祁美良 劉翔宇（華菱湘鋼煉鐵廠，湘潭411101)
湘鋼煉鐵廠新化產(chǎn)回收系統(tǒng)的粗苯管式爐于2006年9月投入使用，管式爐用高爐煤氣加熱，設(shè)計(jì)熱容量為3.344×104MJ。管式爐底部沿圓周均布8個(gè)火嘴，火嘴的進(jìn)氣通道為套筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒為焦?fàn)t煤氣通道，外筒為高爐煤氣通道。其中焦?fàn)t煤氣火嘴起到長明燈和點(diǎn)燃高爐煤氣的作用，以保證高爐煤氣火嘴不會(huì)熄滅，避免煤氣爆炸事故的發(fā)生。管式爐所用的焦?fàn)t煤氣來自洗苯塔后煤氣主管，高爐煤氣來自5號(hào)焦?fàn)t加熱用高爐煤氣主管。由于湘鋼的粗苯管式爐是首次采用高爐煤氣加熱，為徹底消除對使用高爐煤氣極易發(fā)生中毒、爆炸等安全隱患問題，特對粗苯管式爐進(jìn)行了一系列改進(jìn)，取得了良好的效果。
1 存在的問題與原因分析
粗苯蒸餾系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，管式爐燃燒系統(tǒng)很不穩(wěn)定，經(jīng)常熄火、放炮，導(dǎo)致粗苯產(chǎn)量低，且很不安全。其主要原因有以下幾點(diǎn)。
（1）長明燈使用的焦?fàn)t煤氣中夾帶有焦油、水汽和萘等雜質(zhì)，燃燒后，雜質(zhì)堵住了氣孔，水汽凝結(jié)成水后，封住了長明燈的煤氣管道，致使長明燈熄火，甚至放炮。
（2）長明燈的煤氣管道直徑只有50mm，每盞燈頭的煤氣管道直徑為25mm，導(dǎo)致煤氣壓力小，煤氣量不足，容易引起熄火和放炮。
（3）高爐煤氣壓力很不穩(wěn)定，波動(dòng)在800～1100Pa之間，導(dǎo)致富油溫度無法穩(wěn)定在170～180℃的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，直接影響粗苯產(chǎn)量。
（4）管式爐底板保溫采用的是下層砌保溫磚，面層抹耐熱混凝土。由于試生產(chǎn)過程中，頻繁開停管式爐時(shí)用蒸汽掃汽，使得爐底保溫層在熱脹冷縮和蒸汽冷凝水的作用下產(chǎn)生裂紋，又由于8個(gè)煤氣火嘴都是直接安裝在底板上，火嘴通道與周圍的保溫層沒有采取特殊措施隔開，且在保溫層施工時(shí)，所留火嘴通道孔徑偏小。導(dǎo)致高爐煤氣火嘴經(jīng)常熄火，煤氣串入爐底保溫層與爐底鋼板之間及保溫層內(nèi)部的裂縫之間燃燒。爐底鋼板受熱變形，有的地方甚至燒紅，爐底空間溫度高。不及時(shí)處理將有燒穿爐底鋼板的危險(xiǎn)，損壞設(shè)備且危及操作人員的安全。
（5）管式爐爐膛清掃蒸汽管直徑為32mm，管徑太小，由于高爐煤氣管式爐相對于原回收車間的焦?fàn)t煤氣管式爐，在對流段增加了煤氣預(yù)熱器，管式爐高度比較高, 且對流段內(nèi)管道較多，掃汽過程中，蒸汽冷凝量較大。因此，每次掃汽時(shí)間都很長，且有大量蒸汽冷凝水流到管式爐底板上。
2 改進(jìn)措施
（1）將長明燈噴嘴孔的直徑由6mm擴(kuò)大到8mm，將長明燈的煤氣主管由DN50改為DN200，以加大了煤氣量，保證長明燈的燃燒。
（2）如圖1所示，在長明燈底部增設(shè)放水裝置和清掃口，可定期放出管內(nèi)積水和清掃長明燈火嘴，保證煤氣的暢通。
圖1 長明燈部分改進(jìn)前后的示意圖
（3）摻燒焦?fàn)t煤氣。在進(jìn)管式爐預(yù)熱器前的高爐煤氣總管上安裝DN150mm的焦?fàn)t煤氣管道，該管道伸入高爐煤氣管道的中心，且在出口方向與高爐煤氣流向一致。在高爐煤氣壓力低時(shí)，摻燒焦?fàn)t煤氣，在高爐煤氣壓力足夠時(shí)（6～11kPa)，停止摻燒。保證富油溫度穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
（4）在摻燒焦?fàn)t煤氣的管道上安裝制動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保證摻燒及時(shí)、穩(wěn)定。
（5）對管式爐底板保溫層進(jìn)行改進(jìn)，如圖2所示，將爐底8個(gè)火嘴周圍的保溫層挖開，在每個(gè)火嘴處用玻璃油調(diào)耐火泥作砌筑料，用焦?fàn)t橋管襯磚砌成圓形火嘴，再將其他保溫層填實(shí)抹平，玻璃油調(diào)耐火泥砌筑的火嘴在管式爐內(nèi)燒結(jié)后非常結(jié)實(shí)，很好地將火嘴通道與其周圍的保溫層隔離，徹底解決了煤氣串入爐底保溫層的問題。
（6）將爐膛清掃用蒸汽管道由DN32mm改為DN57mm，有效地增大了掃汽的蒸汽量，大大地縮短掃汽時(shí)間。
圖2 改進(jìn)前后的示意圖
3 改進(jìn)后的效果
管式爐經(jīng)過上述改進(jìn)后，很好地解決了以前存在的問題，經(jīng)過不斷地摸索、總結(jié)操作經(jīng)驗(yàn)，從改造后開工到現(xiàn)在一直使用正常。
（1）長明燈燃燒改善、不熄火,焦?fàn)t煤氣帶水量大大減少，爐底保溫層沒有出現(xiàn)串燒現(xiàn)象，管式爐燃燒穩(wěn)定，使用至今都沒有出現(xiàn)放炮事故。
（2）爐膛溫度大幅提高，富油溫度得到保證，可控制在170～180℃之間，整個(gè)粗苯生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
（3）管式爐掃汽時(shí)間大大縮短，由改進(jìn)前的2～3h縮短到0.5h左右，掃汽時(shí)產(chǎn)生的蒸汽冷凝水也大量減少。
（4）煤氣凈化效果變好，改進(jìn)后粗苯收率由0.88%提高到0.90％，粗苯回收對煤氣的凈化，后續(xù)設(shè)備、設(shè)施的防腐、環(huán)保等起到了很好的作用。特別是為生產(chǎn)安全和職工人身安全提供了有力的保障。
4 結(jié)束語
粗苯管式爐的改進(jìn)穩(wěn)定了新化產(chǎn)回收工段粗苯系統(tǒng)的生產(chǎn)，也為以后燒高爐煤氣管式爐的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)操作積累了經(jīng)驗(yàn)。由于該管式爐的設(shè)計(jì)只考慮了單獨(dú)使用高爐煤氣加熱，焦?fàn)t煤氣只起到安全燈的作用，高爐煤氣管道上增設(shè)焦煤氣管道，也只能起到摻燒的作用，不能完全單獨(dú)使用焦?fàn)t煤氣加熱。在有必要時(shí)，對管式爐的火嘴和爐體部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，使粗苯管式爐可分別單獨(dú)使用焦?fàn)t煤氣或高爐煤氣加熱。
