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摘要：本文根据酒钢焦化厂3#4#焦炉配套的干熄焦系统生产运行经验，简要分析了影响焦炭烧损率的原因及控制方法，提出了利用导入空气量来计算烧损率的方法以及导入氮气对降低烧损率的经济计算分析。
关键词：干熄焦 烧损率 气体成分 充入氮气 蒸汽量
1.概述
酒钢焦化厂3#4#焦炉配套的干熄焦装置设计能力为140t/h，设计焦炭烧损率0.95%，而焦炭烧损率的实际值经测量后大于设计值。以焦化厂3#4#焦炉年产110万吨焦炭计算，烧损率每增加1%，将减少焦炭产量1.1万吨，所以降低烧损率，对提高焦炭产量，提高经济效益意义重大。
2.焦炭烧损率的影响因素及控制方法
2.1可燃气体成分的控制
为了干熄炉的安全生产，需控制循环气体内可燃气体成分含量不超标，方法为导入空气燃烧。由空气导入阀向干熄炉环形烟道内导入空气，首先被烧掉的是循环气体内的可燃气体，如CO、H2，其次是焦粉及小块径焦炭。因此，可以通过控制可燃气体含量的手段来控制焦炭的烧损率。当导入空气量大时，可燃气体含量低，焦粉的烧损量就大，烧损率就高，反之亦然。因此，适当提高H2和CO含量的控制范围， 可以起到降低烧损率的作用。正常生产我们控制CO含量在4～6%，既能防止可燃气体达到爆炸极限，又能起到控制烧损率的作用。
2.2预存段压力的控制
干熄炉预存段压力的理想控制值为0 Pa，目的是为了防止装焦时炉内气体冒出或外界空气大量吸入炉内而烧损焦炭，并保持循环系统压力的稳定性。在实际生产中，为便于调节和保证系统的安全运行，将压力值控制在-50～0Pa的范围内。
2.3气体循环系统的密封性
干熄焦气体循环系统正压段（即循环风机出口至干熄炉入口）泄漏，容易造成预存段压力较正常值低，同时循环气体损失造成N2的浪费，且正压段泄漏的有毒有害气体易造成安全事故。负压段（干熄炉出口至循环风机入口）泄漏，循环系统内因漏进了空气而造成预存段压力较正常值高，吸入大量空气使循环系统内的O2及CO2含量上升，造成焦炭的烧损，烧损率增高。
2.4干熄炉料位的控制
焦炭装入干熄炉后，经循环气体冷却后排出。干熄炉料位越低，焦炭在干熄炉内停留时间越短，焦炭烧损越少，但同时装焦时焦炭落差越大，越容易砸碎，粉焦量越高，冶金焦率越低。焦炉系统检修期间，干熄炉停止装焦，料位过低也不便于干熄炉的稳定运行。所以取一个合适的料位才能更合理的控制焦炭烧损率且便于生产。干熄焦正常生产时，我们将干熄炉料位控制在4～6m（最高8.8m），既能保证生产稳定运行，也能控制一定的烧损率。
2.5冲氮量的控制
经由风机前、风机后、干熄炉底部、旁通管等各处充氮阀向系统内充入氮气，可以起到降低循环气体中可燃气体成分含量以及补充循环气体的作用，同时可减少空气导入量，减少焦炭的烧损。但氮气使用量同时受生产经济指标的影响，具体经济计算详见3.2。
3.焦炭烧损率的经济计算
3.1 烧损率与蒸发量的经济计算
焦炭燃烧产生热量为33850kJ/kg，干熄炉焦炭常用处理量125t/h，干熄炉系统传热效率为定值83%。当烧损率每增加0.1%时，锅炉可获得热量：
烧损率每增加0.1%，烧损焦炭损失125*24*0.1%*1150=3450元。
锅炉蒸发量在72t/h时，可发电18000kwh。按发电效益计算：1.19*24*（18000/72）*0.35=2499元
即烧损率每增加0.1%，每天经济损失3450-2499=951元。
3.2 充入氮氣与烧损率的经济计算
通过实验，充氮量在1500m3/h时，干熄焦空气导入量由20000m3/h降至16000m3/h。系统气体成分：CO：5%，CO2：13%，O2：0.2%，H2：1%。系统导入空气量为20000m3/h，放散量约等于导入量20000m3/h，导入的氧气与焦炭反应最终转换成CO2。分子式： CO2+C=2CO，2CO+O2=2CO2.综合得出：O2+C= CO2
导入的氧气体积：20000*21%=4200m3/h，放散的氧气体积：20000*0.2%=40m3/h，标况下氧气的密度为1.43kg/m3。故每小时反应的氧气质量为：（4200-40）*1.43=5948.8kg。
可算出每小时反应的碳元素的质量为5948.8*12/32=2230.8kg，焦炭灰分按14%计算，对应燃烧焦炭质量为2230.8/0.86=2594kg/h。
以干熄炉装入焦炭量120t/h计算，充氮前烧损率δ=2594*10-3/120=2.16%
充氮后，同上计算出烧损率：δ′=1.73%
烧损率减少了0.43%，每天产生效益：0.43*951/0.1=4089元
酒钢自产氮气，按0.1元/m3计算，充入氮气经济损失：1500*24*0.1=3600元
每年按运行340天计算，经济效益：340*（4089-3600）=115260元
4.结论
4.1 控制焦炭烧损率可以通过控制循环气体中可燃成分、控制预存室压力稳定、保持循环系统的严密性、控制干熄炉料位和充入氮气量等手段来实现。
4.2 通过实验及计算得知：在氮气成本较低时，往干熄炉内充入氮气，对降低烧损，提高经济效益有一定的促进作用。■
关键词：干熄焦 烧损率 气体成分 充入氮气 蒸汽量
1.概述
酒钢焦化厂3#4#焦炉配套的干熄焦装置设计能力为140t/h，设计焦炭烧损率0.95%，而焦炭烧损率的实际值经测量后大于设计值。以焦化厂3#4#焦炉年产110万吨焦炭计算，烧损率每增加1%，将减少焦炭产量1.1万吨，所以降低烧损率，对提高焦炭产量，提高经济效益意义重大。
2.焦炭烧损率的影响因素及控制方法
2.1可燃气体成分的控制
为了干熄炉的安全生产，需控制循环气体内可燃气体成分含量不超标，方法为导入空气燃烧。由空气导入阀向干熄炉环形烟道内导入空气，首先被烧掉的是循环气体内的可燃气体，如CO、H2，其次是焦粉及小块径焦炭。因此，可以通过控制可燃气体含量的手段来控制焦炭的烧损率。当导入空气量大时，可燃气体含量低，焦粉的烧损量就大，烧损率就高，反之亦然。因此，适当提高H2和CO含量的控制范围， 可以起到降低烧损率的作用。正常生产我们控制CO含量在4～6%，既能防止可燃气体达到爆炸极限，又能起到控制烧损率的作用。
2.2预存段压力的控制
干熄炉预存段压力的理想控制值为0 Pa，目的是为了防止装焦时炉内气体冒出或外界空气大量吸入炉内而烧损焦炭，并保持循环系统压力的稳定性。在实际生产中，为便于调节和保证系统的安全运行，将压力值控制在-50～0Pa的范围内。
2.3气体循环系统的密封性
干熄焦气体循环系统正压段（即循环风机出口至干熄炉入口）泄漏，容易造成预存段压力较正常值低，同时循环气体损失造成N2的浪费，且正压段泄漏的有毒有害气体易造成安全事故。负压段（干熄炉出口至循环风机入口）泄漏，循环系统内因漏进了空气而造成预存段压力较正常值高，吸入大量空气使循环系统内的O2及CO2含量上升，造成焦炭的烧损，烧损率增高。
2.4干熄炉料位的控制
焦炭装入干熄炉后，经循环气体冷却后排出。干熄炉料位越低，焦炭在干熄炉内停留时间越短，焦炭烧损越少，但同时装焦时焦炭落差越大，越容易砸碎，粉焦量越高，冶金焦率越低。焦炉系统检修期间，干熄炉停止装焦，料位过低也不便于干熄炉的稳定运行。所以取一个合适的料位才能更合理的控制焦炭烧损率且便于生产。干熄焦正常生产时，我们将干熄炉料位控制在4～6m（最高8.8m），既能保证生产稳定运行，也能控制一定的烧损率。
2.5冲氮量的控制
经由风机前、风机后、干熄炉底部、旁通管等各处充氮阀向系统内充入氮气，可以起到降低循环气体中可燃气体成分含量以及补充循环气体的作用，同时可减少空气导入量，减少焦炭的烧损。但氮气使用量同时受生产经济指标的影响，具体经济计算详见3.2。
3.焦炭烧损率的经济计算
3.1 烧损率与蒸发量的经济计算
焦炭燃烧产生热量为33850kJ/kg，干熄炉焦炭常用处理量125t/h，干熄炉系统传热效率为定值83%。当烧损率每增加0.1%时，锅炉可获得热量：
烧损率每增加0.1%，烧损焦炭损失125*24*0.1%*1150=3450元。
锅炉蒸发量在72t/h时，可发电18000kwh。按发电效益计算：1.19*24*（18000/72）*0.35=2499元
即烧损率每增加0.1%，每天经济损失3450-2499=951元。
3.2 充入氮氣与烧损率的经济计算
通过实验，充氮量在1500m3/h时，干熄焦空气导入量由20000m3/h降至16000m3/h。系统气体成分：CO：5%，CO2：13%，O2：0.2%，H2：1%。系统导入空气量为20000m3/h，放散量约等于导入量20000m3/h，导入的氧气与焦炭反应最终转换成CO2。分子式： CO2+C=2CO，2CO+O2=2CO2.综合得出：O2+C= CO2
导入的氧气体积：20000*21%=4200m3/h，放散的氧气体积：20000*0.2%=40m3/h，标况下氧气的密度为1.43kg/m3。故每小时反应的氧气质量为：（4200-40）*1.43=5948.8kg。
可算出每小时反应的碳元素的质量为5948.8*12/32=2230.8kg，焦炭灰分按14%计算，对应燃烧焦炭质量为2230.8/0.86=2594kg/h。
以干熄炉装入焦炭量120t/h计算，充氮前烧损率δ=2594*10-3/120=2.16%
充氮后，同上计算出烧损率：δ′=1.73%
烧损率减少了0.43%，每天产生效益：0.43*951/0.1=4089元
酒钢自产氮气，按0.1元/m3计算，充入氮气经济损失：1500*24*0.1=3600元
每年按运行340天计算，经济效益：340*（4089-3600）=115260元
4.结论
4.1 控制焦炭烧损率可以通过控制循环气体中可燃成分、控制预存室压力稳定、保持循环系统的严密性、控制干熄炉料位和充入氮气量等手段来实现。
4.2 通过实验及计算得知：在氮气成本较低时，往干熄炉内充入氮气，对降低烧损，提高经济效益有一定的促进作用。■