李强，孙晴亮

7.63 m焦炉小烟道窜漏的原因分析及解决措施

李强，孙晴亮

(马鞍山钢铁股份有限公司煤焦化公司，安徽马鞍山243000)

焦炉小烟道发生窜漏会影响焦炉使用寿命并破坏焦炉正常加热，需要及时解决。对7.63 m焦炉小烟道窜漏产生的原因进行了分析，并有针对性地采取了一些特殊调节手段，取得了较好效果。

小烟道；护炉铁件；压差；窜漏；等压调节

1 引言

焦炉小烟道是蓄热室联接废气开闭器的通道，上升气流时进入冷空气和冷煤气，下降气流时汇集热废气，交替变换的上升和下降气流温度变化剧烈，压差也较大，该处砌体处于最不利的操作条件下，隔墙易产生裂缝而引发气体窜漏。当小烟道发生窜漏着火时，不仅会影响焦炉的正常加热，而且对焦炉的危害也较大，会缩短焦炉的正常使用寿命，因此及时解决小烟道窜漏并采取预防措施是非常有必要的。

2 存在问题

马钢两座7.63 m焦炉是德国伍德公司设计，分别于2007年1月和4月投产，采用混合煤气加热。投产仅一年多的时间就发现在上升气流时，有部分空气侧小烟道内的空气通过单墙窜漏到煤气侧小烟道内与煤气混合燃烧，着火部位从焦侧中部一直延伸到机侧端部，将煤气小烟道2/3的部位烧得通红，不仅对焦炉造成相当大的危害，而且还因部分煤气在小烟道内被烧掉以及小烟道上部喷嘴板烧得变形造成相关燃烧室温度偏低和横排温度均匀性较差，影响了焦炉的正常加热。

3 原因分析

3.1 设计方面

伍德公司在设计7.63 m焦炉时，为不妨碍在机侧蓄热室调节更换小烟道上部的喷嘴板，未在机侧小烟道单墙端部设计任何护炉铁件保护装置（见图1）。

为防止此部位砌体受热膨胀后导致墙体外移，而在焦炉蓄热室中下部（第1～21层）采用了热膨胀较小、热震稳定性较硅质材料好的半硅砖砌筑，替代了现代焦炉普遍采用硅砖砌筑小烟道、内部再衬以粘土砖的做法。

半硅砖是指SiO2含量大于65%的铝硅质耐火制品，受热后具有较小的膨胀特性，体积变化较小。伍德采用半硅砖的目的是为了保证在机侧小烟道端部不设护炉铁件的情况下此部位砌体的严密性。但从实际使用情况看，这种设计欠妥，存在缺陷。虽然半硅砖的热膨胀率仅0.6%左右，比硅砖小很多，但不设护炉铁件加以保护，砌体仍会出现自由膨胀现象。马钢7.63 m焦炉在烘炉阶段就出现了小烟道单墙因膨胀而凸出机侧基础平台侧面或多或少的问题。

之所以小烟道单墙会往机侧移动，是因为在焦侧小烟道端部设置了与废气开闭器相联接的小烟道承插套，小烟道单墙受热后向焦侧膨胀位移受到承插套阻挡，便向机侧移动。

从小烟道窜漏着火部位靠近机侧那一端也印证了上述分析是有一定道理的。

3.2 烘炉方式

马钢7.63 m焦炉烘炉采用烧嘴鼓风正压方式，与传统先烘烟囱产生吸力的负压烘炉方式明显不同。

为使废气内水蒸气处于不饱和状态，防止水蒸气在小烟道内凝结，通过烧嘴鼓风机始终向碳化室鼓入大量空气，同时煤气在烧嘴内点火燃烧，产生的大量废气进入碳化室，最后通过烟囱排出。而废气开闭器调节翻板在烘炉阶段却处于关闭状态，废气只能从调节翻板四周的缝隙进入分烟道，使整个焦炉砌体都处于正压状态。烧嘴强制鼓风带入的热量淤积在炉体中下部，易使中下部的砌体过热，使这部分砌体膨胀过快，墙体产生裂缝。因此，对于未在小烟道机侧端部设置任何护炉铁件的焦炉来说，采用这种废气开闭器调节翻板完全关闭产生正压的烘炉方式显然是不合适的。

焦炉在烘炉阶段就出现了部分小烟道单墙因膨胀较大而凸出机侧基础平台侧面30～50 mm左右的问题，当时伍德专家采取了在机侧小烟道单墙端部增加护炉铁件施加压力的临时保护措施，但在烘炉结束后又将之拆除，这也为后来的小烟道窜漏埋下了隐患。

3.3 焦炉加热调节方面

7.63 m焦炉分三段加热，将空气蓄热室又分隔成高向空气蓄热室和底部空气蓄热室，底部空气小烟道与煤气小烟道仅一墙（单墙）相隔，在废气开闭器内设计了可分别调节高向和底部空气量的小翻板。因为加热水平设计尺寸偏小，造成炉顶空间温度偏高，为降低炉顶空间温度，缩短燃烧室火焰高度，将高向空气调节翻板关闭，底部空气调节翻板全开。这种调节方法使燃烧所需空气量全部从底部通道进入，造成了底部空气小烟道内的压力高于煤气小烟道内的压力，两侧压差较大引起窜漏，空气通过单墙砖缝窜漏到煤气小烟道内燃烧。

4 采取措施

根据上述原因分析，首先采取的措施就是对小烟道单墙砖缝进行喷补，但因小烟道通道过长且无法确定单墙砖缝具体部位等原因，多次喷补没有效果；其次，将废气开闭器内的高向空气调节翻板调至全开位置，仍然不能消除窜漏。

在采取上述两种措施没有效果的情况下，决定采用“等压调节”手段对小烟道窜漏进行处理，即将底部空气小烟道与煤气小烟道在上升气流时的压差调至零左右，以消除窜漏。主要措施如下：

（1）将底部空气蓄热室喷嘴板开口同等增大，同时将废气开闭器内的底部空气调节翻板关小。这样可在保持进入燃烧室空气量基本不变的情况下，降低空气小烟道压力。

（2）将煤气蓄热室喷嘴板开口同等缩小，同时将煤气支管孔板开度增大。这样可在保持进入燃烧室煤气量基本不变的情况下，增大煤气小烟道压力。

以140A#蓄热室为例，来说明空气和煤气小烟道吸力调节前后压差的变化，见表1。

5 实施效果

通过反复调节试验，采用“等压调节”措施取得了较好效果：

（1）煤气小烟道内火焰消失，原本被烧得通红的小烟道墙变暗。

（2）小烟道温度从460℃左右下降至300℃左右。

（3）相关燃烧室温度恢复正常，横排温度均匀系数达到0.90以上。

6 结语

（1）造成7.63 m焦炉小烟道窜漏的根本原因是机侧小烟道单墙端部未设计护炉铁件给予保护，致使小烟道部位砌体在受热后往机侧自由膨胀，导致小烟道单墙产生裂缝，为窜漏埋下了隐患。因此，设置完善齐全的护炉铁件设施是保证焦炉砌体严密性的首要条件。

（2）“等压调节”只是一种特殊调节手段，不能从根本上解决小烟道窜漏问题，应在7.63 m焦炉机侧小烟道单墙端部增设既能保证砌体严密性、又不妨碍喷嘴板更换的护炉铁件，对砌体施加保护性压力，防止产生新的砖缝，从源头上消除小烟道窜漏的发生。

Cause Analysis of Sole Flue Blowby in the 7.63 m Coke Oven and Treatment Measures

LI Qiang，SUN Qingliang
(The Coal Coking Company of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

Blowby in coke oven sole flue can shorten the service life of coke oven and affect the normal heating of coke oven,so must be treated in time.The causes of blowby in the sole flue of the 7.63 m coke oven were analyzed and special adjustment measures were taken,which has achieved good results.

sole flue;protective iron parts;pressure difference;blowby;constant pressure adjustment

TQ54

B

1006-6764(2015)01-0007-02

2014－10－11

李强（1968-），男，1988年毕业于马钢技校，1994年获自学考试大专学历，高级技师，现从事焦炉管理工作。