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摘 要：本文主要论述焦炉几种不同煤气加热的热工调节，根据加热煤气性质不同，制定不同的加热制度，从理论上确定加热所用煤气流量、空气量、烟道吸力、主管压力等等。并在焦炉生产实际中逐步修正，调节时要考虑各种影响因素，结合焦炉的实际情况，仔细分析，确定合理的调节方案，使焦炉的加热制度与焦炉生产相匹配，并最大限度的延长炉体的使用寿命。
关键词：焦炉；吸力；加热方式
1 焦炉加热用煤气性质
焦炉煤气可燃主要成分氢气和甲烷，可燃成分占90%以上，发热值高达18000kJ/m3。因此燃烧速度快，火焰短，煤气燃烧产生的废气密度小，焦炉加热系统产生的阻力小。使用焦炉煤气加热，在处于高温下的砖煤气道和烧嘴等处会沉积石墨，焦炉在换向过程中要进入空气除碳。当增减煤气流量时焦炉燃烧温度的变化比较灵敏，一般需要2～3h炉温即可反映出来。焦炉煤气中萘、焦油等杂质比较多，容易堵塞管道及管件，影响炉温的正常调节，因此焦炉煤气要经过预热器预热后控制在45～55℃。当焦炉压力制度不当，炭化室负压操作时，煤气中的N2、CO2、O2含量增加，发热值降低且会波动，因此炼焦车间和煤气净化的操作状况对焦炉加热用煤气质量影响很大。
2 焦炉加热时的热工调节
2.1 焦炉煤气加热时的热工调节
2.1.1 总煤气量和两侧空气量的调节
总煤气量和两侧空气量的调节，是控制好加热制度的环节，也是确保直行和横排温度稳定的关键。
对于直行煤气的分配，主要用孔板来控制，因此调节总煤气量，首先要确定好煤气流量、孔板尺寸和支管压力三者的关系。为了使供入煤气在合理而稳定的空气过剩系数下燃烧，保持正常的看火孔压力，在调节总煤气量的同时，相应的改变烟道吸力和废气盘风门的开度。
2.1.2 直行煤气和空气分配调节
（1）直行煤气分配调节
各燃烧室煤气分配调节主要是调整孔板直径。一般情况来说，大孔板孔径变化1mm，炉温变化5～10℃。在实际调节过程中常遇到系列情况：旋塞挂料严重；小孔板插铁丝多，挂焦油，使燃烧室温度偏低；炭化室漏气；煤气行程两个交换不一致等致使温度异常，此时要根据实际情况进行处理，不可一味的更换孔板，这样会引起炉温紊乱。
（2）直行空气的分配调节
对于全炉空气分配调节，主要靠调整蓄顶吸力来实现。影响蓄顶吸力的因素有：空气口开度的影响；废气翻板开度的影响；废气盘砣杆高度、空气盖板的影响；分烟道吸力的变化；总烟道吸力的变化；其他方面的影响，如装煤，蓄热室漏气等。根据不同的影响因素，合理的进行调节。
2.2 高炉煤气加热时的热工调节
2.2.1 全炉总煤气量的确定
由于高炉煤气的发热量为焦炉煤气的五分之一，高炉煤气加热时的耗热量比焦炉煤气加热时高10%～20%，可以按下式计算：
V高=1.15 V焦Q焦/ Q高
式中：V高——高炉煤气总流量m3/h
V焦——焦炉煤气总流量m3/h
Q高——高炉煤气热值kj/kg
Q焦——焦炉煤气热值kj/kg
2.2.2 机焦侧流量的分配
用高炉煤气加热时，机焦侧流量的关系，通常用下式表示：
V焦/ V机=1.05W焦/ W机
V焦_焦侧使用煤气量，m3/h
V机_机侧使用煤气量，m3/h
W焦—焦侧炭化室平均宽度，mm
W机—机侧炭化室平均宽度，mm
机焦侧加热煤气流量分配是否合理，应根据机焦侧标准火道温度来确定。为了减少管道漏气的机会，地下室主管的压力不宜过高，一般以保持800～1000Pa为宜。
2.2.3 分烟道吸力的确定
在同一结焦时间下使用高炉煤气加热所产生的废气量约为焦炉煤气加热产生的废气量的1.5倍左右。高炉煤气废气密度为1.37kg/m3，焦炉煤气废气密度为1.21kg/m3，在同一结焦时间下，用高炉煤气加热时废气的阻力约为焦炉煤气加热时的1.52*1.37/1.21=2.55倍。因此改用高炉煤气加热时，分烟道的吸力可按下式确定：
a高=2.55（a焦- h1）+h2
式中a高—高炉煤气加热时分烟道的吸力Pa
a焦—焦炉煤气加热时分烟道的吸力Pa
h1—焦炉煤气加热时分烟道至看火孔下降侧的总浮力Pa
h2—高炉煤气加热时分烟道至看火孔下降侧的总浮力Pa
根据焦炉加热数据统计可知，3#、4#焦炉在使用高炉煤气加热时的总烟道290Pa左右，使用焦炉煤气加热时的总烟道230Pa左右。
2.2.4 风门开度的确定
烧高炉煤气时需要的空气量小，因为高炉煤气中可燃气体成分较少，只有30%左右，1m3焦炉煤气燃烧时需要的湿空气量为5.5m3左右，1m3高炉煤气燃烧时需要的湿空气量为0.9m3左右。
根据经验，用高炉煤气加热时风门开度约为焦炉煤气加热时的两个风门总开度的90%左右。空气过剩系数立火道保持在1.2左右，小烟道1.25～1.30.
2.3 混合煤气加热时的热工调节
为了提高煤气热值，减少加热系统的阻力，往往采用混合煤气加热，既高炉煤气中掺入适当的焦炉煤气，以降低炼焦耗热量。
（1）使用高炉煤气加热时，焦炉煤气掺入量最多不超过8%（混合气总体积），焦炉煤气含有焦油、萘和含有23%～27%甲烷，如果掺入焦炉煤气过多，焦油、萘和石墨就会造成蓄热室格子砖、篦子砖堵塞，影响焦炉吸、压力调节，严重时影响焦炉正常加热。从安全方面考虑，建议焦炉煤气掺入量不要超过10%。
（2）使用混合煤气时，焦炉煤气压力必须大于高炉煤气压力200pa。因为当焦炉煤气压力低于高炉煤气压力时，就会产生倒流；当高炉煤气压力过低时，焦炉煤气就会大量混入高炉煤气管道，易造成因燃烧不完全而发生爆炸事故。
3 结语
无论焦炉使用何种煤气加热，都必须保证煤气在燃烧室完全燃烧，都要保证装炉煤在规定的结焦时间内沿焦炉长向、高向同时成熟。煤气性质不同，煤气进入燃烧室的途径也不相同，因此，焦炉热工调节的方式也会有所不同。
参考文献
[1]蒋少有.炼焦炉地下室加热煤气管道新结构及其煤气调节装置形式概述[J].鞍钢技术，1995，（4）：35-40.
[2]蒋少有.炼焦炉加热用高炉煤气与焦炉煤气调节装置的研制与应用[J].鞍钢技术，1986，（8）：71.
（作者单位：河北省张家口市宣化区河钢集团宣钢公司）
关键词：焦炉；吸力；加热方式
1 焦炉加热用煤气性质
焦炉煤气可燃主要成分氢气和甲烷，可燃成分占90%以上，发热值高达18000kJ/m3。因此燃烧速度快，火焰短，煤气燃烧产生的废气密度小，焦炉加热系统产生的阻力小。使用焦炉煤气加热，在处于高温下的砖煤气道和烧嘴等处会沉积石墨，焦炉在换向过程中要进入空气除碳。当增减煤气流量时焦炉燃烧温度的变化比较灵敏，一般需要2～3h炉温即可反映出来。焦炉煤气中萘、焦油等杂质比较多，容易堵塞管道及管件，影响炉温的正常调节，因此焦炉煤气要经过预热器预热后控制在45～55℃。当焦炉压力制度不当，炭化室负压操作时，煤气中的N2、CO2、O2含量增加，发热值降低且会波动，因此炼焦车间和煤气净化的操作状况对焦炉加热用煤气质量影响很大。
2 焦炉加热时的热工调节
2.1 焦炉煤气加热时的热工调节
2.1.1 总煤气量和两侧空气量的调节
总煤气量和两侧空气量的调节，是控制好加热制度的环节，也是确保直行和横排温度稳定的关键。
对于直行煤气的分配，主要用孔板来控制，因此调节总煤气量，首先要确定好煤气流量、孔板尺寸和支管压力三者的关系。为了使供入煤气在合理而稳定的空气过剩系数下燃烧，保持正常的看火孔压力，在调节总煤气量的同时，相应的改变烟道吸力和废气盘风门的开度。
2.1.2 直行煤气和空气分配调节
（1）直行煤气分配调节
各燃烧室煤气分配调节主要是调整孔板直径。一般情况来说，大孔板孔径变化1mm，炉温变化5～10℃。在实际调节过程中常遇到系列情况：旋塞挂料严重；小孔板插铁丝多，挂焦油，使燃烧室温度偏低；炭化室漏气；煤气行程两个交换不一致等致使温度异常，此时要根据实际情况进行处理，不可一味的更换孔板，这样会引起炉温紊乱。
（2）直行空气的分配调节
对于全炉空气分配调节，主要靠调整蓄顶吸力来实现。影响蓄顶吸力的因素有：空气口开度的影响；废气翻板开度的影响；废气盘砣杆高度、空气盖板的影响；分烟道吸力的变化；总烟道吸力的变化；其他方面的影响，如装煤，蓄热室漏气等。根据不同的影响因素，合理的进行调节。
2.2 高炉煤气加热时的热工调节
2.2.1 全炉总煤气量的确定
由于高炉煤气的发热量为焦炉煤气的五分之一，高炉煤气加热时的耗热量比焦炉煤气加热时高10%～20%，可以按下式计算：
V高=1.15 V焦Q焦/ Q高
式中：V高——高炉煤气总流量m3/h
V焦——焦炉煤气总流量m3/h
Q高——高炉煤气热值kj/kg
Q焦——焦炉煤气热值kj/kg
2.2.2 机焦侧流量的分配
用高炉煤气加热时，机焦侧流量的关系，通常用下式表示：
V焦/ V机=1.05W焦/ W机
V焦_焦侧使用煤气量，m3/h
V机_机侧使用煤气量，m3/h
W焦—焦侧炭化室平均宽度，mm
W机—机侧炭化室平均宽度，mm
机焦侧加热煤气流量分配是否合理，应根据机焦侧标准火道温度来确定。为了减少管道漏气的机会，地下室主管的压力不宜过高，一般以保持800～1000Pa为宜。
2.2.3 分烟道吸力的确定
在同一结焦时间下使用高炉煤气加热所产生的废气量约为焦炉煤气加热产生的废气量的1.5倍左右。高炉煤气废气密度为1.37kg/m3，焦炉煤气废气密度为1.21kg/m3，在同一结焦时间下，用高炉煤气加热时废气的阻力约为焦炉煤气加热时的1.52*1.37/1.21=2.55倍。因此改用高炉煤气加热时，分烟道的吸力可按下式确定：
a高=2.55（a焦- h1）+h2
式中a高—高炉煤气加热时分烟道的吸力Pa
a焦—焦炉煤气加热时分烟道的吸力Pa
h1—焦炉煤气加热时分烟道至看火孔下降侧的总浮力Pa
h2—高炉煤气加热时分烟道至看火孔下降侧的总浮力Pa
根据焦炉加热数据统计可知，3#、4#焦炉在使用高炉煤气加热时的总烟道290Pa左右，使用焦炉煤气加热时的总烟道230Pa左右。
2.2.4 风门开度的确定
烧高炉煤气时需要的空气量小，因为高炉煤气中可燃气体成分较少，只有30%左右，1m3焦炉煤气燃烧时需要的湿空气量为5.5m3左右，1m3高炉煤气燃烧时需要的湿空气量为0.9m3左右。
根据经验，用高炉煤气加热时风门开度约为焦炉煤气加热时的两个风门总开度的90%左右。空气过剩系数立火道保持在1.2左右，小烟道1.25～1.30.
2.3 混合煤气加热时的热工调节
为了提高煤气热值，减少加热系统的阻力，往往采用混合煤气加热，既高炉煤气中掺入适当的焦炉煤气，以降低炼焦耗热量。
（1）使用高炉煤气加热时，焦炉煤气掺入量最多不超过8%（混合气总体积），焦炉煤气含有焦油、萘和含有23%～27%甲烷，如果掺入焦炉煤气过多，焦油、萘和石墨就会造成蓄热室格子砖、篦子砖堵塞，影响焦炉吸、压力调节，严重时影响焦炉正常加热。从安全方面考虑，建议焦炉煤气掺入量不要超过10%。
（2）使用混合煤气时，焦炉煤气压力必须大于高炉煤气压力200pa。因为当焦炉煤气压力低于高炉煤气压力时，就会产生倒流；当高炉煤气压力过低时，焦炉煤气就会大量混入高炉煤气管道，易造成因燃烧不完全而发生爆炸事故。
3 结语
无论焦炉使用何种煤气加热，都必须保证煤气在燃烧室完全燃烧，都要保证装炉煤在规定的结焦时间内沿焦炉长向、高向同时成熟。煤气性质不同，煤气进入燃烧室的途径也不相同，因此，焦炉热工调节的方式也会有所不同。
参考文献
[1]蒋少有.炼焦炉地下室加热煤气管道新结构及其煤气调节装置形式概述[J].鞍钢技术，1995，（4）：35-40.
[2]蒋少有.炼焦炉加热用高炉煤气与焦炉煤气调节装置的研制与应用[J].鞍钢技术，1986，（8）：71.
（作者单位：河北省张家口市宣化区河钢集团宣钢公司）