1、焦炉的三室两区及附属设备,炼焦系列讲座材料,一、现代焦炉由哪几个主要部分构成？各部分的作用是什么？,现代焦炉炉本主要由炉顶区、炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室、小烟道、烟道、烟囱等单元结构构成。炉顶区：在此部分内设有装煤孔，作为装入煤料用，并设有上升管孔，以导出炼焦时所产生的气态产物。此外，炉顶区有一定的厚度，以承载装煤车的载荷，并有防止散热的可利用。炭化室：炭化室是煤料进行干馏的炉室。近代炼焦炉的炉室大多为水平室式结构。燃烧室：燃烧室是位于炭化室的两侧，其中分成许多火道，加热煤气与空气在火道中混合燃烧，以供给炼焦时所需要的热量。,斜道区：在此部分内，有连通蓄热室和燃烧室的斜烟道存在，所以称为斜
2、道区。斜道区布置有调节砖，可通过调节斜道口截面积的大小来调节加热煤气量或空气量，对于煤气侧入的焦炉，砖煤气道设在斜道区内。蓄热室：在炭化室和燃烧室下部，通过斜道与燃烧室相通，内部放有格子砖。蓄热室的作用是利用废气的热量来预热燃烧所需要的空气和高炉煤气。小烟道：小烟道位于蓄热室下部，主要作用是通过箅子砖在上升气流时分配空气和高炉煤气，下降气流时集合并排出废气。箅子砖还起到支承格子砖的作用。烟道：烟道分机焦侧烟道和总烟道。其作用是汇集焦炉加热系统排出的废气，并引导废气到烟囱排走。烟囱：烟囱通过烟道与焦炉加热系统相连。在浮力的作用下，烟囱产生足够的吸力，使焦炉加热系统内产生气体流动。,二、为什么炭化
3、室的机侧比焦侧窄：,为了容易推出焦炭，炭化室设计有锥度，即焦侧比机侧宽些。一般差值为：20mm70mm，这个差值称为锥度。锥度的大小与炭化室的长度和装煤的方式有关（捣固装炉的煤焦炉部分没有锥度）,三、为什么燃烧室要分成许多立火道？,燃烧室分成诸多立火道的作用有两点：（1）把燃烧室分成诸多立火道，可迫使燃烧后的热气流沿燃烧室长度方向均匀分布，以达到对炭化室均匀加热的目的。（2）把燃烧室要成许多格，可以增加炉体的结构强度，并且因为增加了辐射传热的面积，而有利于辐射传热。,四、蓄热室为什么能回收热量？回收热量又有什么好处？,在蓄热室内放着许多层格子砖，这些格子砖起着传热和吸热的作用。当加热炭化室后的
4、废气流经蓄热室时，格子砖吸收废气的热量，使废气温度降低；而当冷空气或冷高炉煤气通过蓄热室时进入燃烧室立火道时，格子砖再把热量传给空气或高炉煤气，使空气和高炉煤气把热量带回到燃烧室内。由于焦炉设有蓄热室，就可以把很大一部分热量回收回来，从而减少了加热煤气的消耗量，一般可使焦炉煤气的消耗量占炼焦时煤气发生量的80%降至4555%左右。并且排往烟囱的废气温度降至400度以下，可以防止烟囱因高温产生危险。还有，空气和高炉煤气预热后，可以提高煤气的燃烧温度，有利于燃烧至的传热，便量大而廉价的高炉煤气得以充分利用。,五、在现代大型焦炉内，采用哪些措施可以解决向向加热均匀和问题？,采用高低灯头的办法，改善炭
5、化室高向加热的均匀性；将燃烧室内相邻两个火道中加热煤气的出口设在距炭化室底部不同的高度处，这样保使上、下加热情况稍有改善。此种方法的缺点是：由于燃烧火道比较集中，使正对着燃烧火焰焦点处的炉墙容易产生局部过热。分段燃烧法。此法的特点是例燃烧煤气用的空气在火道内的不同高度，按不同的比例分别导入立火道内，这样分段燃烧的结果，使燃烧火焰拉长，改善上下加热的均匀性。此方法的缺点使炉体结构复杂，焦炉结构强度降低。,炭化室炉墙沿高向上采用不同厚度的炉砖砌筑，这种方法是使炭化室上部炉墙的厚度比下部炉墙薄一些，由于炉砖单位时间传递的热量与传热的路程成反比，即炉墙薄的地方，传热速率就快些，而炉墙厚的地方，传热速率
6、就慢些。在焦炉内，立火道下部的温度比上部高，这样通过炭化室墙的上部和下部的厚度不同，来保证上下加热的均匀性。这种方法的缺点是，炉砖种类增多，结构复杂，焦炉结构强度也受到影响。废气循环：即把立火道内燃烧的高温废气，在时入蓄热室之前部分地返回到煤气与空气燃烧的立火道内。这部分废气起到冲淡煤气流中可燃成分浓度的作用，使燃烧的反应速度降低，并且由于气流速度增加，火焰可以延长，这样对改善高向加热的均匀性起到了有效的作用。这种方法在近代焦炉中应用很广泛。,除些之外，根据气体燃烧过程决定于煤气和空气混合过程的特性和速度的原理，可以想办法使煤气和空气缓慢混合，以相应地降低燃烧速度。因此，合理地配置立火道内的燃
7、气烧咀、空气和高炉煤气的斜道出口的相互位置是很有意义的。显然，如果使煤气流和空气流以平行的方式时进入立火道，而且气体流动平稳，两种气体排出的速度相近的话，燃烧的火焰便可以延长，达到改善高向加热均匀性的目的。,六、二分式焦炉有何优缺点？,二分式焦炉燃烧室友立火道的联结方式是：燃烧室内所有的立火道分成两组，在一个换向周期内，加料热煤气和空气由立火道底部进入燃烧室一半的立火道内进行燃烧，燃烧后的废气沿立火道上升到火道顶部的水平集合烟道内，然后转到该燃烧室的另一半立火道中，由上往下流动。此种形式的焦炉主要优点是：结构简单，异向气流接触面少，砖型大大简化，节省投资。因此，近代大容积焦炉上采用此种炉型。二
8、分式焦炉的缺点是：由于顶部有水平集合烟道，炉顶强度受到削弱，此外，沿水平集合烟道长向上气流压差大，煤气和空气沿燃烧室长向上不易分配均匀，炉温不好调节。,七、炭化室的长宽高与焦炉的生产能力的关系如何？,焦炉的生产能力决定于炭化室的容积，装放煤的堆密度和结焦速度，而炭化室的容积则决定于炭化室的高度长度和宽度。炭化室愈长，长产能力愈高，但对加热调节和机械设备的要求也愈高，因此，炭化室的长度受到一定的限制。目前，大型化的炼焦炉炭化室长度可达1617米。加宽炭化室，可使一次出焦量增加，但由于加热煤料的热源来自两侧炉墙，所以炭化室的结焦时间就要延长，生产能力也会下降。实践证明，炭化室的宽度增加至450mm
9、时，焦炉的生产能力降低不大，而焦炭质量稍有改进。炭化室愈高，生产能力也愈大，但要求有较高的机械化程度和加热调节的操作水平。目前，在焦炉大型化方面，已取得较大进展，炭化室高度一般,可以达到6m。据国外资料报道，国外已有炭化室高达8m的焦炉。这样焦炉的生产能力就可以大幅度地增加，并且投资省，维修费用低，占地面积少和热效率高等优点。但是，由于炭化室增高，对于高向加热均匀性和炉砖的质量要求就要高，而且要求有较高和自动化和机械化程度。,八、焦炉的附属设备有哪些？,现代焦炉的附属设备主要指焦炉护炉铁件、焦炉出炉煤气设备和加热煤气设备。,九、焦炉为什么需要护炉铁件,焦炉由各种形状的硅砖砌成，这样的砌体长期处
10、于高温下工作。由于炉温波动，炼焦制度经常变化，砌体会产生热胀冷缩的情况。例如，当缩短结焦时间时，要提高立火道的温度，炉体则产生膨胀；同理，当延长结焦时间时炉体要产产生收缩。在一胀一缩的过程中，有的砖缝结合较差，经受不了这些缩胀产生的应力，灰缝就拉开了。这时，如果有些灰尘和石墨之类的东西落入灰缝或将灰缝真满，在炉温又升高炉体又膨胀的情况下，灰缝就再也不能合拢了。如此反复缩胀，便会使砌体松动，最后出现裂缝。此外，焦炉经常受到启、闭炉门和推焦等机械设备的撞击，也会使砌体容易出现松动和损坏。为此，必须设置护炉设备，给砌体一定的压力，使它不能自由膨胀，达到保护炉体目的。,十、为什么要加强对焦炉护炉铁件的
11、管理,在生产过程中，由于各种原因使炉温产生波动，而且整个修炼炉砌底内各个区段的温度相差也很大，特别是在结焦周期经常变化的情况下，焦炉砌体便随着炉温的升降而膨胀或收缩。这样，如果护炉铁件（主要是炉柱和弹簧）不经常测调节的话，那么，炉体在膨胀时产生的应力超过炉柱的许用应力时，炉柱就会变形，严重时会产生永久变形。炉柱变形后，会影响焦炉机械的运行，严重时会造成焦炉停产。由于炉柱弯曲，焦炉砌体产生裂缝，破坏焦炉的严密性。如果经常加强对护炉铁件的管理，及时根据炉柱受力状况进行调节，这样就可以使焦炉砌体始终不能自由膨胀，上述的情况就可以避免。,十一、炉柱变形的原因有哪些？如何防止炉柱变形？,炉柱变形的原因有
12、：管理来严，在改变炉温后没有及时回松加压的弹簧，以致炉柱产生永久变形。炉门框或炉门清扫不干净，造成炉门不严，冒烟着火，烧坏炉柱。操作不小心，炉门没有对正，造成炉门不严，冒烟着火，烧坏炉柱。焦饼难推或者焦饼在炉门框或导焦槽内没有及时排除。这样，一方面对炉柱产生较大的作用力，另外，赤热的焦炭会烧坏炉门框，导焦槽和炉柱。推焦后的炉头焦没有清扫干净，在炉柱附近燃烧，也会烧坏炉柱。,为了防止炉柱变形，应力求做到加热制度稳定，定期测量炉柱的弯曲度，及时调节炉柱上的弹簧，维持正常的集气管压力制度，消灭炉门冒烟着火，推焦后及时把炉头焦清理干净，炉头火道的温度不应太低，以免炉头开裂冒烟着火。,十二、为什么要设焦
13、炉煤气预热器，而不能在蓄热室内预热焦炉煤气,焦炉煤气中含有一些未经回收的焦油和萘等物质。这些物质在低温时会冷凝下来，往往在炉气旋塞，孔板或管径较小的地方者塞管道，这样便会严重地影响焦炉均匀加热。所以必须设有煤气预热器来预热焦炉煤气。焦炉煤气之所以不能象高炉煤气那样直接在蓄热室内预热，主要原因是焦炉煤气中含有大量的甲烷等碳氢化合物，这些物质在高温的情况下分解，产生游离碳或石墨沉渍，容易将格子砖或斜道处堵塞。另外，焦炉煤气热值高，燃烧温度也比较高，不需要预热到象高炉煤气那样高的温度。因此，焦炉煤气不能直接在蓄热室内预热。焦炉煤气一般预热到50度左右，使焦油和萘等不至于冷凝下来就可以了。,十三、为什么加热煤气管道系统内要设有水封槽,在终冷塔最终冷却后，煤气中的水分是饱合的。在沿着煤气管道流动时，煤气温度降低，煤气中的水分和焦油等会冷凝下来，,
