焦饼中心温度测量与炼焦操作探讨

【摘要】焦饼中心温度是衡量焦碳成熟与否的重要指标之一，能否准确及时地测量焦饼中心温度，对节能降耗，改善调火工的劳动强度和安全，都有重要的作用。本文探讨炼焦生产操作中焦饼中心温度、结焦时间、等炼焦工艺技术参数对改善焦炭质量的影响。

【关键词】焦饼中心温度；自动测量；节能降耗

1.焦饼中心温度对焦炭质量的影响

从煤炼成焦炭有两个重要阶段： 一是胶质体生成阶段，胶质体的数量多少、质量好坏，受煤粘结性的影响，粘结性较好的煤胶质体数量多，流动性好，塑性温度间隔宽，胶质体有充分的机会润湿其周围的变形煤粒而粘结在一起，所形成的焦炭气孔壁厚，气孔壁强度高，因而其耐磨性较好，焦炭耐磨强度指标M10低；反之，粘结性较差的煤炼成的焦炭M10较高。另一阶段是半焦收缩阶段，由半焦收缩形成焦炭裂纹，焦炭裂纹的深浅和多少取决于半焦收缩速度，半焦收缩速度快，收缩应力大，焦炭裂纹多而深，反之焦炭裂纹少而浅。煤炼成焦炭的加热速度决定着半焦收缩速度，加热速度越快，半焦收缩速度越快，反之则越慢，因此提高加热速度会使焦炭抗碎强度下降，降低加热速度会使之提高。在结焦时间一定的情况下，提高焦饼中心温度，则需要提高燃烧室的标准温度，也就相当于提高了加热速度。提高加热速度，可加宽胶质体塑性温度空间，增强胶质体软化阶段的流动性，提高了煤在软化阶段的粘结性，因而可改善焦炭的耐磨强度，但对于配合煤的具有较好的粘结性时，无需用提高加热速度的办法来提高其粘结性，这样会对半焦收缩产生不利影响，因加热速度加快会造成 M40显著降低。因此，在使用粘结性较好，入炉煤偏肥的煤炼焦时，在结焦时间一定的条件下，采用较低的焦饼中心温度，相应降低燃烧室标准温度，以保持较低的加热速度是改善焦炭强度的有效措施。事实上，本厂由于焦炉煤气需求量大，要求焦炉入炉煤可燃基挥发份必须大于28%，以提高煤气发生量，满足轧钢等后部用户的生产需求，因此入炉煤偏肥，粘结性好，M10容易满足高炉要求，可使用较低加热速度使M40得到提高。使用粘结性较好的煤炼焦，在结焦时间不变的情况下，降低炼焦温度可减慢加热速度，改善焦炭强度。但焦饼中心温度不能低于950℃，这样就会产生生焦，冒黑烟，发生难推，使M10变差，严重影响高炉顺行。入炉煤的粘结指数G值为84～87，使用焦饼中心温度以980～1000℃为宜。焦饼中心温度是焦碳成熟的重要标志。焦饼温度的均匀性是考核焦炉结构与加热制度完善程度的重要方面。当更换加热煤气种类、改变结焦时间、改变煤种及配比时都需要测量焦饼中心温度，以便随时调节加热制度。现在大多数焦化厂均使用“插管测量法”，这种传统的测量方法存在以下问题：1）需要四个调火工在装煤孔处插入6米长的管子进行人工测量，操作繁锁且时间长、劳动强度大、危险性高。2）只能在加煤口处取点测量，代表性较差。3）测量时需要寻找测点，存在人为误差。4）在频繁变换配比时不能及时对焦饼中心温度进行测量。进而影响焦炉加热制度和焦炭质量。为此，我们引进了焦饼中心温度自动测量系统。

2.测量原理

LD-200便携式焦饼中心温度在线测量仪是一种结合非接触式测量方法和光纤传感技术，实现高精度、高重复性、快速响应、非接触式测量和高性能价格比的新型光纤传感类测量仪器。光纤探头探测焦炭辐射的红外波密度，经光纤传导进入光电转换单元，经缓冲放大，线性化处理后，得到与被测温度信号成线性关系的电流信号，该信号经内置高速单片机采集形成温度数据，该数据保存在内置的存贮器中。

3.自动测量系统的特点

（1）在拦焦车的导焦栅侧面，取上、中、下三点，安装三个光纤探头，在推焦过程中对焦饼中心温度进行实时监测并进行数据采集工作。数据的采集原理利用微控制器和闪存技术，采集周期为1秒，每炉焦炭分别在上、中、下三点各取100个数据。

（2）智能地对碳化室号进行判定，对相关温度数据进行管理、存储。

（3）数据采集线直接连接到中控窒主机上，自动地对焦饼数据进行分析，得到即时温度、峰值温度、平均温度等相关数据，并分上、中、下三点绘出每一炉焦饼中心温度的实时测量曲线。

（4）根据需要对数据进行编辑、打印输出。直接指导焦炉生产和加热制度的制定，使焦饼中心温度实现了在线管理。

（5）该系统的仪表部分采用便携式箱体结构。上层为仪表控制部分，下层为电源、变送器、探头部分。将光纤探头安装在导焦栅的侧面。测量时，用光纤将箱体和探头连接在一起。接通电源，即可开始测量。

4.与传统焦饼测量法相比的优点

（1）温度测量精度高，能达到±1℃；而传统插管测量法需用光学高温计测量，测量精度仅为±20℃。

（2）焦饼中心温度实施了自动测量，在炭化室长向上共有100个测点，可以掌握整个炭化室长向焦饼成熟情况；而传统插管测量法只在加煤口处取点，只能代表取点处焦饼中心温度，不能代表整个炭化室情况。

（3）焦饼中心温度自动测量系统方便、快捷，将探头与仪表箱连上后，即可自动测量，不需人为操作；而传统插管法需岗位工在加煤口处插、拔6m 长的铁管，不仅费时、费力，而且由于焦饼管太长，存在触电、烫伤等安全隐患。

5.安装及调试过程中存在的问题处理方法

（1）我们在调试过程中发现，上部温度比中部温度低200℃左右，同时各测点温度大部分为温度低限值。为此我们专门到现场看推焦情况，经过多次观察发现，由于重力作用，上部三分之一左右的焦炭会提前落下，导致上部探头测空，上部平均温度偏低。为此我们把测温探头往焦炉侧移了500mm，解决了上部测空问题。

（2）我们在对2#拦焦车进行调试时发现，下部测温总是比上部低100℃ 左右，可看出炉又没有什么问题，经过检查发现导焦栅上开口较小，又把开口扩大了，扩完孔后温度没问题了。

6.使用效果

焦饼中心温度自动测量系统经过半年运行后，取得了较好的效果。

（1）我厂由于煤源紧张，一个月调好几次配比。传统测量时，由于调节频繁，无法安排测量焦饼中心温度。有了焦饼中心温度自动测量系统后，随时可以测量。同时我们将焦饼中心温度的定期测量由原来的半年一次调整为现在的半个月一次，能够及时了解焦饼的成熟情况。并根据测量结果对焦炉加热制度进行及时的调整，确保焦炭质量的稳定。

（2）使用光纤探头自动测量，避免了传统测量方法中的人为误差因素，使测量更具有客观性。为加热制度的调整提供了更精确的依据。

（3）焦饼中心温度实施自动测量后，根据测量结果及时对加热制度进行调整，降低了加热燃料的消耗，达到了节能降耗的目的。

7.结论

使用合理的焦饼中心温度，相应的控制标准温度，能够使焦炭质量得到改善；适当延长结焦时间也可提高焦炭强度；采取合理措施，提高炉头温度可显著减少黑头焦，改善焦炭质。在不能改变结焦时间的情况下，降低焦饼中心温度，即降低标准温度，以求减低加热速度，取得较好效果。随着洗精煤供应的日益紧张，大多数焦化厂都存在着频繁改变配煤比的问题。焦饼中心温度自动测量系统，为我们及时、准确地跟踪焦饼中心温度提供了技术保障，在不久的将来必将得到广泛的推广。

【参考文献】

[1]杨丽.煤质分析在炼焦生产中的作用[J].科技创新导报，2010（31）.

[2]刘建华.自动测量焦饼中心温度[J].科技经济市场，2009（09）.