焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額-編輯說明

1工作簡況

1.1標(biāo)準(zhǔn)修訂背景

全球氣候問題日益嚴(yán)重，人類活動(dòng)引起的氣候變化已成為各國政府、社會(huì)所

面臨的重大問題之一。在第75屆聯(lián)合國大會(huì)上，習(xí)近平總書記指出“中國將提高

國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前

達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”?！?030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》（國

發(fā)〔2021〕23號(hào)）提出：重點(diǎn)耗能行業(yè)能源利用效率達(dá)到國際先進(jìn)水平，從源頭

推進(jìn)節(jié)能降碳。2021年11月，為指導(dǎo)各地科學(xué)有序做好高耗能行業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)

改造，有效遏制“兩高”項(xiàng)目盲目發(fā)展，國家發(fā)展改革委等印發(fā)《高耗能行業(yè)重

點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2021年版）》（發(fā)改產(chǎn)業(yè)〔2021〕1609號(hào)），

規(guī)定焦化行業(yè)噸焦能耗先進(jìn)水平為110千克標(biāo)煤/噸焦，頂裝焦?fàn)t基準(zhǔn)水平為135

千克標(biāo)煤/噸焦，搗固焦?fàn)t基準(zhǔn)水平為140千克標(biāo)煤/噸焦。

焦化生產(chǎn)需要消耗大量的一次能源（煤炭等）和二次能源（電、蒸汽、煤氣

等），面臨著能源與資源短缺、單位產(chǎn)品能耗與物耗高等問題，且各企業(yè)能耗差

距十分巨大。2020年中國焦炭產(chǎn)量4.71億噸，常規(guī)焦?fàn)t產(chǎn)量約4.18億噸，占焦炭

總產(chǎn)量的88.7%，常規(guī)焦?fàn)t企業(yè)能源消耗6000余萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年耗電量約300億千

瓦時(shí)，年耗水量約6億噸，碳排放量約1.3億噸。因此，在節(jié)能減排、低碳發(fā)展的

時(shí)代背景下，焦化行業(yè)應(yīng)加快行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，加強(qiáng)節(jié)能降耗，提高行業(yè)發(fā)展水

平，實(shí)現(xiàn)我國焦化行業(yè)全面高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB21342-2013）自2014年10月1日實(shí)施以

來，焦化生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，主管部門對(duì)焦化企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格考核,對(duì)焦化企

業(yè)節(jié)能減排、提質(zhì)降耗發(fā)揮了積極作用。

該標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施到現(xiàn)在已過去了8年時(shí)間，這期間焦化生產(chǎn)企業(yè)通過工藝結(jié)構(gòu)

調(diào)整、節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新、裝備水平升級(jí)和生產(chǎn)管理優(yōu)化等措施的實(shí)施，部分工序能

耗指標(biāo)得到改善。但焦化企業(yè)分布范圍廣，各企業(yè)細(xì)分工藝復(fù)雜，入爐原料、燃

料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在差異；且近幾年企業(yè)按生態(tài)環(huán)境部門要求，新增了很多環(huán)保措

施，單位產(chǎn)品能耗也發(fā)生了較大變化，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)實(shí)際能源消耗差距較大，

生產(chǎn)企業(yè)反映較強(qiáng)烈，不能滿足節(jié)能管理的需要。

2

通過焦炭單位產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)的修訂，建立統(tǒng)一規(guī)范、公平合理的能耗統(tǒng)

計(jì)核算體系，強(qiáng)化國家標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，滿足節(jié)能環(huán)保要求愈發(fā)嚴(yán)格的發(fā)展趨勢(shì)，

進(jìn)一步推動(dòng)焦化行業(yè)升級(jí)改造，提高焦化企業(yè)生產(chǎn)效率，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)

能降耗，綠色發(fā)展。

本次標(biāo)準(zhǔn)修訂將在GB21342-2013基礎(chǔ)上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)限額指標(biāo)進(jìn)行修改、補(bǔ)充

和完善。

1.2任務(wù)來源

本標(biāo)準(zhǔn)修訂由中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)提出并歸口。

1.3起草人員及所在單位

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)、中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限

公司、北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司、華泰永創(chuàng)(北京)科技股份有限公司、唐

山首鋼京唐西山焦化有限責(zé)任公司、沂州科技有限公司。

序號(hào)主要起草單位主要起草人

1中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)

2中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限公司

3北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司

4華泰永創(chuàng)(北京)科技股份有限公司

5唐山首鋼京唐西山焦化有限責(zé)任公司

6沂州科技有限公司

1.4工作過程

標(biāo)準(zhǔn)修訂從2021年4月開始至今，共分為以下幾個(gè)階段。標(biāo)準(zhǔn)修訂基本框

圖如下：

3

成立標(biāo)準(zhǔn)修訂小組

編制工作計(jì)劃和修訂大綱

相關(guān)調(diào)研及數(shù)據(jù)收集

查閱國內(nèi)外相關(guān)資料

用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模擬計(jì)算模型

編寫標(biāo)準(zhǔn)修訂初稿

專家討論

修改、形成征求意見稿

征求意見

修改，形成送審稿

修改，形成報(bào)批稿

2021年4月，中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，成立由設(shè)計(jì)研究單位及重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)

參加的標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組，召開啟動(dòng)會(huì)，明確主要任務(wù)，編制工作計(jì)劃。

2021年5月，收集資料。收集國家關(guān)于節(jié)能工作有關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等；

收集整理近六年中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)部分會(huì)員企業(yè)噸焦能耗及煉焦耗熱量數(shù)據(jù)并

進(jìn)行分析；走訪參與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)編制有關(guān)人士，了解現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)制定過程及先進(jìn)值、

準(zhǔn)入值、限定值取值依據(jù)。

2021年6月，修訂組調(diào)研不同地區(qū)代表性企業(yè)噸焦能耗及生產(chǎn)過程中能源物

質(zhì)、耗能工質(zhì)消耗情況，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過程中存在的問題，征求對(duì)標(biāo)準(zhǔn)修訂的建

議等。對(duì)調(diào)研企業(yè)噸焦能耗情況進(jìn)行核算。

組織開展《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB21342-2013）執(zhí)行情況實(shí)地

調(diào)研。修訂組對(duì)焦化生產(chǎn)企業(yè)落實(shí)國家有關(guān)節(jié)能政策，不同原料結(jié)構(gòu)、不同生產(chǎn)

4

工藝、不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)噸焦能耗完成情況，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用情況及近幾年企業(yè)按環(huán)保

要求，新增環(huán)保裝備增加能耗情況進(jìn)行調(diào)研；走訪相關(guān)設(shè)計(jì)、科研部門，調(diào)研在

新項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中噸焦能耗情況、干熄焦等節(jié)能技術(shù)在不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)企業(yè)適用性

情況等。

2021年9月，與相關(guān)設(shè)計(jì)院合作，通過仿真模型計(jì)算不同爐體結(jié)構(gòu)、不同炭

化室高度、不同煤氣凈化工藝各工序理論能耗。

2021年10～12月，將調(diào)研數(shù)據(jù)按企業(yè)不同生產(chǎn)工藝整理歸納，按照GB

21342-2013核算噸焦能耗，并與企業(yè)自報(bào)噸焦能耗數(shù)據(jù)、協(xié)會(huì)年報(bào)數(shù)據(jù)、仿真模

型計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證仿真模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2022年1～4月，修訂組進(jìn)一步選取有代表性企業(yè)開展針對(duì)性調(diào)研；結(jié)合仿真

模型計(jì)算結(jié)果、企業(yè)噸焦能耗實(shí)際完成情況、現(xiàn)有研究成果（《焦化工序能效評(píng)

估導(dǎo)則》（GB/T34192-2017）），完成《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》修訂稿

草稿。組織召開由生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)計(jì)研究單位行業(yè)專家參加的標(biāo)準(zhǔn)修訂稿草稿內(nèi)部

研討會(huì)，就標(biāo)準(zhǔn)限額指標(biāo)取值依據(jù)、限額指標(biāo)值、參數(shù)修正等重要事項(xiàng)再次征求

意見，并按意見進(jìn)行修改調(diào)整。

2編制原則及相關(guān)依據(jù)

2.1編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)編制原則是：

——科學(xué)、客觀、公正，可操作性強(qiáng)；

——鼓勵(lì)先進(jìn)、鞭策落后；

——覆蓋常規(guī)焦?fàn)t不同爐型、不同燃料結(jié)構(gòu)、不同原料結(jié)構(gòu)、不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、不

同生產(chǎn)工藝。

2.2主要技術(shù)要求的依據(jù)及理由

主要技術(shù)要求的依據(jù)：

焦炭單位產(chǎn)品能耗限額的取值主要以仿真模型計(jì)算數(shù)據(jù)、課題組調(diào)研數(shù)據(jù)、

《焦化工序能效評(píng)估導(dǎo)則》（GB/T34192-2017）及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)確定先進(jìn)值、

5

準(zhǔn)入值及限定值。

理由：

1、焦化行業(yè)是重要的能源轉(zhuǎn)化行業(yè)，有非常成熟的工藝流程，經(jīng)過數(shù)十年

的發(fā)展壯大，我國已建立了世界上產(chǎn)能、產(chǎn)量最大，品種齊全，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

標(biāo)先進(jìn)的焦化工業(yè)體系，完全能夠滿足以鋼鐵工業(yè)為代表的下游用戶需求。多年

的生產(chǎn)實(shí)踐證明，業(yè)內(nèi)典型生產(chǎn)企業(yè)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有代表性。

2、中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員單位分布在全國29個(gè)省區(qū)，會(huì)員單位焦炭產(chǎn)量占

全國總產(chǎn)量的60%以上；下設(shè)由我國焦化行業(yè)知名專家組成的“中國煉焦行業(yè)協(xié)

會(huì)專家委員會(huì)”及“環(huán)保節(jié)能專業(yè)委員會(huì)”“煉焦專業(yè)委員會(huì)”等八個(gè)專業(yè)委員

會(huì)，集中了我國焦化行業(yè)的主要科研和技術(shù)力量，協(xié)會(huì)基于二十余年企業(yè)生產(chǎn)數(shù)

據(jù)及經(jīng)驗(yàn)的積累，能反映企業(yè)噸焦能耗真實(shí)情況和發(fā)展趨勢(shì)。

3、近幾十年，焦化行業(yè)主體設(shè)備及最大耗能單元——焦?fàn)t，沒有發(fā)生革命

性的工藝改進(jìn)，國內(nèi)外對(duì)焦?fàn)t傳熱耗能過程研究非常充分，為數(shù)學(xué)模型建立奠定

基礎(chǔ)。

4、噸焦能耗影響因素較多，如焦化生產(chǎn)細(xì)分工藝復(fù)雜，不同細(xì)分工藝能耗

存在一定差別（如不同裝煤方式、不同焦?fàn)t煤氣凈化工藝等）；企業(yè)煉焦煤揮發(fā)

分、水分及產(chǎn)能利用率存在差別，對(duì)噸焦能耗存在較大影響；甚至焦化企業(yè)處于

不同地理區(qū)位，因環(huán)境溫度的差異，也會(huì)對(duì)噸焦能耗造成影響，需要對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

進(jìn)行修正。

5、中冶焦耐工程技術(shù)有限公司是世界上最大的焦化專業(yè)設(shè)計(jì)公司，參與中

冶南方牽頭的國家863項(xiàng)目——“冶金工業(yè)系統(tǒng)能效監(jiān)測(cè)評(píng)估及優(yōu)化控制技術(shù)

與系統(tǒng)”，基于六十多年的焦化技術(shù)研發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累，結(jié)合焦化工序

能源消耗總量大、能源種類多、熱工設(shè)備龐大、工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)操作影響因

素眾多等實(shí)際情況，從焦化工序邊界的劃分出發(fā)，利用專業(yè)的基礎(chǔ)理論和科學(xué)的

計(jì)算方法，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過理論分析和計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的標(biāo)定驗(yàn)證，建

立了一套精細(xì)化的焦化能耗分析模型，為準(zhǔn)確計(jì)算焦化各生產(chǎn)工序噸焦能耗奠定

了基礎(chǔ)。

6、《焦化工序能效評(píng)估導(dǎo)則》（GB/T34192-2017）是基于焦化工序全流程

的能耗評(píng)價(jià)方法和體系，可科學(xué)評(píng)估各企業(yè)焦化工序能效水平。

6

2.3適用范圍說明

焦化行業(yè)是重要的煤炭能源轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)，按爐型劃分可分為常規(guī)焦?fàn)t、熱回收

焦?fàn)t和半焦（蘭炭）炭化爐。半焦（蘭炭）炭化爐有對(duì)應(yīng)的噸焦能耗強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)

——《蘭炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB29995-2013）。受政策及經(jīng)濟(jì)性影響，

熱回收焦?fàn)t產(chǎn)能少，據(jù)生態(tài)環(huán)境部排污許可信息平臺(tái)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，熱回

收焦?fàn)t產(chǎn)能1441萬噸，占全國焦炭總產(chǎn)能2.27%，且普遍是2008年以前建成投產(chǎn)，

整體裝備水平不高；因企業(yè)新建熱回收焦?fàn)t熱情不高，影響了設(shè)計(jì)、科研部門對(duì)

熱回收焦?fàn)t創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)的投入，目前僅有浙江、河南、河北數(shù)個(gè)新建項(xiàng)目。故

本標(biāo)準(zhǔn)與GB21342-2013保持一致，適用于常規(guī)焦?fàn)t。

2.4能耗邊界說明

2.4.1原標(biāo)準(zhǔn)條款

GB21342-2013規(guī)定的能耗統(tǒng)計(jì)范圍為：焦炭單位產(chǎn)品能耗的統(tǒng)計(jì)范圍包括

生產(chǎn)系統(tǒng)（備煤工段、煉焦工段和煤氣回收與凈化工段等）和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)（生

產(chǎn)管理及調(diào)度指揮系統(tǒng)和機(jī)修、化驗(yàn)、計(jì)量、環(huán)保等）消耗的總能源量扣除工序

回收的能源量。不包括洗煤、焦油深加工、苯精制、焦?fàn)t煤氣資源化利用以及附

屬生產(chǎn)系統(tǒng)（食堂、保健站、休息室等）所消耗的能源量。對(duì)于煤氣回收與凈化

工段屬于另一法人、其能耗未計(jì)入焦化工序能耗的，增加25千克標(biāo)煤/噸。

2.4.2修訂的主要內(nèi)容及原因

1、將“煤氣回收與凈化工段”修改為“煤氣凈化工段”。

原因：煤氣回收與凈化目前均統(tǒng)稱為煤氣凈化。

2、明確計(jì)算邊界不包括煤調(diào)濕、解凍庫、（燃用各種燃料的）鍋爐、焦化廢

水RO后濃水處理、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)。

為建立統(tǒng)一規(guī)范、公平合理的能耗統(tǒng)計(jì)核算體系，各生產(chǎn)企業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)范圍

應(yīng)保持一致，依據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2020）相關(guān)規(guī)定，煤調(diào)濕、

解凍庫、（燃用各種燃料的）鍋爐、焦化廢水RO后濃水處理、食堂、保健站等不

列入能耗統(tǒng)計(jì)范圍。原因如下：

7

（1）煤調(diào)濕在焦化企業(yè)裝備數(shù)量較少。新建焦?fàn)t充分考慮節(jié)能措施，焦?fàn)t

蓄熱室經(jīng)過科學(xué)計(jì)算，煙道氣溫度設(shè)計(jì)充分考慮了節(jié)能需求，煙道氣剩余熱量有

限；按環(huán)保要求，焦?fàn)t煙囪煙氣需進(jìn)行脫硫脫硝處理，大部分以煙道氣為熱源的

煤調(diào)濕裝置停用，目前我國僅太鋼、寶鋼等企業(yè)裝備以蒸汽為熱源的煤調(diào)濕裝置；

為使各生產(chǎn)企業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)范圍保持一致，煤調(diào)濕裝置不在能耗統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi)。

（2）我國焦化生產(chǎn)企業(yè)分布于除北京、海南、西藏、香港、澳門以外的29

個(gè)省級(jí)行政區(qū)（包括中國臺(tái)灣）。解凍庫不是焦化行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。受氣候條件

影響，東北、西北等高寒地區(qū)焦化企業(yè)一般設(shè)置解凍庫，不同地區(qū)解凍庫運(yùn)行時(shí)

間有較大差別，影響噸焦能耗0.8千克標(biāo)煤左右，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂解凍庫不列入噸

焦能耗統(tǒng)計(jì)范圍。

（3）焦化生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程中需要使用蒸汽，其中鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠一

般由集團(tuán)公司統(tǒng)一供應(yīng)蒸汽，獨(dú)立焦化企業(yè)一般由自有燃?xì)狻⑷济夯蛴酂徨仩t供

汽。原標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸汽輸入端能源物質(zhì)種類沒有具體要求，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)有獨(dú)立焦化企

業(yè)以鍋爐使用的能源物質(zhì)輸入量參與噸焦能耗計(jì)算，差異較大。為體現(xiàn)公平，統(tǒng)

一以焦化工序輸入端蒸汽作為輸入能源物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。

（4）不同地區(qū)焦化企業(yè)焦化廢水處理執(zhí)行的政策、標(biāo)準(zhǔn)不同，所采取的處

理工藝不同。如部分企業(yè)焦化廢水處理后達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

（GB16171-2012）的排放限值要求后可以排放；鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠可利用鋼

鐵產(chǎn)業(yè)流程長的特點(diǎn)消納焦化廢水（濃水）；部分焦化企業(yè)特別是獨(dú)立焦化企業(yè)

因采用干熄焦，且處理后的焦化廢水不允許外排，廢水處理工藝流程長，除普遍

采用的預(yù)處理、生化處理、深度處理、膜（RO）處理方法外，還采用MVR（蒸發(fā)）

或分鹽方法處理RO濃水，濃水處理能耗高，本次修訂RO濃水處理不列入噸焦能

耗統(tǒng)計(jì)范圍。

（5）部分企業(yè)生產(chǎn)流程較長，包括焦?fàn)t煤氣綜合利用、焦油加工、苯精制

等，附屬生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)人數(shù)不等，因此食堂、保健站等不列入能耗統(tǒng)計(jì)范圍。

3、修訂“煤氣回收與凈化工段屬于另一法人”的能耗計(jì)算數(shù)值

按照環(huán)保要求，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)（2013年）相比，焦化生產(chǎn)企業(yè)煤氣凈

化工序普遍增加了兩級(jí)焦?fàn)t煤氣脫硫、脫硫廢液資源化利用（提鹽或制酸）等裝

置，客觀上增加了能耗。按現(xiàn)有裝備水平（冷鼓、兩級(jí)焦?fàn)t煤氣HPF脫硫、脫硫

廢液提鹽、硫銨、洗脫苯），煤氣凈化工序噸焦能耗為23.84千克標(biāo)煤/噸，焦化

8

廢水處理能耗0.74千克標(biāo)煤/噸，合計(jì)24.58千克標(biāo)煤/噸。因此將煤氣凈化工

段屬于另一法人、其能耗未計(jì)入焦化工序能耗的，增加值由“25千克標(biāo)煤/噸”，

調(diào)整為“26千克標(biāo)煤/噸”。

修訂后能耗統(tǒng)計(jì)范圍為：焦炭單位產(chǎn)品能耗的統(tǒng)計(jì)范圍包括生產(chǎn)系統(tǒng)（備煤

工段、煉焦工段、煤氣凈化工段）及相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施、公輔設(shè)施和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)

（生產(chǎn)管理系統(tǒng)和設(shè)備維護(hù)、化驗(yàn)、計(jì)量設(shè)施等）消耗的總能源量扣除回收的能

源量。不包括洗煤、解凍庫、煤調(diào)濕、焦化廢水反滲透后的濃水處理、（燃用各

種燃料的）鍋爐、焦油加工、苯精制、焦?fàn)t煤氣資源化利用以及附屬生產(chǎn)系統(tǒng)（食

堂、保健站等）所消耗的能源量。

對(duì)于焦?fàn)t煤氣凈化和廢水處理工序?qū)儆诹硪环ㄈ?、其能耗未?jì)入焦化工序能

耗的，增加26千克標(biāo)煤/噸。

2.5增加客觀因素修正

焦化生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，很多因素會(huì)對(duì)實(shí)際噸焦能耗產(chǎn)生影響，可以分

為客觀因素和主觀因素。

客觀因素是指受工序邊界外固有條件的影響，工序內(nèi)不可控制的因素，主要

指燃料條件、原料條件、工藝條件、產(chǎn)品條件、地理環(huán)境和氣候溫度等?？陀^因

素是造成企業(yè)間噸焦能耗不可比的主要原因。在進(jìn)行噸焦能耗考核時(shí)，應(yīng)盡量剔

除客觀因素差異造成的影響，在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需對(duì)客觀因素進(jìn)行修正。

主觀因素是指與企業(yè)自身管理水平、技術(shù)裝備水平、操作水平、系統(tǒng)匹配性

等相關(guān)的因素，可以通過管理流程優(yōu)化、技術(shù)裝備改造、控制水平改善、管理水

平提升等途徑進(jìn)行改善和提高。這些因素是與先進(jìn)指標(biāo)比對(duì)時(shí)產(chǎn)生差距的主要原

因，是進(jìn)行指標(biāo)差異性分析的重點(diǎn)，是制定綜合改進(jìn)措施和方案的依據(jù)，也是節(jié)

能監(jiān)察的重點(diǎn)。

為使標(biāo)準(zhǔn)限值公平合理，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加客觀因素修正，因氣候條件對(duì)噸

焦能耗影響較小，客觀因素修正包括：燃料條件、原料條件、工藝條件及爐齡修

正。

9

2.6調(diào)整爐齡修正公式

GB21342-2013采用爐齡校正，爐齡小于等于15年，校正系數(shù)為1.0，即EJT

/1.0；爐齡大于15年小于等于25年，校正系數(shù)為0.98，即/0.98；爐齡大

于25年，校正系數(shù)為0.96，，即/0.96。一般情況下隨著焦?fàn)t爐齡的增加，

焦?fàn)t串漏率加大，能源消耗隨之加大。標(biāo)準(zhǔn)中能源消耗校正計(jì)算公式是/校

正系數(shù)（是單位產(chǎn)品能耗），按此計(jì)算公式計(jì)算，對(duì)于大于15年?duì)t齡的焦?fàn)t，

其計(jì)算結(jié)果大于實(shí)際單位產(chǎn)品能耗，而標(biāo)準(zhǔn)限額沒變，爐齡校正公式不合理。

本次修訂參照《焦化工序能效評(píng)估導(dǎo)則》（GB/T34192-2017）給出的爐齡修

正方法，取頂裝焦?fàn)t和搗固焦?fàn)t中間值，即“焦?fàn)t爐齡修正系數(shù)——焦?fàn)t爐齡小

于或等于15年時(shí)，噸焦能耗不做修正；焦?fàn)t爐齡大于15年、小于或等于25年

時(shí)，計(jì)算結(jié)果減2.5千克標(biāo)煤；焦?fàn)t爐齡大于25年時(shí)，計(jì)算結(jié)果減5.2千克標(biāo)

煤”。

2.7技術(shù)指標(biāo)確定依據(jù)

2.7.1常規(guī)焦?fàn)t噸焦能耗模擬計(jì)算

2.7.1.1能耗核算基礎(chǔ)及范圍

按照“在滿足‘遵守國家法規(guī)、符合產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)’的

原則，選擇最簡單、最直接的流程”為原則，以4×50孔炭化室高6米頂裝焦?fàn)t

為基礎(chǔ)，生產(chǎn)能力200萬噸/年全焦，采用焦化企業(yè)常規(guī)配置子工序（包括：備

煤子工序、煉焦子工序、熄焦子工序、煤氣凈化子工序、焦化廢水處理子工序、

除塵子工序和四電子工序（變配電、照明、儀表和自動(dòng)控制），對(duì)常規(guī)焦?fàn)t焦化

工序的各子工序能源消耗進(jìn)行理論核算。

各耗能單元基準(zhǔn)能耗按下列原則計(jì)算：

1、基準(zhǔn)電耗等于做功與傳動(dòng)效率、電機(jī)效率等的比值。電機(jī)效率根據(jù)《電

動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB18613）與《高壓三相籠型異步電動(dòng)機(jī)能效限

定值及能效等級(jí)》（GB30254）中電機(jī)一級(jí)能效等級(jí)進(jìn)行取值。

10

2、帶式輸送機(jī)的功率計(jì)算依據(jù)《連續(xù)搬運(yùn)設(shè)備帶承載托輥的帶式輸送機(jī)運(yùn)

行功率和張力的計(jì)算》（GB/T17119）進(jìn)行。

3、依據(jù)《焦?fàn)t熱平衡測(cè)定與計(jì)算規(guī)范》（CSM/T1-2008）、《焦?fàn)t熱平衡測(cè)試

與計(jì)算方法》（GB/T33962-2017）和《焦?fàn)t物料平衡和熱量平衡》（冶金工業(yè)出

版社,1988.鄭國舟,楊開蓮,楊厚斌）計(jì)算焦?fàn)t所需加熱煤氣量。

4、煤氣的低發(fā)熱值按下式計(jì)算：

)

式中CO、H2、CH4、CmHn、H2S分別表示煤氣中各成分的體積含量，用百分?jǐn)?shù)

表示（%）；為低發(fā)熱值，單位：千焦/立方米。

5、低溫水消耗根據(jù)用水設(shè)備的冷卻負(fù)荷計(jì)算，制冷機(jī)效率根據(jù)《溴化鋰吸

收式冷水機(jī)組能效限定值及能效等級(jí)》（GB29540-2013）中的一級(jí)能效等級(jí)進(jìn)行

取值。

6、蒸汽按不同壓力和溫度下的焓值折算。

2.7.1.2計(jì)算模型

1、模型邊界

焦化工序能耗計(jì)算模型的邊界考慮焦化工序的構(gòu)成特點(diǎn)及各工序間應(yīng)無縫

連接。據(jù)此，將焦化工序劃分為備煤子工序、煉焦子工序、熄焦子工序、煤氣凈

化子工序、焦化廢水處理子工序、除塵子工序和四電子工序（變配電、照明、儀

表和自動(dòng)控制），各子工序又由若干工藝單元和耗能單體構(gòu)成。確定的邊界如圖

2-1所示。

11

圖2-1焦化工序能耗計(jì)算模型邊界

在整個(gè)焦化工序邊界的框架下，原料和產(chǎn)品的接口如下：

（1）原料入口：原料煤進(jìn)入原料煤場(chǎng)開始。

（2）焦炭出口：篩儲(chǔ)焦槽的槽口。

（3）煤氣出口：煤氣凈化后（按無煤氣儲(chǔ)配站考慮）。

（4）化產(chǎn)品出口：裝車點(diǎn)（不含焦油加工和粗苯加工）。

2、模型建立的取值方法

能耗計(jì)算模型涉及的蒸汽按不同壓力和溫度下的焓值折算，其他能源及耗能

工質(zhì)折標(biāo)系數(shù)按《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB21342-2013）附錄取值，

電力折標(biāo)煤系數(shù)取當(dāng)量值。模型的最終計(jì)算結(jié)果均折算成噸焦能耗。

采用的計(jì)算方法如下：

（1）物料守恒：

QQinout

式中：Qin——表示進(jìn)入裝置物料的流量，kg/h或m3/h

Qout——表示離開裝置物料的流量，kg/h或m3/h

（2）能量守恒：

EEinout

式中：Ein——表示進(jìn)入裝置物料的能量，kcal/h或kJ/h

Eout——表示離開裝置物料的能量，kcal/h或kJ/h

（3）流體力學(xué)原理——伯努利(Bernoulli)方程：

12

Pu2

zconst.

gg2

式中：z——表示流體的位能，m

P——表示流體的壓強(qiáng)，Pa

ρ——表示流體的密度，kg/m3

u——表示流體的流速，m/s

g——表示重力加速度，m/s2

（4）理想氣體狀態(tài)方程：

PVnRT

式中：P——表示理想氣體的壓強(qiáng)，Pa

V——表示理想氣體的體積，m3

n——表示理想氣體的物質(zhì)的量，mol

R——表示理想氣體常數(shù)

T——表示理想氣體的溫度，K

（5）變壓器損耗：

Sjs2

WiPktPd()

Se

式中：ΔWi——表示變壓器年電能損耗，kWh/a

ΔPk——表示變壓器空載有功功率損耗，kW

ΔPd——表示變壓器短路有功功率損耗，kW

t——表示變壓器全年投入運(yùn)行小時(shí)，h/a

Sjs——表示變壓器輸出側(cè)的計(jì)算負(fù)荷，kW

Se——表示變壓器的額定容量，kVA

τ——表示最大年負(fù)荷損耗小時(shí)，h/a

（6）噸焦能耗計(jì)算（以千克標(biāo)準(zhǔn)煤(kgce)計(jì)）：

按照上述計(jì)算方法，結(jié)合各子工序特點(diǎn)，建立相應(yīng)的計(jì)算模型，利用各子工

序的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行能耗計(jì)算。

13

2.7.1.3計(jì)算結(jié)果

1、備煤子工序

（1）工藝條件及取值

備煤子工序是將運(yùn)入焦化廠的單種煤制成符合質(zhì)量要求的煉焦煤料，包括以

下幾個(gè)單元：原料煤場(chǎng)、粉碎單元、配煤單元、煤運(yùn)輸單元。

原料煤來源一般有兩種方式：火車受煤和汽車受煤，工藝布置一般采用火車

受煤坑、翻車機(jī)室、汽車受煤坑，幾種方式能耗接近。對(duì)大型焦化企業(yè)，基于環(huán)

保和成本考慮，應(yīng)優(yōu)先選用火車運(yùn)輸。本次計(jì)算選火車來煤，翻車機(jī)卸煤的方式，

最大耗能單體為翻車機(jī)。

配煤單元工藝為先配煤后粉碎的工藝流程，所有帶式輸送機(jī)長度為此工序可

能的最短長度。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

備煤子工序能耗：e'備煤=1.4131千克標(biāo)煤/噸焦

2、煉焦子工序

（1）工藝條件及取值

A.煉焦生產(chǎn)規(guī)模200萬噸/年。

B.以炭化室高6.0米頂裝焦?fàn)t為基準(zhǔn)爐型，4×50孔，每年365天連續(xù)工作。

C.焦?fàn)t采用焦?fàn)t煤氣加熱或混合煤氣加熱（97.5%高爐煤氣+2.5%焦?fàn)t煤氣）。

D.入爐煤干基揮發(fā)分（Vd）26%、入爐煤水分（Mt）10%。

E.焦?fàn)t的熱量散失量10.5%。

F.根據(jù)原料煤量及組成通過物料平衡計(jì)算焦化產(chǎn)品產(chǎn)量。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

混合煤氣加熱時(shí)煉焦子工序能耗：

e'煉焦=155.749千克標(biāo)煤/噸焦

焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)煉焦子工序能耗：

e'煉焦=147.639千克標(biāo)煤/噸焦

3、熄焦子工序

（1）工藝條件及取值

A.熄焦過程分干熄焦和濕熄焦工藝。按照《干熄焦工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB

1363-2019）規(guī)定：“每套干熄焦連續(xù)運(yùn)行周期應(yīng)大于1年，包括小修、定修在內(nèi)

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的平均折合到每年的檢修時(shí)間宜為10～15天”。干熄焦在設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行過程中

一般每兩年安排一次定修，定修持續(xù)時(shí)間為20～25天。考慮到干熄焦是焦化企

業(yè)最主要的節(jié)能項(xiàng)目，定修期間對(duì)噸焦能耗影響較大，設(shè)定干熄焦子工序的工作

制度為：干熄焦年工作時(shí)間為345天，濕熄焦年工作時(shí)間為20天。

B.在考慮干熄爐熱效率先進(jìn)性和焦粉燒損符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)干熄

焦的熱量平衡，計(jì)算蒸汽的產(chǎn)量、除鹽水及冷焦（含焦粉）量。

C.根據(jù)焦炭處理量、循環(huán)風(fēng)量及壓頭、除鹽水輸送量及壓頭等確定耗電量。

D.壓縮空氣、氮?dú)飧鶕?jù)實(shí)際值及工作制度計(jì)算耗量。

E.紅焦顯熱作為煉焦單元的產(chǎn)出，同時(shí)又是熄焦單元的輸入，兩者可以互相

抵消，計(jì)算工序能耗時(shí)不考慮焦炭顯熱。

F.濕熄焦不計(jì)算焦炭的化學(xué)能。濕熄焦過程需要補(bǔ)充的水源由處理后的焦化

廢水補(bǔ)充，不消耗新水，電耗由工藝參數(shù)計(jì)算確定。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

e'干熄焦=-46.41千克標(biāo)煤/噸焦

e'濕熄焦=0.0639千克標(biāo)煤/噸焦

4、煤氣凈化子工序

（1）工藝條件及取值

A.模型計(jì)算范圍包括煤氣凈化、油庫、化驗(yàn)室及配套的循環(huán)冷卻水、制冷

站（蒸汽型溴化鋰制冷機(jī)）、VOCs治理設(shè)施（包括各儲(chǔ)罐排放尾氣、脫硫再生尾

氣、廢水處理尾氣等治理）。其中煤氣凈化工藝為冷鼓、焦?fàn)t煤氣兩級(jí)HPF脫硫

（脫硫廢液提鹽）、飽和器法生產(chǎn)硫銨、剩余氨水間接蒸氨、蒸汽加熱洗油生產(chǎn)

粗苯。凈化前后煤氣指標(biāo)見表2-1，具體流程如圖2-2所示。

表2-1凈化前后煤氣的雜質(zhì)含量

硫化氫氰化氫氨萘苯焦油

凈化前（g/m3）61.56.91234.447.5

凈化后（g/m3）0.020.150.050.340.02

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圖2-2煤氣凈化流程圖

B.煤氣凈化裝置內(nèi)各工藝單元的能耗依據(jù)物料平衡、熱量平衡、化學(xué)反應(yīng)等

計(jì)算獲得。

C.煤氣鼓風(fēng)機(jī)的功率按絕熱壓縮過程所耗的功計(jì)算。

D.基準(zhǔn)蒸汽消耗根據(jù)耗能單體設(shè)備（如脫苯塔、蒸氨塔等）的物料平衡和熱

量平衡計(jì)算獲得。

E.循環(huán)水系統(tǒng)包括煤氣凈化循環(huán)水單元及低溫水系統(tǒng)。低溫水系統(tǒng)包含制冷

機(jī)單元、低溫水單元及制冷機(jī)循環(huán)水單元。

F.循環(huán)水系統(tǒng)能耗由水泵及泵組的能耗、冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗、循環(huán)水補(bǔ)水能耗

以及其他設(shè)備能耗組成。

G.冷卻塔的熱力計(jì)算采用焓差法。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

煤氣凈化子工序噸焦能耗：e'煤氣凈化=23.84千克標(biāo)煤/噸焦

5、焦化廢水處理子工序

（1）工藝條件

焦化廢水處理子工序包括酚氰廢水處理和循環(huán)冷卻水排污水處理（不包括酚

氰廢水處理尾氣治理）。酚氰廢水處理采用預(yù)處理+生物處理（A/O工藝）+后處

理+臭氧氧化+雙膜法深度處理工藝；循環(huán)冷卻水排污水處理采用預(yù)處理+雙膜法

深度處理工藝。處理后產(chǎn)水回用至循環(huán)冷卻水做補(bǔ)充水，未考慮濃水處理能耗。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

焦化廢水處理子工序噸焦能耗：e'廢水處理=0.7355千克標(biāo)煤/噸焦

6、大氣污染治理工序

（1）工藝條件

大氣污染治理工序包括各污染源除塵及脫硫脫硝子工序。除塵子工序包括以

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下幾個(gè)除塵單元：裝煤除塵、出焦除塵、機(jī)側(cè)爐門除塵、干熄焦除塵、篩焦除塵、

焦轉(zhuǎn)運(yùn)除塵、煤（預(yù)）粉碎機(jī)除塵等單元，除塵方式均為干法布袋除塵，布袋清

灰采用壓縮空氣。脫硫脫硝子工序指焦?fàn)t煙囪煙氣脫硫脫硝，采用的工藝為以碳

酸氫鈉為脫硫劑的SDS脫硫工藝，干熄焦含二氧化硫尾氣并入焦?fàn)t煙囪煙氣脫硫

脫硝處理。大氣污染治理工序包括工藝能源物質(zhì)消耗和除塵設(shè)施排氣筒煤塵、焦

塵損失。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

能源物質(zhì)消耗：1.9516千克標(biāo)煤/噸焦

除塵設(shè)施排氣筒煤塵排放量：0.0867千克/噸焦，折標(biāo)煤：0.0879千克標(biāo)煤/

噸焦

各工序噸焦能耗：e'大氣治理=1.9516+0.0879=2.0395千克標(biāo)煤/噸焦

7、四電子工序

（1）工藝條件

包括：變配電、照明、儀表和自動(dòng)控制等單元能耗。

（2）模型計(jì)算結(jié)果

四電子工序噸焦能耗：e'四電=0.143千克標(biāo)煤/噸焦

8、小結(jié)

綜上所述，常規(guī)焦?fàn)t焦化企業(yè)噸焦能耗如表2-2所示：

表2-2焦化工序能耗匯總

噸焦能耗

工序名稱備注

(kgce/t焦)

備煤1.4131裝爐煤干基揮發(fā)分26%、裝爐煤水分10%

155.749混合煤氣加熱

頂裝焦?fàn)t

147.639焦?fàn)t煤氣加熱

-46.48干熄焦（工作天數(shù)345天）

熄焦

0.0639濕熄焦

兩級(jí)HPF脫硫、飽和器法生產(chǎn)硫銨、間接蒸

煤氣凈化23.84

氨、蒸汽加熱洗油工藝

焦化廢水處理0.7355包括酚氰廢水及循環(huán)冷卻水排污水處理

大氣治理設(shè)施2.0395

四電子工序0.143

采用同樣的數(shù)學(xué)模型計(jì)算，搗固焦?fàn)t噸焦能耗一般比頂裝焦?fàn)t大約9千克標(biāo)

煤；不同高度炭化室焦?fàn)t噸焦能耗基本相同；以混合煤氣（97%高爐煤氣+3%焦?fàn)t

煤氣）為燃料的搗固焦?fàn)t比以焦?fàn)t煤氣為燃料的同等焦?fàn)t噸焦能耗大12千克標(biāo)

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煤。

從以上模擬計(jì)算結(jié)果可知，在頂裝焦?fàn)t原料條件為裝爐煤干基揮發(fā)分（Vd）

26%，搗固焦?fàn)t裝爐煤干基揮發(fā)分（Vd）28%、裝爐煤水分（Mt）10.5%，產(chǎn)能利用

率100%前提下，模擬計(jì)算噸焦能耗結(jié)果見表2-3。

表2-3模擬計(jì)算噸焦能耗結(jié)果

焦?fàn)t煤氣加熱混合煤氣加熱

爐型

干熄焦?jié)裣ń垢上ń節(jié)裣ń?/p>

頂裝焦?fàn)t噸焦能耗（kgce/t焦）129.40175.87137.51183.98

搗固焦?fàn)t噸焦能耗（kgce/t焦）138.40184.87149.51195.98

焦化企業(yè)最大的耗能單元為煉焦子工序和煤氣凈化子工序，實(shí)現(xiàn)煉焦子工序

和煤氣凈化子工序的能效優(yōu)化是提升焦化工序能效的重要前提和必要條件。

2.7.2影響噸焦能耗因素分析

2.7.2.1焦?fàn)t爐型及爐齡

1、裝煤方式

常規(guī)焦?fàn)t按裝煤方式可分為頂裝焦?fàn)t和搗固側(cè)裝焦?fàn)t。搗固焦?fàn)t入爐煤的細(xì)

度要求更為嚴(yán)格，需要裝備搗固機(jī)，且煉焦初期導(dǎo)熱率低，機(jī)側(cè)爐門除塵風(fēng)量大，

噸焦能耗一般比頂裝焦?fàn)t大9千克標(biāo)煤左右。

2、不同炭化室高度

模擬計(jì)算及協(xié)會(huì)調(diào)研情況顯示，同種類型、不同炭化室高度焦?fàn)t噸焦能耗基

本相同。

3、焦?fàn)t爐齡

焦?fàn)t是由耐火磚砌筑而成的復(fù)雜工業(yè)爐窯，加熱系統(tǒng)均存在著不同程度的串

漏，且隨著焦?fàn)t運(yùn)行周期延長，焦?fàn)t串漏率會(huì)有加大傾向，能耗增加。

2.7.2.2燃料種類

焦?fàn)t加熱燃料可采用焦?fàn)t煤氣或混合煤氣（高爐煤氣摻加少量焦?fàn)t煤氣）等，

部分企業(yè)將馳放氣作為焦?fàn)t加熱的補(bǔ)充燃料。因加熱燃?xì)鉄嶂挡煌?，燃燒后廢氣

體積及帶走的熱量差異較大。模擬計(jì)算及調(diào)研結(jié)果顯示，以混合煤氣（2.5%焦?fàn)t

煤氣+97.5%高爐煤氣）為燃料的頂裝焦?fàn)t噸焦能耗比以焦?fàn)t煤氣為燃料的同等焦

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爐大8千克標(biāo)煤；以混合煤氣（3%焦?fàn)t煤氣+97%高爐煤氣）為燃料的搗固焦?fàn)t噸

焦能耗比以焦?fàn)t煤氣為燃料的同等焦?fàn)t大12千克標(biāo)煤。

2.7.2.3原料條件

1、入爐煤揮發(fā)分

入爐煤揮發(fā)分對(duì)噸焦能耗影響較大。煉焦過程即煤的干餾過程，相同爐型噸

焦能耗隨入爐煤揮發(fā)分的增加而增加。

一般情況下，焦化生產(chǎn)企業(yè)依據(jù)原料價(jià)格、焦化產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格等動(dòng)態(tài)調(diào)整入

爐煤揮發(fā)分，以調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，取得最大經(jīng)濟(jì)效益。

2、入爐煤水分

相同爐型，噸焦能耗隨入爐煤水分（Mt）的增加而增加。入爐煤水分每增加

1%時(shí)，相當(dāng)于濕煤中1%的干煤量被1%的水分取代。當(dāng)煤的水分為7%～10%時(shí)，1

千克入爐煤水分每增減1%，煉焦耗熱量變化值用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)為29.31千焦，

用高爐煤氣加熱時(shí)為33.49千焦。

2.7.2.4工藝條件

1、熄焦方式

熄焦方式分為干熄焦和濕熄焦，兩種熄焦方式對(duì)噸焦能耗影響較大（具體見

2.7.2.8）。

2、煤氣凈化工藝

不同焦化企業(yè)煤氣凈化主體工藝基本相同，分為冷鼓、脫硫、脫氨、脫苯等

工段，但細(xì)分工藝有較大的差別，造成各種細(xì)分工藝噸焦能耗有較明顯差異。如

負(fù)壓煤氣凈化系統(tǒng)噸焦能耗大于正壓煤氣凈化系統(tǒng)；冷鼓工段的焦油氨水分離裝

置分臥式分離與立式分離，焦油脫水分靜置加熱分離與離心分離，焦油渣處理分

回配煉焦煤與油渣離心分離，電捕焦油器可布置在風(fēng)機(jī)前或風(fēng)機(jī)后，煤氣鼓風(fēng)機(jī)

可采取液力耦合器調(diào)速或變頻調(diào)速；焦?fàn)t煤氣脫硫工藝可分為氨硫聯(lián)合洗滌法脫

硫(AS)、真空碳酸鉀法脫硫、真空碳酸鈉法脫硫、TH法脫硫、濕式氧化法脫硫

（HPF）、改良ADA、低溫甲醇洗等方法，其中HPF法脫硫占90%以上，HPF脫硫

工藝硫磺處理可分為熔硫或板框壓濾機(jī)壓生硫，脫硫廢液處理可采用回配煉焦煤、

19

提鹽或制酸等方式；煤氣脫氨方法有飽和器法生產(chǎn)硫銨、磷酸吸收法生產(chǎn)無水氨

和水洗氨工藝，其中飽和器法生產(chǎn)硫銨占比95%以上；剩余氨水蒸氨工序可分為

管式爐蒸氨、導(dǎo)熱油蒸氨和蒸汽蒸氨，蒸汽蒸氨可分為直接蒸氨和間接蒸氨；脫

苯工序依產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可分為生產(chǎn)粗苯或輕苯，終冷工序可采用直冷或間冷，洗油加

熱可采用管式爐或蒸汽。不同細(xì)分工藝能源消耗存在差別。其中主流工藝為冷鼓

+兩級(jí)HPF焦?fàn)t煤氣脫硫+脫硫廢液提鹽+蒸汽法間接蒸氨+飽和器生產(chǎn)硫銨+蒸汽

加熱洗油生產(chǎn)粗苯的工藝。

3、焦化廢水處理工藝

焦化廢水處理工藝主要差別在生化處理和深度處理。其中生化處理工藝可分

為AO、AAO、OAO、AOO、AAOAO、OAOAO等；后處理工藝可采取混凝、過濾、BAF

等不同工藝組合；深度處理工藝分吸附或強(qiáng)氧化，吸附工藝可細(xì)化為活性炭（包

括粉末、固定床、移動(dòng)床）或樹脂吸附，部分企業(yè)采用活性炭在線再生，增加了

能耗，強(qiáng)氧化工藝分為芬頓、臭氧或電磁氧化，臭氧制備工藝分為空氣或氧氣；

膜處理工藝可分為超濾、納濾、反滲透等不同工藝或級(jí)數(shù)的組合，反滲透分常壓

膜與高壓膜等，不同細(xì)分工藝能耗差別較大。

4、循環(huán)冷卻水

循環(huán)冷卻水依原水（補(bǔ)充水）條件不同循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)不同，旁濾器濾

料不同，反洗水量不同，新水消耗和排污水水量會(huì)有一定差異，造成噸焦能耗的

差異。

5、大氣污染治理措施

（1）焦?fàn)t煙囪煙氣脫硫脫硝

焦?fàn)t煙囪煙氣脫硫脫硝依煙氣溫度、工藝不同，噸焦能耗差異巨大?！稛捊?/p>

化學(xué)工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》（HJ2306-2018）焦?fàn)t煙囪脫硫脫硝可采用SDS

（碳酸氫鈉）脫硫+SCR脫硝、半干法脫硫+SCR脫硝、鈣基移動(dòng)床脫硫+SCR脫硝、

活性炭脫硫脫硝、SCR脫硝+脫硫（干法、半干法、濕法）等不同工藝，工藝不

同噸焦能耗差別巨大。協(xié)會(huì)調(diào)研情況表明，其中SDS脫硫+SCR脫硝噸焦能耗最

低，噸焦能耗可小于1千克標(biāo)煤。

（2）裝煤除塵

裝煤除塵可采用地面站、導(dǎo)煙車、單炭化室壓力調(diào)節(jié)等不同方式，其中地面

站除塵方式裝備量最多，噸焦能耗略大。

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（3）推焦除塵

推焦除塵全部采用地面站除塵方式?！稛捊够瘜W(xué)公告也污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB

16171-2012）規(guī)定，推焦地面站考核因子為顆粒物和二氧化硫，焦?fàn)t在正常生產(chǎn)

時(shí)二氧化硫不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，部分企業(yè)裝備了脫硫措施，脫硫工藝不同，噸焦能耗

存在一定差異。

（4）干熄焦尾氣治理

《煉焦化學(xué)公告也污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）規(guī)定，干熄焦地面站

考核因子為顆粒物和二氧化硫，干熄焦二氧化硫處理工藝不同，噸焦能耗存在一

定差異。

（5）VOCs治理

焦化VOCs治理工藝可分為洗滌法、負(fù)壓回收法、焚燒法等，焚燒法又可分

為引入焦?fàn)t焚燒和RTO爐焚燒等，不同治理工藝，噸焦能耗有差異。

（6）焦轉(zhuǎn)運(yùn)除塵

按照環(huán)保要求，焦轉(zhuǎn)運(yùn)需配備除塵設(shè)施，不同企業(yè)焦轉(zhuǎn)運(yùn)站個(gè)數(shù)不同，除塵

器數(shù)量不同，導(dǎo)致噸焦能耗有差異。

2.7.2.5氣候條件

我國焦化生產(chǎn)企業(yè)分布范圍廣，氣候條件差異大。南方焦化企業(yè)制冷機(jī)運(yùn)行

天數(shù)多，北方企業(yè)冬季取暖能耗大，部分地區(qū)需要裝備解凍庫；同時(shí)因煤料入爐

溫度不同，煉焦過程中消耗的能源物質(zhì)不同。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，北方焦化生產(chǎn)企業(yè)

普遍大于南方企業(yè)。按照《焦化工序能效評(píng)估導(dǎo)則》（GB/T34192-2017），氣候

條件對(duì)噸焦能耗影響為0.6千克標(biāo)煤。

2.7.2.6結(jié)焦時(shí)間

受市場(chǎng)、生產(chǎn)故障或政策性限產(chǎn)影響，焦?fàn)t通常不能滿負(fù)荷運(yùn)行，結(jié)焦時(shí)間

延長將增加生產(chǎn)單位產(chǎn)品爐體散熱時(shí)間，增加噸焦能耗。焦餅的最終成熟溫度與

結(jié)焦時(shí)間長短沒有相關(guān)性，在延長結(jié)焦時(shí)間的情況下，爐內(nèi)平均溫度與正常結(jié)焦

時(shí)間情況下雖然稍有差別，但不是成正比變化的，延長結(jié)焦時(shí)間增加煉焦耗熱量；

同時(shí)，延長結(jié)焦時(shí)間，單位時(shí)間煤氣發(fā)生量減少，但煤氣凈化及部分公輔設(shè)施仍

21

需滿負(fù)荷運(yùn)行才能達(dá)到凈化后煤氣指標(biāo)。所以，任何超出設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間的生產(chǎn)節(jié)

奏調(diào)整，都將增加噸焦能耗。焦?fàn)t設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間與焦?fàn)t爐型和炭化室寬度有關(guān)，

一般為24小時(shí)左右，爐體散熱量占煉焦耗熱量的10%左右，延長10%結(jié)焦時(shí)間，

將增加煉焦耗熱量約3千克標(biāo)煤。

2.7.2.7生產(chǎn)規(guī)模

一般情況下一組焦?fàn)t對(duì)應(yīng)一套煤氣凈化設(shè)施，焦?fàn)t生產(chǎn)規(guī)模不同、煤氣凈化

及公輔設(shè)施配置存在差異，會(huì)導(dǎo)致噸焦能耗存在差異。

2.7.2.8主觀因素

模擬計(jì)算是在理想狀況下得出的最佳噸焦能耗，而生產(chǎn)企業(yè)因自身管理水平、

技術(shù)裝備水平、操作水平、系統(tǒng)匹配性能等相關(guān)因素影響，會(huì)造成實(shí)際噸焦能耗

高于理論計(jì)算結(jié)果。

焦?fàn)t是由耐火磚砌筑的復(fù)雜工業(yè)爐窯，是焦化生產(chǎn)企業(yè)最大的耗能單元，每

組焦?fàn)t有數(shù)千個(gè)溫度、壓力控制點(diǎn)，熱工調(diào)火難度大，影響煉焦耗熱量的主觀因

素非常復(fù)雜；煤氣凈化工藝流程長，影響因素多。焦化生產(chǎn)企業(yè)爐體維護(hù)及生產(chǎn)

管理水平，對(duì)噸焦能耗的影響非常大。

2.7.2.9節(jié)能措施

1、干熄焦

干熄焦是采用惰性氣體為紅焦降溫冷卻同時(shí)回收余熱的一種熄焦方法，是焦

化生產(chǎn)企業(yè)最重要的節(jié)能措施，噸焦可降低能耗46千克標(biāo)煤。按產(chǎn)業(yè)政策要求，

鋼鐵企業(yè)焦化廠已基本完成干熄焦改造；獨(dú)立焦化企業(yè)干熄焦比例逐年提高，但

焦化廢水分鹽技術(shù)尚不成熟，獨(dú)立焦化企業(yè)實(shí)現(xiàn)全干熄尚有難度。

（1）《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國發(fā)〔2015〕17號(hào)）要求“2017年底前，鋼

鐵企業(yè)焦?fàn)t完成干熄焦技術(shù)改造”；《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》將“未

配套干熄焦裝置的鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t”列為淘汰類項(xiàng)目。截至目前，鋼鐵企業(yè)焦化廠

已基本完成干熄焦改造。

（2）獨(dú)立焦化企業(yè)生產(chǎn)流程短，絕大部分地區(qū)不允許經(jīng)處理達(dá)到《煉焦化

22

學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）要求的焦化廢水外排，焦化廢水“零

排放”（分鹽）工藝尚不成熟且能耗大，一定程度上限制了干熄焦（全干熄）在

獨(dú)立焦化企業(yè)的推廣。

（3）我國新疆、寧夏、內(nèi)蒙古等省區(qū)部分焦化企業(yè)利用當(dāng)?shù)孛嘿Y源生產(chǎn)化

工焦。化工焦與冶金焦相比冷熱強(qiáng)度低、焦炭粒度小。而干熄焦為保證干熄爐的

正常生產(chǎn)，需要焦炭具備一定強(qiáng)度，以避免焦炭在干熄爐從上至下的冷卻過程中

因擠壓、摩擦而粉化，影響爐內(nèi)的透氣性。由于化工焦強(qiáng)度低、易粉化、殘余揮

發(fā)分高，干熄爐運(yùn)行中易造成阻力大，甚至堵塞；在裝焦及系統(tǒng)負(fù)壓段易形成爆

炸性氣體，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。我國生產(chǎn)化工焦企業(yè)尚沒有采用干熄焦先例。

2、上升管余熱回收

近幾年，焦化企業(yè)對(duì)節(jié)能工作較為重視，上升管余熱回收技術(shù)逐漸成熟，已

在部分企業(yè)成功應(yīng)用。按照《焦?fàn)t上升管荒煤氣顯熱利用技術(shù)規(guī)范》（YB/T

4723-2018）規(guī)定，焦?fàn)t上升管荒煤氣顯熱利用技術(shù)產(chǎn)汽量不小于60千克/噸焦

（根據(jù)爐型及并網(wǎng)蒸汽壓力不同而定）。按行業(yè)平均產(chǎn)汽量0.6兆帕、80千克/

噸焦計(jì)算，產(chǎn)蒸汽折標(biāo)煤7.536千克標(biāo)煤/噸焦，工藝消耗能源物質(zhì)（除鹽水、

電力等）0.123千克標(biāo)煤/噸焦，上升管余熱回收技術(shù)噸焦節(jié)能7.413千克標(biāo)煤/

噸焦。

上升管余熱回收普遍采用夾套式上升管，一旦泄漏有可能對(duì)焦?fàn)t爐體造成不

可逆損壞，且檢修更換會(huì)造成污染物無組織排放，限制了此項(xiàng)節(jié)能措施在行業(yè)內(nèi)

的廣泛推廣。

3、循環(huán)氨水及初冷器上段余熱利用

循環(huán)氨水及初冷器上段余熱為低品質(zhì)熱源，可利用其為企業(yè)或周邊城鎮(zhèn)供暖，

也可利用其作為制冷機(jī)熱源。以循環(huán)氨水為熱源的制冷機(jī)為近幾年開發(fā)的新的節(jié)

能技術(shù)，配合初冷器上段余熱利用，可全部替代蒸汽型制冷機(jī)所消耗的蒸汽，依

制冷機(jī)開機(jī)時(shí)間，最大可降低噸焦能耗3.075千克標(biāo)煤。

在此之前大部分企業(yè)使用蒸汽型溴化鋰制冷機(jī)，蒸汽型制冷機(jī)設(shè)計(jì)使用壽命

為10年，大部分蒸汽型制冷機(jī)尚在生命周期內(nèi)。

4、焦?fàn)t煙囪煙氣余熱利用

焦?fàn)t燃燒廢氣帶走熱量與煙氣溫度有關(guān)，一般占焦?fàn)t能耗的17%左右。

焦?fàn)t蓄熱室是降低煉焦耗熱量的主要節(jié)能措施，在此部位燃燒后高溫廢氣與

23

參與焦?fàn)t加熱的空氣或貧煤氣換熱以達(dá)到節(jié)能目的。焦?fàn)t在設(shè)計(jì)時(shí)蓄熱室換熱面

積需經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算以控制煙氣溫度。成熟的焦?fàn)t設(shè)計(jì)無需裝備焦?fàn)t煙囪煙氣余熱

利用裝置。

按環(huán)保要求，焦?fàn)t煙囪煙氣需采取脫硫脫硝措施，在煙道上如果裝備過多的

設(shè)備，會(huì)影響焦?fàn)t煙囪煙氣的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，一定程度上限制了煙道氣余熱的利用。

5、焦?fàn)t加熱計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制技術(shù)

焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)基本可分為前饋控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)及前饋與反饋相

結(jié)合三種形式的控制系統(tǒng)。每種形式的控制系統(tǒng)均以爐組、炭化室為控制單元，

通過煤氣流量、熱值、空燃比、供熱量等參數(shù)的調(diào)整，控制焦餅最終溫度、蓄熱

室頂部溫度、火道溫度、火落溫度等相關(guān)溫度參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t加熱燃燒過程

溫度優(yōu)化控制。通過溫度優(yōu)化控制可節(jié)約焦?fàn)t加熱用煤氣量2%～3%，是降低焦

化能源消耗的有效手段。

6、高導(dǎo)熱硅磚爐墻或高輻射覆層節(jié)能技術(shù)

高導(dǎo)熱硅磚爐墻或高輻射覆層節(jié)能技術(shù)可以提高燃燒室熱量向炭化室墻面

的傳熱速度，從而可以降低立火道的溫度，降低煉焦耗熱量。

2.7.2.10小結(jié)

1、影響因素匯總

通過以上分析，影響企業(yè)實(shí)際噸焦能耗因素分析見表2-4。

表2-4影響實(shí)際噸焦能耗因素匯總

項(xiàng)目基準(zhǔn)情況客觀因素對(duì)噸焦能耗影響備注

焦?fàn)t爐型頂裝焦?fàn)t搗固焦?fàn)t增加

不同炭化室高

基本相同

度

一般隨焦?fàn)t爐齡增

焦?fàn)t爐齡

加而增加

燃料種類焦?fàn)t煤氣混合煤氣增加

入爐煤揮發(fā)分隨入爐煤揮發(fā)分

（Vd）（Vd）增加而增加

隨入爐煤水分（Mt）

入爐煤水分（Mt）

增加而增加

干熄焦應(yīng)用有一定局

熄焦方式干熄焦?jié)裣ń乖黾?/p>

限性

24

項(xiàng)目基準(zhǔn)情況客觀因素對(duì)噸焦能耗影響備注

無法達(dá)到焦?fàn)t煤氣

AS增加

“精脫硫”要求

脫硫工藝HPF脫硫

真空碳酸鉀不能緩解脫氨、洗苯

減少

脫硫設(shè)備腐蝕

HPF脫硫廢液處制酸工藝不同能耗

提鹽制酸稀酸不易處理

理有差別

飽和器法水洗氨增加

脫氨

生產(chǎn)硫銨無水氨增加

粗苯輕苯增加產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同

脫苯管式爐加蒸汽加熱洗

略有減少需要有中壓蒸汽

熱洗油油

管式爐加熱增加管式爐尾氣需處理

蒸汽間接

蒸氨蒸汽直接加

加熱基本持平增加廢水量

熱

AAO、OAO、

AOAOO、AAOAO、增加多級(jí)AO處理效率高

焦化廢水處理OAOAO等

電磁氧化增加

臭氧

芬頓減少增加濃水處理難度

取決于原水水質(zhì)，濃

循環(huán)冷卻水濃隨濃縮倍數(shù)提高而

4縮倍數(shù)過高節(jié)水效果

縮倍數(shù)減小

不明顯

焦?fàn)t煙囪煙氣SDS脫硫

其他工藝增加脫硫灰處理難度大

脫硫脫硝+SCR脫硝

導(dǎo)煙車減少

裝煤除塵地面站單炭化室壓

減少

力調(diào)節(jié)

沒有脫硫

推焦除塵有脫硫措施增加

措施

干熄焦含硫尾并入脫硫

單獨(dú)處理增加

氣脫硝處理

化產(chǎn)有氧VOCs引入焦?fàn)t焚RTO焚燒治理徹底，不

RTO焚燒減少

治理燒影響焦?fàn)t操作

隨焦轉(zhuǎn)運(yùn)站數(shù)量增

焦轉(zhuǎn)運(yùn)除塵

加而增加

南方無解高寒地區(qū)有

增加

凍庫解凍庫

氣候條件

南方不采

北方采暖增加

暖

設(shè)計(jì)結(jié)焦

結(jié)焦時(shí)間延長或縮短增加

時(shí)間

單套煤氣凈化及公

生產(chǎn)規(guī)模輔裝置處理能力

大，能耗減少

主觀因素理想狀態(tài)實(shí)際情況增加與管理操作水平有關(guān)

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項(xiàng)目基準(zhǔn)情況客觀因素對(duì)噸焦能耗影響備注

上升管余熱回降低7.413千克標(biāo)

沒有有應(yīng)用有一定局限性

收煤

循環(huán)氨水及初冷最大可降低3.075

沒有有應(yīng)用有一定局限性

器上段余熱利用千克標(biāo)煤

焦?fàn)t煙囪煙氣