2010第四届焦化年会论文集 (100)

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 4 关于焦化节能降耗问题的探讨 刘 红 （ 湖南 华菱涟钢焦化厂 ） 【 摘 要 】 本文论述了当前钢铁工业焦化节约能源 ,降低耗热量应采取的具体措施和途径 ,通过详实的论证说明这项工作的潜力很大 ,应当引起广泛的重视和推广。 【 关键词 】 节能降耗 措施 途径 我国的钢铁工业能源 ,全部立足于国产能源 ,消费以煤炭为主 ,约占钢铁工业各种能源耗量的 70%以上。节约能源是钢铁企业的主要问题 ,做为能源转换生产的焦化厂尤为突出。当前焦化工业的节能越来越受到各企业的重视 ,节能的核心是炼焦过程中的热耗 ,一方面要节约能源 ,回收显热 ,另一方面要降低耗热量。 化节约能源的几项措施 极进行余热利用 焦化企业的余热资源率很高 ,约占企业所消耗能量的 30%以上 ,而余热资源利用率很低 ,焦化企 业回收余热资源可以从以下两 方面着手 。 一是 回收冷却水余热。焦化产品的余热大部分被冷却水带走 ,冷却水带走的热量占全厂总能耗的 40% ,其中初冷却水带走的热量又占总热量的 33% ,这部分热量应采取措施加以回收。 二 是 回收产品及工艺过程等的余热。回收产品及工艺过程 带走的热量约占焦化企业总能量的 30% ,可采用干法熄焦 ,上升管汽化冷却等方式予以 回收 ,焦炉耗热量中焦炭的显热约占 40% ,干法熄焦 可回收焦炭显热的 80%。 取措施 ,减少焦炉散热 焦炉表面散失热量的大小 ,主要决定于焦炉设计 ,但在现有焦炉的条件下也可以采取一些措施。如在装煤孔盖、蓄热室封墙、废气盘等部位都可以采用硅酸铝隔热材料 ,有些焦炉使用后效果显著 ,可减少炼焦耗热量 高计量用仪表和设备的完整性及准确性 没有准确的计量手段 ,反映出来的能耗等数值也容易丧失其真实性。 对焦化企业来说是很大的一个缺陷，不利于焦化企业对吨焦耗热量的准确计算。 用先进技术 ,改革现有工艺 采用 先进的调温技术 ,装煤操作采取高压氨水喷射 ,冷凝水回收等工艺 ,采用先进的仪器仪表 ,高效的隔热材料等新技术都能达到节约能源的目的。 炼焦耗热量是指 1煤在焦炉炭化室中炼成焦炭所需要的热量 ,其中包括变成焦炭的结焦热 ,水分蒸发需要的热量以及焦炉炉体损失和废气带走的热量。它除了作为煤气耗热量的计算依据外 ,在技术上是评定焦炉结构完善 ,炉体严密程度 ,焦炉热工操作及管理水平的重要指标 ,在经济上也是炼焦消耗定额的主要指标。 提高焦炉热效率 ,降低炼焦耗热量是改善产品 质量 ,降低产品成本 ,节约炼焦能耗的重要措施 ,它直接关系到企业的经济效益。 低焦饼中心温度和标准温度 根据焦炉的热平衡可以看出 ,从炭化室推出的赤热焦炭所带走的热量是焦炉热量支出中的最大部分 ,约占 40%左右。若以焦饼最终温度为 1000计 ,焦饼温度每增减 50 ,焦炭带走的热量增减 5%左右。例如焦饼中心温度从 1050降低到 1000 ,若原耗热量为 2310KJ/右。因此 ,在保证焦炭质量和顺利推焦的前提下 ,尽量使焦饼中心的最终温度维持在 最低值。 要降低焦饼中心温度 ,就要降低标准温度 ,而降低标准温度的前提是炉温必须均匀稳定 ,否则降低炉温后会使部分焦炭成熟不好而降低焦炭质量 ,并容易造成推焦困难。所以把炉温调好 ,使其均匀稳定是提高热效率 ,降低耗热量的主要措施。 低炉顶空间温度 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 5 从炉顶排出的荒煤气带走的热量也是较多的。在生产条件相同的前提下 ,炉顶空间温度取决于炉体加热水平的高低和焦饼高向加热的均匀程度。在生产中 ,改变炭化室煤的装满程度和炼焦煤的收缩度 ,也能使炉顶空间温度产生一定的变化。保证炭化室装满煤 ,减少荒煤气在炉顶空间的停留时间 ,降 低炉顶空间温度 ,从而减少荒煤气从炭化室带走的热量。当结焦时间和装入煤料一定时 ,炉顶空间温度每降低 10 ,炼焦耗热量可降低 20KJ/右 ,因此降低炉顶空间温度对耗热量的降低也是有利的。 薄炭化室墙砖厚度 为了快速炼焦和节约能源 ,可以减薄炭化室墙的厚度 ,若墙厚减 10增产 7% 10% ,节约能耗 7%。据相关数据 计算 ,墙厚每减 1结焦时间可缩短 6 分钟。 择合适的空气过剩系数 a 使加热煤气与空气能有正确比例 ,对降低耗热量有较大意义。 燃烧所生成的废气量增多 ,废气带走的热量增加 ; 会使燃烧不完全 ,部分可燃气体损失 ,反而增加了炼焦耗热量。一般说来 , 使用高炉煤气加热 ,耗热量将增加 使用焦炉煤气加热 ,耗热量将增加 21 气过剩系数不仅影响耗热量 ,同时对焦炉高向加热和产品质量均有直接关系 ,所以控制合适的 炉的大型化 一些研究表明 ,炉长增加对耗热量影响不大 ,而炉高影响则比较显著 ,在同一结焦时间 ,炉长相同的情况下 ,炭化室高 3m 与 4m 的炉子耗热量相差 煤 , 4热量相差 煤 , 6 低小烟道温度 降低从小烟道排出的废气温度 ,减少废气带走的热损失 ,可以提高焦炉的热效率和降低炼焦耗热量。一般情况下 ,小烟道温度降低 25 ,焦炉热效率可提高 1%,炼焦耗热量可减少 25 30KJ/体在蓄热室中分布均匀 ,可以提高蓄热面的利用率 ,气体的分布和篦子砖孔排列有关 ,另外在生产中应保持格子砖清洁畅通 ,避免灰尘堵塞和高温烧熔。 交换周期越长 ,格子砖换热效率越低 ,但交换时间如果过短 ,交换频繁对操作不利 ,并增加了交换时的煤气损失。加强炉体严密 ,加大蓄热室单位换热面积 ,尽可能使气流在蓄热室格子砖中分布均匀合理 ,选择适当的换向周期和合理稳定的焦炉压力制度等都有利于降低废气温度。 热煤气种类 用高炉煤气加热的耗热量比用焦炉煤气加热时高 10% 20%。虽然烧高炉煤气时的小烟道温度比烧焦炉煤气时低 ,但烧高炉煤气时产生的废气量大 ,废气从烟囱带走的热量也多 ,同时因炉体和设备不严密而造成的漏失量也多 ,每次交换时上升气流蓄热室中的贫煤气直接流 入烟道中 ,这些都增加了炼焦耗热量。 尽管用焦 煤气加热时耗热量少 ,但焦炉煤气是优质的气体燃料 ,所以对复热式焦炉来说 ,如果条件允许 ,应尽可能烧高炉煤气 ,这对能源的合理利用 ,环境保护以及社会、经济综合效益等都有好处。 低 装入煤水分 由水蒸气带走的热量也是较多的 ,装入煤水分每变化 1% ,炼焦耗热量就相应变化 60 80KJ/配煤水分的变化 ,不仅对耗热量影响很大 ,而且还影响焦炉加热制度的稳定和焦炉炉体寿命。当配煤水分变化频繁 ,而调火工作又不到位时 ,容易使焦饼过火或不熟 ,引起焦饼难推。为了不产生推焦困难 ,势必采用较高的标准温度 ,这就会进一步增大煤焦耗热量 ,所以 ,规定和稳定配煤水分是确保焦炉正确操作的主要条件之一。 求适宜的 周转时间 生产实践表明 ,一般大型焦炉的周转时间 ,当炭化室宽为 450在 18 20小时 ,炭化室宽为 407在 16 18 小时 ,此时耗热量是最低的。周转时间每改变 1小时 ,耗热量将增加 1% ,短于上述周转时间 ,耗热量随周转时间的缩短而升高 ,周转时间长于 20 22 小时 ,由于标准温度不能随周转时间的延长而降低 ,造成焦饼提前成熟 ,焦炉的热工效率降低 ,耗热量随周转时间 的延长而升高。 体和设备的严密程度 若炉体不严 ,蓄热室漏气率增大 ,势必增加加热煤气量 ,提高炼焦耗热量 ;若炭化室墙漏气率增大 ,使荒煤气漏进立火道内燃烧 ,表面上耗热量有所减少 ,但荒煤气漏失量直接与荒煤气发生量有关 ,而且结焦前半期煤气发生量多 ,漏失量也大 ,在立火道内很可能燃烧不完全 ,使部分可燃气体随废气离开焦炉而造成能源损失。另外煤气旋塞或煤气砣不严 ,都会造成加热煤气的损失 ,所以加强炉体和设备的维护 ,搞好炉体与设备的严密工作是很必要的。 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 6 节能工作是具有战略意义的一项重要工作。目前我国的能源利 用率很低 ,节能的潜力相当大 ,在世界能源储量日趋减少的今天 ,节能降耗必须引起每个焦化工作者的重视。 焦炉热平衡测定和计算结果 ,能较全面地反映出焦炉的能耗效果和问题 ,所以在一定条件下 ,定期地对焦炉进行热平衡测定和分析 ,是一件很有意义的工作 ,必须予以重视。 参考文献 1王光华 ， 焦化工程设计概论 M， 北京：冶金工业出版社， 1993。 2于振东 ， 蔡承佑 ， 高兴锁等编著，焦炉生产技术 M， 沈阳：辽宁科学技出版社， 2005。 3国家发改委， 焦化行业准入条件 M， 北京：国家发改委， 2004。 4国