干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)隨著焦爐大型化的發(fā)展，高溫高壓干熄焦將成為未來的發(fā)展趨勢。采用干法熄焦，每處理1噸煤炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，節(jié)約40kg標煤。本文全面總結(jié)了干熄焦裝置的運行情況，包括生產(chǎn)情況、生產(chǎn)工藝原理、主要技術(shù)經(jīng)濟指標、干熄焦的主要設(shè)備、干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)、分析了干熄焦工藝，不同情況下的節(jié)能效果、直接經(jīng)濟效益、延伸效益和環(huán)保效益。一、基本原理和工藝流程1、干熄焦概念：所謂干熄焦是相對于濕熄焦而言的，干熄焦是采用惰性氣體將紅焦在無氧的環(huán)境下降溫冷卻的一種熄焦方法。2、干熄焦流程：在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐的頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷

2、卻段紅焦層內(nèi)，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排除；吸收紅焦?jié)摕岷鬁囟壬叩亩栊匝h(huán)氣體從干熄爐環(huán)形煙道排出后，進入干熄焦余熱鍋爐進行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，從干熄焦余熱鍋爐冷卻后的低溫惰性氣體進入循環(huán)風機重新鼓入干熄爐。二、干熄焦技術(shù)優(yōu)勢及與濕熄焦的比較1、干法熄焦能夠提高焦炭強度和降低焦炭反應(yīng)性，與傳統(tǒng)濕法熄焦相比，M40可以提高35%，入爐焦比降低25%，高爐的常能可以提高1%；2、同濕法熄焦相比，干熄焦可回收83%的紅焦顯熱，采用干法熄焦，每處理1t焦炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，每干熄1t焦炭可以產(chǎn)生壓力為3.8MPa,450的蒸汽0.54t.而傳統(tǒng)的濕法熄焦不論

3、采用低水分熄焦還是壓力蒸汽熄焦的方法，都不能把這部分熱量回收回來；3、濕法熄焦過程中，紅焦和水基礎(chǔ)產(chǎn)生大量的酚、氰化合物和硫化物等有害物質(zhì)，熄焦產(chǎn)生的蒸汽也被自由排放，嚴重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣，而干法熄焦采用惰性氣體在密閉的系統(tǒng)中循環(huán)使用，可以有效降低排放污染；4、利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱可以用來發(fā)電，降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以作為參與到其它生產(chǎn)工序中；三、干熄焦工藝流程干熄焦技術(shù)是利用冷的惰性氣體（燃燒后的廢氣），在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦。吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或并入廠內(nèi)蒸汽

4、管網(wǎng)或送去發(fā)電。 由焦爐生產(chǎn)的溫度約為1000的赤熱焦炭排出裝入焦罐車中，焦罐經(jīng)牽引、提升移送至熄槽上部，從加焦口將焦炭放入干熄槽預存室，預存一定時間后下行至熄焦室，并與逆流的惰性循環(huán)氣體N2進行熱交換，冷卻后的焦炭經(jīng)排焦裝置從排焦口排出，再經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)運至篩焦樓篩焦、儲存，供煉鋼（煉鐵）用。二者在逆向運動中，焦炭逐漸被冷卻到250以下，然后由爐底的卸料裝置排出；同時，惰性氣體（或廢煙氣）被加熱到800左右，從干熄爐斜道口經(jīng)過一次除塵器后進入干熄焦鍋爐；在鍋爐中，水被熱氣流加熱產(chǎn)生蒸汽，同時氣體被冷卻到200左右，再經(jīng)二次除塵由循環(huán)風機重新送入干熄爐內(nèi)循環(huán)使用。四、干熄焦主要設(shè)備簡介干熄

5、焦主要由紅焦裝入設(shè)備、提升機、干熄爐、冷焦排出設(shè)備、電機車及焦罐臺車、焦罐、一次除塵器、二次除塵器、干熄焦鍋爐單元、循環(huán)風機、除塵地面站、水處理單位、自動控制部分、發(fā)電部分等組成。1、紅焦裝入設(shè)備干熄焦紅焦裝入設(shè)備由電機車、焦罐臺車、APS定位裝置、提升機、裝入裝置以及各極限感應(yīng)器等設(shè)備組成，起著接焦、送焦及裝焦等作用。1.1電機車電機車運行在焦側(cè)的熄焦軌道上，用于牽引、制動焦罐臺車，控制圓形旋轉(zhuǎn)焦罐的旋轉(zhuǎn)動作和完成接送紅焦的任務(wù)。電機車主要由車體、走行裝置、制動裝置、氣路系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)組成。 1.2旋轉(zhuǎn)焦罐旋轉(zhuǎn)焦罐用來裝運從炭化室中推出的紅焦，并與其它設(shè)備配合，將紅焦裝入

6、干熄爐內(nèi)。 1.3提升機提升機運行于提升井架和干熄爐頂軌道上，將裝滿紅焦的焦罐提升并橫移至干熄爐爐頂，與裝入裝置相配合，將紅焦裝入干熄爐內(nèi)。裝完紅焦后又將空罐經(jīng)提升、走行和下降落座在焦罐臺車上。1.4裝入裝置裝入裝置位于干熄爐的頂部，與提升機配合將焦罐中的紅焦裝入干熄爐。2、冷焦排出設(shè)備干熄焦冷焦排出設(shè)備由排焦裝置及運焦皮帶組成。排焦裝置位于干熄爐底部，將冷卻后的焦炭定量、連續(xù)和密封地排出到皮帶機上。排焦裝置由平板閘門、電磁振動給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥、臺車、排焦溜槽、自動潤滑裝置、吹掃風機、除塵管道和檢修吊車等設(shè)備組成，排焦裝置周圍設(shè)有四處CO報警器。3、干熄爐干熄爐的結(jié)構(gòu)有圓型與方型之

7、分，干熄爐的結(jié)構(gòu)一般為圓型。 圓型干熄爐由預存段、斜道區(qū)及冷卻段組成。 4、氣體循環(huán)設(shè)備干熄焦氣體循環(huán)設(shè)備由循環(huán)風機、給水預熱器、一次除塵器、鍋爐和二次除塵器等組成。五、昆鋼干熄焦工藝的運行效益于1994年6月、2002年4月投產(chǎn)，年產(chǎn)干全焦100萬t。3 、焦爐干熄焦裝置規(guī)模為140fh。配套18MW 發(fā)電機，2005年6月干熄焦主體工程投產(chǎn)，2006年3月干熄焦發(fā)電站投產(chǎn)。云南昆鋼煤焦化有限公司安寧分公司3 、4 焦爐為250孔JN60-3型焦爐。分別現(xiàn)將投產(chǎn)后的運行情況及經(jīng)濟效益分析介紹如下。1 運行情況11 千熄焦生產(chǎn)干熄焦主體裝置于2005年6月投產(chǎn)，在5年的生產(chǎn)過程中對工

8、藝設(shè)備進行了一些優(yōu)化，現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定正常主要生產(chǎn)指標見表1。12 焦炭質(zhì)量干熄焦裝置投產(chǎn)后。原濕熄焦裝置備用。在干熄焦檢修時用濕熄焦裝置。另外，為掌握濕熄焦裝置的完好情況，每班濕熄12爐焦炭。 121 工業(yè)分析指標干熄焦與濕熄焦工業(yè)分析指標對比見表2。與濕熄焦相比，干熄焦水分變化明顯，平均下降305個百分點，其他指標基本無變化。 122 冷態(tài)機械強度干熄焦與濕熄焦冷態(tài)機械強度指標對比見表3。與濕熄焦相比，干熄焦冷態(tài)機械強度略有改善，提高039個百分點，M1。降低021個百分點。 123 熱態(tài)性能指標干熄焦與濕熄焦熱態(tài)性能指標對比見表4。與濕熄焦相比，干熄焦熱態(tài)性能指標

9、改善，反應(yīng)性降低166個百分點，反應(yīng)后強度提高256個百分點。 1.3 冶金焦率、小焦率、粉焦率變化冶金焦率、小焦率、粉焦率變化見表5。與濕熄焦相比，干熄焦冶金焦率降低近5個百分點，其中小焦率增加近3個百分點，粉焦率增加175個百分點原因為干熄焦在運行過程中跌落次數(shù)增加所致。 1.4 焦炭燒損干熄焦燒損率以2010年1月30日一2月21日的數(shù)據(jù)計算。1)累計補充空氣量4 551 99696m 。2)累計人爐數(shù)2 723爐，單爐產(chǎn)量2198t，入爐焦炭量59 85154t。3)排放氣CO平均濃度167 ， 消耗焦炭407t。4)排放氣CO2平均濃度1219 ， 消耗焦炭297

10、3t。5)排放氣含塵濃度90mgm3，消耗焦炭41Ot。燒損率：(407+2973+410)+59 85154=06315 介質(zhì)消耗隨著生產(chǎn)的逐步順行和管理水平的提高，噸干熄焦除鹽水、蒸汽、氮氣、工業(yè)水、壓縮空氣的消耗逐步下降至正常水平，見表6。 16干熄焦增加'白勺收入:2006年11月20日前，干熄焦與濕熄焦價格相同。之后，收入增加。干熄焦裝置每發(fā)電1kWh收入02元。見表7。 2 效益分析21 干熄焦能耗分析投入1t干全焦產(chǎn)量，回收能源按電力和蒸汽2種形式、電力折標系數(shù)按當量值和等價值2種情況、其余折標系數(shù)按2009年全年平均數(shù)計算。干熄焦裝置能源平衡見表8。

11、1)干熄焦生產(chǎn)需要投入能源，加上燒損和冶金焦率、小焦率、粉焦率的變化，耗能增加，但干熄焦回收能源，產(chǎn)生的蒸汽可以直接使用，也可以發(fā)電，當回收能源小于投入能源時干熄焦是不節(jié)能的，當回收能源大于投入能源時干熄焦是節(jié)能的。 2)當回收能源以電力形式且電力折標系數(shù)按當量值計算時回收能源小于投入的能源，此種情況下干熄焦不節(jié)能。3 、4 焦爐年產(chǎn)100萬t干全焦。每年消耗能源740t標準煤；電力折標系數(shù)按等價值計算時，回收能源大于投入的能源，干熄焦是節(jié)能的。3 、 焦爐年產(chǎn)100萬t干全焦，每年24 510t標準煤。3)當回收能源以蒸汽形式， 回收能源大于投入的能源。3 、4#焦爐年產(chǎn)100萬t

12、干全焦，電力折標系數(shù)按當量值計算時，每年48 290t標準煤；電力折標系數(shù)按等價值計算時，每年節(jié)約能源43 840t標準煤。綜上所述。干熄焦只有在回收能源以電力形式且折標系數(shù)按當量值計算時不節(jié)能，其余3種情況下干熄焦都是節(jié)能的，而且節(jié)能量大。電力是二次能源 電力的獲得需要消耗能源， 因此在計算能源消耗時，折標系數(shù)應(yīng)該用等價值折標系數(shù)。因此。干熄焦是節(jié)能的。干熄焦投入、回收的能源與電力的折標系數(shù)、產(chǎn)出的能源形式有關(guān)?；厥漳茉礊檎羝问降墓?jié)能大于電力形式的節(jié)能。22 干熄焦經(jīng)濟效益分析221 直接經(jīng)濟效益按2009年價格計算。直接經(jīng)濟效益見表9。從表9看出，干熄焦投入較大，每生產(chǎn)1t干熄焦(冶金焦

13、)需要投入4618元，由于干熄焦價格、發(fā)電價格較低，干熄焦虧損2015元t。 222 延伸經(jīng)濟效益由于焦炭質(zhì)量改善，高爐焦比降低2，產(chǎn)量增加1tn。按此計算干熄焦對煉鐵的延伸效益。計算條件：1)全焦產(chǎn)量100萬ta；2)濕熄焦的冶金焦煉鐵焦比040t焦t鐵；3)干熄焦全部用于高爐煉鐵，年干熄率90 ；4)焦炭價格1 490元t；5)生鐵利潤6O元t；按上述條件計算干熄焦的延伸效益。1)節(jié)約人爐焦炭產(chǎn)生的效益。年節(jié)約焦炭量=1 000 000tx90x8861x2=15 9498t， 產(chǎn)生的效益為15 9498txl 490元t=2 37652萬元。2)增加生鐵產(chǎn)量產(chǎn)生的效益。年增加生

14、鐵產(chǎn)量=(1 000 000tx90x8861÷04)xl=19 93725t，產(chǎn)生的效益為19 93725t60元t=l1962萬元。干熄焦的延伸效益為2 37652+1 1962=2 49614萬元。即每噸干熄焦對煉鐵系統(tǒng)的效益為313元。3 結(jié)論1)干熄焦工藝每生產(chǎn)It干熄焦， 產(chǎn)蒸汽0602t，發(fā)電120kWh， 自耗電18kWh。與濕熄焦相比，干熄焦水分降低305個百分點， 提高039個百分點，M1。降低021個百分點。CRJ降低166個百分點，c5R提高256個百分點。2)干熄焦生產(chǎn)需要投入能源，加上燒損和冶金焦率、小焦率、粉焦率的變化，耗能增加，但干熄焦回收了大量的紅焦

15、余熱。回收的能源大于投人的能源。年產(chǎn)100萬t干全焦，蒸汽用于發(fā)電時，每年節(jié)約能源24 510t標準煤：蒸汽作為產(chǎn)品時，每年節(jié)約能源43 840t標準煤。3)干熄焦的直接經(jīng)濟效益主要取決于干熄焦的價格和發(fā)電價格。按2009年昆鋼價格計算每噸干熄焦需要投入4618元，虧損2015元。如果不體現(xiàn)干熄焦的焦炭價格或發(fā)電價格，則干熄焦生產(chǎn)對焦化廠沒有直接經(jīng)濟效益。干熄焦的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在延伸效益上，每噸干熄焦對煉鐵系統(tǒng)的延伸效益為3l-3元。4)干熄焦避免了濕熄焦水蒸汽夾帶污染物對大氣的污染，環(huán)保效果較好，改善了廠區(qū)環(huán)境，避免了生產(chǎn)等量蒸汽而燃燒動力煤對大氣的污染。六、干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)的意義21世

16、紀，全球面臨資源能源緊張、環(huán)境-生態(tài)約束日益嚴峻的時代性命題，因此，焦化廠不僅要進一步發(fā)揮為鋼鐵生產(chǎn)提供性能更好的焦炭和更好地開發(fā)深加工產(chǎn)品的功能，而且還要高度重視焦化過程中能源轉(zhuǎn)化功能。從鋼鐵制造流程的整體看，焦化廠的焦化過程實質(zhì)是根據(jù)鐵素物質(zhì)流這一被加工主體的要求（為高爐冶煉提供優(yōu)質(zhì)焦炭），而相應(yīng)地發(fā)生的碳素流能源轉(zhuǎn)換過程。焦化廠是鋼鐵制造流程中碳素能量流的重要組成部分，是鋼鐵制造流程中將一次能源煤炭經(jīng)過焦爐的高溫干餾轉(zhuǎn)變成二次能源焦炭、焦爐煤氣、焦油和粗苯等的高效“能量轉(zhuǎn)換器”。 干熄焦是采用惰性氣體將紅焦在無氧的環(huán)境下降溫冷卻的一種熄焦方法。它能夠提高焦炭強度和降低焦炭反應(yīng)性，與傳統(tǒng)濕

17、法熄焦相比，M40可以提高35%，入爐焦比降低25%，高爐的常能可以提高1%；采用干法熄焦，每處理1t焦炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，每干熄1t焦炭可以產(chǎn)生壓力為3.8MPa,450的蒸汽0.54t.而傳統(tǒng)的濕法熄焦不論采用低水分熄焦還是壓力蒸汽熄焦的方法，都不能把這部分熱量回收回來；如此一來這部分熱量還可以用來發(fā)電，降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以作為參與到其它生產(chǎn)工序中。（1）節(jié)能和經(jīng)濟效益在焦爐的熱平衡中被紅焦帶走的熱量相當于焦爐加熱所需熱量的37%，干熄焦可回收紅焦熱量的80%。干熄焦過程中，被加熱的循環(huán)氣體經(jīng)余熱鍋爐換熱產(chǎn)生蒸汽，循環(huán)氣體溫度下降后，再循環(huán)使用，從而有效地利用紅

18、焦的顯熱，并可將回收的焦粉進行再利用；利用余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進入汽輪發(fā)電機組做功發(fā)電，最終將紅焦的顯熱轉(zhuǎn)換為電能，節(jié)能及經(jīng)濟效益十分明顯。（2）環(huán)境效益干熄焦采用循環(huán)氣體在密閉的干焦爐內(nèi)對紅焦進行冷卻，可以免除濕熄焦過程中酚、氰化合物和硫化合物等有害物質(zhì)對周圍設(shè)備的腐蝕和對大氣的污染。通過對焦粉的收集和處理，最后以高凈化煙氣排入大氣。（3）提高焦炭質(zhì)量干熄焦過程是再循環(huán)氣體逆流換熱的過程中緩慢而均勻進行的，它沒有濕法熄焦過程中存在的劇冷作用，干熄焦后焦炭機械強度、耐磨性、反應(yīng)后強度均有明顯提高，反應(yīng)性降低。干熄焦過程中，因料層相對運動，增加了焦塊之間的相互摩擦與碰撞，起到了焦炭的整粒作用，提高了焦塊的均勻性。焦炭在預存室保溫相當于在焦爐中的悶爐，進一步提高焦塊的成熟度，使其結(jié)構(gòu)致密化。（4）擴大煉焦煤源在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強粘結(jié)性的焦、肥煤配入量的10%20%，有利于保護資源和降低焦炭成本。 七、總結(jié)鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，能源消耗量約占全國工業(yè)總能耗的15%，廢水和固體廢棄物排放量分別占