转炉煤气掺混与焦炉温度波动的关系探讨.pdf

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1、第8期郭涛：转炉煤气掺混与焦炉温度波动的关系探讨·125·转炉煤气掺混与焦炉温度波动的关系探讨郭涛(山钢股份莱芜分公司焦化厂，山东莱芜271104)摘要：结合山钢股份莱芜分公司焦化厂5#焦炉温度调节工作，根据转炉煤气掺混量波动与加热用高炉煤气热值变化，通过理论计算分析焦炉温度波动。通过理论计算发现，在转炉煤气掺人比例从0增加到40％时，每增加10％，加热温度理论上升约为155oe左右，变化非常明显。根据此种变化，结合生产实际，分析了转炉煤气掺入后温度调节措施，从而为焦炉加热调节工作提供参考。关键词：转炉煤气：；焦炉加热；焦炉温度中图

2、分类号：TQ522．16文献标识码：C文章编号：1008—021X(2014)08—0125—03山钢股份莱芜分公司焦化厂的5#焦炉采用高炉煤气加依据公式(1)计算可得：热，使用过程中发现，高炉检修时，焦炉加热用高炉煤气压力高炉煤气Q低=(12725×28+10830×2．7+35842×0．波动较大，为保证焦炉正常加热，高炉煤气中往往会掺入一2)／loo=3928．76kJ／m定量的转炉煤气。转炉煤气热值较高炉煤气有较大变化，生转炉煤气Q低=(12724×60+10841×1．8)／lo=7832．产中如果调节不及时，极易造成焦炉

3、高温。为进～步明确高12kJ／m炉煤气中掺入转炉煤气比例变化对焦炉温度的影响，需要对1．2煤气的燃烧特点转炉煤气掺混变化对焦炉加热的影响做进一步探讨。焦炉使用的高炉煤气中，可燃组分以CO为主，含量约为l两种煤气的加热特点30％左右，所以其发热值较低，而惰性气体约占70％左右，因1．1煤气热值分析]此速度较慢、火焰长、高向加热好，焦饼上下成熟较一致，同煤气燃烧时，废气中的水以气态的形式存在，此时的发时，由于废气量大，炼焦耗热量较高，系统阻力较大。转炉煤气指的是在转炉炼钢生产中产生的煤气，可燃组热量定义为(低位发热值)。煤气的热值可以通

4、过对各可燃分中，一氧化碳含量约为60％～80％，惰性组分二氧化碳含组分的加和计算得出，．标准状态下煤气各可燃组分的低位热量约为15％一20％，目前无法在焦炉中单独使用。值如下所示：CO12725kJ／m。；10830kJ／m；CH435842ld／m2煤气燃烧及理论温度计算】则煤气的低位热值见式(1)：2．1空气过剩系数Q低=(12725VH2+10830VcH4+35842Vc~4+空气过剩系数作为焦炉热工调节的重要指标，直接关系71171V~)／lOO(1)到焦炉温度和炼焦耗热量。值过小，煤气中可燃组分燃烧不式中：Vc0、Vn：

5、、Vcn、Vcmtln一煤气中可燃组分的比完全，未燃烧组分进人废气后，不但导致煤气浪费，未燃烧的例，％。可燃成分极易极易引发焦炉加热系统爆鸣等安全问题；值高炉煤气和转炉煤气的体积组成列于表1。过大，燃烧系统产生的废气量大，热量损失也会增加，同时也会使焦炉炉温降低。按照加热工艺要求，高炉煤气加热时，表1高炉煤气和转炉煤气的各组分体积组成％值一般在1．15～1．20。2．2燃烧计算根据煤气中各可燃成分与氧的化学反应式，可以计算煤气完全燃烧时需要的理论空气量和燃烧产物量，再按空气过剩系数可以得到实际空气量和废气组成。下表2为100m。干高

6、炉煤气燃烧计算表。表3为60干高炉煤气和4

7、D干转炉煤气的干混合煤气燃烧计算表。收稿日期：2014—06—25作者简介：郭涛(1985一)，山东滨州人，大学本科，助理工程师，主要从事炼焦工艺控制。山东化工·126·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2014年第43卷重复上述燃烧计算过程，分别计算转炉煤气掺人量为2．3理论温度计算30％、20％、10％的100m干混合煤气在完全燃烧所产生的根据煤气燃烧热量平衡，可以计算出1混合煤气燃烧后废气体积，如表4所示。的理论温度，如图1所示。表4转炉煤气掺入体积与燃烧废气表图1煤气

8、燃烧热量平衡第8期郭涛：转炉煤气掺混与焦炉温度波动的关系探讨·127·由煤气燃烧热量平衡图可知，焦炉燃烧过程中，入方热论燃烧温度，汇总见表5。量与出方热量相同，即煤气化学热+煤气物理热+空气物理表5转炉煤气含量与理论温度表热=废气热量+焦炉炉体散热+不完全热损失+燃烧有效热，用公式表示如下：Q人=QtII(2)Q低+Qg+Q。=Qf+Q散+Q+Q有效(3)废气的物理热Q，=：V·c×t(4)式中：V——1m煤气燃烧后产生的废气体积，m；c。——废气的比热容，利用加和法可计算得出，kJ／(m将上表转化为转炉煤气掺入量与燃烧理论温度的关

9、系，·如图2。℃)；250O——————————————————————————————————————————————一t。——离开燃烧室的废气温度，即实际燃烧温度，℃。P200o一⋯～一：======——L一则实际燃烧温度t实=t