煉焦爐

　　煉焦的主要熱工裝置。

　　構造　現代煉焦爐由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂、基礎、煙道等組成。炭化室中煤料在隔絕空氣條件下受熱變成焦炭。一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置，用耐火材料(矽磚)隔開。每個燃燒室有20～30個立火道。來自蓄熱室的經過預熱的煤氣（高熱值煤氣不預熱）和空氣在立火道底部相遇燃燒，從側面向炭化室提供熱量。蓄熱室位於焦爐的下部，利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤煤氣和空氣。斜道區是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂，其厚度按爐體強度和降低爐頂表面溫度的需要確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室，用以裝入煤料和導出煤料幹餾時產生的荒煤氣。還設有看火孔通向每個火道，供測溫、檢查火焰之用，根據檢測結果，調節溫度和壓力。整座焦爐砌築在堅固平整的混凝土基礎上，每個蓄熱室通過廢氣盤與煙道連接，煙道設在基礎內或基礎兩側，一端與煙囪連接。

　　類型　一個炭化室又稱為一個爐孔，一座煉焦爐由數十個爐孔組成。按加熱系統的結構不同，現代煉焦爐有多種類型，大致可分為：①雙聯火道式，上升氣流火道和下降氣流火道成對組合，整個燃燒室由若幹組雙聯火道組成；②兩分火道式，整個燃燒室的半側火道均走上升氣流，另半側火道均走下降氣流；③上跨焰道式，整個燃燒室的各火道分為若幹組，通過上跨焰道與相鄰燃燒室的火道組相聯。煉焦爐的生產能力決定於炭化室的尺寸和結焦時間。

　　砌爐和烘爐　煉焦爐主要部位由矽磚砌成，為使密封性好，要采用異形磚砌築。通常一座大型煉焦爐要使用400種以上的磚，甚至超過1000種。一座36孔容積為35.4米³的煉焦爐需用耐火材料約8400噸。要按照嚴格質量標準施工，並應在烘爐時充分考慮矽磚的性質，以保證運行良好並延長壽命。焦爐烘爐後，炭化室區域的膨脹近200毫米。烘爐的日膨脹率一般采取不大於0.035％，烘爐天數為50～60天。因煉焦爐烘爐時有較大的膨脹，某些與爐體相聯接的設備和結構，要在烘爐末期爐體膨脹基本結束後，才最終進行聯接、固定和密封。

　　煉焦爐調溫　這是為瞭最大限度地發揮煉焦爐的生產能力和最好的熱工效率。調溫分為三個階段：剛投產時，爐溫有較大波動，調溫工作的主要內容是監督全爐燃燒室的溫室保持均衡，調整某幾個溫度過高或過低的燃燒室。當結焦時間逐步縮短到16～18小時，就轉入正式的調溫階段。這時以焦餅（炭化室中的整個焦體）沿高向和長向均勻成焦和焦餅中心溫度達950～1050℃為依據，調節全爐加熱系統的溫度和壓力，制定合理的加熱制度並把它穩定下來。此階段的調溫工作約需半年時間。此後過渡到經常性的調溫階段，根據煤料、加熱煤氣和大氣條件等情況的變化，及時調整供熱，使各炭化室的焦餅在規定的結焦時間內沿長向和高向均勻煉成焦炭。煉焦爐的耗熱量是評定焦爐熱工管理的重要指標。一般用焦爐煤氣加熱時，每公斤幹煤的耗熱量約為550千卡；用高爐煤氣加熱時約為630千卡。

　　護爐　煉焦爐烘爐階段由於矽磚的膨脹是非線性的，上下部位膨脹速度不一，有被拉成階梯裂紋的可能。正常生產過程中，由於炭化室的周期性裝煤和出焦，爐溫波動很大，砌體也會產生一定程度的脹縮變化。再加各種機械設備對砌體的撞擊，均可能導致砌體變形和開裂。因此要利用可調節的彈簧勢能，通過護爐設備連續不斷地向砌體施加數量足夠、分佈合理的保護性壓力，使砌體從烘爐、開工到正常生產的整個過程中始終保持完整和嚴密，一直到焦爐停產，均應維持這種保護性壓力，並定期檢查、調整。護爐鐵構件對焦爐施加的總負荷，按爐高計算，每米為1.5～2.0噸。由於矽磚的殘存膨脹和不可避免地產生的裂縫，將導致爐長逐年膨脹，正常的年膨脹量應不大於10毫米，護爐設備管理較好的焦爐，投產二、三年後年膨脹量可在5毫米以下。爐長的總膨脹量是爐體衰老的標志之一。

　　煉焦爐的一代爐齡一般為25年左右，在操作、維護好的情況下可達30年以上。

　　發展簡史　20世紀30年代以前，焦爐炭化室容積一般不超過20米³。1927年炭化室高6米、有效容積達30米³的大容積煉焦爐首次在德國建成投產。60年代起許多國傢相繼建造瞭大容積爐。目前廣泛使用的大型煉焦爐尺寸為：炭化室高6～7.5米，長15～17米，平均寬0.4～0.46米，有效容積達50米³左右。

　　中國的第一批近代煉焦爐於1919年在鞍山建成投產，以後在石傢莊、石景山、本溪、大連和吉林等地相繼建成。由於長期戰爭，大都遭到破壞，1949～1959年，恢復瞭11座、448孔舊煉焦爐；新建、改建24座、1239孔煉焦爐。1957年起自己獨立設計煉焦爐，1965年起開始研究設計大容積煉焦爐。1970年第一座36孔高5.5米，有效容積達35.4米³的大容積煉焦爐投產，生產中各項主要指標均達到較好水平。