炭素焙烧炉面温度偏高的原因与危害及处理措施
炭素焙烧炉面温度偏高的原因与危害及处理措施
作者：张恒海 （上海恒样仪表科技有限公司 邮编：200070）
摘要：作者是专业生产铝用炭素焙烧专用热电偶厂家，多年来在与国内几十家铝用炭素焙烧合作过程中，所见到过的各种不同程度的现象的原由。通过专家现场处理分析后，得到以下原因，会造成的负面影响，以及如何解决问题。
关键词：阳极焙烧炉面温度偏高 原由 危害 解决途径 优化。
The harm and solving method of the over-temperature
on the surface of anode baking furnace
Zhang henghai
（Shanghai Hengyang Instruments TechnologyCo., Ltd., Shanghai 200070）
Subtract: The writer has been working in the professionalthermocouple manufacturer,during the several years of supply andcooperation with anode baking factories,found the effects ofvarious kinds of factors,through the experts’analysis andinstruction in worksite.we got the main causes,and the harm to thequality of anode products,and how to solve this problem.
Key words: Anode Baking Furnace, Over-temperature, Causes; SolvingMethods, Optimizing.
一、 出现炉面温度偏高的原因
我国炭素焙烧炉基本使用的是浅析敞开式环室炉，所用的燃料有：重油、恩油、煤气、天然气等。尤其是在使用重油、恩油且这些质量与指标达不到标准时，*容易出现焙烧炉面温度偏高的现象。因为油的质量差，浓度流畅不均匀，燃点就不一，再加上油的质量影响油泵的压力，燃烧器的工作参数不在*佳状态，就难以控制，时常会出现结焦现象，严重的在炉面就起火，好些的在喷嘴口处就开始燃烧，如果系统负压低，原本风向由垂直向下变为平行流向。随着负压风向平行直接从**通道口抽走，主要原因：1、设备系统负压可能偏底，这与净化系统风机风量大小、漏风、炉面操作水平、炉室状况、炉盖密封、填充料有关。2、燃料质量太差，容易结焦。3、炉子火道粘结物太多（包括结焦块），造成燃烧烟气不能上下循环流动燃烧或部分循环流动燃烧。使整个或部分火力从炉子火道上部**口抽走。所以造成炉面温度偏高。（因新型焙烧炉型烟气主要走W型火道可参考炉型图1）
二、 造成的四大危害
1.受影响的是热电偶，中间部分容易烧毁，因为火力没有按正常规律W型上下循环燃烧，而直接平行从上面**口抽走，**口位置也正是对着热电偶的中间（可参考炉型图结构）。也有些用户会产生疑惑：我们的设备是全自动的，温度过高会自动调节。如在热电偶端部出现高温超过设定温度1150—1180℃是可以调节的。当炉面出现温度偏高时，虽测得的端部温度仍为1150—1180℃时，其实中间温度早已超过1300℃以上。因热电偶的保护管融化温度在1370℃，所以热电偶肯定被烧断。
2.炉面会出现烧塌变形现象，严重的将拉砖烧断降低了炉的使用寿命，同时给操作人员也造成不便。
3.对产品质量造成很大影响，燃烧不均匀。使炭块受热不均匀，上层碳块容易氧化，底层未充分燃烧，这将直接影响电解生产，合格率会大幅度下降。
4.热值得不到充分的利用，燃料浪费严重，给企业造成不同程度的经济损失。
总之，影响炉面温度偏高的因素较为复杂，综合分析，主要与炉子结构设计、焙烧控制系统质量、炉面操作水平、燃料质量、炉子炉盖及系统密封、填充料质量、炉子老化等诸多因素有关。
三、解决途径
1.首先要检查系统负压是否偏低（在一标题第1条已提到：查净化系统风机风量、整体漏风情况、人为操作、填充料质量等），同时还要对燃烧器喷嘴经常清洗，确保油路通畅。
2.检查燃料质量是否达标，尤其是重油，要检查它的粘度、灰份、闪点、水份、机械杂质；浓度太高的需加以稀释，直至达标为准，便于充分燃烧（凡烧重油的企业，建议加一套重油软化装置，一套价值20万左右，可咨询万方炭素；有条件的*好改为天然气或煤气焙烧装置。用燃气装置的好处很多，经济、实惠、卫生且省力）。
3.火道要定期清理，*好一季度清理一次，以减少堵塞，保持火道畅通。清理方法为：可制作一根6000x100x60mm的方型吸管（铝制品），对接多功能行车吸料接口，即可使用。可咨询兰铝炭素。
综合分析：在炉面操作应注意以下几个方面：1.出现不正常情况要及时检查设备各个系统部位，调整风量，保证负压所需的压力。2.清理烟道中的焦油，加强烟道密封，及时修补火道损坏处，合理打开火道盖的数量。3.调整燃烧器参数流量，4.确保火道无杂物（结焦块）畅通，使其在*佳工作状态下生产。
在我们所考察的6家企业有：伊川炭素、万方炭素、南山二炭素、镇江炭素等，他们原来都存在不同程度的这种现象。当初*为严重的时候，热电偶使用寿命仅几天时间就被烧断、炉体变形、产品合格率低等。经作者和专家们到现场，对几家车间技术人员精心指导下，双方共同努力调整后，现在热电偶使用寿命都能达到半年以上，现烧成炭块合格率提高了，报废品也少了。*后提示用户：在生产中凡出现热电偶在短时间内中间烧毁的现象，说明系统很可能出现了问题，需及时检查。
四、结论
由上述造成炉面温度偏高的种种原因可得知，想缩小温差，只要解决如下几个问题：1、在未建造的企业要注意焙烧炉的设计，采用先进的焙烧控制系统。2、提高炉面操作技术水平。3、选用合格的燃料和填充料。4、加强技术和设备保养管理。就一定能够缩小温差，提高产品合格率。
五、防范炉面温度偏高补救措施：
为了防范焙烧炉面温度偏高，免得企业设备遭受意外损害，产品质量稳定，节约燃料，根据我们长期观察各个企业焙烧炉面温度偏高的现象，做出总结和分析，建议增加测温报警装置的补救措施。
我们自行设计出一套方案，其可行性正在验证中，理论上应该是可行的。本装置设计结构包括：在原有火道测温热电偶的插深550-600mm处，增加一组测温点（称双支多点热电偶，详见附图1）、一组补偿导线、一只温度变送器、信号报警器。根据不同使用温度标准，在PLC控制系统软件中增加一组正常工作温度设置程序或单独加一台温度巡检仪（箱），将中间所测工作温度可同时显示出来，如中间温度超高，PLC控制盘或巡检仪会自动显示温度数据并报警提示。
结构步骤：分流口热电偶温度→变送器→PLC控制系统或巡检仪→报警器，这个测温点是设定在火道上部缓冲口（称分流口），以便随时观察温度是否偏高（详见附图1和附图2），增加的整套测温报警保护装置成本含人工改造费8个火道约28000元/套。用巡检仪总成本约18000元/套，每增加一点加10%。
在生产过程中，如果温度偏高甚至特别高（达1300℃以上）就会影响热电偶和炉子使用寿命，并造成燃料超标，烧出的碳块合格率下降等危害。
出现炉面温度偏高的原因有以下几个方面：1、系统负压可能偏低；2、燃料供给系统压力不足及燃料质量不达标；3、炉面漏风；4、人为操作工艺流程不当。
上述原因会导致燃料喷雾不到位，甚至结焦，烟气流向不畅通，从下向上斜冲炉背面和分流口及死角，结果从分流口平行抽走，不能正常走W型现象，需要及时调整。
增加测温报警保护装置有如下几方面优点：1、能保护热电偶使用寿命；2、减少炉面温度偏高现象，能大大延长焙烧炉的使用寿命；3、减少燃料不必要的浪费；4、对提高产品合格率等起到了重大作用。
目前国内外设计的焙烧炉设备系统，每个火道都是一个测温点，只能提示正常工作温度（1150-1180℃不等），而不能提示上层及分流口实际温度，这个点温度正常低于下端工作点温度20℃左右，在出现异常时，短时间会达到1300℃以上，因为热电偶保护管熔化点是1370℃，炉墙砖合重软化点温度在1300-1400℃，所以使得多家企业遭受炉面温度偏高等所带来的上述几大危害。加之炉面操作工人技术水平不足等因素，给企业带来很大损失。
据我们初步了解和统计：我国有80%以上企业设备都存在过上述不同程度的问题。
1.有很多热电偶在使用期限未满，中间就被烧断，终止使用。
2.炉面长时间受高温燃烧，得不到报警提示，未能及时处理，造成炉面严重变形受损，缩短使用寿命。新建的炉子*短寿命不到二年就已烧得严重变形，大部分不到三、四年就已损坏严重（其中也存在砖材质量因素）。
3.燃料不同程度的超标约10%-30%，得不到充分利用，使得产品合格率下降。
通过调研总结：我们认为增加测温报警系统很有必要。利益之大，至少能给企业增加10%-15%的经济效益。建议各个设计部门及专家和企业领导选择试用。同时也希望各位专家学者及企业领导能给予支持和配合，共同开发新的成果。我公司可为你们提供设备和技术咨询服务。
本文所涉及的内容不尽完善，经验不足，如有用词不当，敬请广大读者来电021-5608 8795/56086458或E-mail:hyyibiao@126.com给予指正补充。同时感谢关铝炭素专家樊文国和李辉先生给本文的修正和指导。
