其一、焦化設(shè)備配件煉焦?fàn)t熱平衡分析

焦化廠作為一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，以煉焦?fàn)t為中心組織生產(chǎn)，焦化設(shè)備配件通過購入洗精煤、燃?xì)?焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣)、蒸汽、水、電等一次能源開展生產(chǎn)，產(chǎn)生焦碳、焦?fàn)t煤氣及煤焦油、粗苯等二次能源。熱的流動是以煉焦?fàn)t為中心進(jìn)行，余熱資源分布和利用主要集中在煉焦和煤氣凈化兩個環(huán)節(jié)。

焦?fàn)t的物料平衡和熱平衡煉焦?fàn)t是一個復(fù)雜的間接加熱設(shè)備。煉焦即煉焦煤料在炭化室內(nèi)進(jìn)行干燥、預(yù)熱、軟化熔融、半焦收縮轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康葟?fù)雜的加工過程。焦?fàn)t熱平衡在物料平衡和燃燒計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過熱平衡計算，可具體地了解焦?fàn)t熱量在各方面的分配情況，從而尋找降低熱量消耗的途徑。由熱平衡計算還可以從理論上求出煉焦耗熱量。

1焦?fàn)t物料平衡

為進(jìn)行物料平衡計算，取得以下數(shù)據(jù)：

①物料入方，為干煤和配料水分。焦化焦?fàn)t設(shè)備主要來源于實際生產(chǎn)統(tǒng)計和配煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)。

②物料出方，包括各級焦碳產(chǎn)量、干煤氣產(chǎn)量和水汽量、化產(chǎn)品產(chǎn)量等。

一般取1噸濕煤(或干煤)做基準(zhǔn)，焦?fàn)t炭化室的物料平衡數(shù)據(jù)。

2焦?fàn)t熱平衡

根據(jù)物料平衡和各處溫度，可計算出物料帶入焦?fàn)t和帶出焦?fàn)t的顯熱和潛熱。

供入焦?fàn)t的熱量主要消耗在幾個方面：

①溫度為1000℃左右的焦餅帶走熱量約占供入焦?fàn)t熱量的40%。目前，大部分焦化廠采用濕法熄焦，使得這部分熱量通過熄焦水的加熱和蒸發(fā)白白地散失掉。

②溫度為~800℃的荒煤氣帶走的熱量約占供入焦?fàn)t熱量的35%左右；這部分熱量大部分被上升管和集氣管的噴灑氨水加熱蒸發(fā)所消耗(無用的熱量)，少部分熱量用于防止焦油在管道系統(tǒng)中冷凝(有用的熱量)。

③廢氣帶走的熱量約占供入焦?fàn)t總熱量的15%左右。這部分熱量對目前以煙囪為排煙設(shè)備的焦?fàn)t來說是不可少的，它的作用是保證煙囪有足夠的吸力，使焦?fàn)t加熱系統(tǒng)產(chǎn)生氣體流動。但是，從蓄熱室小煙道出來的廢氣溫度達(dá)350~400℃而煙囪底部處的溫度為200℃左右。

④焦?fàn)t表面散失的熱量占供入焦?fàn)t熱量的10%左右。

可見，供入焦?fàn)t熱量主要通過紅熱焦碳、高溫荒煤氣、燃燒廢氣帶走，煉焦生產(chǎn)中的余熱資源主要集中在這三方面。

其二、焦化焦?fàn)t設(shè)備配件減壓渣油在加熱爐爐管中流動狀態(tài)的影響

由于渣油裂解產(chǎn)物及注汽的平衡氣化，形成氣液兩相在延遲焦化爐管內(nèi)流動，焦粒受強(qiáng)烈湍流流動的油品影響，不容易在加熱爐爐管內(nèi)表面沉積和附著，由于油品在爐管內(nèi)壁形成強(qiáng)烈的湍流，產(chǎn)生撞擊攜帶和摩擦作用，有利于剝落附著在加熱爐爐管表面上的焦粒，從而避免油品在加熱爐爐管內(nèi)表面結(jié)焦的形成。因此焦化焦?fàn)t設(shè)備配件在適當(dāng)提高注汽量和質(zhì)量流速不改變的條件下，油品介質(zhì)在爐管內(nèi)的流速可以增加，使油品介質(zhì)處于強(qiáng)湍流狀態(tài)，焦垢的脫離速度增大，油品介質(zhì)在管內(nèi)的停留時間被大大縮短。

其它方面因素對加熱爐爐管結(jié)焦的影響(1)加熱爐火嘴燃燒情況

加熱爐火嘴燃燒效果直接影響加熱爐爐膛溫度分布，不正常的火嘴燃燒，會引起加熱爐熱傳遞不均勻，會產(chǎn)生火焰撲加熱爐爐管、燃燒火焰偏斜、加熱爐爐膛回火等情況，然后導(dǎo)致焦化加熱爐爐管受熱不均勻，局部爐管溫度升高，爐管局部結(jié)焦，嚴(yán)重時會引起加熱爐爐管多處生焦，甚至加熱爐爐管熱穿孔，引發(fā)生產(chǎn)事故。

(2)直接攜帶焦粉

當(dāng)延遲焦化設(shè)備配件加工負(fù)荷較高時，焦炭塔結(jié)焦層較高，在生產(chǎn)操作異常或加熱爐操作不當(dāng)時，加熱爐爐溫控制不穩(wěn)定及溫度急劇變化，加熱爐壓力突然變化期間，容易產(chǎn)生泡沫，加熱爐反應(yīng)油氣會夾帶部分焦粉進(jìn)入分餾塔，并通過延遲焦化輻射進(jìn)料泵將焦粉帶入輻射爐管，誘發(fā)加熱爐爐管生焦。

(3)原料預(yù)混情況

延遲焦化裝置可以加工各類重質(zhì)油品，包括常減壓裝置減壓渣油、重油催化裝置油漿、乙烯裂解裝置焦油、脫油瀝青及煉油廠各種污油等，在混合原料進(jìn)焦化之前，各種原料的混合效果對加熱爐結(jié)焦有很大影響，焦化原料混合是否均勻直接影響原料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，影響加熱爐結(jié)焦速度。