鞍钢干熄焦焦炭烧损率标定与控制课件

鞍钢干熄焦焦炭烧损率标定与控制鞍钢股份炼焦总厂侯士彬鞍钢干熄焦焦炭烧损率标定与控制鞍钢股份炼焦总厂1标定并降低焦炭烧损率的紧迫性关于干熄焦焦炭烧损率各种文献资料只有一个大致的比例约为1%，自从1#干熄焦投产后我厂干熄焦产量完成困难，以我厂现有的配煤结构，焦炭烧损率到底为多少？全国各大钢厂设计能力为140t/h的干熄焦装置空气导入量都大于10000m3/h以上，为什么我厂1#、2#干熄焦空气导入量只有4000-5000m3/h？定出我厂实际焦炭烧损率，也就可以找出我厂6m焦炉干熄焦单炉产量完成困难的原因，进而使干熄焦作业区焦炭产量完成情况回归理性；降低焦炭烧损率重点是控制空气导入量，因此将气体循环系统中CO、H2含量控制在一个合理的范围内可以减少焦炭的烧损，从而达到增加焦炭产量的目的。

1标定并降低焦炭烧损率的紧迫性关于干熄焦2焦炭烧损率标定的实施过程

2.1由我厂3#、4#干熄焦空气导入量显示值，推算我厂3#、4#干熄焦焦炭烧损率。干熄焦气体循环系统中CO、CO2的产生源于以下反应：C+O2=C02（反应一）；2C+O2=2CO，2CO+O2=2CO2（反应二）；CO2+C=CO（反应三）根据盖斯定律：一个反应分作几步进行和一步到底的热效应是一样的，因此反应一和反应二的效果是一样的，因此根据C元素守恒可以得出以下方程式：C+O2CO+CO2通过标定干熄焦正常生产操作中循环气体可燃成分含量CO：CO2体积比（摩尔数）约为2：5（在线气体分析仪显示数据）配平上述化学方程式可得：7C+6O2=2CO+5CO2（反应四）2焦炭烧损率标定的实施过程

2.1由我厂3#、4#干熄2.1.13#干熄焦焦炭烧损率标定3#干熄焦空气导入量平均15207m3/h（2010年平均），含氧量为15207×21%=3193m3/h设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：5,设完成（反应四）所需要C为Xmol则由7C+6O2=2CO+5CO2可得

76X3193/0.0224可得X（C）=166302mol/h，M(C)=166302mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.996t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量124.4t/h,烧损率为1.996t/h/124.4t/h=1.60%。2.1.13#干熄焦焦炭烧损率标定2.1.24#干熄焦焦炭烧损率标定4#干熄焦空气导入量平均12844m3/h（2010年平均），含氧量为12844×21%=2703m3/h。设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：5,设完成反应（四）所需要C为Xmol则由7C+6O2=2CO+5CO2可得

76X2703/0.0224可得X（C）=140781mol/h，M(C)=29241mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.689t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量113t/h,烧损率为1.604t/h/124t/h=1.50%2.1.24#干熄焦焦炭烧损率标定2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭烧损率方法的可行性论证

干熄焦生产进行，干熄炉内循环气体中可燃成分会逐渐升高，其中可燃成分来源一是在干熄炉装焦过程中，空气随着焦炭进入干熄炉，与焦炭发生不完全反应，部分生成CO；二是装入的红焦中残留一些挥发份。随着时间的累计，循环气体中可燃成分CO和H2含量逐渐增多、浓度随之升高，当H2、CO的爆炸极限分别为4%-74.2%、12.5%-74%，遇明火有爆炸危险。爆炸性混合气体的“爆炸危险度”，是用爆炸性混合气体的浓度爆炸极限的上限与下限之差再除以下限的值来表示的，爆炸的危险度越大，表示该种气体越容易发生支链爆炸，即危险性越高。爆炸压力峰值是可燃性气体爆炸过程中爆炸强度的反映，峰值越大，说明爆炸强度越大。在干熄炉混合性气体的爆炸中，起关键作用的是H2（4%-74.2%，那么爆炸烈度为70.2%/4%=17.55），CO(12.5%-74%，那么其爆炸烈度为61.5%/12.5=4.92），由此可见H2爆炸烈度远远大于CO，起决定作用的是H2。

2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭烧损率方法的可行性论证

正常生产操作中当CO含量控制在4%左右时，H2含量一般在0.4-0.7%之间，当CO含量控制在6%-7%时，H2含量控制在1.3-1.5%，远远小于H2爆炸极限，因此适当提高CO含量干熄焦系统运行是安全的。2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

由反应7C+6O2=2CO+5CO2（反应四），我们可以看出如果适当降低CO2含量，提高CO含量可以降低C的消耗（生成CO2需氧量是生产CO需氧量的2倍），因此可达到降低焦炭烧损率的目的。于是我们将4#干熄焦CO控制线调整为6%-7%，通过标定CO：CO2的比例变为2：3，于是方程四写为：5C+4O2=2CO+3CO2（反应五）标定1-11月份二炼焦空气导入量为11044m3/h，含氧量为11044×21%=2319m3/h。设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：3,设完成反应（四）所需要C为Xmol2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

则由5C+4O2=2CO+3CO2可得

54X2319/0.0224可得X（C）=129421mol/h，M(C)=129421mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.553t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量113t/h,烧损率为1.553t/h/124t/h=1.37%，由此调整CO控制为6%-7%上限后二炼焦焦炭烧损率由原来的1.5%降低到1.37%，效果比较明显。由此可以推算如果将二炼焦CO含量控制在8%-9%，空气导入量可控制在10000m3/以下，CO：CO2可降低到1：1以下，理论推算焦炭烧损率可以控制在1.2%-1.25%。2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

2.4调整CO控制限后4#干熄焦系统工况变化情况：参数循环风机转速空气导入量锅炉入口负压锅炉入口温度H2含量CO含量末期排焦温度调整前110012844-11689520.54.3185调整后110011044-11439361.461802.4调整CO控制限后4#干熄焦系统工况变化情况：参数3降低焦炭烧损率后达到的技术水平

3.14#干熄焦空气导入量略有下降，焦炭实际烧损率由原来的1.5%降到1.37%。3.2调整CO含量由原来的4%调整到6%—7%时优化了干熄焦系统运行参数，锅炉入口温度明显下降。3降低焦炭烧损率后达到的技术水平

3.14#干熄焦空4降低焦炭烧损率的经济效益分析

4.1通过标定2010年3#、4#干熄焦空气导入量，推算出我厂干熄焦焦炭烧损率在1.5%-1.6%之间，大于规程规定的1%，这也找出了制约我厂干熄焦作业区焦炭产量完成困难的原因之一。4.2通过推算3#、4#干熄焦焦炭烧损率可以看出我厂1#、2#干熄焦空气导入量显示值是不准确的，实际空气导入量远远大于显示值4200-4700m3/h。4.3调整4#干熄焦CO控制线到6-7%时，焦炭烧损率由原来的1.5%降低到1.37%，单炉产量增加0.03吨，全年增加产量：24/19×100×365×0.03=1380吨，每吨焦炭按照1800元计算，一套干熄焦年创效益1380t×1800t/元=248万元。4降低焦炭烧损率的经济效益分析

4.1通过标定2015此次攻关的特点分析干熄焦烧损率的标定总结主要是解决了所困扰大家的焦炭烧损率到底是多少的难题，主要是从准确标定空气导入量进行推算，找出了影响焦炭烧损率的关键是减少空气导入量，并在4#干熄焦进行试验，取得了较好的效果。标定焦炭烧损率还可以通过：焦炭烧损率=（干熄炉焦炭装入量-排焦量-焦粉产量）/干熄炉焦炭装入量×100%,但实际生产运行过程中皮带秤、提升机称重装置等精度不够，标定结果不准确，因此没有采纳。5此次攻关的特点分析6降低焦炭烧损率方法的推广价值设想

此次标定总结找出了降低焦炭烧损率、提高干熄焦单炉产量的重要方法，可以在我厂四套干熄焦广泛推广，如果全厂将CO含量控制在6-7%，四套干熄焦可增加干熄焦产量近6000吨，创效益1100万；如果在安全范围内调整控制限8%-9%时，CO、CO2比例可降为小于1，焦炭烧损率有望控制在1.2%左右，单炉产量可提高0.07吨，四套干熄焦每年增加干熄焦产量约14000吨，年创效益2500万元，因此具有极大的推广价值。6降低焦炭烧损率方法的推广价值设想

谢谢！谢谢！鞍钢干熄焦焦炭烧损率标定与控制鞍钢股份炼焦总厂侯士彬鞍钢干熄焦焦炭烧损率标定与控制鞍钢股份炼焦总厂1标定并降低焦炭烧损率的紧迫性关于干熄焦焦炭烧损率各种文献资料只有一个大致的比例约为1%，自从1#干熄焦投产后我厂干熄焦产量完成困难，以我厂现有的配煤结构，焦炭烧损率到底为多少？全国各大钢厂设计能力为140t/h的干熄焦装置空气导入量都大于10000m3/h以上，为什么我厂1#、2#干熄焦空气导入量只有4000-5000m3/h？定出我厂实际焦炭烧损率，也就可以找出我厂6m焦炉干熄焦单炉产量完成困难的原因，进而使干熄焦作业区焦炭产量完成情况回归理性；降低焦炭烧损率重点是控制空气导入量，因此将气体循环系统中CO、H2含量控制在一个合理的范围内可以减少焦炭的烧损，从而达到增加焦炭产量的目的。

1标定并降低焦炭烧损率的紧迫性关于干熄焦2焦炭烧损率标定的实施过程

2.1由我厂3#、4#干熄焦空气导入量显示值，推算我厂3#、4#干熄焦焦炭烧损率。干熄焦气体循环系统中CO、CO2的产生源于以下反应：C+O2=C02（反应一）；2C+O2=2CO，2CO+O2=2CO2（反应二）；CO2+C=CO（反应三）根据盖斯定律：一个反应分作几步进行和一步到底的热效应是一样的，因此反应一和反应二的效果是一样的，因此根据C元素守恒可以得出以下方程式：C+O2CO+CO2通过标定干熄焦正常生产操作中循环气体可燃成分含量CO：CO2体积比（摩尔数）约为2：5（在线气体分析仪显示数据）配平上述化学方程式可得：7C+6O2=2CO+5CO2（反应四）2焦炭烧损率标定的实施过程

2.1由我厂3#、4#干熄2.1.13#干熄焦焦炭烧损率标定3#干熄焦空气导入量平均15207m3/h（2010年平均），含氧量为15207×21%=3193m3/h设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：5,设完成（反应四）所需要C为Xmol则由7C+6O2=2CO+5CO2可得

76X3193/0.0224可得X（C）=166302mol/h，M(C)=166302mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.996t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量124.4t/h,烧损率为1.996t/h/124.4t/h=1.60%。2.1.13#干熄焦焦炭烧损率标定2.1.24#干熄焦焦炭烧损率标定4#干熄焦空气导入量平均12844m3/h（2010年平均），含氧量为12844×21%=2703m3/h。设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：5,设完成反应（四）所需要C为Xmol则由7C+6O2=2CO+5CO2可得

76X2703/0.0224可得X（C）=140781mol/h，M(C)=29241mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.689t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量113t/h,烧损率为1.604t/h/124t/h=1.50%2.1.24#干熄焦焦炭烧损率标定2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭烧损率方法的可行性论证

干熄焦生产进行，干熄炉内循环气体中可燃成分会逐渐升高，其中可燃成分来源一是在干熄炉装焦过程中，空气随着焦炭进入干熄炉，与焦炭发生不完全反应，部分生成CO；二是装入的红焦中残留一些挥发份。随着时间的累计，循环气体中可燃成分CO和H2含量逐渐增多、浓度随之升高，当H2、CO的爆炸极限分别为4%-74.2%、12.5%-74%，遇明火有爆炸危险。爆炸性混合气体的“爆炸危险度”，是用爆炸性混合气体的浓度爆炸极限的上限与下限之差再除以下限的值来表示的，爆炸的危险度越大，表示该种气体越容易发生支链爆炸，即危险性越高。爆炸压力峰值是可燃性气体爆炸过程中爆炸强度的反映，峰值越大，说明爆炸强度越大。在干熄炉混合性气体的爆炸中，起关键作用的是H2（4%-74.2%，那么爆炸烈度为70.2%/4%=17.55），CO(12.5%-74%，那么其爆炸烈度为61.5%/12.5=4.92），由此可见H2爆炸烈度远远大于CO，起决定作用的是H2。

2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭烧损率方法的可行性论证

正常生产操作中当CO含量控制在4%左右时，H2含量一般在0.4-0.7%之间，当CO含量控制在6%-7%时，H2含量控制在1.3-1.5%，远远小于H2爆炸极限，因此适当提高CO含量干熄焦系统运行是安全的。2.2采用调整CO、H2控制限（含量上限）的方法降低焦炭2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

由反应7C+6O2=2CO+5CO2（反应四），我们可以看出如果适当降低CO2含量，提高CO含量可以降低C的消耗（生成CO2需氧量是生产CO需氧量的2倍），因此可达到降低焦炭烧损率的目的。于是我们将4#干熄焦CO控制线调整为6%-7%，通过标定CO：CO2的比例变为2：3，于是方程四写为：5C+4O2=2CO+3CO2（反应五）标定1-11月份二炼焦空气导入量为11044m3/h，含氧量为11044×21%=2319m3/h。设循环气体中各组分不变，O2与C反应生成CO、CO2体积比为2：3,设完成反应（四）所需要C为Xmol2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

则由5C+4O2=2CO+3CO2可得

54X2319/0.0224可得X（C）=129421mol/h，M(C)=129421mol/h×12g/mol×10-6t/g=1.553t/h焦炉周转时间按照19小时，单炉产量21.5吨计算，平均排焦量113t/h,烧损率为1.553t/h/124t/h=1.37%，由此调整CO控制为6%-7%上限后二炼焦焦炭烧损率由原来的1.5%降低到1.37%，效果比较明显。由此可以推算如果将二炼焦CO含量控制在8%-9%，空气导入量可控制在10000m3/以下，CO：CO2可降低到1：1以下，理论推算焦炭烧损率可以控制在1.2%-1.25%。2.34#干熄焦降低空气导入量降低焦炭烧损率后效果标定

2.4调整CO控制限后4#干熄焦系统工况变化情况：参数循环风机转速空气导入量锅炉入口负压锅炉入口温度H2含量CO含量末期排焦温度调整前110012844-11689520.54.3185调整后110011044-11439361.461802.4调整CO控制限后4#干熄焦系统工况变化情况：参数3降低焦炭烧损率后达到的技术水平

3.14#干熄焦空气导入量略有下降，焦炭实际烧损率由原来的1.5%降到1.37%。3.2调整CO含量由原来的4%调整到6%—7%时优化了干熄焦系统运行参数，锅炉入口温度明显下降。3降低焦炭烧损率后达到的技术水平

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