顺流罐式煅烧炉烘炉新工艺的应用

本文介绍了40罐8层火道顺流罐式煅烧炉54天烘炉方案，通过缩短烘炉周期，减少了燃料消耗，并能尽快由烘炉模式转换到生产模式，而且烘过的炉体变形小，符合耐火材料热膨胀规律。
罐式煅烧炉在正常生产之前都要经过烘炉过程，使用合格煅后焦填充炉体后点燃天然气升温，直至烘干水分达到生产要求的高温状态，这个过程漫长且消耗燃料，运行成本高。
某公司在研究了以往煅烧炉的烘炉经验后，结合自己砌炉的实际状况，大胆提出了由传统烘炉周期72天缩短到54天的烘炉新工艺。不仅满足了炉体对烘炉升温的要求，而且节约了燃料，并能及早转入正产生产状态，有很大的经济效益。
1烘炉操作
某公司8台40罐8层火道顺流式罐式炉，设计产能28万吨，第一、三、八层火道测温度，第七层火道测负压。烘炉期间以第一层火道温度作为升温依据，第三、八层火道温度为参考。烘炉以天然气为燃料，预热空气从炉前、炉后分别进入第一、二层火道，炉顶溢出挥发分从炉前、炉后分别进入第一、二层火道。
1.1烘炉的目的
烘炉是将新建的炉子用外加热源的方式逐出硅结构体中的水分，并按升温计划把炉子加热到生产使用的高温状态，使泥浆烧结为一个整体而转入生产。烘炉的目的有以下几点：
排出砌筑灰浆和砖体中含有的水分；使砌筑泥浆与砖体烧结；
使耐火砖，尤其是硅砖均匀膨胀，避免炉体变形或出现较大裂缝。
1.2烘炉曲线制定的理论依据
由于罐式炉是一个复杂的砌筑体，各种材料有着不同的特性，所以要保证炉体的完整和密封，必须制定出合理的烘炉曲线和操作制度。罐式炉的烘炉曲线是根据不同温度区间的硅砖膨胀特性,高温荷重软化点，以及煅烧烘炉实践而综合制定的。
罐式炉炉体主要砌筑材料是硅砖，硅砖是由含石英（SiO2）很高的硅石经粉碎、成型、灼烧以后制成的。具有导热性好，高温下荷重软化点高和抗煅烧物料磨损等优点（硅砖的耐火度可达1700一1050℃，在2MPa的荷重下，其荷重软化点可达：1640℃），但硅砖的耐急冷急热性能差，剧烈的温度波动（热震），它将会发生破损。
1.3烘炉曲线表 1.4烘炉过程控制
放空天然气管道，检测天然气合格。
按两头向中间逐个点火，点火前要先将火把伸在喷管前，然后缓缓开启天然气阀门，调整天然气量，点火完毕后调整火焰大小和炉子负压，直到火焰正常稳定（先点火，后送气）。点火后认真检查各监测点负压，根据实际情况重新调整负压。
火焰燃烧稳定后，严格按照烘炉曲线升温。100℃时开始按顺序调整弹簧。当温度达到100℃以上时通冷却循环水。当温度达到900℃以上时，可以开始向料斗内加石油焦，打开首层挥发份拉板，并以20kg/h的排料量排料，随温度上升，逐渐加大排料量并打开预热空气拉板。当温度达到1000℃时，排料量可增加到60kg/h，排出的不合格料返回配料仓。
当温度达到1250-1350℃时，火道温度基本稳定，挥发分溢出正常时，可以关闭天然气阀门，拆除天然气喷管，利用挥发份开始正常生产。石油焦经煅烧后的料排出时要进行理化分析，根据分析结果及时调整工艺参数，达到合格要求。当烘炉到一定程度时，炉顶打浇铸料，炉体四周抹保温材料。
2烘炉过程分析
本次烘炉以天然气为燃料，利用火道的负压将燃烧室内的热气流吸入火道进行烘炉。烘炉低温阶段为防止灭火，采用小负压操作，随着温度的提高，负压相对提高，后期加大负压缩小各层火道间温度，加快升温速度。
在烘炉过程中，以炉高膨胀量为准，利用控制首层火道升温速度及负压来控制炉高日膨胀，当首层温度达到400℃时，可以打开二层挥发份拉板少许，400度以上火道上下层温差过大可适当排料调节温差。
煅烧炉的烘炉过程是将筑炉材料逐渐提高到正常生产温度的过程，这一过程中，筑炉材料中的水分被排除，耐火砖中的成份在升温过程中因晶型转变而产生较大的体积膨胀产生热应力，在升温中一定要平衡升温，不能忽高忽低，各条火道间的温度应尽量拉平，不能有较大的偏差。必须严格控制升温速度，以控制炉体膨胀速度。
低温发现灭火，立即关闭天然气阀门，让火道抽排风5分钟以上后，按点火操作规程重新进行点火操作。
清理天燃气喷管时必须关闭天燃气阀门5分钟，清扫时要检查天燃气有无泄漏，防止中毒或发生意外。清扫时必须正确穿戴劳保用品，佩戴面罩或护镜。
经常检查炉体四周有无影响炉体膨胀地方和障碍物，特别是发现四周大墙膨胀小或不膨胀，弹簧个别压缩小或不被压缩，更要仔细寻找影响炉体膨胀的障碍物，及时查明确认影响原因，采取相应措施进行有效排除。
当煅烧温度达到正常要求时，挥发份溢出稳定，及时拆卸天然气管线，以免影响调温操作。
3烘炉结果 罐式炉经过54天的加热升温后，观察其炉体，火道没有移位变形等现象，炉体表面没有明显内凹、外凸现象，没有耐火泥脱落现象。再使用卡尺、吊锤等工具测量，炉顶膨胀73.7mm，炉体前后大面外凸3mm，炉体两侧外凸5mm，符合耐火材料热膨胀规律。这次烘炉使用天然气作燃料，累计消耗天然气100500m3，比传统烘炉节约消耗量的20%。
当火道温度到900度，开始排料，并逐步加大排料量，随着挥发分溢出，逐步转入正常生产。在转换过程中升温非常平稳，转换后试生产的煅后焦质量一次达标。
4结论
用54天烘炉周期烘过的炉体变形小，符合耐火材料热膨胀规律，能保证烘炉质量。缩短烘炉周期，减少天然气消耗，有很大经济效益。烘炉后转换正常生产，操作简便，升温平稳。烘炉转换生产后，产生的煅后焦质量理化指标好，符合国标要求。