一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法与流程

1.本发明属于顶装焦炉配煤炼焦技术领域，具体涉及一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热 方法。


背景技术：

2.与捣固焦炉不同，顶装焦炉炼焦用入炉煤的细度变化范围比较宽，可从70％左右提升到 80％以上；入炉煤细度的变化在影响焦炭质量的同时，首先影响的是焦炭的产量。即在保证 相同装煤高度的前提下，装入炭化室的入炉煤量发生了变化。而焦炉是多孔炭化室并排的结 构，每孔炭化室的两侧燃烧室提供热量，使炭化室内煤饼不断干馏成为焦炭。当炭化室内的 入炉煤量发生变化时，所需热量发生变化。
3.目前，焦炉供热量调整，即焦炉温度变化，通常以干馏所得的焦炭参数指导调整为主， 如焦饼中心温度、目测焦饼成熟度、焦炭质量数据等；或以入炉煤水分波动为主，随着水分 的增加，提升焦炉温度。但现有调控方法普遍存在焦炉温度调整的滞后性、人为因素影响准 确性等问题，进而造成焦炭质量波动或下降等问题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法，根据入炉细度变 化需求优化加热方法，有利于合理利用加热能源，避免资源浪费，并有利于进一步稳定和提 升焦炭质量。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法，包括如下步骤：
7.1)对入炉配合煤进行初步筛选，控制细度变化前后的水分变化值(相对细度调控基准或 焦炉内调整前细度的差值)《1％，挥发分变化值(相对焦炉内调整前挥发分的差值)《1.5％；
8.2)入炉配合煤采用先配后粉或预粉碎工艺(先粉后配)，具体热工调整制度包括如下：
9.针对先配后粉工艺，确定配合煤的细度调控基准为77～79％；
10.当入炉配合煤的细度相对细度调控基准的变化值为3～5％时，焦炉燃烧室温度提高或降低 1～3℃；其中，入炉配合煤的细度提高时降低对应焦炉燃烧室温度，入炉配合煤的细度降低时 提高对应的焦炉燃烧室温度。
11.同时，入煤配合煤的细度控制为68～84％；
12.针对预粉碎工艺，采用上述先配后粉工艺的热工调整制度或采用如下热工调整制度(优 选采用如下热工调整制度)，其中采用的入炉配合煤根据细度分成若干个组煤：
13.破碎后的各组煤的细度相对调整前细度的变化值≤2％时，无需进行热工制度调整，保持 原焦炉燃烧室温度；
14.当破碎后的各组煤细度相对焦炉内调整前细度的变化幅度超过2％，进一步引入
该组煤百 分含量与细度变化(相对调整前的初始焦炉配料体系)数值之间的乘积的绝对值∣m∣作为 热工制度调整的判断标准；其中，∣m∣≤4时，无需进行热工制度调整，保持原焦炉燃烧室 温度；∣m》4∣时，需进行热工制度调整；当细度相对基准细度降低时(m取负数)，提高燃 烧室温度；细度相对基准细度增加时(m取正数)，降低燃烧室温度。
15.上述方案中，所述入炉配合煤的细度相对先配后粉工艺所述细度调控基准或预粉碎工艺 所述调整前细度的变化值为入炉配合煤的细度值减去细度调控基准或调整前细度得到的数值 (差值)。
16.上述方案中，所述组煤百分含量与细度变化数值的乘积，通过将该组煤的细度减去原始 配煤条件对应的组煤细度所得差值百分数乘以100再乘以该组煤所占百分含量得到。
17.上述方案中，针对先配后粉工艺，首先根据配合煤的细度相对基准细度变化值除以5％ 所得商作为降低或升高1～3℃的倍数，存在余数时(不满5％时)，再进一步降低或升高1℃(温 度变化绝对值增加1℃)。
18.上述方案中，针对预粉碎工艺，∣m∣》4时的具体热工调解制度包括：
19.4＜∣m∣≤9时，焦炉燃烧室温度调整1～3℃；
20.∣m∣》9时，焦炉燃烧室温度调整4～7℃。
21.进一步地，所述针对预粉碎工艺，存在多项(两组以上)组煤细度相对调整前细度的变 化幅度超过2％，分别计算每一项组煤的百分含量与其细度相对调整前细度的变化值之间的乘 积m
组
，然后进行加和，进一步以所得加和值m
和
的绝对值∣m
和
∣作为上述评价焦炉燃烧室温 度调整制度的评价指标。
22.上述方案中，所述加和值m
和
取负数时，提高燃烧室温度；加和值m
和
取正数时，降低燃 烧室温度。
23.上述方案中，所述预粉碎工艺中，同时控制细度＜68％的各组煤的百分含量之和为9％以 下，细度》84％的各煤组的百分含量之和为20％以下。
24.上述方案中，所述燃烧室温度指焦炉机焦侧代表火道的平均温度。
25.上述方案中，所述预粉碎工艺中，对进行配合的各组煤进行破碎后的粒度筛分，其中， 各组煤为进入破碎机的分组，即参与炼焦配煤且细度相同的各单种煤的组合，每组煤可为一 种或几种煤的组合，所有组煤所占百分含量之和为100％。
26.上述方案中，所述入炉配合煤(各组煤)可选用气煤、气肥煤、肥煤、焦煤、瘦煤等单 种煤中的一种或几种，或单种煤继续细分小类，进行组合；同一组煤的细度相同。
27.优选的，所述入炉配合煤中硬度或破碎前粒度分布接近的炼焦煤为一组，如气煤类。
28.上述方案中，所述燃烧室温度的初始设置温度为1290～1300℃。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.1)根据入炉煤的细度变化提供高效、节能的焦炉加热方法，采取合理、有效的热工调控 机制，有利于控制焦炭成熟度、保证并提升焦炭质量，还有利于节约能源，降低焦炉能耗；
31.2)本发明所述调控方法可有效解决传统焦炉燃烧室温度调整方法通常以前期温度检测结 果为指导，存在调整滞后等问题，进而影响焦炭质量；同时可避免人为经验调整
的不确定性， 避免对焦炉温度反复调整进而造成的炉温和焦炭质量波动等问题。
具体实施方式
32.本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明 原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
33.以下实施例中，主要根据入炉配合煤的细度变化提供高效、节约能源的焦炉加热方法， 采取合理、有效的升温变化调整，不仅有利于控制焦炭成熟度、焦炭质量，还有利于节约能 源，降低焦炉能耗。g值为15～20，
34.以下实施例中，采用的贫瘦煤焦煤中粗粒镶嵌结构≥50％的焦煤占比在45％以上；
35.气肥煤和肥煤y值》25mm，气煤和1/3焦煤g值77～90，气煤1#的粘结指数g值为87，气 煤2#的粘结指数g值为77，瘦煤g值45～60。
36.实施例1
37.一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法，采用先配后粉工艺，具体包括如下步骤：
38.1)对入炉配合煤进行初步配料和筛选，并确定细度变化前后水分波动《1％，挥发分波动 《1.5％，配合煤的细度调控基准为78％；
39.检测入炉配合煤细度，数值为78％，符合本技术调控基准78
±
1％，细度变化后测量结果 分别见表1；
40.2)根据细度变化后测得的三种配料的入炉煤细度调整燃烧室温度方案，具体调控步骤如 下：
41.当配合煤的细度相对步骤1)所述基准细度每降低5％时，焦炉燃烧室温度提高1～3℃； 当配合煤的细度相对基准细度变化量除以5％得到余数时，进一步提高1℃(燃烧室温度变化 的绝对值增加1℃)；
42.当配合煤的细度相对基准细度每提高5％时，焦炉燃烧室温度降低1～3℃；当配合煤的细 度相对基准细度变化量除以5％得到余数时，进一步降低1℃(燃烧室温度变化的绝对值增加1℃)；
43.同时，入煤配合煤的细度需控制为68～84％；具体调控结果见表1。
44.表1实施例1所述不同配煤入炉煤细度对应的燃烧室温度控制结果
[0045] 入炉煤细度燃烧室温度/℃焦炭v
daf
/％焦炭csr/％调控基准78％12971.2066.6配料173％12981.2167.2配料283％12941.1566.3配料369％13001.1868.0
[0046]
其中，调控基准以及配料1、配料2、配料3所述入炉配合煤中不同煤种用煤质量、配比 相同，具体如下：焦煤为44％、1/3焦煤为26％、肥煤18％、瘦煤12％，总配比100％。
[0047]
从表1可以看出，当入炉煤细度从78％调整到73％时，燃烧室温度增加了1℃；其中针 对这一配煤体系，细度每降低5％，温度增加1℃；
[0048]
当入炉煤细度从78％调整到83％时，燃烧室温度降低了3℃；其中针对这一配煤体系， 细度每增加5％，温度降低3℃；
[0049]
当入炉煤细度从78％调整到69％时，燃烧室温度增加了3℃；其中针对这一配煤体系， 细度每降低5％，温度增加2℃；细度变化值除以5％后存在余数，进一步增加1℃的温度变 化值。
[0050]
采用上述调控机制，不同细度配煤条件下所得焦炭的挥发分(表示焦炭的成熟度)和csr 的波动都在正常范围内；有利于保证焦炭质量。
[0051]
实施例2
[0052]
一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法，采用预粉碎工艺，具体包括如下步骤：
[0053]
1)对预粉碎的入炉配合煤进行初步筛选和分组，并确定细度变化前后水分波动《1％，挥发分波动 《1.5％；
[0054]
其中，入炉配合煤分为第一组煤和第二组煤，第一组煤中包含气煤1#(粘结指数g值为 87)和气煤2#(粘结指数g值为77)，总配比为15％(第一组煤的百分含量)；第二组煤选 用的煤种及其所占质量百分比(占总配煤量)为焦煤43％、肥煤17％、1/3焦煤12％、瘦煤 13％，第二组煤的百分含量为85％；
[0055]
采用的预粉碎分组的细度测量结果分别见表2；
[0056]
2)根据测得的预粉碎分组煤细度调整燃烧室温度方案，具体调控步骤如下：
[0057]
当各组煤细度相对基准细度的变化幅度均≤2％时，保持原燃烧室温度。
[0058]
表2实施例2所述不同配煤入炉煤细度对应的燃烧室温度控制结果
[0059][0060]
表2中，细度＜68％的各组煤的百分含量之和为0％，细度》84％的各煤组的百分含量之 和为0％。
[0061]
上述结果表明，针对实施例2对应的配煤制度和热工制度，所得焦炭挥发分v
daf
和csr 保持稳定，无明显波动；有利于保证焦炭质量。
[0062]
实施例3
[0063]
一种与入炉煤细度相匹配的焦炉加热方法，采用预粉碎工艺，具体包括如下步骤：
[0064]
1)对预粉碎的入炉煤进行初步筛选和分组，并确定细度变化前后水分波动《1％，挥发分 波动《1.5％；
[0065]
其中，入炉煤分为第一组煤和第二组煤，第一组煤选用气煤 气肥煤或贫瘦煤，总配比为 13％(第一组煤的百分含量为13％)；当第一组煤选用气煤 气肥煤时，第二组煤中各煤种及 其所占质量百分比为：焦煤45％、肥煤15％、1/3焦煤15％、瘦煤12％，当第一组煤选用贫 瘦煤时，第二组煤中各煤种及其所占质量百分比为：焦煤43％、肥煤19％、1/3焦煤
25％， 第二组煤总配比为87％(第二组煤的百分含量为87％)；具体见表3；
[0066]
采用的预粉碎分组的细度测量结果分别见表3；
[0067]
2)根据测得的预粉碎分组煤细度调整燃烧室温度方案，具体调控步骤如下：
[0068]
存在组煤细度(第一组煤和/或第二组煤)相对细度调整前的变化幅度＞2％时，进一步引 入入炉配合煤百分含量与细度变化数值之间的乘积m作为热工制度调整的判断标准，具体包 括：
[0069]
∣m∣≤4时，无需进行热工制度调整，保持原焦炉燃烧室温度；
[0070]
4＜∣m∣≤9时，焦炉燃烧室温度调整1～3℃；
[0071]
∣m∣》9时，焦炉燃烧室温度调整4～7℃；
[0072]
其中，当细度相对基准细度降低时，提高燃烧室温度，细度相对基准细度增加时，降低 燃烧室温度；具体调控结果见表3。(其中，细度变化数值需要进一步说明的是：以细度从76％ 变化到81％为例，细度变化值为5％，但计算时取值为5)。
[0073]
表3实施例3所述不同配煤入炉煤细度对应的燃烧室温度控制结果
[0074][0075]
表3中，细度＜68％的各组煤的百分含量之和为0％，细度》84％的各煤组的百分含量之 和为0％。
[0076]
通过以上调整，表征焦炭成熟度的挥发分v
daf
(波动范围
±
0.1％，且《1.4％)和表征焦炭 质量的csr(波动范围
±
2％，且》65％)都在正常范围内波动，焦炉生产正常。
[0077]
对比例1
[0078]
一种传统配煤调控工艺，针对实施例3对应的初始配料2工况，并进一步将传统按经验调 整燃烧室温度的工艺与本发明所述热工调整制度进行对比，结果见表4；其中第一组煤采用贫 瘦煤，其百分含量为13％；第二组煤中各煤种及其所占质量百分比为：焦煤
43％、肥煤19％、 1/3焦煤25％，第二组煤的百分含量为87％；
[0079]
表4对比例1和实施例3对应所述基于不同配煤温度控制机制的调控效果对比
[0080][0081][0082]
表4中细度＜68％的各组煤的百分含量之和为0％，细度》84％的各煤组的百分含量之和 为0％。
[0083]
由表4可以看出，本发明所述热工调节制度与传统基于经验或以前期温度检测结果为指导 的调控手段相比，可实现对热工制度的快速、高效调节，有利于控制焦炭成熟度、保证并提 升焦炭质量，还有利于节约能源，降低焦炉能耗。
[0084]
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明 原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。