焦炉护炉铁件的作用是对炉体施加 的压力，以抵消由温度变化产生的应力，保持焦炉砌体严密性和完整性，防止砌体发生裂变、变形。由于焦炉护炉铁件所在工作条件恶劣，在使用过程中炉温的冷热交替频繁，受热温度不均匀，焦侧炉框、保护板长期处于高温环境，普遍存在炉门并框、变形，保护板早期断裂，桥管阀体、上升管底座裂纹，装煤孔盖座、看火孔盖座、测温孔盖座使用周期短，因而消耗量过大。莱芜钢铁集团股份有限公司焦化厂（简称莱钢焦化厂）3#焦炉为42孔JN43-80G型焦炉，采用大保护板结构， 换保护板的工作相当困难。而在以前的焦炉设计中，护炉铁件的材质普遍采用铸铁HT150-200，由于强度、韧性等都较低，抗热疲劳性能差，因而直接影响护炉铁件的寿命。
焦化配件回收利用荒煤气带走的热量同回收燃烧废气带走的热量
<一>、焦化设备配件回收利用荒煤气带走的热量
现在焦化厂采取在上升管和集气管喷洒氨水强制冷却，将荒煤气的温度由650~800℃降低到80~100℃后，再送入煤气净化工序。如此大幅度的温差释出的热量全部耗费于氨水的蒸发和温度的变化，以及用于上升管和集气管的散热，显然是未合理的回收利用。因此，焦炉炉框应设法在喷洒氨水冷却前，在上升管部位进行荒煤气的余热回收。主要有两种方式：
1)上升管汽化冷却
我国太原钢铁公司焦化厂、钢焦化厂、北京焦化厂和武钢焦化厂研究和使用了上升管汽化冷却技术。焦化设备配件主要原理是把上升管改为无缝钢管制成的水套，冷水在水夹套内吸收由管壁传来的热量不断汽化，汽化产生具有温度和压力的汽-水混合物，汽一水经汽包分离后，具有压力的蒸汽接入蒸汽管网送往用户。根据武钢焦化厂上升管汽化冷却系统使用监测结果，荒煤气经上升管汽化冷却后，温度从650℃降到450℃，每吨焦炭可以产生0.1~0.2t、压力为784KPa的蒸汽。
2)利用热介质在上升管回收荒煤气显热
同上升管汽化冷却原理一样，主要是将普通的上升管改造成上升管换热器，技术关键是选择合适的热介质。利用介质回收上升管荒煤气余热的研究始于口本，1983年，大分炼铁厂的一套焦炉煤气显热回收装置开工，回收的显热用来干燥炼焦煤料。重钢焦化厂在1995年引进了一套煤调湿试验项目。
关于上升管荒煤气余热回收，有热风回收法、融盐回收法和液态金属回收法等，各有优缺点，从工厂应用上说，都还需要继续研究完善。
<二>、焦化焦炉设备配件回收燃烧废气带走的热量
焦炉燃烧废气具有一定的温度以保证烟囱足够的吸力，使焦炉加热系统产生气体流动，因此，烟道废气带走一部分热量是不可少的，只能尽量减少燃烧产物带走的热量和部分回收利用。一方面从改进焦炉炉体结构上考虑，焦化配件提高传热效率和热工性能，实现节能目的，这主要是焦炉研究设计的新方向。另一方面从焦炉加热操作调节上考虑节能措施，降低燃气消耗量，从以下几方面着手：
①加热煤气在低空气过剩系数下燃烧
在保证加热煤气完全燃烧的情况下，采用低空气过剩系数(a)操作，可提高燃烧温度和传热效率，减少燃烧系统产生的废气量，使得废气带走的热量减少。
全部燃烧室在低空气过剩系数下燃烧加热煤气的试验表明，在利用焦炉煤气加热时，当a值从1.25降到1.15时可节能1.1%，用混合煤气加热时，当a值从1.45降到1.20后可节能1.3%。
②炼焦炉供热量定值加热及用计算机控制焦炉加热
在炼焦炉的实际操作中，供入焦炉加热系统的煤气流量不变，而供入加热系统的煤气的组成、温度、水分和热值等指标都是经常变化的。由于煤气的热值变化而影响到焦炉加热的均匀性和稳定性，继而对焦炭质量也产生影响。国内外在实现焦炉加热自动化之前，先要解决焦炉定供热量加热的问题。我国鞍山焦耐院、鞍钢化工总厂和钢焦化厂先后进行过热值指数自动调节的研究，研究的关键是研制气体热值指数变送器，使得在煤气压力和温度恒定的时候，能测出通过节流孔板燃烧后发出的热量，建立煤气的热值与流量的关系。钢焦化厂在煤气热值和自动记录获得成功的基础上，通过在焦炉上安装煤气热值、流量和烟道吸力之间的自动控制调节系统，不仅稳定了炉温，提高了焦炉的安定系数，而且使炼焦耗热量降低3.4%。
关于焦炉加热计算机控制，由于焦炉加热过程是复杂的非线性过程，使用计算机控制加热困难比较大，涉及自动检测温度的方法、焦炉操作管理自动化系统的建立完善，确定每个环节的数学模型，研制系统的硬件和软件，然后建成自动控制系统等。尽管自上世纪70年底以来，国内外焦化工作者坚持不懈地从事这方面的探索，但至今很难在国内焦化企业见到应用比较成功、操作运行稳定、真实可靠的计算机控制系统。
③焦炉程序加热
煤料在炭化室内炼焦时，从加热火道的墙传给煤料的热量在整个结焦周期内是变化的，因此，在整个结焦周期内以同样的煤气量加热是很不合理的。采用程序加热，可以按照结焦过程中煤料吸热变化的情况，制定供给煤气的流量。这样，在结焦周期不改变的情况下，可以节省相当部分热量。
研究结果表明，焦炉程序加热炼焦与恒定加热炼焦相比，加热煤气量减少约12%，废气热损失略有减少，焦炭然后加热温度均降低150~180℃，仅从降低焦炭然后加热温度来计算，焦炭带出的热量损失可减少12~15%，每公斤湿煤(含水分10%)炼焦的耗热量减少150~180KJ。此外，炉顶空间温度不会过高，也减少荒煤气带走的热量。
④回收利用烟道废气的热量从蓄热室小烟道出来的废气温度达350~400℃，而烟囱底部处的温度为200℃左右。可见，大量的冷室气从废气盘、分烟道和总烟道闸板处漏入，使废气温度降低。另外，一部分热量损失于从废气盘到烟囱底部的散热过程。因此，可考虑局部回收利用烟道废气带走热能。因烟道废气温度不高，废气量大，又要考虑保证烟尘吸力，回收利用需要较大的工艺变动和动力消耗，焦化业内目前主要将其作为干燥热源，如前所述利用焦炉烟道气显热的煤调湿装置。
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