1、第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定通知第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定本章內(nèi)容:第一節(jié) 焦?fàn)t的加熱管理第二節(jié) 焦?fàn)t的加熱調(diào)節(jié)第三節(jié) 焦?fàn)t加熱的自動優(yōu)化控制第四節(jié) 焦?fàn)t熱工評定安排: 3學(xué)時第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第一節(jié) 焦?fàn)t的加熱管理一、焦?fàn)t燃燒室的溫度變化特征1、結(jié)焦期間火道溫度的變化 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定2、換向期間火道溫度的變化 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定二、焦?fàn)t加熱管理的內(nèi)容與要求1、加熱制度 加熱制度在調(diào)火工作中需要經(jīng)常測量和調(diào)節(jié)的溫度制度和壓力制度。第九章 焦?fàn)t的

2、加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定2、全爐和機(jī)、焦側(cè)煤氣流量（1）全爐： ，m3/h（2）焦、機(jī)側(cè)煤氣流量分配比：校正：(校正后的表流量)第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定式中： V煤氣流量 Q所需熱量 B裝煤量 q煉焦耗熱量 L長度 S平均寬 周圍時間 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定3、溫度制度（1）標(biāo)準(zhǔn)溫度 機(jī)、焦側(cè)測溫火道平均溫度的控制值。表9-4 焦?fàn)t標(biāo)準(zhǔn)火道溫度與結(jié)焦時間的關(guān)系炭化室寬450mm炭化室寬407mm結(jié)焦時間/h標(biāo)準(zhǔn)溫度結(jié)焦時間/

3、h標(biāo)準(zhǔn)溫度機(jī)側(cè)/焦側(cè)/機(jī)側(cè)/焦側(cè)/151330135013801400141310133013601380161300132013501370151290130013401360181270129012901300161260128012901300第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（2）直行溫度 全爐各燃燒室測溫火道的溫度稱為直行溫度?？己酥笜?biāo)：安定系數(shù)：均勻系數(shù)：式中：M焦?fàn)t燃燒室數(shù)； A機(jī)、A焦機(jī)、焦側(cè)測溫火道與該側(cè)平均溫度相比，超 過20（邊爐30 ）的火道數(shù)。式中：N考核期間（如一晝夜）直行溫度的測量次數(shù)； A機(jī)、A焦全爐機(jī)、焦側(cè)直行溫度與加熱制度規(guī)定的該 側(cè)標(biāo)準(zhǔn)溫度相差超過7的測量次

4、數(shù)。 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（3）橫排（墻）溫度 燃燒室橫向各火道的溫度稱為橫排溫度 考核：實(shí)測火道溫度與標(biāo)準(zhǔn)線相差超過20的火道為不合格火道。標(biāo)準(zhǔn)線焦側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道機(jī)側(cè)標(biāo)準(zhǔn)火道第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（4）焦餅中心溫度 推焦前30min的焦餅中心的溫度。考核指標(biāo)： 平均溫度：100050。 上下溫差：用焦?fàn)t煤氣加熱t(yī)120 用高爐煤氣加熱100 測定方法：插管法（傳統(tǒng)）第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（5）其它溫度 爐頭溫度：1100,不低于同側(cè)標(biāo)準(zhǔn)溫度150 蓄熱室頂部空間溫度：硅磚蓄熱室 1320 粘土磚蓄熱室 1100 小煙道溫度： 450，250 爐頂空間溫度： 850

5、 煙道溫度：200 300 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定4、壓力制度（1）壓力制度的確定原則 1）炭化系統(tǒng)（集氣管）壓力：以結(jié)焦末期正對吸氣管炭化室底部的壓力不小于5Pa為原則確定集氣管的壓力，以確保炭化室的壓力始終高于外界大氣的壓力。 2）燃燒系統(tǒng)壓力：以下降氣流看火孔的壓力為0為原則來確定燃燒系統(tǒng)的壓力，并以蓄熱室頂部的壓力為控制指標(biāo)。以確保燃燒系統(tǒng)的壓力始終低于同一標(biāo)高炭化室的壓力。 3）煤氣主管壓力：足以克服從煤氣主管至爐體所有管件的阻力。 4）煙道吸力：足以克服燃燒系統(tǒng)的阻力和下降段的浮力。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定(2)壓力的測量需測量和控制的壓力包括： 蓄熱室頂部吸力

6、炭化室底部壓力 蓄熱室阻力 看火孔壓力 橫管壓力 五點(diǎn)壓力 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定 蓄熱室頂部吸力的測定：各蓄熱室頂?shù)奈χ蹬c標(biāo)準(zhǔn)蓄熱室的相比：上升氣流時2Pa下降氣流時3Pa 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第四節(jié) 焦?fàn)t熱工評定 意義： 炭化室的物料平衡 投入產(chǎn)出關(guān)系 設(shè)備負(fù)荷 焦?fàn)t的熱量平衡 熱量的分配 煉焦耗熱量 焦?fàn)t的熱效率和熱工效率 降低煉焦能耗的途徑一、煉焦熱與煉焦耗熱量 煉焦熱指將1kg煤從室溫轉(zhuǎn)化為焦?fàn)t推出溫度下的焦炭、煤氣和化學(xué)產(chǎn)品所需的理論熱量。 煉焦耗熱量指將1kg煤在工業(yè)焦?fàn)t中煉成焦炭所需供給焦?fàn)t的熱量。 二者關(guān)系：煉焦耗熱量=

7、煉焦熱+焦?fàn)t散熱+廢氣熱焓 在熱工評定中煉焦熱就是有效熱。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定1、結(jié)焦過程的煉焦熱和反應(yīng)熱 （1）煉焦熱和反應(yīng)熱的測量 1)煉焦熱可以用帶回收裝置的電熱試驗(yàn)焦?fàn)t測定，并按下式計算： q=Q1-(Q損+Q2）/M，KJ/Kg式中： Q1 由實(shí)驗(yàn)過程所耗總電功率換算得到的熱量，kJ； Q損試驗(yàn)焦?fàn)t表面熱損失，kJ/h; 試驗(yàn)時間，h Q2干餾瓶和爐蓋的熱容量，kJ M試驗(yàn)用煤量，kg第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定2)反應(yīng)熱按下式計算：式中： Qr 反應(yīng)熱，kJ/kg； Hk焦炭的熱焓，kJ; Hc所排出煤氣和化學(xué)產(chǎn)品所帶熱焓，kJ Qr

8、0，為放熱反應(yīng) Qr0，為吸熱反應(yīng)第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定1、結(jié)焦過程的煉焦熱和反應(yīng)熱 （2）煉焦熱的計算日本：郭樹才：式中： c 煤的有效比熱容，kJ/kg a煤的熱擴(kuò)散率，m2/h 結(jié)焦時間，h S,炭化室寬度，半寬，m tc,t0火道和裝爐煤溫度， 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定2、影響煉焦熱的因素 （1）煤種對煉焦熱的影響如圖表所示第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（2）裝爐煤工藝因素對煉焦熱的影響 1）水分 如圖所示 2）細(xì)度 堆密度為800kg/m3時，如下表所示第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定3）堆密度 水分7%時，見表 4）預(yù)熱溫度 當(dāng)堆密度780kg/m3、細(xì)度90%

9、、水分7%時3、煉焦耗熱量 （1）表達(dá)方式1）濕煤耗熱量：將1kg濕煤在煉焦?fàn)t中煉成焦炭所需供給焦?fàn)t的熱 量，kJ/kg濕煤。即 式中：V0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱煤氣耗量，m3/h; G濕焦?fàn)t的濕煤裝入量， kg/h。 Q低加熱煤氣的低熱值，Kj/m3。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定2）相當(dāng)耗熱量：將1kg干煤所對應(yīng)的濕煤在煉焦?fàn)t中煉成焦炭所需供 給焦?fàn)t的熱量，kJ/kg干煤。即 式中：V0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱煤氣耗量，m3/h; G干焦?fàn)t的干煤裝入量， kg/h。 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定 3）干煤耗熱量：將1kg絕干煤在煉焦?fàn)t中煉成焦炭所需供 給焦?fàn)t的熱量，kJ/kg干煤。 不包括煤中水分的蒸

10、發(fā)和加熱所消耗的熱量。 用 q干來表示。式中：Q水入爐煤水分帶出焦?fàn)t的熱量，kJ/h第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定 4）三者之間的關(guān)系 設(shè)入爐煤水分為M，%則：代入q相得：第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定1kg水從炭化室?guī)С龅臒崃浚核?汽：0汽：60025002.01600一般來說：焦?fàn)t熱工效率為72.5%則：q水= (2500+2.01600)/0.725=5100kJ/kg水 Q水= q水G水=q水G濕M/100=51G濕M第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定得：第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定5）不同水分基準(zhǔn)時煉焦耗熱量的換算 為了便于比較，通常都是將煉焦耗熱量換算成 M=7%的數(shù)值：

11、焦?fàn)t煤氣： q濕、換 = q濕 29（M-7） q相、換 = q相 58 （M-7） 高爐煤氣：q濕、換 = q濕 34（M-7） q相、換 = q相 68 （M-7）第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定 （2）生產(chǎn)焦?fàn)t煉焦耗熱量計算式中:炭化室周轉(zhuǎn)時間，h V0 煤氣流量表讀數(shù)，m3/h Q低加熱煤氣低熱值，kJ/m3 G干一個炭化室平均裝干煤量，kg n一座焦?fàn)t的炭化室數(shù)； K、KT、KP、K換分別為密度、溫度、壓力、換向的校正系數(shù)。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定式中:0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣的密度，kg/m3; f 煤氣中水汽含量，kg/m3; P 煤氣絕對壓力，P

12、a; T 煤氣絕對溫度，K； m 1小時內(nèi)換向次數(shù)； 每次換向焦?fàn)t不進(jìn)氣的時間，min。V實(shí)0=V表0KKTKPK換 第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定二、焦?fàn)t的物料平衡和熱平衡 1、焦?fàn)t物料平衡入 方出 方序 號項(xiàng) 目kg%序號項(xiàng) 目kg占干煤%1干煤885.088.51焦炭696.079.12水分115.011.52焦油30.03.43氨1.70.24粗苯9.01.05煤氣125.314.66化合水15.01.77配煤水115.08誤差10.01.0總計1000.0100.0總計1000.0100.0表9-12 焦?fàn)t炭化室物料平衡表（實(shí)例）第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定 2、焦?fàn)t熱量平衡表

13、9-14 焦?fàn)t熱平衡實(shí)例（焦?fàn)t煤氣加熱）入 方出 方序號項(xiàng) 目kJ/kg%序號項(xiàng) 目kJ/kg%Q1加熱煤氣物理熱97000.30Q1焦炭顯熱119275437.15Q2燃燒用空氣物理熱552121.72Q2出爐煤氣顯熱43510413.55Q3裝爐煤物理熱390721.22Q3水汽顯、潛熱54953017.12Q4加熱煤氣燃燒熱284811288.72Q4焦油顯、潛熱902012.81Q5漏入粗煤氣燃燒熱2581638.04Q5粗苯顯、潛熱217190.68Q6氨顯熱51490.16Q7廢氣熱量55560817.31Q8氣封爐門煤氣熱534261.66Q9表面散熱2731368.51Q10誤

14、差336321.05總計3210259100.0總計1000.0100.0第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定三、焦?fàn)t熱效率和熱工效率 1、焦?fàn)t熱工效率2、焦?fàn)t熱效率 為衡量熱量的可利用率，可用焦?fàn)t熱效率熱：一般大型焦?fàn)t的熱工=70%75%，熱=79%85%由表9-14的數(shù)據(jù)可得： 熱工=71.47%，熱=82.69% 熱平衡表中Q1 Q6項(xiàng)的總和即煉焦熱，也稱為有效熱Q效，它占總供熱量Q總的百分?jǐn)?shù)稱為焦?fàn)t的熱工效率熱工：式中：Q廢隨廢氣帶走的顯熱和不完全燃燒熱，即熱平衡表中的Q7項(xiàng)。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定3、窯爐統(tǒng)一熱效率 為比較各種熱工爐窯的熱利用效率，還采用爐窯統(tǒng)一熱效率爐熱：對于

15、表9-14中的數(shù)據(jù)可得爐熱：第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定四、降低煉焦耗熱量、提高熱工效率的途徑 1、裝爐煤的性質(zhì) 由于焦煤和肥煤的煉焦熱較低，氣煤和瘦煤的煉焦熱較高，因此不同配煤比的入爐煤其煉焦耗熱量有所不同。在相同的結(jié)焦時間和加熱制度下，煉焦耗熱量隨入爐煤揮發(fā)分的增加而增大，尤其是當(dāng)氣煤的配比超過30%時尤為明顯。對于水分相同的配合煤，當(dāng)氣煤從10%增加到30%時，煉焦熱增加40kJ/kg，煉焦耗熱量增加約54kJ/kg 。2、配煤水分 水的蒸發(fā)和升溫隨荒煤氣逸出爐外，要消耗大量熱量。 當(dāng)裝爐干煤量不變時入爐煤水分每增加1%，煉焦耗熱量增加51-54J/kg干煤。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與

16、熱工評定3、焦餅最終溫度 紅焦帶出的顯熱約占供給焦?fàn)t熱量的3540%。計算表明，如果焦餅溫度降低50可少帶出顯熱50kj/kg煤，再考慮到熱效率等因素，煉焦耗熱量可降低7584kj/kg煤。4、結(jié)焦時間 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，設(shè)計的結(jié)焦時間時煉焦耗熱量最低，延長、縮短結(jié)焦煉焦耗熱量均會增加。縮短結(jié)焦時間，標(biāo)準(zhǔn)溫度提高，廢氣溫度高，廢氣帶出的顯熱多；延長結(jié)焦時間，爐體散熱量增加。5、加熱煤氣種類 貧煤氣的熱值低、廢氣量大，廢氣帶出的顯熱多，煉焦耗熱量增加。對于JN43焦?fàn)t，用高爐煤氣加熱時比用焦?fàn)t煤氣加熱煉焦耗熱量要高210340kj/kg煤。第九章 焦?fàn)t的加熱管理與熱工評定（6）廢氣溫度 廢氣帶出的顯熱約占焦?fàn)t加熱熱量的1520%。廢氣溫度每降低25，煉焦耗熱量就會降低25kJ/k