罐式煅烧炉“放炮”现象的成因分析及应对措施

[摘 要]分析了罐式煅烧炉“放炮”形成的原因和可能导致的因素，提出了解决处理该问题的措施。

[关键词]罐式煅烧炉、放炮、原因

中图分类号：TQ127.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0394-02

Analysis of the causes of pot calciner"blowout"phenomenon and Countermeasures

Ren Zhen

（Xinjiang Shenhuo carbon products Co.，Ltd.，xinjiang fukang 831500）

[Abstract]Analysis of the reasons for the formation of the pot calciner furnace"blowout"and thefactors which may cause， put forward to solve the

problems.

[Key words]the pot calciner；blowout；reasons

预焙阳极生产中煅烧工序主要的煅烧设备有罐式煅烧炉和回转窑两种，其中罐式煅烧炉以其质量稳定、较高的石油焦实收率、维护检修量少等优点，在近几年新建预焙阳极生产企业中选用的越来越多。

但是罐式煅烧炉操作基本为全手工操作，运行是否正常和调温工的技能存在很大关系，如果日常管理控制不好极易出现煅烧焦质量下降、温度波动频繁、炉子寿命缩短、炉子“放炮”等问题，特别是煅烧炉“放炮”由于其特殊性和危险性，对一次性投资较大的煅烧炉损害尤为严重，同时也威胁职工的生命安全，造成严重后果。本文就罐式煅烧炉“放炮”的特点、形成原因和如何应对等问题进行了探讨。

一、煅烧“放炮”的成因

1、放炮的形成原因

煅烧炉“放炮”的位置大部分在水套和碎料机以下，也就是煅烧焦能够接触到大量空气的位置，从部分厂家“放炮”导致碎料机外壳裂纹、集料斗变形损坏等后果也表明“放炮”产生的力量就作用在碎料机和集料斗上。

根据相关资料提供的数据，石油焦受热后所产生挥发分主要成分有H2、CH4、CO、CO2、CmHn几种气体，其中H2含量最多体积百分比达到60.15%，CH4次之达到32.87%，CO、CO2、CmHn分别占总体积数的4.17%、1.38%和1.43%[1]。

H2是一种极易燃的气体，氢气占4%至74%的浓度时与空气混合时，在热、日光或火花的刺激下易引爆；CH4在空气中的含量在5%至15.4%的体积范围内时，遇火花将发生爆炸。两种气体均是易燃易爆气体，煅烧炉“放炮”就是石油焦产生的部分挥发分因为其他原因没有进入煅烧炉火道内，而是随煅烧焦一起下移，当排出碎料机与空气接触后，由于物料温度仍在200℃左右，该部分挥发分与空气混合受热迅速燃烧（因为集料斗内空间有限），形成高压气体向外冲出，从而产生“放炮”现象。

如果一次性排出的挥发分较多，爆燃所产生的高压气体将产生十分巨大力量，可能导致碎料机破裂、集料斗变形损坏、炉体耐火材料受力松动、零部件受力飞出等后果，将大大降低煅烧炉寿命，员工生命安全造成极大隐患，因此必须进行防范处理。

2、导致“放炮”的因素

通过以上分析，“放炮”主要原因就是本应进入火道燃烧的挥发分随煅烧焦下移所致，而导致挥发分没有进入火道的因素主要有四个。

一是煅烧炉负压过低，由于挥发分进入火道是需要负压才能实现，如果煅烧炉负压过低不能将石油焦产生的所有挥发分吸入火道内，从而使挥发分随煅烧焦下移发生“放炮”。

二是煅烧炉总道或下火口堵塞，总道和下火口是挥发分进入火道的通道，如果总道或下火口出现堵塞，挥发分不能顺畅从料罐进入火道，也会导致挥发分随着煅烧焦下移发生“放炮”。

三是煅烧炉排料量过大，石油焦温度达到500℃时挥发分开始稳定逸出，温度在600-800℃期间逸出最多，占总逸出量的70%，温度超过900℃以后基本没有挥发分逸出。如果排料量过大，石油焦在煅烧炉料罐内下移速率过快，挥发分在三、四层火道处虽然达到温度得到逸出，但由于上层石油焦阻挡，逸出的挥发分不能通过总道进入火道，而是随煅烧焦下移发生“放炮”。

四是首、二层火道温度过低，煅烧炉上两层火道温度如果过低，石油焦没有达到能够使挥发分大量逸出的温度，后果和煅烧炉排料量过大一样，挥发分逸出后不能进入火道，随煅烧焦下移。

二、煅烧炉“放炮”的应对措施

通过对煅烧炉“放炮”的原因进行分析，一个最根本原因就是挥发分随煅烧焦下移所致，因此解决“放炮”问题也要从这个方面入手和解决。

1、煅烧炉操作要使用合适的负压。据煅烧炉操作经验和相关资料研究表明：常用的八层火道煅烧炉的首层火道处负压不能低于20Pa，七层火道处负压一般不能低于70Pa，如煅烧炉排料量低的情况可以适当在以上基础上降低；但是负压也不是越高越好，负压过高也会出现炉顶温度高（挥发分在总道内燃烧）、上层火道温度低、火道内硅砖灰缝内硅火泥被吸走出现空缝等问题。因此煅烧炉正常工作负压范围，首层处一般20-35Pa为宜，七层处负压一般在70-100Pa范围内。合适的负压还有一个标准是炉顶加料罐处应是微负压，料罐不冒烟冒火就可以了。

2、煅烧炉总道、下火口定期清理。煅烧炉清理工作是确保煅烧炉正常稳定运行的至关重要的一个方面，如果清理不好，不但能造成煅烧炉“放炮”，还会引起火道温度难以控制，总道料罐结焦严重，煅烧炉寿命缩短等问题。因此加强清理的煅烧炉日常维护的关键，根据我公司操作经验，总道清理周期不能超过8天，如总道内挂灰较多可缩短清理周期；下火口每班检查清理一次，确保挥发分排出顺畅。

3、控制煅烧炉排料量。目前国内许多厂家和筑炉单位为尽可能提高排料量，采取了增加火道层数（由八层火道增加至十层火道），提高料罐长度等方式。单位时间内进入火道的挥发分多了，但由于火道截面积并没有增加，过量的挥发分进入火道燃烧，势必导致火道温度很高难以控制，缩短了炉子寿命。因此应在产量和炉子使用寿命之间找到一个最佳的平衡点，根据生产经验，煅烧炉的排料量最大不宜超过额定排料量的15%，否则使用寿命有明显的降低。

4、稳定煅烧炉首、二层温度。影响温度的因素有石油焦挥发分、水分含量，空气量和负压的配合使用，调温工操作技能及责任心等。解决操作工技能问题需要一个较长的时间，应通过培训、练习等手段予以提高。

石油焦要做好配比工作，挥发分控制在9-10%比较便于煅烧炉操作，而水分对温度影响也很重要，含水量10%的石油焦煅烧过程中所吸热量中约10%用于水分蒸发方面，因此含水量高的石油焦会明显降低首、二层火道温度，这个在冬季尤为突出，如含水量确实较高，可以略微降低排料量效果比较明显。

空气量和负压使用主要是操作工的经验，一般如果首二层温度低的情况可以多用预热空气和稍小一点负压，如果温度过高可以搭配部分冷空气和稍大一点负压。一般首层温度控制在1200-1250℃，二层温度在1280-1330℃左右，可以根据排料量大小适当提高和降低。

三、结论

如果遇到煅烧炉“放炮”不必惊慌失措，它产生的原因其实十分简单，如果出现了，首先按照所能导致的原因逐个进行排查，对发现的问题逐项进行解决，问题都会得到处理。我建议在出现“放炮”情况时，不妨管理人员和操作工一起研究具体对策，能够更快的找到问题和症结，更快的处理好这个问题。

参考文献

[1] 王春华，陈文仲，刘伟娜・炭素回转窑内煅烧石油焦热物性参数的测试与研究・冶金能源・2007，3期：62页

[2]王平莆，宫振，贾鲁宁等・炭阳极技术[M]・北京：冶金工业出版社，2002