1、確定正確的集氣管壓力尚文彬編者按本文作者針對焦爐集為生產過程中的集氣管壓力氣管壓力制度提出了不同的看法，并通過分析和確定了新的原則。本著百家爭鳴的方針，現刊發(fā)此文。在焦爐的工藝管觀中，焦爐各部位壓力值的確定，直接關系到焦爐的溫度控制、爐體壽命、產品質量、環(huán)境污染等問題，其重要性普遍為焦爐專家及煉焦生產的管理者所重視。焦爐的壓力控制分為燃燒系統壓力控制和炭化室壓力控制兩部分。燃燒系統壓力的確定經過了科學的理論分析及理論計算，形成了一項比較完善的壓力制度。炭化室壓力的大小由集氣管壓力控制，集氣管壓力是根據“炭化室底部壓力在結焦末期不小于0.5毫米水柱”這一原則，測量結焦末期炭化室底部壓力來確定的。

2、與燃燒系統壓力制度的形成比較，確定集氣管壓力的原則實際上沒有建立在科學理論分析和理論計算之上，而是片面地分析了煉焦生產中的一些問題，規(guī)定了這一原則。如何確定集氣管壓力呢？舊原則及理論是這樣閘述的:“為保證炭化室在整個結焦時間內各部位的壓力稍大于加熱系統的壓力，并防止吸入外界的空氣，以炭化室底部壓力在結焦末期不小于0.5毫米水柱為原則，確定集氣管壓力。這樣可以保持炭化室產生的荒煤氣，不與燃燒系統相互串漏，因為新砌焦爐的炭化室墻砌體不可能非常嚴密，但規(guī)定了上述集氣管壓力，最初荒煤氣會通過夜縫串入燃燒系統，磚縫逐漸被荒煤氣熱解生成的游離石墨填塞而密封。若集氣管壓力不能保持炭化室底部結焦末期為正壓，或

3、壓力低于燃燒系統，則炭化室砌體磚縫中的石墨將被燒掉，引起串漏。嚴重時砌體還會出現熔洞和渣蝕現象”。這一理論有三個要點，下面逐一分析其錯誤所在。（一）“為保證炭化室在整個結焦時間內各部位的壓力稍大于加熱系統的壓力,并防止吸入外界的空氣，以炭化室底部壓力在結焦末期不小于0.5毫米水柱為原則，確定集氣管壓力。”當確定了投化室底部在結焦末期不小于0.5毫米水柱時，因燃燒系統為負壓，所以在客觀上已經不存在炭化室壓力梢大于加熱系統壓力，而應該說它們之間存在相當大的壓差。由于確定的集氣管壓力較高，使大量的荒煤氣從爐門、框后、加煤口、上升管等部位漏出進入大氣，這樣既浪費了能源，又污染了大氣，惡化了操作環(huán)境，同

4、時這也是導致焦爐著火燒壞爐門、爐框及護爐鐵件的原因所在。護爐鐵件的損壞與失效，加速了爐體的老化。（二）“這樣可以保持炭化室產生的荒煤氣，不與燃燒系統相互串漏，因為新砌焦爐的炭化室墻砌體不可能非常嚴密，但規(guī)定了上述集氣管壓力，最初荒煤氣會通過磚縫漏入燃燒系統，逐漸由于磚縫被荒煤氣熱解生成的游離石墨填塞而密封。”這一觀點無論是從理論上分析還是與實際觀察結果比較，都能證明其錯誤。新砌爐墻投產后雖不是十分嚴密，但由子串入燃燒系統的荒煤氣量較少.不致于影響到爐體加熱。因而會逐漸被生成的石墨密封，如果在結焦末期炭化室底部保持不太大的負壓，同樣會達到這種結果。我們知道造成串漏有兩個必要條件；一是串漏途徑，二

5、是串漏動力（即壓差）即串漏的途徑面積及串漏的壓差越大，串漏就越嚴重。隨著爐齡的增長，爐墻由爐頭部泣向內逐漸出現直縫，爐體的串漏口趨嚴重，這種串漏不是炭化室保持較高的正壓通過長石墨所能嚴密的，反而因壓力高串漏嚴重，致使直縫加大而損壞爐墻。裝煤初期炭化室壓力最高，此時串漏最嚴重，大量的荒煤氣串入燃燒室。在燃燒室中，煤氣量、空氣量及各部位壓力要求較為嚴格，荒煤氣的串入，必然會破壞其系統的壓力，同時造成煤氣量增加，空氣量減少，導致串漏處燃燒室立火道不燃燒或不完全燃燒，立火道溫度下降；加之因裝煤降溫，降溫幅度過大，使爐墻產生較大的收縮，增大爐墻縫隙。這種情況在炭化室結焦后期，因串入燃燒室荒煤氣量的減少，

6、使得串漏處燃燒室立火道的燃燒狀況好轉，溫度又較大幅度的上升。隨著裝煤推焦周期性變更，串漏處溫度頻繁大幅度波動，加快爐墻老化。在實際生產中，焦爐爐墻并沒有因為保持了較高的集氣管壓力而使串漏得以控制。如我廠3#焦爐的炭化室頂部串漏及4#焦爐爐墻直縫的串漏，尤其是3#焦爐炭化室頂部的串漏，此部位壓力在炭化室中最大，但并沒因此而嚴密，這種以漏治漏的想法是不現實的。由于焦爐的串漏。使加熱溫度得不到合理調節(jié)。這也是產生焦炭難推，損壞爐墻的主要原因之一。（三）“若集氣管壓力不能保持炭化室底部結焦末期為正壓，或壓力低于燃燒系統，則炭化室砌體中的石墨將被燒掉，并引起串漏，嚴重時砌體還會出現熔洞和渣蝕現象，我們首

7、先假定炭化室底部壓力在結焦末期為負壓，且稍小于燃燒系統壓力。在結焦初期，由于保持了較低的集氣管壓力，炭化室和燃燒室壓力差較小（此時炭化室壓力高于燃燒室壓力），串漏對燃燒室溫度影響較小，串漏的荒煤氣熱解后的游離碳逐漸在墻縫中結成石墨。結焦末期燃燒室內氣體串入炭化室，由于氣體含氧量較低和時間較短，不會影響爐墻的石墨。那么當炭化室底部在結焦末期為負壓時，有多少空氣進入炭化室呢?這些空氣會不會產生什么不良影響呢?我們通過下面的兩個計算說明這個問題。（1）當炭化室底部在結焦末期壓力為-50Pa時（-5.1mm水柱），爐門刀邊下部有一直徑為10毫米的半園形缺口，計算因炭化室負壓每小時有多少空氣進入炭化室（

8、忽略了空氣流動阻力）。由柏努利方程：U22P2+2gPg空氣初速度Ui = 0,7Ul2Pl一ZiHFZ2+2gQg其中位壓頭Zi=Z2=0,u2=2 (PL P?)q=9.11(m/s)V=SU2t=0.5X(0.005)2X71X9.11X3600=1.29(m3)進入炭化室的空氣量在完全燃燒的情況下，大約能燒掉相當于168克焦炭的荒煤氣和焦炭。(2)如果爐門刀邊因損壞下部翹起，對門后距框2毫米.寬度為300毫米，計算結焦末期炭化室底部壓力為-50Pa時，每小時有多少空氣進入炭化室(注：此門應進行大修)。V空=5112t=0.3X0.002X9.11X3600=19.68(m3)由以上的計

9、算，我們知道在爐門相對較嚴密的情況下，炭化室底部在一段時間內保持一定的負壓，既不會影響焦炭質量，也不會燒壞爐門爐框、更不會燒掉爐墻石墨。如何才能確定正確的集氣管壓力呢？應該建立如下原則：在爐門相對嚴密的情況下，盡量使得炭化室各部位壓力在整個結焦時間內的平均值等于同一水平高度的燃燒室壓力，即根據以上原則和爐門嚴密狀況，在結焦末期選定一合適的炭化室底部的壓力，然后由計算的方法確定集氣管壓力。例如當選定結焦末期炭化室底部壓力為-50Pa時，經過計算冬季和夏季集氣管壓力應分別保持28.2Pa和21.4Pao通過建立確定集氣管壓力的新原則，大幅度降低了集氣管和炭化室壓力，其意義可歸納為以下幾個方面：1、通過降低集氣管壓力，使炭化室壓力更接近于燃燒室壓力，避免了因大量荒煤氣串入燃燒室而引起的爐墻溫度大幅度波動，降低煉焦耗熱，提高焦炭質量,延長焦爐壽命。2、避免由于大量荒煤氣串入燃燒系統而燒壞蓄熱室格子磚和廢氣盤，燒裂磚煤氣道，穩(wěn)定燃燒系統壓力，有利于爐體的加熱管理。3、爐門、加煤口、上升管及承叉口冒煙狀況得到較為明顯的治理，既節(jié)約了能源，又大大改善了工人的操作環(huán)境，改善了焦化廠和北京市的大氣狀況。4、為徹底解決焦爐冒煙著火創(chuàng)造了條件，減少了維護焦爐的工作量，避免了爐門、爐框及護爐鐵件被燒壞，減少爐門、爐框的更換，降低生產成本。由于減少了爐門冒煙，從而減少了爐門爐框清掃工作量，有利于爐門的維護