种操作将减少进入干熄炉底部的循环风量，影响正常的气料比，所以需协同调整排焦量或提高循环风量共同操作。旁通流量减少可以提高T6温度，但空气导入量的减少将导致循环气体中可燃组分燃烧不充分，对提高T6温度没有贡献，并且较高的可燃气体组分对干熄炉的安全运行极为不利。

考虑到以上情况，如何选择适当的调整T6手段就应当视生产情况而定。应考虑到可燃组分、旁通气体、排焦温度和循环风量的平衡，具体选择何种调节手段，总原则如下：

1、当运行中可燃气体含量较少，可采用调整循环风量的手段。但应当注意适当控制旁通流量，注意调节炉顶压力及空气导入，控制可燃气体含量。

2、可燃气体较高时，可采用增大空气导入的手段提高T6，但导入量应持续缓慢进行，防止T6温度的频繁波动，同时应保持可燃组分在一定的水平，便于持续稳定的调整。

3、通过旁通调节T6温度应照顾到对其他因素的影响，适当降低炉顶压力，增大气料比均可以达到较佳的操作效果。

4、传统的调节手段中可用倒入氮气的手段来降低T6温度，同时控制可燃组分的浓度。干熄焦系统的主要充氮点分布在风机入口处、一次除尘、旋转密封阀上密封等处，旋转密封阀上密封充氮点只起密封作用。一次除尘充氮点，是常温的氮气直接进入热循环气体中，直接降低了锅炉入口温度，同时通过预存段压力调节阀放散至大气中，增大了干熄焦的热损失；在风机入口处充入氮气，为了维持预存段压力在工艺规定的范围之内，在风机后部分循环气体直接放散至大气中，带走部分热量降低循环气体温度，影响锅炉入口循环气体温度，增大干熄焦系统的热损失。对于氮气资源较匮乏的企业采用此手段控制成本较高，副作用较多。完全可以通过其他手段调整时，建议不采取导入氮气。

5、增大排焦量可以将预存室中的更多红焦显热交换至锅炉，如预存室中料位较高，可采用增大排焦的手段提高T6温度，但应注意稳定气料比，同时兼顾其他因素的影响。

二、均衡排焦

在几种影响干熄锅炉入口温度的因素中，最主要的为气料比的影响。调整气料比，表现得操作为对排焦量的调节，同时调整循环风量。均衡的排焦量，即表现为持续的排焦温度的稳定，也表现为对排焦量调整实现平滑操作。传统的操作对排焦量得控制完全被动于干熄炉预存室料位及T6温度，操作中对气料比得改变频繁，控制手段生硬，控制系统稳定的难度较大。本操作法的特点是对料位和T6温度进行预先的估算，主动控制排焦量和循环风量，同时注意稳定操作的节奏，在很大程度上改善了排焦因素对系统控制的不利影响。本操作制度的优点表现在:

1、对工艺控制方面，均衡的排焦有效的解决了传统操作中系统各温度、压力点的大幅度的波动，同时有利于对预存室料位的主动操控。

2、对设备的维护及安全运转方面，均衡的排焦避免了斜道区附近温度因为排焦量骤然改变引起的剧烈波动，从而改善了斜道区的工艺环境，避免了牛腿砖由于热振而造成的损坏。对于锅炉系统，均衡的排焦意味着锅炉入口温度温度变化的平滑性，从而可以通过其他手段从容的稳定锅炉入口温度，避免了运行负荷骤然增即对锅炉的不利影响，达到保证锅炉安全稳定运行的目的。

均衡排焦和均衡的调整循环风量是避免斜道区红焦浮起的有效手段。干熄炉内循环气体自下而上、焦炭自上而下运动，二者在逆向运动中完成换热过程，这个过程从本质上讲是焦炭颗粒组成的多孔移动床内的强迫对流换热。通过对多空介质流动和传热的数学模拟可以看出，影响干熄炉内换热的主要因素之一是温度的偏析问题。虽然通过合理布料和调整进风能改善这种情况，但是对气料比的控制失当同样会导致此种情形的发生。首先，过高的气料比会导致斜道区红焦的浮起，大量红焦进入到一次除尘系统合锅炉及二次除尘系统，严重增大系统的阻力，干熄炉顶压力和锅炉入口压力急剧下降，排焦温度在一段时间以后会反常的提高，如此时降低排焦量，增大循环风量，则会使这一情况进一步恶化，严重的将导致干熄炉内配风送风系统的损坏，从而造成温度偏析，造成干熄焦生产的严重失控。温度严重偏析还会造成冷却段温度（T4）各向不均，炉衬周向膨胀不同，造成斜道区牛腿砖和拱顶砖的损坏。

由上所述，均衡排焦和均衡的调节循环风量，是保证T6的稳定和系统设备安全稳定运行的重要操作手段。

三、系统调整

对系统其他工艺参数的调整一方面仍然是对稳定T6的必要保证，一方面是确保主蒸汽品质的稳定，为汽轮发电的安全稳定运行提供条件。由于干熄焦设备是一套由紧密相关的设备环节和工艺控制环节相联系得系统工程，因此，对任何一个工艺参数的调整均有牵一发而动全身的作用，所以调节手段的合理运用，在日常的生产运行中是异常重要的，在出现一些别问题时往往起到关键性作用。

在某些特殊操作环节，比如开工、停工、低负荷运行等操作中，必须对系统进行频繁的调整。在这些特殊情况下，系统内阻力、温度、压力、气体可燃组分均不同于正常生产，干熄炉系统合锅炉系统的许多操作无法实现自动运行，为保证特殊操作中对设备的保护和系统安全，应当对以下工艺点进行重点控制：

1：气料比

某些特殊操作过程中可能遇到停止排焦但无法停止风机运转的情况，此时应尽量减小循环风量，以维持最基本的生产要求，保护干熄路内的耐火材料和锅炉。

2、炉顶压力

在停风机的情况下，炉顶压力会因为热浮力的原因变化为较高的正压，此时应注意保证炉盖关闭和及时放散，以免发生安全事故。

3、锅炉入口温度

锅炉入口温度是特殊操作中维持最基本生产的根本保证。

4、锅炉汽包压力

锅炉汽包压力应尽量保持在较高的水平，以维持生产，同时确保锅炉安全，并且还可以尽最大可能减少在蒸汽的放散，节约资源。

0;line-height:150%;" > 2、可燃气体较高时，可采用增大空气导入的手段提高T6，但导入量应持续缓慢进行，防止T6温度的频繁波动，同时应保持可燃组分在一定的水平，便于持续稳定的调整。

5、通过旁通调节T6温度应照顾到对其他因素的影响，适当降低炉顶压力，增大气料比均可以达到较佳的操作效果。

6、传统的调节手段中可用倒入氮气的手段来降低T6温度，同时控制可燃组分的浓度。干熄焦系统的主要充氮点分布在风机入口处、一次除尘、旋转密封阀上密封等处，旋转密封阀上密封充氮点只起密封作用。一次除尘充氮点，是常温的氮气直接进入热循环气体中，直接降低了锅炉入口温度，同时通过预存段压力调节阀放散至大气中，增大了干熄焦的热损失；在风机入口处充入氮气，为了维持预存段压力在工艺规定的范围之内，在风机后部分循环气体直接放散至大气中，带走部分热量降低循环气体温度，影响锅炉入口循环气体温度，增大干熄焦系统的热损失。对于氮气资源较匮乏的企业采用此手段控制成本较高，副作用较多。完全可以通过其他手段调整时，建议不采取导入氮气。

7、增大排焦量可以将预存室中的更多红焦显热交换至锅炉，如预存室中料位较高，可采用增大排焦的手段提高T6温度，但应注意稳定气料比，同时兼顾其他因素的影响。

综上所述，以“稳定T6、均衡排焦、系统调整”为核心的操作法具有很高的可操作性，然而在运行过程中如何能达到满意的效果还取决于操作者对这一理念的深刻理解和进一步发展，同时还要求操作者具备沉着、冷静，从容、果断的工作作风，这样才能充分发挥出操作者的主观性，达到让人控制系统，而非系统运行制约人的目的。

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