干熄焦余热发电可研范本可行性研究报告

1 干熄焦余热发电项目 1 总论 目基本情况 本项目为 2 60 孔 捣固 焦炉配套建设的干法熄焦装置。主要包括干熄焦本体、迁车台、红焦运输系统、冷焦运输系统、环境除尘、干熄焦电站 、循环水泵站、除盐水站、 氮气站等 配套设施 。干 法 熄焦是焦炉生产焦炭过程中的一个工艺环节， 干熄焦投产后代替原湿熄焦系统， 原湿熄焦系统作为备用。 本项目利用焦炭余热产生蒸汽并发电，在节能的同时，减少了原湿熄焦产生的环境污染，是国家政策鼓励节能环保项目。 目名称 项目名 称： 熄焦余热发电项目 建设 单位： 设单位情况 。 目提出的背景、必要性及社会经济意义 民经济和社会发展总体规划 在国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要第六篇“建设资源节 2 约、环境友好型社会”中指出：落实节约资源和保护环境基本国策，建设低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。坚持开发节约并重、生产消耗、废物产生、消费等环节，逐步建立全社会的资源循环再利用体系。同时 在国民经济和社会发展第十 二 个五年规划纲要第六篇“ 绿色发展 建设资源节约型、环境友好 型社会 ”中指出： 落实节约优先战略，全面实行资源利用总量控制、供需双向调节、差别化管理，大幅度提高能源资源利用效率，提升各类资源保障程度。推广先进节能技术和产品。加强节能能力建设。开展万家企业节能低碳行动，深入推进节能减排全民行动。 “十二五”节能减排综合性工作方案 明确提出， 到 2015 年，全国万元国内生产总值能耗下降到 2005年价格计算），比 2010 年的 标准煤下降 16%，比 2005 年的 标准煤下降 32%；“十二五”期间，实现节约能源 吨标准煤。 国家发改委等八 部、委、局以发改环资 20061457号文联合下发的“十一五”十大重点节能工程实施意见中，把余热余压利用工程列为十大重点节能工程之一， 要求 “ 推广干法熄焦技术、高炉炉顶压差发电技术、纯烧高炉煤气锅炉技术、低热值煤气燃气轮机技术、转炉负能炼钢技术、蓄热式轧钢加热炉技术。建设高炉炉顶压差发电装置、纯烧高炉煤气锅炉发电装置、低热值高炉煤气发电燃汽轮机装置、干法熄焦装置等。 ” 国务院 以 国发 2011 26 号 文下发的 “十二五”节能减排综合性工作方案 中，把余热余压利用工程列为重点节能工程之一， 要求 “ 实施锅炉窑 炉改造、电机系统节能、能量系统优化、余热余压利用、节约替代石油、建筑节能、绿色照明等节能改造工程，以及节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程、合同能源管理推广工程和节能能力建设 3 工程 。 到 2015 年，工业锅炉、窑炉平均运行效率比 2010 年分别提高 5个和 2 个百分点，电机系统运行效率提高 2增余热余压发电能力 2000 万千瓦，北方采暖地区既有居住建筑供热计量和节能改造 4 亿平方米以上，夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造 5000 万平方米，公共建筑节能改造 6000 万平方米，高效节能产品市场份额大幅度提高。 ” 因此本项目符合国民经济和社会发展总体规划和要求。 业政策分析 国家发改委 2005 年第 40 号令发布的产业结构指导目录（ 2005年本）第七条第 4 项将“干法熄焦，技术应用”列入了国家鼓励类项目给予大力支持。 国家发改委产业 2006328 号文下发的关于加快焦化行业结构调整指导意见的通知中明确要求：大力推进焦化行业清洁生产，鼓励符合国家产业政策要求的大中型焦化企业进行干法熄焦、煤气脱硫脱氰、煤气综合利用、废水处理等重大节能环保项目建设。 国家工信部产业 2008第 15 号公告发布的 焦化行业准入条件（ 2008 年）修订第六条技术进步中提出：鼓励焦化生产企业采用煤调湿干法熄焦等先进适用技术。 因此，本项目并利用干法熄焦的余热蒸汽进行发电，是国家鼓励和大力支持的节能减排，资源综合利用项目，符合国家产业政策、法律法规和行业准入的要求。 目建设重点解决的问题 有 2 60孔 捣固焦炉 ，年产焦炭 120 万 4 t，目前焦炭全部采用喷水冷却，即湿熄焦。 由焦炉出来的炽热的焦炭 温度在 1000 左右，需要迅速熄焦。现有湿熄焦 用水作为冷却介质， 湿法熄焦产生的 蒸汽中夹带着大量的焦尘及酚、氰、硫化物等有害物质，对环境危害极大，需治理。另外湿法熄焦在严重污染环境的同时，也造成了巨大的能源浪费， 红焦的显热随蒸汽散失到大气中，同时湿熄焦还需要消耗大量的水。 干法熄焦是用循环惰性气体做热载体，由循环风机将冷的循环气体输入到红焦冷却室冷却，高温焦炭至 200 以下排出。吸收焦炭显热后的循环热气导入废热锅炉回收热量产生蒸汽。循环气体冷却、除尘后再经风机返回冷却室，如此循环冷却红焦 。采用干熄焦代替湿熄焦，不但能够保护环境，而且通过回收红焦显热，产生蒸汽用于发电，产生效益 ，使企业 有更强的竞争力。 目主要的技术经济指标 表 1 干熄焦主要技术经济指标表 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 一 装置能力 1 干熄焦额定 熄焦 能力 t/h 150 2 干熄焦平均 熄焦 能力 t/h 137 最大 产品产量 1 除尘焦粉 万 t/a 45 天 (2%) 2 发电 106a 3 蒸汽 万 t/a 三 原材料消耗 1 焦炭烧损 万 t/a 损 四 动力消耗 1 生产 新 水 104m3/a 5 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 2 生活用水 104t/h 电 有功功率 603 无功功率 视在功率 年耗电量 1064 氮气（平均用量） m3/h 193 仪表用压缩空气 m3/ 普通压缩空气 m3/ 焦炉煤气（烘炉用） m3/h 600 2000 17590kJ/ 定员 1 生产工人 人 42 (含电站 ) 六 总图运输 1 工程用地面积 000 2 建筑物用地面积 100 七 工程投资 1 静态投资 万元 18686 2 总投资 万元 18886 论 本 项目是利用炽热焦炭余热产生蒸气 并 发电的节能项目 ，符合国家产业政策和节能减排及资源综合利用政策。 干熄焦技术成熟，已在国内多座焦化厂使用。 本项目利用 回收的余热资源 进行发电， 每年可 发电11550万 蒸汽 t， 通 过能耗计算，干熄焦工程完工后，干熄焦装置所消耗的能源折标准煤为 /年，以电的形式外供能源折标煤 46662吨 /年 , 以 蒸汽 的形式外供能源折标煤 14904吨 /年。扣除本身消耗，本工程建成后每年可实现回收能源 标准煤， 6 每年减排 吨。 按年处理焦炭 吨计算，相当于吨焦回收能源为 同时减少了原湿熄焦系统产生的大量粉尘及废气的污染，具有显著的节能效益和环保效益。 本 项目投运后， 每年可提供大量的电力 和蒸汽 供 企业 使用 ，有利于降低综合能耗，降低生产成本，增强竞争能力。 本项目实施 后， 正常生产年营业收入为 元，利润总额为 元 ，元，净利润为 元 。经测算项目税前指标，全部投资回收期（不含建设期）为 ，财务内部收益率为 税后指标，全部投资回收期为 ，财务内部收益率为 因 此，该项目在经济上是可行的。 同时， 本项目建设充分利用现有厂区的空置场地，无新征土地需求，项目设计布置紧凑合理，也不新增地下水资源开采，符合国家合理利用土 地和水资源的政策规定。 综合以上所述， 本 项目建设条件具备，符合国家产业政策、 节能减排和资源综合利用政策，项目投产后能产生良好的经济效益、节能 效益、环保效益和社会效益。建议政府投资主管部门尽快对本项目予以核准立项，促进本项目抓紧实施建设，早日投产发挥效益。 7 2 产品方案及生产规模 品方案 本项目为 2 60 孔 捣固焦炉配套建设的干法熄焦装置 ，干熄焦是焦炉生产焦炭过程中的一个工艺环节，是熄焦方式的一种。目前 焦炭全部采用喷水冷却，即湿熄焦 ，没有产品的产出 。 干熄焦是用循环惰性气 体做热载体， 在干熄炉内 循环冷却红焦 ，产并将热量传递给干熄焦锅炉， 干熄焦锅炉 产生蒸汽 ，蒸汽送至汽轮机发电系统产生 电 力 ，同时在汽轮机抽出部分蒸汽外供 。 赤热的焦炭在干熄后成为冷焦，同时在干熄的过程中通过一、二次除尘器和地面除尘站收集分离出的焦粉。 因此本项目产品为电力 和蒸汽 。 产规模 2 60 孔 捣固焦炉配套建设的 干熄焦装置 额定能力 为150t/h，平均处理 能力为 137 t/h，最大 处理能力为 h； 干熄焦锅炉 平均产汽量 为 h，最大产汽量 为 h， 主 蒸汽 参数 540的 高温 高压 蒸汽 ； 干熄焦地面除尘站最大处理能力为 200000 m3/h。 循环水泵站最大能力为 6000 m3/h。 除盐水站 制水 最大能力为 80t/h。 抽汽凝汽式汽轮 机 额定功率 25抽汽量 20t/h。 发电机组额定功率 25均 14大功率 21 8 干熄焦及发电按年工作时间 8280h，06同时 年 可供 蒸汽量为 t。 9 3 工艺技术方案 本原则 （ 1） 在工艺流程选择上做到先进、合理、技术成熟、可靠，采 用成熟先进的技术、设备、材料，使干熄焦主要技术经济指标、整体技术水平、自动化程度达到国内先进水平。 （ 2）严格遵守国家及地方颁布的有关环保、工业安全与卫生、消防、节能等规范和规定，重视环境保护，强化“三废治理”。 （ 3）工厂设计中总图布置合理、紧凑，节省建设用地，确保道路顺畅。 （ 4）充分考虑与原有生产系统的衔接，对原有生产工艺不产生负面影响。 要工艺流程 法熄焦 流程 红焦从焦炉中 推 到安放在 焦罐台车上的 旋转 焦罐里。焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭 。焦罐台车及焦罐由电机车 运送到干熄焦装 置提升井下 。 提升机将装满红焦的焦罐挂钩提起，提升过程中 用护板把焦罐顶部盖上。提升机将焦罐提升并横移至干熄炉炉顶，通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。装焦完毕焦罐升起（这时焦罐底板自动关闭）并被运送到提升机提升井前。这时装焦装置自动走开，干熄炉装焦口盖上盖子。空焦罐放下，安放到移动的平板车上，之后，由牵引装置移到 10 电机车上。在干熄炉中焦炭与循环气体进行热交换，焦炭被冷却至 180（设计值）以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往筛贮焦系统。干熄焦装置的装料、排料、预存室 放散及风机后放散等 处的烟尘均进入干熄焦除尘地面站，进行除尘后 排放 。 体循环 冷却流程 循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为900 980 ，经一次除尘器除尘后进入干熄焦锅炉换热，温度降至 160180 。由锅炉出来的冷循环气体经 多 管旋风二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经副省煤器换热冷却至 130 后进入干熄炉循环使用。一二次除尘器分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。 汽发电流程 干熄焦蒸汽发电 流程 为：除盐水 除盐水箱 除氧器给水泵 给水预热系统 除氧器 锅炉给水泵 余热锅炉 主汽门 汽轮机（拖动发电机发电） 凝汽器 (凝结成水 ) 凝结水泵 除盐水箱 。 主汽门后蒸汽设旁路至减温减压装置，当发电系统未投用时，主蒸汽经旁 路外送 。 粉回收 一二次除尘器分离出的焦粉，通过刮板输送机及斗式提升机收集在焦粉仓内以备外运。 11 艺流程图 图 3熄焦工艺流程图 图 3余热蒸汽发电工艺流程图 12 要设备的选型原则 根据目前世界上干熄焦技术的发展状况， 在保证 系统可靠、 技术先进的同时，尽可能采用国产设备，降低工程投资。 干熄焦主要设备：焦罐、焦罐台车、电机车、提升机、旋转密封阀、振动给料器、装入装置、干熄焦锅炉、二次除尘器、汽轮机、发电机等国产设计均可以满足使用需要。 为了保证干熄焦生产的稳定、可靠，部分设备需进口，具体见下表： 表 3 引进设备表 序号 项 目 范围 数量 备注 1 循环气体风机 进口 1 套 进口设备， 国内采购 1)风机本体 电机为 西门子电机 2)风机电动翻板阀 3)风机集中 润滑 系统 4)振动 传感器 、轴承温度检测器及显示盘 2 装入装置电动 推杆（ 含检测器） 进口 1 套 进口设备， 国内采购 3 提升机钢丝绳 进口 1 套 进口设备， 国内采购 4 提升机柔性电缆 进口 1 套 进口设备， 国内采购 5 焦罐、提升、走行传感器 进口 1 套 进口设备， 国内采购 6 锅炉减温器 进口 1 套 进口设备， 国内采购 7 电容料位计 进口 3 台 进口设备， 国内采购 8 锅炉安全阀 进口 3 台 进口设备， 国内采购 9 主蒸汽切断阀 进口 1 台 进口设备， 国内采购 10 锅炉调节阀 进口 3 台 进口设备， 国内采购 11 锅炉放散调节阀 进口 1 套 进口设备，国内采购 13 4 原材料、燃料及动力的供应 材料消耗 在红焦干熄过程中，为控制循环气体可燃成份，需向循环系统中送入空气将可燃气体燃烧一部分，造成焦炭烧损。 本工程原材料的消耗为焦炭的烧损。 烧损率设计值为 干熄年工作时间 8280h，熄焦炭量 年，则烧损焦炭约 13608t/年。 力供应 干熄焦 工程 区域需要低压蒸汽、 压缩空气、净化压缩空气、氮气、生活水、净循环水、消防水、除盐水等。 循环冷却 水、除盐水 、 压缩空气、氮气 由新建循环水站 、 除盐水站 、压缩空气站和制氮站 供应 ； 低压蒸汽由 及 其他 能源介质皆可由焦化厂原有系统供给，具体情况如下： 通 压缩空气 气源接点压力 无油、无尘、露点 。 工程用 平均 量 接自厂区动力管网。 化压缩空气 气源接点压力 油、无尘、露点 。 干熄焦工程用量 14 接自厂区动力管网。 气 氮气纯度为 常压露点 40， 接点压力 干熄焦工程用 量 193h，最大用量 1450 h。 气源来 自 新 建制氮站 。 活水 接点压力 干熄焦工程正常用量 1m3/h。 接自厂 区生活水 管网。 业新水 生产新水平均用量 为 m3/h（不包括消防）。 接点压力 接自厂区工业水管网。 防水 消防水用量为 90m3/h。 接点压力 接自厂区消防水管网。 力 本工程 需两路 10源 ，其中一路电源线同时作为汽轮发电系统并网联络线。 15 两路 10源 线分别 引自 厂内 总变 10千伏、段母线 ， 每路电源 均 能承担 本工程 100的用电负荷，一路其中能 承担 25 接入系统不在本报告研究范围内。 5 场址选择 址原则 干熄焦装置需要靠近焦炉布置。本项目 干熄焦装置 建设在 焦炉 的 北端的预留场地 ，熄 焦线延 长，干熄焦提升井布置在延长的熄焦线上，其它 设施布置在周围 ，迁车台布置在 焦炉北 端 ，冷焦输送皮带接至原晾焦台 。具体布置见总平面布置图。 现有场地能够满足建设本项目的需要。 然条件 程地质 郓城地貌由于受地下岩层构造和地上黄河等内外应力作 用的控制和影响，整个地势西南高东北低，没有山丘，全境属黄河冲击平原。西南与东北高差 9米，地面坡降在 1/5000 1/10000，海拔在 貌类型主要有缓平坡地带、浅平洼地带、河槽地带、河滩高地地带四种。 郓城 城区工程地质情况较为复杂，第四系埋深较厚，上部杂填土埋5 米左右，个别地区达 10 米左右，地基承载能力均在 100下，个别地段 40 50城沙河城区段，沿河两岸约 200 米左右，地质也较为复杂，地基承载能力为 50 120区以外包括新城区工程地质 16 相对较稳定。城西北 沿沙河两岸和城东有流砂，埋深 2 米，厚度 34 米。 根据地震部门提供数据， 郓城 为 7度地震 烈度 区。 象条件 郓城县 属暖温带半湿润东亚季风区大陆性气候。四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季干冷，雨雪稀少。 累年平均气温为 累年平均最高气温为 累年平均最低气温为 累年极端最高气温为 累年极端最低气温为 累年平均降水量为 集中在 7 8 月； 年平均降水日为 累年相对湿度为 69%。 累年平均蒸发量为 历史 最大 蒸发量为 1966 年） 历史 最小 蒸发量 为 1964 年 ） 累年平均风速 s， 春季为 s，夏季为 s，秋季 s，冬季为 s。 17 累年全年主导风向 以北方为主 ，平均频率为 14%；南风次之，频率为 12%。 文 郓城新河航道建设泊位 2 个，吞吐能力 260 万吨， 3 级航道，通航里程为 30 公里。 新万福河航道建设泊位 2 个，吞吐能力 240 万吨， 3 级航道，通航里程为 61 公里，改建船闸 3个。 上述河道向东可连接京杭大运河，进入内河运输主干网络。 园区北有宋江河平原水库，库容为 1550 万立方米，杨庄集水库，库容为 1200 万立方米，柳条圈拦蓄工程，库容为 800 万立方米，大伊庄蓄水工程，库容 800 万立方米。这四座水利工程为化工园区用水提供了有力的保证。园区为地下水富水区，单井出水量 2040 立方米 /时，地下水水质较好。 套条件 干熄焦区域需要低压蒸汽、 压缩空气、净化压缩空气、氮气、生活水、消防水 、电等。能源介质 焦化厂原有 系统 不能 供给 的 ，采用新建设施供给 。 介质配套条件能够满足工程需要。 18 6 项目建设方案 熄焦 工艺 述 熄焦装置建成后，可回收红热焦炭的热量，降低能耗，减少污染，提高焦炭质量。干熄焦装置年修时，湿熄焦系统作为备用。 干熄焦装置包括以下系统： 红焦运输系统：负责接红焦，将红焦运至干熄焦顶部，装入熄焦炉进行熄焦。 熄焦炉系统：包括干熄炉及一次除尘器，干熄焦和一次除尘器主体为砌筑结构，红焦在干熄炉内完成降温过程，循环气体在一次除尘器除去部分焦粉，以保护干熄焦锅炉。 气体循环系统：通 过气体循环系统带走红焦热量，传送给余热锅炉以产生蒸汽。 焦粉收集系统：通过焦粉收集系统将循环气体中的焦粉收集以及外运 。 迁车台及焦罐检修站：用于停放及 检修红焦运输设备。 炉及干熄焦工艺参数 焦炉工艺参数 项目 内容 备 注 生产能力 万吨 /年 120 19 项目 内容 备 注 焦炉数量 2 建设时间 2009 年 10 月开始， 2011 年 4月 投产 焦炉形式 固焦炉 孔 数 60 2 炭化室尺寸 平均宽度全高全长 炉 500 5500 15100 有效容积 焦炭产量 吨 /孔 26干全焦 结焦时间 小时 四大车情况 推焦机 2 台 拦焦机 2 台 熄焦车 2 台 装煤车 2 台 焦炭温度 1000 50 按常规估计 炉壁温度 1000 50 按常规估计 干熄焦对象焦炉 公用 1 套系统 蒸汽 用 于 发 电 焦炭粒度 25 2540 4060 6080 80 焦炭粒度 % 3 31 炭平均粒度 5 焦炭残余挥发分 % 熄 焦装置工艺参数 项目名称 主要工艺参数 焦炉配置 120 孔、 固 焦炉 20 项目名称 主要工艺参数 每孔炭化室出焦量 26炉循环检修时间 班 ) 每孔焦炉操作时间 10张操作系数 均每小时焦炭产量 137 干熄站配置 1150t/h 焦炭温度：干熄前 950 1050 干熄后 200 系统循环气体流量 210000h 循环气体温度：进干熄炉 130 出干熄炉 900 980 干熄焦产汽率 t 焦 干熄炉日操作制度 24h 连 续 干熄站年工作制度：工作 345d 连续 检修 20d 艺特点 按照技术先进、成熟、可靠的原则，并根据实际焦炭粒径，干熄焦装置选择与生产规模相匹配的 150t/h 干熄焦装置一套。采用国内先进的干熄焦技术，其主要技术特点有： （ 1）干熄炉冷却段采用矮胖型。干熄炉冷却段高度的降低可减小干熄炉内循环气体的阻力，降低循环气体量，使设备费、运营费及生产成本降低，又可使相应配套的提升机钢桁架和一、二次除尘器钢结构的高度降低，节省工程一次投资。 21 （ 2）在炉顶设置料钟式布料器，克服由于装入焦炭粒径偏析以 及装入焦炭的料位高差，使干熄炉内的循环气体流速不均匀等弊端，起到减少循环气体量的目的。 （ 3）在冷却段与循环风机之间设置 副省煤器（ 给水预热装置 ） ，使干熄炉入口处的循环气体温度由约 170降至 130，在同等处理能力的前提下减少循环气体量。 （ 4）采用连续排料的振动给料器与旋转密封阀组合的排出装置。设备外型小，维护量小；又可稳定炉内压力，使焦炭下落均匀。 （ 5）炉顶水封增设压缩空气吹扫管，防止水封槽中焦粉堆积。 （ 6）电机车采用 制对位装置，使焦罐车在提升塔下的对位修正范围控制在 100位精度 达 10 （ 7）干熄焦锅炉采用膜式水冷壁，使热效率有明显提高。采用高温 高压自然循环锅炉，节省强制循环泵的能耗，系统简单，减少了循环泵的故障点。 （ 8）提升机使用 制，增强了控制效果。 （ 9）干熄炉上部采用电容式料位计，下部雷达料位计。采用雷达料位计不但可以实时检测干熄炉料位，并且还可以避免伽马射线料位计带来的辐射危害。 （ 10）装入装置漏斗后部设有尾焦收集装置。 （ 11）采用旋转焦罐，既可保证焦罐内焦炭分布均匀，又减少了焦罐本身的重量及维护工作量。 （ 12）根据焦炭粒度的实际情况，对干熄炉 斜烟道 、环形烟道等关键部位进行优化设计，确保干熄焦装置的稳定运行。 （ 13）根据干熄炉各部位的操作温度和工作特点，采用性能不同 22 的耐火材料。干熄炉 和一次除尘器工作层因部位不同，其内衬要求也不同。 对于干熄炉 装焦口和斜道区，由于焦炭冲击磨损大，温度波动范围大，气流 (含焦粉 )冲刷严重的特点，而选用热震性能、耐磨性能好、抗折强度大的莫来石炭化硅砖，同时针对装焦口和斜道区的工况特点，对斜道区的用砖的配料也进行了调整。 对于预存室直段、一次除尘器拱顶，由于其焦炭冲击磨损 (预存室 )和气流 (含焦粉 )冲刷 (一次除尘器 )的工况特点， 选用耐磨性能和热震性能都较好的莫来石 (A)砖。 对于冷却室，其工况特点是磨损严重、温度变化也较大，选用强度性能、耐磨性能和热震性能都较好的莫来石 (B)砖。 另外，针对不同区域的形状特点，对非工作层用衬砖和隔热层用砖进行了优化。 （ 14）一次除尘采用重力沉降方式。由于采用重力沉降方式，中间并设有隔墙，故除尘效率高、架构紧凑，而且不需要维修。 图运输 计依据及采用的主要规范、标准 （ 1）甲方提供的 （ 2） 建筑设计防火规范 (（ 3） 工业企业总平面设计规范（ （ 4） 钢铁企业总图运输设计规范（试行）（ 23 平面布置 （ 1） 车间组成 干熄焦工程主要建设内容为： 150t/h 干熄焦装置、运焦系统、环境除尘、牵车台及焦罐检修站、主控楼、辅机室、汽轮机发电站 、循环水泵站、除盐水站 等。 （ 2） 总平面布置 根据 富海能源发展 有限公司 干熄焦 工程规划，干熄焦布置于 焦炉焦侧外 端处。干熄焦装置布置于焦炉 北 侧，干熄焦环境除尘系统 置于干熄焦炉南端 ；运焦系统，带式输送机从干熄炉 下穿出，经转运站接至湿法运焦系统 带式输送机上。主控楼、辅机室 、发电厂房 集中为一个 建筑，布置在干熄焦装置 北 侧；牵车台位于干熄焦装置北 侧 ，除盐水站 布置在焦炉 西 北 侧； 循环水泵站布置在牵车台 南侧 。 具体布置 见“ 。 区竖向布置规划 本工程区域场 地 已完成工程整平工作，工程场地 海拔 高程 40米 左右 ，不对现场地坪进行调整。 方工程 干熄焦工程区域场地平整已经完成，本工程中不再包含土方工程。 地排水 干熄焦区域排雨水采用明沟排水方式，在拟建干熄焦区域新设置 24 排雨水沟统一 排入 现有排水系统 。 输及运输设备 干熄焦区域规划道路（车间引道）宽度为 7 米，转弯半径不小于 9米。 干熄焦系统运输主要为红焦运输、冷焦运输和除尘焦粉运输。其中，除尘焦粉运输采用汽车运输。 焦粉运输所需汽车（或特种密封运输车辆）由甲方统筹安排，本工程运输部分不考虑增加运输机具及运输定员。 防 干熄焦工程区域道路宽度 ，转弯半径不小于 ，符合消防通行要求。 化 为了美化厂区环境，降低污染，厂区可绿化面积工程建设设计均予以规划设置。厂区绿化率约为 15%。 熄焦装置设备 焦运输系统 红焦运输系统将炭化室中推出的红热焦炭运送至干熄炉炉顶，并与装入装置相配合，将焦炭装入干熄炉内。主要设备包括 ： 焦罐台车 25 数量： 3台（ 2 台操作 1 台备用） 旋转 焦罐： 数 量： 3 台（ 2台操作 1台备用） 结 构：钢板焊接结构 排焦方式：底部自动打开 电机车 数 量： 2 台（ 1台操作 1台备用） 走行速度（高、中、低、微）： 180、 60、 25、 10m/ 台电机车拖带 2 台焦罐车（焦罐台车及焦罐）。 采用 保焦罐车对位修 正范围控制在 100位精度达 10要由液压站及液压缸组成。 提升机 提升机运行于提升井架及干熄炉框架上，将装满红焦的焦罐提升并横移至干熄炉炉顶，与装入装置相配合，将红热焦炭装入干熄炉内，装完红焦后又将空焦罐放回到焦罐台车上。该设备包括提升装置、走行装置。在本体框架下部有防止走行时焦罐振动的焦罐导轨，在吊件上有防止焦罐内焦粉飞扬的焦罐盖。 提升机工作制度为起重机械设计标准 规定的 以确 保其强度和性能。 为了保证运行安全，提升机上设有过载荷、偏荷载检测器、钢丝绳 张力检测器等安全设备，走行装置上设过走行检测器。 提升和行走的传动均按正常工作和事故（紧急）处理配置两台电机。当主电机出现故障时，人工手动合上机械离合器，启动事故电 26 机，低速完成本次工作任务，然后必须停止运行进行故障处理。 根据焦炭处理量来设定满足提升机循环周期的提升速度曲线和走行速度曲线。 提升装置利用变频器来控制提升速度。 走行装置利用变频器进行速度控制，并采用电 磁制动器 制动，以实现停止精度在 20内。 焦罐用吊钩的开闭、焦罐底部闸板的开闭全部由 提升机 的升降动作 通过机械连锁 来 完成 。 为方便装入装置及干熄炉中部分设备的维护检修，在提升机上设置一台检修用电动葫芦。 装入装置及移动除尘管道 装入装置安装在干熄炉顶，它包括干熄炉水封盖和移动装焦漏斗。装入装置由带变频器的电动缸驱动，装焦时自动打开干熄炉水封盖，同时移动装焦漏斗至干熄炉口，配合提升机将红焦装入干熄炉。装入装置与集尘管连通，装焦时无粉尘外逸。装入装置设有料钟，使布料均匀。 设备的特点： 料斗是将红焦投入干熄炉内用的溜槽，料斗内 设有 装入料钟。设置此料钟可使干熄炉内的焦炭粒径均匀分布，改善干熄炉的热交换效率。 考虑焦炭造成的磨 损，料斗内 设 有高铬铸铁衬板。 移动除尘管道及电动蝶阀用于装入红焦时抽出含尘烟气。固定管道上设有电动蝶阀，装红焦时，蝶阀打开。电动蝶阀与地面除尘风机连锁，装焦时风机高速运转。另外，料斗上部 设有防尘闸板，以 防止 27 焦罐吊离漏斗瞬间焦粉的飞散。 驱动装置采用个电动推杆驱动顶盖和料斗的连杆机构。 焦装置 排焦装置安装于干熄炉底部，将冷却后的焦炭排到胶带输送机上，通过旋转密封阀的旋转封住干熄炉内循环气体不向炉外泄漏，要求该装置自动、连续、均匀地排料，排焦时无循环气体和粉尘外逸。 该系统由插板阀振动给料器 旋转密封阀及排焦溜槽等设备组成。 振动给料器和旋转密封阀组合的排出装置 ,该设备特征是能够连续排出焦炭，排出量的控制简单安全，且焦炭排出时干熄炉内的气体不会泄漏。 因为排出焦炭的磨损性较高，考虑了振动给料器和旋转密封阀的耐磨损设计。 旋转密封阀 以恒定的转速将焦炭排出。另外，采用旋转密封阀可以保证系统的气密性。 粉收集 焦粉的运输和回收系统 采用 埋刮板 输送 。该设备用于运输由一次和二次除尘器收集的灰尘，然后存放在灰尘仓里。焦粉运输方式采用汽车运输，运输车辆由用户自备。焦粉使用加湿机边洒水边混合 ， 防止 装车外运时二次扬尘。主要设备包括：旋转阀、 刮板输送机 、加湿机、焦粉仓、仓壁振动器、膨胀节等 28 熄焦冷焦输送系统 能力按 150t/h 配备冷焦运输设备。 皮带机采用耐温 250的耐热胶带，冷焦炭运输系统设有电子皮带秤对焦炭进行连续称量。 罐及台车检修系统 干熄焦迁车台负责红焦运输设备的检修和更换，设有迁车台台车及卷扬装置，并有焦罐检修站。 熄焦气体循环系统 熄焦循环冷却系统 干熄焦循环冷却系统与余热锅炉系统共同组合为一个整体闭路换热系统，其中干熄焦 循环冷却系统在干熄炉内进行，干熄炉下部冷却段布置在干熄炉的鼓风装置（冷循环气体入口）与环形气体通道下部斜风道（热循环气体出口）之间。从干熄炉环形烟道排出的 900 980循环气体经一次除尘器重力沉降除去粗粒焦粉（或小焦块）后，进入余热锅炉换热，温度降至 180左右。由余热锅炉出来的较冷循环气体，再经二次除尘器除去粒度较小的粉尘后，由循环风机加压送入干熄炉内进一步循环使用。干熄焦循环冷却系统生成总粉尘量一般 2。为了进一步降低循环气体温度，在循环风机与干熄炉下部鼓风装置之间设置锅炉副省煤器，由锅炉低温给水把 进入干熄炉的循环气体温度再降至 130左右。 在干熄炉内冷循环气体与热焦炭的逆流物理换热过程中，还伴随 29 着高温焦炭与循环气体氧化气氛的化学反应变化，并造成少量焦炭烧损（一般 1），并且与上部预存室中红焦炭析出的残余挥发份进行混合，使得出斜风道循环气体中可燃组份的浓度相对增加。当可燃组份的浓度超过爆炸极限就有爆炸的危险。为保证干熄焦装置生产操作的安全可靠性，必须有效控制循环气体中可燃组份的浓度。采用在环形通道上部补充空气的方法，将循环气体中的可燃组份大部分燃烧并可提高系统蒸汽产率。此时因补充空气，使得系统内循 环气体量相对增加，为保证循环气体总量平衡，通过副省煤器上的放散装置将多余气体放散。特殊情况下，通过系统充 在干熄炉与一次除尘器之间以及一次除尘器与干熄焦余热锅炉之间设有高温补偿器，并内衬耐火材料；在循环气体主循环管路的较长直管段上也设有多个膨胀节。风机前后的循环气体管路上设有温度、压力、流量测量、补充 置；副省煤器后循环气体管道上设有循环气体成分自动分析仪；二次除尘器及锅炉出口管路上还设有防爆装置等。在干熄炉入口的循环气体管路上还设有手动翻板阀以调节供气装置中央风帽和周边风环 的送风比例及大小。 环冷却系统主要设备 干熄炉 干熄炉主要担负着红焦炭的储存、冷却任务，红焦炭从其上部进入，经预存室到冷却室，被冷却的焦炭从下部排出；而对应的冷却气体从干熄炉下部鼓入，在冷却段经过与它接触的热焦炭换热变为热气体后，从干熄炉炉墙中间斜风道汇入上部环形通道两侧排出，并最终汇入一次除尘器入口。为了保证干熄炉焦炭冷却效果，该设备应该确 30 保上部焦炭平整及均匀下降，下部循环气体均匀上升，这是干熄炉确保最终冷却效果的两个主要方面。 干熄炉的砌筑特色： 干熄炉砌体属于竖窑式结构，中下部是处于正 压状态的圆桶形直立砌体。炉体自上而下可分为预存室，斜道区和冷却室。 预存室的上部是锥顶区，因装焦前后温度有波动，炉口工作层采用热稳定性能较好的 B 级莫来石碳化硅砖，其余为干熄焦通用粘土砖和隔热耐火砖。预存室下部是环形气道，可分为内墙及环形通道外墙两重圆环砌体。内墙要承受装入焦炭的冲击力和磨擦，还要防止预存室与环形气道的负压压差窜漏，因而采用高强度耐磨砖 A 级莫来石粘土砖。 斜道区的砖逐层悬挑承托上部砌体的荷重，并且是逐层改变气道深度的砖的砌体。温度频繁波动、热气流和红焦炭粉尘激烈冲刷，对内层砖的热震性、抗磨 损和抗折强度要求都很高。该部位采用高档次 化硅特制砖。 冷却室虽结构简单 ,是一个圆筒形，但它的内壁要承受焦炭激烈的磨损、循环冷却气体的激烈冲刷，也是最易受损害的部位，同时还受循环气体温度的波动和上部较高耐火衬体的正压力。冷却段用砖采用耐急冷急热性好且高强耐磨的 B 级莫来石粘土砖。 一次除尘器 从干熄炉环形通道出来的高温气体由于循环冷却工艺原因含有大量粉尘（焦粉）， 一次除尘器采用重力沉降方式， 顶 部 采用砖拱结构，结构可靠，强度又大，比较实用。 为了保证进一次除尘器循环气体的温度恒定，在环形烟道一次除 31 尘器入口处设置了循环气体旁通掺入装置。从副省煤器上方引入较冷的循环气体至环形烟道顶部与一次除尘器侧相接触部位，此气体不参与红焦炭的热交换，只起对出环形通道高温气体温度恒定的降温作用，确保后部余热锅炉稳定、可靠运行。 二次旋风除尘器 该装置为进一步降低循环气体粉尘含量、保证主循环风机的运行寿命所设。 二次除尘器采用 两级 多管旋风分离器，将循环气体中的焦粉进一步分离出来，使进入循环风机的气体中粉尘含量小于 其中小于 粉尘占 95%以上，以降低焦粉对循环风机叶片的磨损。 二次除尘器上还 设有人孔观察孔防爆装置粉尘料位计掏灰孔及焦粉排出装置等。 主循环风机 干熄焦主循环冷却设备的循环动力为主循环风机，它要求进出口要绝对密封。风机入口设置流量电动调节挡板，风机机壳设置 封系统，配置合格电机。 风机型式：双吸入式离心风机 循环总风量：约 210000h 风机全压： 中入口压头：约 出口压头：约 +7000机入口气体温度： 160 180 (风机耐热温度要求 250 ) 风机气体流量调节方式：通过入口调节挡板调节 循环气体类型：干熄焦循环气体 32 循环气体含尘量： 选配风机电动机：功率：约 1850速： 1500r/熄炉下部鼓风装置 鼓风装置安装在干熄炉下部中心部位，它结构设计上分为上下两层，上层为边风，下层为中间风，并把喇叭双层漏斗通过干熄炉下部外壳封在其中。鼓风装置主要由十字风道、调节棒、环形风道、锥斗和双层风帽等组成 熄焦锅炉 干熄焦 余热 锅炉主要作用是降低干熄焦系统惰性循环气体的温度并吸收其热量，产生蒸汽用以供热或发电，以达到使惰性循环气体的热量得到有效利用，节省能源的目的。 余热 锅炉采用膜式水冷壁 结构，此外， 余热 锅炉还采取了二次过热器上部进行熔融喷涂、吊挂杆设保护管、膜式水冷壁迎风面加防磨板等防腐耐磨措施，有效地解决 余热 锅炉的防腐、磨损、膨胀、密封问题，提高干熄焦锅炉的热效率，延长 余热 锅炉的使用寿命。 热锅炉容量的确定 依据干熄焦工艺设计基本参数，h（最大 h） 余热锅炉 1台。 热锅炉及主要辅助设备技术规格 1）余热锅炉 (单汽包自然循环室外型 )技术参数 33 a 蒸发量 h（ 最大 h） b 蒸汽压力 汽包 11 过热器出口 c 蒸汽温度 过热器出口处 540 5 允许最高工作温度 550 d 给水温度（锅炉给水泵入口处） 104 e 给水水质 序号 水 质 项 目 单 位 除 盐 水 1 硬度 l 铁 g/l 30 3 铜 g/l 5 4 二氧化硅 g/l 20 5 25） 油 mg/l 电导率 s/ 联氨 g/l 10 50 f 锅炉锅内水质 项 目 限 制 值 处理方法 磷酸盐处理 含盐量 mg/l 100 电导率 s/150 氯离子 34 磷酸根离子 mg/l 2 10 二氧化硅 mg/l 2 2）余热锅炉特点 余热锅炉采用全自然的水循环方式，吸收烟气中的热量产生蒸汽用于发电。锅炉的主 要特点如下： a、锅炉结构简单，在运输条件许可的条件下，尽量分组件组装出厂，安装方便，安装周期也相应缩短。 b、从设计的最基本方面入手，选用合理的烟速、材料，减少烟气偏流，针对不同部件采取不同的防磨措施，从而最终达到确保锅炉长寿的目的。 c、确保锅炉的严密性，特别是穿墙管处的密封，在杜绝漏风的同时保证管子热膨胀自如。 3）余热锅炉系统 烟气系统中的受热面除省煤器以外的主要受压件采用悬吊结构，整体向下膨胀 ,省煤器采用支撑结构，向上膨胀。 工艺流程中出来的烟气温度大约 960，通过内衬砖墙的烟气通道从上端水平进 入锅炉入口烟道。在入口烟道出口处烟气转过 90向下流动。烟气首先将热量传递给由前墙水冷壁拉稀而成的预置蒸发器，然后依次流经由水冷壁包围的高温过热器、低温过热器、光管蒸发器和鳍片管蒸发器，锅炉的水冷壁设计成为蒸发器系统的受热面，吸收烟气流程中的辐射放热。烟气最后进入下部的省煤器，经过省煤器后烟气温度降到 170左右，转过 90，沿水平方向从出口烟道进入下一道工序。 来自除氧器的给水送至省煤器，给水在省煤器中加热后进入锅筒。 35 a、光管蒸发器系统 锅筒 蒸发器下降管 光管蒸发器入口集箱 光管蒸发