祁美良 刘翔宇（华菱湘钢炼铁厂，湘潭411101)
湘钢炼铁厂新化产回收系统的粗苯管式炉于2006年9月投入使用，管式炉用高炉煤气加热，设计热容量为3.344×104MJ。管式炉底部沿圆周均布8个火嘴，火嘴的进气通道为套筒式结构，内筒为焦炉煤气通道，外筒为高炉煤气通道。其中焦炉煤气火嘴起到长明灯和点燃高炉煤气的作用，以保证高炉煤气火嘴不会熄灭，避免煤气爆炸事故的发生。管式炉所用的焦炉煤气来自洗苯塔后煤气主管，高炉煤气来自5号焦炉加热用高炉煤气主管。由于湘钢的粗苯管式炉是首次采用高炉煤气加热，为彻底消除对使用高炉煤气极易发生中毒、爆炸等安全隐患问题，特对粗苯管式炉进行了一系列改进，取得了良好的效果。
1 存在的问题与原因分析
粗苯蒸馏系统自投产以来，管式炉燃烧系统很不稳定，经常熄火、放炮，导致粗苯产量低，且很不安全。其主要原因有以下几点。
（1）长明灯使用的焦炉煤气中夹带有焦油、水汽和萘等杂质，燃烧后，杂质堵住了气孔，水汽凝结成水后，封住了长明灯的煤气管道，致使长明灯熄火，甚至放炮。
（2）长明灯的煤气管道直径只有50mm，每盏灯头的煤气管道直径为25mm，导致煤气压力小，煤气量不足，容易引起熄火和放炮。
（3）高炉煤气压力很不稳定，波动在800～1100Pa之间，导致富油温度无法稳定在170～180℃的标准范围内，直接影响粗苯产量。
（4）管式炉底板保温采用的是下层砌保温砖，面层抹耐热混凝土。由于试生产过程中，频繁开停管式炉时用蒸汽扫汽，使得炉底保温层在热胀冷缩和蒸汽冷凝水的作用下产生裂纹，又由于8个煤气火嘴都是直接安装在底板上，火嘴通道与周围的保温层没有采取特殊措施隔开，且在保温层施工时，所留火嘴通道孔径偏小。导致高炉煤气火嘴经常熄火，煤气串入炉底保温层与炉底钢板之间及保温层内部的裂缝之间燃烧。炉底钢板受热变形，有的地方甚至烧红，炉底空间温度高。不及时处理将有烧穿炉底钢板的危险，损坏设备且危及操作人员的安全。
（5）管式炉炉膛清扫蒸汽管直径为32mm，管径太小，由于高炉煤气管式炉相对于原回收车间的焦炉煤气管式炉，在对流段增加了煤气预热器，管式炉高度比较高, 且对流段内管道较多，扫汽过程中，蒸汽冷凝量较大。因此，每次扫汽时间都很长，且有大量蒸汽冷凝水流到管式炉底板上。
2 改进措施
（1）将长明灯喷嘴孔的直径由6mm扩大到8mm，将长明灯的煤气主管由DN50改为DN200，以加大了煤气量，保证长明灯的燃烧。
（2）如图1所示，在长明灯底部增设放水装置和清扫口，可定期放出管内积水和清扫长明灯火嘴，保证煤气的畅通。
图1 长明灯部分改进前后的示意图
（3）掺烧焦炉煤气。在进管式炉预热器前的高炉煤气总管上安装DN150mm的焦炉煤气管道，该管道伸入高炉煤气管道的中心，且在出口方向与高炉煤气流向一致。在高炉煤气压力低时，掺烧焦炉煤气，在高炉煤气压力足够时（6～11kPa)，停止掺烧。保证富油温度稳定在标准范围内。
（4）在掺烧焦炉煤气的管道上安装制动调节阀，保证掺烧及时、稳定。
（5）对管式炉底板保温层进行改进，如图2所示，将炉底8个火嘴周围的保温层挖开，在每个火嘴处用玻璃油调耐火泥作砌筑料，用焦炉桥管衬砖砌成圆形火嘴，再将其他保温层填实抹平，玻璃油调耐火泥砌筑的火嘴在管式炉内烧结后非常结实，很好地将火嘴通道与其周围的保温层隔离，彻底解决了煤气串入炉底保温层的问题。
（6）将炉膛清扫用蒸汽管道由DN32mm改为DN57mm，有效地增大了扫汽的蒸汽量，大大地缩短扫汽时间。
图2 改进前后的示意图
3 改进后的效果
管式炉经过上述改进后，很好地解决了以前存在的问题，经过不断地摸索、总结操作经验，从改造后开工到现在一直使用正常。
（1）长明灯燃烧改善、不熄火,焦炉煤气带水量大大减少，炉底保温层没有出现串烧现象，管式炉燃烧稳定，使用至今都没有出现放炮事故。
（2）炉膛温度大幅提高，富油温度得到保证，可控制在170～180℃之间，整个粗苯生产系统运行稳定。
（3）管式炉扫汽时间大大缩短，由改进前的2～3h缩短到0.5h左右，扫汽时产生的蒸汽冷凝水也大量减少。
（4）煤气净化效果变好，改进后粗苯收率由0.88%提高到0.90％，粗苯回收对煤气的净化，后续设备、设施的防腐、环保等起到了很好的作用。特别是为生产安全和职工人身安全提供了有力的保障。
4 结束语
粗苯管式炉的改进稳定了新化产回收工段粗苯系统的生产，也为以后烧高炉煤气管式炉的设计和生产操作积累了经验。由于该管式炉的设计只考虑了单独使用高炉煤气加热，焦炉煤气只起到安全灯的作用，高炉煤气管道上增设焦煤气管道，也只能起到掺烧的作用，不能完全单独使用焦炉煤气加热。在有必要时，对管式炉的火嘴和炉体部分结构进行进一步的改进，使粗苯管式炉可分别单独使用焦炉煤气或高炉煤气加热。
