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干熄焦工艺简介 干熄焦的发展历史 干熄焦起源于瑞士 20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术 采取的方式各异 而且一般规模较小 生产不稳定 进入60年代 前苏联在干熄焦技术方面取得了突破进展 实现了连续稳定生产 获得专利发明权 并陆续在其国内多数大型焦化厂建成干熄焦装置 20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展 资源相对贫乏的日本 率先从苏联引进了干熄焦技术 并在装置的大型化 自动控制和环境保护方面进行改进 到90年代中期 日本已建成干熄焦装置31套 其中单套处理能力在100t h以上的装置有17套 日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处理量可达到200t h以上 装焦方式采用了料钟布料 排焦采用了旋转密封阀连续排焦 接焦采用了旋转焦罐接焦等技术 使气料比大大降低 极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运行费用 在控制方面实现了计算机控制 做到了全自动无人操作 在除尘方面 采用了除尘地面站方式 避免了干熄焦装置可能带来的二次污染 日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用 同时它将干熄焦技术输出到德国 中国 韩国等国家 其干熄焦技术已达到国际领先水平 20世纪80年代 德国又发明了水冷壁式干熄焦装置 使气体循环系统更加优化 并降低了运行成本 德国蒂森斯蒂尔奥托 TSoA 公司成功地将水冷栅和水冷壁置人干熄炉 并将干熄炉断面由圆形改成方形 同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了较大改进 干熄炉内焦炭下降及气流上升 实现了均匀分布 大大提高了换热效率 使气料比降到了1000m3 t焦以下 进一步降低了干熄焦装置的运行费用 TSOA干熄焦技术在德国得到推广 同时该技术还输出到韩国和中国的台北 干熄焦工艺发展至今 虽然出现了不同的形式 但基本工艺流程大同小异 只是在装焦 排焦 循环气体除尘等方面有所区别 具有代表性的有德国TSOA公司设计的干熄焦工艺和日本新日铁设计的干熄焦工艺 这两种典型的干熄焦工艺在消化吸收前苏联干熄焦成熟技术的基础上都有所创新 形成各自的特点 并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平 干熄焦是目前在国外已经成为较广泛应用的一项节能技术 近几年在我国得到了快速发展 在很多工程中得到了应用 武钢 马钢 通钢 济钢等一些大型钢厂干熄焦工程已陆续投产 并已取得了一定的经济效益和社会效益 干法熄焦定义 干熄焦是相对湿熄焦而言的 是采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法 通常CDQ CokeDryQuenching 是焦炭干法熄焦的简称 干法熄焦的原理 所谓干熄焦 是相对湿熄焦而言的 是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法 在干熄焦过程中 红焦从干熄炉顶部装入 低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却段红焦层内 吸收红焦显热 冷却后的焦炭从干熄炉底部排出 从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热交换 锅炉产生蒸汽用于发电 冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉 惰性气体在封闭的系统内循环使用 干熄焦在节能 环保和改善焦炭质量等方面优于湿熄焦 工艺设备布置图 干熄焦组成 1 装焦部分 红焦 2 气体循环部分3 排焦部分 冷焦 4 焦粉收集5 锅炉系统 干熄焦按物料性质不同可分下面几部分 装焦部分设备布置 装焦部分工艺流程 提升机工艺流程 提升机的性能参数 额定起重量63t 不含焦罐盖及吊具 提升负荷约86t 含焦罐盖及吊具 最大扬程 39020mm起升速度 高速25m min中速10m min低速4m min 提升在一台电机故障 单电机工作时的高速为12 5m min 中速 低速不变 走行速度 高速40m min低速3 5m min 运行在一台电机故障 单电机工作时的高速为20m min 低速不变 提升机 提升及走行调速方式 VVVF运行精度提升停止精度 45mm走行停止精度 20mm轨距 12000mm走行距离 单程 12500mm工作循环时间 约476s 包括将空罐下放到运罐车后等待电机车移位换罐约60s 将满罐放到干熄炉上方 打开罐底后等待卸料约25s 车轮轮压 约33t电机功率 正常提升电机功率 2 265KW 在一台电机故障情况下 另一台电机可长时间以一半的速度连续运行 正常走行电机功率 2 37KW 在一台电机故障情况下 另一台运行电机可长时间一半的速度以连续运行 气体循环部分 设备组成 循环风机 风机入口挡板 一次除尘 1DC 二次除尘 2DC 锅炉 给水预热器 干熄炉 气体循环部分 运行调整的主要任务 在干熄焦正常生产时 保持锅炉的蒸发量额定值内波动 保持蒸汽汽温 汽压的稳定 均衡给水 并保持锅炉正常水位 保证过热蒸汽的品质合格 保证循环风量 锅炉入口风温的稳定 提高锅炉效率 保证锅炉机组安全 稳定运行 在运行中应加强调整 保证锅炉平稳运行 控制及调整项目循环风量 焦炭排出量要根据实际情况随时进行调整依据焦炉的出焦计划 在干熄炉生产能力能满足的情况下 尽可能多地将焦炉生产出的红焦装入到干熄炉中 但不能发生排出红焦事故 锅炉入口温度控制 锅炉入口温度及排焦温度的控制1 锅炉入口温度的调节 锅炉入口温度的高低主要由干熄焦炭量和循环风量决定 在干熄焦循环风量不变的情况下 如果干熄焦炭量增加 锅炉入口温度就会升高 操作中 要确定合适气 循环气体 焦 干熄焦炭量 比 要根据焦炉的推焦计划和干熄焦设备运行情况 调整循环风量 使锅炉入口温度在正常范围波动 保证蒸汽产量和蒸汽品质的稳定 要说明的是 当锅炉入口温度高于其设定时 CRT系统报警 干熄炉排焦自动停止 联锁 当锅炉入口温度正常后 恢复排焦 排焦温度控制 2 排焦温度的调整 排焦温度主要由循环系统的气焦比决定 通过调大或调小循环风量可以降低或提高排焦温度 也可以调整排焦量 实现对排焦温度的控制 操作时要根据焦炉的推焦计划和干熄焦设备运行情况 适当调整排焦量的设定值 设定值增大 循环气体与红焦置换时间缩短 排焦温度升高 反之 设定值减小 循环气体与红焦置换时间延长 排焦温度降低 排焦量的调整 要保证干熄炉料位和锅炉入口温度在正常范围内波动 并注意干熄焦循环系统压力的变化 具体的调整方法主要有 1 排焦量不变 增减循环风量 2 循环风量不变 增减排焦量 3 增减空气导入量 此时应注意将循环气体成分中CO H2控制在基准值内 4 增减循环气体旁通回流量 此时应注意将循环气体成分中CO H2控制在基准值内 2020 3 16 17 可编辑 循环气体压力操作分布 循环气体压力控制 5 气体循环系统内部压力的控制在运行中要随时注意各控制点压力 及压差的变化 发现问题及时进行处理 压差波动的原因P6 P2 锅炉出入口 压力损失增大 锅炉内部有小块焦炭及焦粉堆积P2 P3 二次除尘出入口 压力损失增大 二次除尘器 2DC 内部以及风道内部发生焦粉堆积 发生堵塞压力损失减少 2DC内套磨穿 循环气体短路 P4 P5 给水预热器出入口 压力损失增大 给水预热器内部有小块焦炭或焦粉发生堵塞P5 P6 干熄炉入口和锅炉入口 压力损失减少 冷却室的焦炭可能发生了搭棚现象 循环气体风量控制分布 循环气体流量控制 循环气体风量 F1 由循环气体风机升压后的循环气体 为了冷却红焦炭大部分吹进冷却段的 一小部分的循环气体在给水预热器与除盐水换热后 通过旁通管和常用放散阀放散 以保证炉顶压力的稳定 循环气体的风量由设置在二次除尘器和循环气体风机之间的循环气体风道上的流量计来连续测量 在生产中也可以通过锅炉方面的进入热量和发生蒸汽量的热平衡理论计算循环气体风量 来验证循环气体流量计的指示值的准确性 2 空气导入量 F2 在干熄焦生产中循环气体的成分通常采用向干熄炉出口的环形烟道吹入的空气的方法来调整 为了实现循环气体中的可燃成分的 完全燃烧 要调整空气导入阀的开度 使气体中的CO H2浓度保持在基准值 CO 6 以下 H2 3 以下 由操作人员根据经验进行分析 手动方式适当调整空气导入阀开度 3 回流气体风量 F3 为了使锅炉的入口气体温度不要超过规定的温度 要将一部分低温循环气体吹入干熄炉出口部的环形烟道 为了保护锅炉设备 一定不要使锅炉的入口温度超过960 循环气体风量控制 冷焦排出设备布置 二 冷焦排出设备干熄焦冷焦排出设备由排焦装置及运焦皮带组成 排焦装置包括检修用平板闸门 电磁振动给料器 旋转密封阀 吹扫风机 自动润滑装置和排焦溜槽等设备 冷却后的焦炭由电磁振动给料器定量排出 送入旋转密封阀 通过旋转密封阀的旋转在封住干熄炉内循环气体不向炉外泄漏的情况下 把焦炭连续地排出 连续定量排出的焦炭通过排焦溜槽送到带式输送机上输出 运焦皮带机上设有电子皮带秤 高温辐射计及超温洒水装置 电子皮带秤对焦炭进行连续称量 称量值与设定值的偏差值前馈给振动给料器 将排焦量控制在稳定的设定值范围 锅炉系统 设备组成除盐水箱 除氧给水泵 给水预热器 除氧器 锅炉给水泵及磷酸盐加药装置 联氨加药装置等辅助设备 锅炉组成 省煤器 鳍片管蒸发器 光管蒸发器 一次过热器 二次过热器 减温器 水冷壁 锅炉系统设备布置图 除氧简介 工艺概述 锅炉给水中含有溶解氧 将会使给水管道 锅炉设备等遭受腐蚀 使设备使用寿命缩短 严重时将发生爆管等重大事故 防止腐蚀的最有效方式是除去锅炉给水中的溶解氧和其他气体 除氧的方式有两种 物理除氧和化学除氧 我厂以物理除氧为主要除氧手段 化学除氧为辅助除氧手段 物理除氧的主要设备是除高效热力喷雾式除氧器 化学除氧是借助化学药剂来除氧 一般用化学药品有N2H4 联氨 和丙酮肟 因N2H4有剧毒 辅助除氧药剂现普遍采用无毒的丙酮肟wo C3H7NO 除氧器上部有填装金属填料的除氧塔和除氧给水分布装置 下部为除氧水箱水箱设有直接蒸汽加热器 以保证锅炉给水的温度 除氧简介 除盐水除氧流程为 能源来的除盐水送到除盐水箱 由除氧给水泵加压 经给水预热器与循环气体换热到50 80 后 送到除氧器除氧塔 与除氧蒸汽逆流接触 使水加热并将溶解在除盐水中的氧和其他气体吹脱出来 起到除氧作用 吹脱出氧及其他气体从除氧除氧塔顶排出 除氧后的除盐水 进入除氧水箱 并通过直接蒸汽加热器加热 使除氧水温度保持104 最终由锅炉给水泵送到锅炉汽包 除氧是锅炉正常生产的一个重要环节 为保证锅炉生产安全稳定 除氧用蒸汽及除盐水管道均采用双管路供给 除氧给水泵备用泵要处于热备状态 除氧器液位低到下限时 备用泵将自动启动 除氧简介 根据亨利定律 水中溶解的某种气体浓度和该气体在气液表面的分压成正比 如果把水加热到沸腾 气液表面就几乎100 是水蒸气 同时 原来溶解于水中的氧气等各种气体会从水中逸散出来 只要把水分割到足够小的水滴并且及时抽走液面上的气体 就能除去水中氧气和其他溶解气体 并且保证已经逸出的气体