[发明专利]加热高度可变的富煤气加热焦炉加热系统及其调节方法

说明书

本发明涉及一种加热高度可变的富煤气加热焦炉加热系统及其调节方法，所述焦炉加热系统包括自下至上依次连接的小烟道、可控换热通道、助燃气体通道及燃烧室；每个燃烧室对应的可控换热通道数量至少为2个，每个助燃气体通道由下部的斜道段与上部的直道段组成，每个助燃气体通道与立火道通过至少一个气流出口相连通，且各个助燃气体通道上的气流出口至少有一个设置在不同高度；小烟道的一端通过小烟道连接管和废气开闭器与分烟道相连，小烟道连接管上设有进气孔和进气流量调节装置；废气开闭器内与各个小烟道一一对应地设有多个废气盘。本发明可根据需要随时改变立火道内燃烧发生的高度位置，保证供热分布满足生产需求，调节方式简单方便。

技术领域

本发明涉及可燃气体下喷式焦炉技术领域，尤其涉及一种加热高度可变的富煤气加热焦炉加热系统及其调节方法。

背景技术

随着现代生产方式的转变，对焦炉提出了更高的要求，如要求加热均匀、生产能力大、加热系统阻力小、调节控制方便等。我国现有的下喷式焦炉，为控制立火道内的燃烧温度，改善立火道内高向加热均匀性，采用了高低灯头、废气循环和助燃气体分段供给等方式。如图1-图3所示，是一种采用上述措施的焦炉加热系统，助燃气体从蓄热室1进入斜道2，在斜道2处分流，一部分通过底部助燃气体出口7直接进入立火道底部，另一部分通过立火道隔墙内的助燃气体通道4，从分段助燃气体出口5进入立火道3。上述结构形式的焦炉，助燃空气从一个蓄热室通过斜道分流，进入对应立火道底部和立火道中上部，只能通过调整斜道口调节砖9和分段出口调节砖8，调整进入立火道底部和中上部的助燃空气分配比例，实现调整立火道底部和中上部的加热量。在炉体设计阶段，只能通过理论计算确定调节砖的分布，而实际生产中无法定量地确定两部分气流量的分配比例，因此误差较大，焦炉运行投产后，特别是是长时间运行后，调节砖会粘结在隔墙砖上，立火道内的高温使得调节砖调节装置失效，上述两种原因使得调节砖的调节无法实现，即难以进行二次调节，很难实现预期的火道温度分布。特别是当焦炉生产状态改变时，由于无法调节立火道底部和中上部的加热量，将使得焦炉高向加热均匀性恶化，炼焦耗热量增加。

另外，斜道2采用Y型分叉结构，结构复杂，增加了设计难度，为保证严密性，设计的砖型复杂，也增加了制砖难度，同时砌筑过程中保护和清扫困难，增加了砌筑难度，由于流通结构复杂，增加了系统阻力，不利于助燃空气流通。

目前国内投产的6米以上的焦炉，在采用富煤气加热时，氮氧化物排放水平均高于500mg/m³，无法满足行业排放标准的要求，原因是复热式焦炉的设计理念要同时兼顾贫煤气和富煤气加热两种情况，使得焦炉在采用富煤气加热时，在立火道底部的过量空气系数接近于1.0，燃烧剧烈，燃烧温度高，在此高温区生成了大量的氮氧化物，而由于炉体结构限制又使得立火道底部助燃空气进气量无法有效调节，燃烧温度无法降低，氮氧化物的生成无法抑制，为了保证焦炉排放达标，只能在炉后增加脱硝工序，导致建设成本和生产成本大幅提高。

发明内容

本发明提供了一种加热高度可变的富煤气加热焦炉加热系统及其调节方法，可根据需要随时改变立火道内燃烧发生的高度位置，实现炭化室加热高度的改变，保证供热分布满足生产需求，有效降低能耗，保证生产顺行；调节方式简单方便，并有利于减少焦炉氮氧化物排放。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

加热高度可变的富煤气加热焦炉加热系统，包括自下至上依次连接的小烟道、可控换热通道、助燃气体通道及燃烧室；每个燃烧室对应的可控换热通道数量至少为2个，每个可控换热通道通过对应设置的助燃气体通道与燃烧室相连通；每个助燃气体通道由下部的斜道段与上部的直道段组成，直道段向上延伸到立火道内，每个助燃气体通道与立火道通过至少一个气流出口相连通，且各个助燃气体通道上的气流出口至少有一个设置在不同高度；各个可控换热通道的底部分别与小烟道连通，小烟道的一端通过小烟道连接管和废气开闭器与分烟道相连，小烟道连接管上设有进气孔和进气流量调节装置；废气开闭器内与各个小烟道一一对应地设有多个废气盘，各个进气孔的开关阀门、废气开闭器内的废气盘能够与焦炉热交换控制系统联锁控制。