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1、火焰判断法在焦炉的应用火焰判断法在焦炉的应用 柯青春 李德泉 ( 梅山钢铁公司炼铁厂南京210039) 摘要:介绍了焦炉热工不同状态下，火焰判断法运用的方法和要点，总结了立火道底砖颜色和炉温的关系。通过火焰判断法，可以及时地分析出焦炉加热中的不足，为焦炉炉温的调节提供可靠依据。 关键词:火焰燃烧; 火道底砖颜色; 火道温度 火焰的燃烧在焦炉的生产过程中是时刻都客观存在的，并且在焦炉的热工调节中，仅仅通过废气分析去对燃烧情况进行判断是非常繁琐和滞后的。因此为了能及时地掌握加热情况，通过火焰燃烧情况的微妙变化去判断焦炉加热调节的效果以及调节的方向和趋势是必不可少的一种手段。 1 焦炉煤气加热时的火
2、焰判断及要点 焦炉煤气加热时，正常的火焰是稻黄色的。当空气过剩系数过大时，火焰发白，短而不稳，火道底部温度偏高，炉砖发亮; 当空气过剩系数小时，火焰发暗，并且火焰长而散，呈絮状，火道底部炉砖发暗; 当空气系数过小时，燃烧不完全且有黑烟，看火孔盖打开后底面积炭灰; 当煤气和空气都多时火道内的火焰相对较大，火道温度高; 当煤气和空气都少时则火焰小，火道温度低。通过以上对不同情况下焦炉煤气火焰燃烧情况的分析，可以对加热情况进行判断，但是在看火过程中应该结合不同情况进行综合判断，才能得到正确的结果，反之就容易判断失误，使结果适得其反，导致调节混乱。 1.1 稳定看火作业时间等条件 焦炉加热时煤气和空气
3、的的配比是一个在一定范围内不断变化的量，比如白天和夜晚的空气系数就不同，同样当焦炉煤气管道压力、煤气热值、吸力及风向等发生变化时，空气系数也会随之改变，一般要求焦炉煤气加热时空气系数应控制在1.20 1.25 左右。焦炉调温工看火作业时间应该尽量选择在每天上午9:0010:00，因为这段时间的大气温度比较接近一天中的昼夜平均温度，具有一定的代表性。看火时应该保持压力吸力的稳定，交换后510 min 开始看火，这样才能比较客观地判断火焰的真实燃烧情况。 1.2 对高向加热的确认 通过火焰燃烧点的高度判断高向上的加热合理性。正常情况下焦炉煤气燃烧的并不是在火道底部，而是在灯头砖上方1m 左右的地方
4、。可以通过对火道底部和燃烧点位置的炉砖颜色的相对色差进行判断比较，色差明显的火道底部颜色明显暗于燃烧点部位，说明火焰过长即燃烧点过高，火道上部温度偏高，一般为空气系数小。反之，色差不明显说明燃烧火焰过短即燃点偏低，火道底部温度高炉砖发亮，一般为空气系数大。在判断时还应该考虑到循环孔对火焰燃烧情况的影响。因为灯头砖靠近循环孔的火道和灯头砖远离循环孔的火道的燃烧状态是不同的，灯头砖靠近循环孔的火道内火焰看上去较大且长有絮状火焰存在，灯头砖远离循环孔的火道内的火焰看上去较小且短。这是因为灯头砖靠近循环孔的火道上升时通过循环孔被抽过来的废气是把煤气吹向斜道口的，所以火道内的火焰看上去很大，灯头砖远离循
5、环孔的火道则正好相反，它的循环废气是把斜道口的空气吹向煤气的，加速了煤气的燃烧，所以火焰看上去较小。这并不是空气和煤气的供给问题，在调节时应该要进行考虑。 1.3 对加入酸气后燃烧情况变化的确认 当煤气中被掺入酸气时，煤气燃烧的火焰就会发生变化，由于酸气中不仅仅含有H2S 等可燃成分，还含有大量的其他不可燃成分，所以导致煤气的燃烧状态发生了明显的改变。首先是煤气燃烧的火焰高度变长，这主要是因为: 1) 煤气的压力提高，导致流速加快，进入火道时的喷射力增加; 2) 因为煤气中含有的不可燃成分增多，造成燃烧速度减缓; 3) 从2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2，可以看出1体积的H2S
6、 完全燃烧时需要1.5 体积的O2，同时生成的SO2 又可以与O2 反应生成SO3，也就是说需要的O2 量增加。 以上3 点最终表现在燃烧火焰明显变长，火道底部温度比上部低。再从火焰颜色可以看到煤气燃烧时的火焰透明，通过火焰能清晰地看到灯头砖。这种状况下，调节时可以适当增加空气量和吸力，以保证火焰的正常燃烧高度。同时，要注意炉头温度的变化，防止炉头温度过低。 2 高炉煤气加热时的火焰判断及要点 2.1 通过燃烧位置来判断 由于高炉煤气加热时燃烧的火焰是蓝色透明的，很难通过观察火焰来准确地判断燃烧情况，但是可以通过观察火焰的位置和斜道口的颜色等进行燃烧判断。因为高炉煤气的热值低，所以要得到所需的
7、燃烧温度，多数情况下是煤气流量比空气多，因此正常燃烧时的火焰是偏向空气斜道口的。当使用混合煤气时，火焰的位置就会随混合比的大小而改变，即混合比越大就会越偏向煤气斜道口。若火焰过多的偏向煤气斜道口就表明空气少煤气多，反之则煤气少空气多。 2.2 通过火道底部的颜色来判断 根据经验正常燃烧时，火道底部的最亮部位应该在灯头砖上部3050 cm 处，灯头砖的颜色应该比该点稍暗，但是有时为了降低上部温度，通过增加空气量和吸力等手段进行干预，就会发现灯头砖部位明显变为最亮。因此在看火时应该注意观察这些部位颜色的变化，通过它们判断空气系数的大小，再结合高向加热的情况综合分析是否要改变进风口和烟道吸力对空气系
8、数进行必要的改变。 2.3 通过斜道口的颜色深浅和火道的清晰程度来判断 高炉煤气加热时，当火道温度较低时，可以通过火焰燃烧位置进行燃烧判断。但是当火道温度较高时，火道内看不到明显的蓝色火焰( 如果这时仍然能看到斜道口有火焰燃烧，多是因为掺混比出现了问题或者是煤气的成分发生了变化，这就要及时查明原因进行调整) ，可以通过观察两个斜道口颜色进行判断。一般正常时，煤气斜道口的颜色应该比空气斜道口颜色深，因为高炉煤气加热时，1 m3 的高炉煤气完全燃烧需要0. 9m3 的空气，因此煤气斜道口的温度应该稍低，所以颜色较深的斜道口就是气体流量较多的。但是使用混合煤气时，这种颜色差就会发生变化，掺混比越高颜
9、色差就会越小。这时可以通过火道内的浑浊程度来判断，正常燃烧时，火道内是清亮不混的，越浑浊，煤气量越多，当煤气量过多时可以看到从看火孔冒出蓝色的火苗。另外，在使用高炉煤气加热看火时，还应该注意有无白眼，尤其是炉头部位，一个白眼往往可以影响34 个火道的正常加热。这主要是蓄热室封墙，斜道部位漏气及堵塞等造成的。发现白眼应该及时联系热修进行处理，如短时间内不能解决，应该通过对上升气流煤气和空气蓄热室的蓄顶吸力进行调节，保证煤气蓄热室顶部的吸力小于空气蓄热室，以保证气体只能漏入空气蓄热室，这样可以有效降低白眼的危害程度。 3 荒煤气燃烧时的火焰判断及要点 荒煤气燃烧在焦炉生产中无处不在，因此对荒煤气燃
10、烧时的火焰情况进行认真地分析判断，可以有效地检查加热制度制定的合理性。 3.1 通过上升管荒煤气燃烧的火焰判断 焦饼的成熟情况上升管处荒煤气燃烧时正常的火焰是透明稻黄色，可以认为焦饼完全成熟。如果发现上升管荒煤气燃烧时火焰发亮，甚至有黑烟生成，确认上升管翻板完好密封，就可以判定焦饼偏生，应该检查炉温是否正常，假如是全炉性的，就要考虑加热制度是否合理，必要时应该进行适当调整。反之，如果上升管打开后，看不到任何颜色的火焰，只有热气流冒出，则可以确定焦饼过火，应该及时查明原因，究竟是炉温不均匀，还是加热制度不合理，以采取必要的措施进行调节。在观察上升管火焰时，要注意加煤口打开情况，打开的数量和部位不
11、同，上升管火焰的情况是不同的，有时往往会造成假象，影响判断的准确性。 3.2 通过炭化室空间内荒煤气燃烧的火焰进行判断 在推焦前，当机焦侧炉门打开后，就可以在大车上进行焦饼检查，同时可以通过对炉顶空间内的煤气燃烧情况进行加热情况判断。加热正常时，焦饼成熟完好，空间内的剩余煤气燃烧时，火焰是透明的稻黄色，并且可以透过燃烧的火焰清晰地看到机焦侧和空间内的情况。如果空间内煤气燃烧的火焰浑浊不清或者发亮，则说明焦饼没有完全成熟或是夹生焦。反之，则焦饼过火。 3.3 通过上升管的火落判定孔进行荒煤气燃烧 判断通过火落判定孔观察上升管内的煤气燃烧情况，也可以比较直观地预判断焦饼的成熟情况。在推焦前2 h
12、左右打开火落判定孔，观察荒煤气的燃烧火焰的颜色。因为这时的焦饼已经基本成熟，荒煤气的主要成分是H2 和少量的CH4 等，所以火焰的颜色应该是透明的稻黄色，并且透过火焰可以清晰地看到上升管内壁的砖缝。如果看不清，则表明焦饼成熟不好。 通过以上的分析，可以看出在焦炉调温中看火的重要性。通过火焰的不同，可以及时分析出焦炉加热中的不足，为下一步的调节提供依据，从而可以避免调节的被动。但是在看火过程中，一定要结合当时的工况条件，综合分析才能得到正确的判断结果。比如在立火道内看火时，应该要注意当时的吸力情况，如果看火孔压力过正或者过负，就有可能造成燃烧的假象。所以当看火时就应该首先消除这些明显的不正常因素
13、的干扰，再有就是可以通过炉砖颜色的不同进行判断等等。火道墙砖颜色与温度的大致关系见表1。 表1 火道墙砖颜色与温度的大致关系 炉砖颜黑红色( 夜暗红色( 夜深樱樱红浅樱暗橙亮橙橙白耀眼色 晚看出) 晚看出) 红色 色 红色 色 色 色 白色 温度范围/ 4 结语 总之，焦炉看火技术是在焦炉调温过程中不断总结和积累的过程，只有经过长期的观察总结，才能在调温中做到正确使用。但是在调温中如何才能应用到位，这就要求在看火过程中仔细地揣摩和把握了。 致谢: 本文得到梅钢炼铁厂生产技术室徐顺国同志、炼焦分厂刘华同志的支持，作者在此表示衷心的感谢! 约600 约700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400
