1、 燃料与 化工 Fu e l Ch e mi c a l P r o c e s s e s Ma t 2 Ol O Vo 1 41 NO 2 干熄焦烧损率的统计方法及烧损因素探讨 王伟 民 刘 杰 曹银平 张福行(宝钢 股 份公 司炼铁 部，上 海2 0 1 9 0 0)摘要：干熄焦烧损率的计算 目前都采用碳平衡法，碳平衡法能确定干熄焦稳定运行时 的烧损率，但进行生产统 计时碳平衡法是不可取的。文 中介绍 了用干熄焦产汽率计算、统计干熄焦焦炭烧损 的方法，该方法不需要进行碳 排放量的测定，可随时进行统计计算，方便简单，精度能够满足生产统计需要，同时对干熄焦系统运行过程焦炭 烧损 的原 因进行
2、了分析和探讨。关键词：干熄焦产汽率烧损率 中图分类号：T Q 5 2 2 1 6 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 1 3 7 0 9(2 0 1 0)0 2 0 0 2 4 0 3 S t a t i s t i c me t h o d f o r C DQ c o k e b u r n i n g l o s s r a t e a nd di s c us s i o n o n bu r ni n g l o s s f a c t o r Wa n g We i mi n L i u J i e C a o Yi n p i n g Z h a n g F u x i n g
3、 (I r o n ma k i n g D e p a r t m e n t o f B a o s t e e l，S h a n g h a i 2 0 1 9 0 0，C h i n a)Ab s t r a c t：T h e c a r b o n b a l a n c e me t h o d i s a d o p t e d f o r t h e c a l c u l a t i o n o f C D Q c o k e b u r n i n g l o s s a t p r e s e n t T h e c a r b o n b a l a n c e m
4、e t h o d c a n d e t e r mi n e t h e b u r n i n g l o s s o f C D Q c o k e d u r i n g s t a b l e o p e r a t i o n，b u t w h e n t he p r o d uc t i o n s t a t i s t i c i s c a r r i e d o u t，i t i s n o t p r e f e r r e d Th e c a r bo n ba l a n c e me t ho d for t h e c a l c u l a t i
5、o n o f C D Q c o k e b u rni n g l o s s a n d fo r C D Q s t e a m g e n e r a t i o n r a t e s t a t i s t i c i s d e s c r i b e d i n t h e p a p e r T h e me t h o d d o e s n o t n e e d t o d o t h e c a r b o n d i s c h a r g e me a s u r e me n t a n d c a n b e u s e d for s t a t i s
6、t i c c a l c u l a t i o n a t a n y t i me I t i s s i mp l e a n d i t s a c c u r a c y c a n me e t t h e r e q ui r e me n t o f p r o d uc t i o n s t a t i s t i c，me a n whi l e t h e a n a l y s i s a n d d i s c u s s i o n o n t h e c a u s e s o f c o k e b u rni n g l o s s d u r i n g
7、 t h e o p e r a t i o n o f C D Q s y s t e m a r e c a r r i e d o u t Ke y w o r d s：C D Q S t e a m g e n e r a t i o n r a t e B u r n i n g l o s s r a t e 干熄 焦装 置 的显著 优点 是 回收红 焦显 热，通 常 回收 8 O 以上 的红 焦 显 热。回收 的红 焦 显 热 用 来 产生 蒸 汽发 电或供 汽，但是 产 生 的蒸 汽并 非全 部是 回收 的红 焦显 热，有 相 当一部 分 是 烧 损焦 炭 所 得，焦炭烧 损
8、率通 常 只在 于熄焦 热平 衡或 物料 平衡 测定 时，测 定 风机后 放 散 阀排放 气体 中含 碳量 来求 得某 一时间的焦炭烧损量。因而不能用于生产统计。烧 损率是评价于熄焦装置运行的重要指标，通过对烧 损率分析，可以判断运行参数是否需要调整及设备 性能状况是否 良好等。焦炭烧损与产生蒸汽量有直 接 的关系，本文介绍了用产汽率计算、统计烧损率 的方法，并分析探讨 了烧损率变化的原因。收稿 日期：2 0 0 9 0 8 1 3 作者简介：王伟民(1 9 5 7 一)，男，高级 二 程师 1 无烧损时的产汽率 干 熄 焦 系 统 运 行 无 烧 损 是 一 种假 设 的 理 想 状 况，无
9、烧损，则干熄焦系统运行无气体排放，散热 损失 是唯 一 的热损 失。因此 干熄焦 装 置热平 衡可 用 式(1)表 示：Q ；(1)式中：Q 为回收的红焦显热量；Q q 为产生蒸汽所 用的热量；为系统散热损失的热量。则产汽率为：盟(2)q fq 式中：为产汽率，k g t；为 回收的红焦显热，2 01 0-年 3月 第 4 1 卷第 2期 燃料与 化工 Fu e l C he mi e a l P r o c e s s e s k J t；为 散 热 损 失，k J t；为 蒸 汽 焓，k J k g；为给水焓，k J k g。1)回收红焦 显热 ；1 O 0 0 k g(C 1 f 广C
10、2 x t )l t (3)式 中：t 为红 焦 温度 1 0 5 0，查 表 得 红 焦 比热 C。为 1 5 3 7 k J k g o C；t 2 为 排焦 温度 2 0 0 C，查 表得 冷 焦 比热 C 2 为 1 0 0 k J k g ，将数据代人式(3)：q 耵=1 O 0 0 k g(C 1 f 广C 2 x t：)t =1 0 0 0(1 0 5 0 x O 3 6 6 1-2 0 0 x O 2 3 8 5)t =l 3 4 0 8 1 7 k J t 2)散热 损失 干熄 焦 系 统 的散 热损 失 与 其形 式、环 境 温度、负荷有关。宝钢与北科大联合对无水冷壁管锅炉
11、的 干熄焦系统进行测量计算，其系统散热损失见表 1。表 1 系 统 散 热 损 失 散 热损 失 与干 熄 焦 负 荷 成 反 比，根 据 实 测 结果，干熄焦负荷增加 1 C，散热损失下 降 l，干熄焦 负荷通常在 8 C 以上。在烧 损率统 计时，根据笔者长期分析统计数据表明，系统散热损失可 以取常数，对于表 1的数据，取值 1 5 5 O 0 0 k J t 与 实际散热损失最接近，在分析单套干熄焦装置运行 时，根据散热损失变化规律可作相应 的修正。3)蒸汽焓 干 熄 焦 装 置 蒸 汽 参 数 为 温 度 5 4 0 C，压 力 9 MP a，查表 得 q 3 4 8 9 k J k
12、g 4)给水焓 q 母 给水 为 1 0 4 C，查表 得 q -4 3 5 J k g 将数据代入式(2)嚣=3 8 8 k g t 焦 2 焦炭烧损率 干熄焦装置运行中，循环气体通过干熄炉红焦 层 时主要 发生 如下 反应：C+O2=CO2 2 C+02=2 C 0 CO2+C=2 CO 因此，焦 炭 烧损 是不 可避 免 的，焦炭 烧 损 的量(含焦炭残余挥发分)直接反 映在产汽率 上，用产 汽率推算烧损率是最直接 的，公式如下：忙 1 0 0 (4)式 中：为焦炭烧损率，；为排 出 1 t 冷焦烧 损 的焦炭 量，t t 焦。排 出 l t 冷 焦烧 损 的焦 炭量 用式(5)计 算：
13、(5)q 巧 式 中：为实 际产 汽率，k g t 焦；为无 烧损 时产 汽率，k g t 焦；为蒸汽焓，k J k g；为给水焓，k J k g；为焦炭 燃烧 热；为气 体放 散损 失 的热。对式(5)取值。1)实际产汽率，k g t 焦：实际产汽率是变 数，以取 5 3 0为例；2)无烧损时产汽率，k g t 焦：取前计算所 得值 3 8 8：3)蒸汽焓，k J k g；给水焓，k J k g：取前 述的查表值：4)焦炭燃烧热，查表得 3 3 9 x l O 7 k J t 焦；5)气体放 散损 失的热，k J t 焦：关于气体 放散损失的热量，根据干熄炉热平衡 实测 的数据 气 体放 散
14、损 失 的热量 约 占干熄 炉 出热 的 0 3 5 0 6，随干熄焦负荷变化，曲线 近似抛 物线，由 于放散热量所 占百分比很小，变化幅度也不大，可 以取常数，笔者取 干熄焦 8 0 负荷 时放散损 失的 热 量，再考 虑放 散 的气体 中含 C O为 3 取 值 1 O 5 o 0 k J t 焦，这在 日常统计 中已足够准确。将 以上 数据 代入 式(5)：c：i 尘 s虫2 (虻 2 ：(530-388)x(3489435)+10500一 3 3 9x1 07 =0 01 3 1 代入式(4)：忙 彘 1 0 0 =10 0 ：12 9 以上是通过产汽率统计、计算烧损率 的方法。3烧损
15、 因素探讨 燃 料 与 化 工 F u e l Ch e mi c a l P r o c e s s e s Ma L 2 O1 O V0 1 4 1 No 2 3 1风 料 比影响 焦炭烧损的直接反应是产汽率上升。风料 比提 高时，产汽率上升，使产汽率上升 的原因有 2个，一是增大风料 比使排焦温度下降。回收 的红焦显 热 量 增加，产 汽率 上 升。理 论 上排 焦 温度 降低 1 0，吨焦约 可多 回收 3 k g蒸汽；二是 风料 比增加，循环气体与焦炭发生反应的量增加 造成焦炭烧损 量 增 加。试 验 数 据 表 明，风 料 比变 化 l O O m 3 t 焦。影响产汽率约 5 l
16、 O k g。现代干熄焦装置都使用高效率的热管换热器 换热器 的功效不仅仅是提高纯水温度和降低排焦 温度。换热器的应用还可有效降低风料比。通过对 干熄 焦装 置 有无预 热器 的对 比，增设 预热 器后，排 焦温度下降 1 0 2 0，风料比下降 1 0 0 2 0 0 m 3 t 焦。3 2循环气 体成 分 的影 响 从安 全角 度考 虑。于熄 焦装 置运行 控制循 环气 体成分通常采用导入空气燃烧可燃气体 的方法。在 热平衡测定中，在空气导入部导人空气燃烧和不导 人空气。在气体放散阀处排放的碳总量是相 同的，只是 C O、C O 在循环气体 中的比例差异而认为导 入空 气与 否与 焦炭 烧
17、损 无关。笔 者认 为，这 仅 是 平 衡 测 定 过 程 短 时 间 的相 同，随 着 时 间的推 移，排 放 的碳 的 总量 是不 同 的，导人空气 后。C O在循 环气体 中的 比例减 小，而 C O 在循环气体中的比例增 大，C O 通过干熄炉红 焦 区时 被 还 原 成 C O 的量 增 加，因此 焦 炭 烧 损 增 加。此外 导人空气中的残余氧气与红焦完全氧化 也会烧损焦炭，因此循环气体中可燃成分 的控制与 焦炭烧损和产汽率有密切的关系。可燃气体成分控 制得高，焦炭烧损减少，但气体放散 阀处放掉 的 C O气体 量增 加。3 3系统严 密性 的影 响 循环系统 的严密性对焦炭烧损
18、的影 响十分明 显。系统 严密性 差 时，循 环 系统 负压 区域大 量 吸入 空气。由于负压系统是温度较低的区域，吸入 的空 气不能燃烧循环气体 中的可燃成分，而是进入干熄 炉与红焦发生氧化和不完全氧化反应，直接烧损焦 炭。其 中的不完全氧化反应会使循环气体 中 C O含 量升高，需要导人空气加以控制，因此系统的严密 性对焦炭烧损的影响是相当大的，有时甚至影响干 熄焦排出量。产汽率的变化可以看出系统严密性的 程度，同一套干熄焦装置，在严密性好时，烧损率 可 以小于 0 6；在 严 密性 差时。烧 损率 可在 2 左 右。3 4 排焦 温度 的影 响 排 焦 温 度 对 烧 损 有 一 定 的
19、影 响 排 焦 温 度 上 升，干熄炉内红焦层下移，循环气体中 C O含量上 升。我们通常会看到，排焦温度高时。由于回收红 焦 显热 量减 少，产 汽率 理应 下降，而 实际是 排焦 温 度升高，产汽率上升，其原因就是焦炭烧损。3 5预存 室压 力的影 响 预存室正压 时，对烧 损无 影响。预存室负压 时，吸人的空气直接烧损焦炭，随即大部分 C O 又 还原成 C O，循环气体 中的 C O含量在较短的时间 上升，预存室压力对烧损影响的显著特点之一就是 产汽率随即上升。4结论 1)用产汽率反推焦炭烧损率 的统计方法，不 需要进 行 排放 总碳量 的测 定，根据 报表数 据 随时 可 统计计算焦
20、炭烧损率，实用方便；2)循 环系统 的严 密性 对焦 炭烧 损 的影 响很 大，有时甚至影响干熄焦装置处理能力 干熄焦装置在 年修后或长时间停炉后重新启动，有必要做气密性 试验：3)风料比是影响焦炭烧损 的重要因素。降低 风料 比可减少焦炭烧损，干熄焦装置采用高效热管 换热器对降低风料 比也起着重要作用。4)循环气体 中 C O的含量对焦炭烧 损的影响 比系统严 密性 的影 响 小，C O控 制 得 高，焦 炭烧 损 少。但排放的 C O量增加，浪费增加。5)排焦温度高不仅浪费焦炭显热还烧损焦炭，运行控制 中，可根据不同的干熄焦装置设置合理的 目标排焦温度。6)操作中要避免预存室压力负压操作，但当 需要蒸汽时，预存室负压操作又是较有效的方法。张国富编辑
