干法熄焦關(guān)鍵技術(shù)在焦化工業(yè)中的應(yīng)用

干法熄焦技術(shù)在焦化工業(yè)中應(yīng)用

案例分析概述

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司始建于1958年，干熄焦工程96年正式開(kāi)始開(kāi)工建設(shè)，99年3月建成投產(chǎn)。濟(jì)鋼焦化廠既有42孔焦?fàn)t4座，年產(chǎn)焦炭能力可達(dá)110萬(wàn)噸，四座熄焦系統(tǒng)焦?fàn)t原配有兩組濕熄焦裝置。干熄焦裝置由熄焦、循環(huán)、鍋爐發(fā)電和除塵四個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，它是在既有焦?fàn)t及其濕熄焦系統(tǒng)相配備狀況下，改濕熄焦系統(tǒng)為干熄焦系統(tǒng)。該工程是國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)立項(xiàng)節(jié)能環(huán)保示范工程，其工藝設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上，耐火材料、除塵系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)以及干熄焦建筑構(gòu)造等國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。

工程投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)后，不但回收了煉焦余熱資源生產(chǎn)蒸氣以用于發(fā)電，并且提高了焦炭質(zhì)量，改進(jìn)了大氣環(huán)境和職工工作條件；減少了煉焦比，增長(zhǎng)煉鐵噴煤量，提高了高爐運(yùn)用系數(shù)，從而達(dá)到減少能源損失，綜合運(yùn)用能源目。

案例研究目

通過(guò)對(duì)實(shí)際項(xiàng)目研究，著重從理論、應(yīng)用、市場(chǎng)潛力及經(jīng)濟(jì)效益等方面分析改濕法熄焦為干法熄焦先進(jìn)性、可行性和必要性。

節(jié)能效果

干熄焦系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后，不但可以回收煉焦余熱資源，并且提高了焦炭質(zhì)量，減少了能源消耗，全年總經(jīng)濟(jì)收益為9399.36萬(wàn)元。

◆按年產(chǎn)干熄焦炭量92.3萬(wàn)噸計(jì)，回收蒸汽445635噸(450℃、5.4Mpa，用于發(fā)電)，經(jīng)濟(jì)效益6217.81萬(wàn)元。

◆與濕熄焦相比多回收焦粉0.99%，9137.7噸，節(jié)約資金195.55萬(wàn)元。

◆煉鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)，效益561.23萬(wàn)元。

◆節(jié)約焦炭，效益1554.72萬(wàn)元。

◆煉鐵噴煤量增長(zhǎng)，效益139.4萬(wàn)元。

◆煉鐵一級(jí)品率提高了11.87%，增長(zhǎng)效益730萬(wàn)元。

◆每年減少二氧化碳排放31197噸

項(xiàng)目總投資

該項(xiàng)目設(shè)備總投資22886.47萬(wàn)元。

投資回收期

項(xiàng)目投資回收期為2.7年

合用對(duì)象

凡冶金行業(yè)焦化工業(yè)爐上仍采用濕法熄焦公司均可采用。

案例源單位

濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司

監(jiān)測(cè)單位

金陵石化公司能源測(cè)試站

改造前系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀況

濟(jì)鋼焦化廠在沒(méi)有應(yīng)用干熄焦工藝技術(shù)時(shí)，四座焦?fàn)t原配有兩組濕熄焦裝置，布置在焦?fàn)t兩端。濕法熄焦在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量蒸汽排放到大氣中，白白揮霍掉寶貴余熱資源，1000℃左右赤熱焦炭所含熱能，按年產(chǎn)焦炭能力116萬(wàn)噸計(jì)算，約可產(chǎn)蒸汽47萬(wàn)噸，用于發(fā)電，全年可達(dá)3920萬(wàn)kWh。此外，在濕法熄焦過(guò)程中，大量有毒、有害物質(zhì)和粒度較細(xì)焦粉夾在蒸氣中揮發(fā)飄散，對(duì)熄焦設(shè)備導(dǎo)致強(qiáng)烈腐蝕，給工作環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。

系統(tǒng)改造及方案選取

濟(jì)鋼干熄焦工程是在既有焦?fàn)t狀況下將改焦系統(tǒng)熄為干熄焦系統(tǒng)，依照既有焦?fàn)t生產(chǎn)能力，每小時(shí)生產(chǎn)120t，擬定建設(shè)70t/h干熄焦裝置--35t/h余熱鍋爐2套及其配套發(fā)電機(jī)組，原濕法熄焦熄焦塔暫作備用?？紤]到濟(jì)鋼實(shí)際，干熄爐布置在3號(hào)、4號(hào)焦?fàn)t中部，打破了干熄焦裝置與焦?fàn)t垂直排列老式方式，為不斷產(chǎn)改造創(chuàng)造了先決條件。同步參照上海寶鋼干熄焦裝置，對(duì)烏克蘭原設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)：

1．發(fā)電方案由抽凝式改為背壓式發(fā)電，余熱鍋爐由高壓鍋爐改為次高壓鍋爐，這樣既有助于熱能綜合運(yùn)用，更符合焦化廠用蒸汽需要，又省去了抽凝發(fā)電所需龐大循環(huán)水系統(tǒng)，也解決了高溫、高壓余熱鍋爐需要從國(guó)外進(jìn)口問(wèn)題，節(jié)約了投資。

2．新建除鹽水站，采用先進(jìn)反滲入膜解決技術(shù)，由濟(jì)鋼自己設(shè)計(jì)，防止原有軟水站設(shè)備解決技術(shù)無(wú)法保證干熄焦余熱鍋爐用水水質(zhì)規(guī)定。

3．對(duì)干熄爐耐火磚襯在消化原有技術(shù)基本上進(jìn)行全面優(yōu)化。

4．氮?dú)庋h(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)鍋爐煙氣溫度。

干熄焦生產(chǎn)工藝流程

由焦?fàn)t生產(chǎn)溫度約為1000℃赤熱焦炭排出裝入焦罐車(chē)中，焦罐經(jīng)牽引、提高移送至熄槽上部，從加焦口將焦炭放入干熄槽預(yù)存室，預(yù)存一定期間后下行至熄焦室，并與逆流惰性循環(huán)氣體N2進(jìn)行熱互換，冷卻后焦炭經(jīng)排焦裝置從排焦口排出，再經(jīng)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至篩焦樓篩焦、儲(chǔ)存，供煉鋼（煉鐵）用。被加熱后循環(huán)氣體出干熄槽后經(jīng)降塵解決進(jìn)入余熱鍋爐，再次進(jìn)行熱互換，其中余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽送往發(fā)電機(jī)組發(fā)電，而換熱后溫度下降循環(huán)惰性氣體則由鼓風(fēng)機(jī)再送至干熄槽循環(huán)使用。

改造后實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況

濟(jì)鋼干熄焦工程于1999年3月2日試生產(chǎn)，投入正常運(yùn)營(yíng)至今一年半時(shí)間，其運(yùn)營(yíng)狀況表白，不但干熄焦?fàn)t、余熱鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等重要設(shè)備運(yùn)營(yíng)可靠，性能達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定，并且水解決系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、廢水排放以及噪聲等均符合國(guó)家關(guān)于原則規(guī)定。投產(chǎn)初期，存在著熄焦不均勻影響生產(chǎn)能力（實(shí)際干熄焦炭量占額定干熄焦炭量百分?jǐn)?shù)）問(wèn)題，通過(guò)一系列調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)，有效地提高了其生產(chǎn)能力。由于1#、2#焦?fàn)t紅焦成熟不抱負(fù)（設(shè)備老化，69年就投用），只能某些干熄，剩余仍用濕法熄焦。

此外，由于發(fā)電并網(wǎng)困難，影響了發(fā)電生產(chǎn)。余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽經(jīng)減溫減壓成1.0MPa，300℃供其他車(chē)間用。從年7月28日開(kāi)始發(fā)電。據(jù)記錄每發(fā)1kWh電耗11.4kg汽。

1999年6~9月通過(guò)不同負(fù)荷下生產(chǎn)標(biāo)定，證明了涉及牽引、提高、裝焦、排焦、除塵、氣力輸送等各個(gè)環(huán)節(jié)干熄焦焦炭系統(tǒng)以及發(fā)電系統(tǒng)無(wú)論是單機(jī)作業(yè)，還是聯(lián)合運(yùn)作都基本安全、可靠，兩套干熄焦系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)正常，都達(dá)到了設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

項(xiàng)目監(jiān)測(cè)狀況

濟(jì)鋼焦化廠能源管理制度非常完善，為咱們監(jiān)測(cè)提供了詳盡數(shù)據(jù)及有關(guān)資料。在關(guān)于人員配合下，咱們對(duì)干熄焦系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了熱工測(cè)試，并對(duì)某些能耗記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了校驗(yàn)。由于1#、2#焦?fàn)t某些焦炭成熟不好，不能裝入干熄爐內(nèi)（即不能實(shí)現(xiàn)所有干熄），對(duì)干熄爐生產(chǎn)能力提高有一定影響，因此咱們模仿了實(shí)現(xiàn)所有干熄狀況下節(jié)能效果，依照焦化廠改濕熄焦系統(tǒng)為干熄焦系統(tǒng)先后28個(gè)月產(chǎn)焦量、能耗及產(chǎn)汽量（均折算為標(biāo)煤）等原始數(shù)據(jù)記錄、監(jiān)測(cè)和計(jì)算分析，得出了如下結(jié)論：

1．干熄焦裝置投入運(yùn)營(yíng)后，每噸焦產(chǎn)汽（5.4MPa、450℃）約0.45噸，自1999年7月至年7月其合計(jì)節(jié)能量如圖二、三所示。

2．回收余熱用于發(fā)電，每發(fā)1kWh電耗蒸汽11.4kg；

3．與濕熄焦相比多回收焦粉1%；

此外節(jié)約了濕熄焦運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，高了焦炭質(zhì)量，減少了煉鐵焦比等效益。

市場(chǎng)潛力

濟(jì)鋼干熄焦工程是在國(guó)內(nèi)煉焦工業(yè)發(fā)呈現(xiàn)狀比較落后狀況下提出。國(guó)外如日本、德國(guó)等已普遍推廣應(yīng)用，國(guó)內(nèi)除寶鋼（引進(jìn)日本設(shè)備和技術(shù)）建有干熄焦并正常運(yùn)營(yíng)外，濟(jì)鋼屬第二家正常運(yùn)營(yíng)。蒲東煤氣廠是全套引進(jìn)烏克蘭技術(shù)和設(shè)備，于1994年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，但運(yùn)營(yíng)效果不好。而濟(jì)鋼干熄焦實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化率90%以上，又是在既有焦?fàn)t狀況下改濕熄焦系統(tǒng)為干熄焦系統(tǒng)。

據(jù)不完全記錄，國(guó)內(nèi)既有大小焦化廠140余家，400余座焦?fàn)t，其中大中型以上焦?fàn)t120余座，年產(chǎn)焦炭5000余萬(wàn)噸，按產(chǎn)汽率0.45計(jì)算，擁有可回收蒸汽2250萬(wàn)噸，若用于發(fā)電，年發(fā)電量58億千瓦時(shí)，價(jià)值26億元。潛在效益則更大，可見(jiàn)干熄焦技術(shù)在國(guó)內(nèi)既有焦化廠改造中將有很大市場(chǎng)潛力。

案例源公司評(píng)價(jià)

我公司干熄焦工程引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與核心設(shè)備，采用烏克蘭國(guó)家焦耐設(shè)計(jì)院和濟(jì)鋼設(shè)計(jì)院共同設(shè)計(jì)、合伙制造、技貿(mào)結(jié)合方式，達(dá)到對(duì)干熄焦技術(shù)、設(shè)備消化、吸取并實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。通過(guò)與烏克蘭合伙設(shè)計(jì)，濟(jì)鋼已全面掌握了干法熄焦技術(shù)，對(duì)干熄焦裝置總體布局、熄焦工藝、核心設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和選型以及電氣、儀表控制，熱力、發(fā)電、水解決、集塵等配套工程設(shè)計(jì)等各專業(yè)領(lǐng)域有一整套成熟技術(shù)，具備了干熄焦設(shè)備制造、安裝、調(diào)試等一條龍服務(wù)能力。

我公司干熄焦工程國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)立項(xiàng)節(jié)能環(huán)保示范工程，它是回收煉焦余熱和改進(jìn)操作環(huán)境一項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，也是國(guó)家重點(diǎn)支持和推廣一項(xiàng)新技術(shù)，它成功投運(yùn)提高了焦化工業(yè)裝備水平和焦炭質(zhì)量，大大地改進(jìn)了大氣環(huán)境，特別是將紅焦熱量所有回收運(yùn)用，從而達(dá)到了杜絕能源損失和能源綜合運(yùn)用目。因而我公司干熄焦成功投運(yùn)和明顯經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益無(wú)疑將對(duì)推廣干熄焦技術(shù)國(guó)產(chǎn)化起到典范作用，也必將對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)焦化工業(yè)發(fā)展發(fā)揮積極作用。工藝流程

焦?fàn)t生產(chǎn)工藝為：通過(guò)洗選煉焦煤運(yùn)進(jìn)廠后，在各煤車(chē)間進(jìn)行配煤和粉碎，輸送煤焦車(chē)間貯煤塔，然后經(jīng)裝備車(chē)裝入煉焦炭化室煉制焦炭。再通過(guò)干熄焦和篩分工段分級(jí)，即獲得各級(jí)炭產(chǎn)品。炭化室荒煤氣經(jīng)冷凝回收其中各種化學(xué)產(chǎn)品，煤氣凈化后供煉鋼、軋鋼和都市煤氣用。由于干煉焦工程僅是對(duì)焦?fàn)t系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，為此，只列出干熄焦工藝流程（見(jiàn)圖2－7）。

1．焦炭運(yùn)營(yíng)工藝

由焦?fàn)t推出紅焦排入裝在焦罐車(chē)上焦罐中，焦罐車(chē)接焦后，由電機(jī)車(chē)牽引運(yùn)往于煉焦裝置，由牽引裝置將焦罐牽引到提高機(jī)井架中心。然后，提高機(jī)將焦罐模移到干熄槽上部。焦罐底板自動(dòng)啟動(dòng)，焦炭即放入干熄槽預(yù)存室上部。加焦完畢，焦罐提起（此時(shí)底板自動(dòng)關(guān)閉）運(yùn)營(yíng)至提高機(jī)井架。此時(shí)，加焦斗自動(dòng)離開(kāi)，裝料裝置將蓋關(guān)閉?？战构抻商岣邫C(jī)降落到焦罐中間托架上。再由牽引裝置將焦罐推向罐車(chē)底盤(pán)。

在預(yù)存室內(nèi)所有焦炭溫度逐漸均衡。紅焦在預(yù)存室內(nèi)預(yù)存1．5小時(shí)左右，下行到熄煉焦室。并被與其逆流閉路系統(tǒng)循環(huán)氣體熄滅，熄焦室上部四周布有通向下集氣環(huán)道斜道。灼熱氣體從上環(huán)道導(dǎo)人余熱鍋爐。鼓風(fēng)裝置位于干熄槽下部。

鼓風(fēng)裝置設(shè)有扇形閥，焦炭借助扇形閥均勻排下。由排焦裝置下焦室排到槽下運(yùn)焦機(jī)（見(jiàn)圖2－8焦炭運(yùn)營(yíng)流程）。

2．干熄焦氣體循環(huán)工藝

焦炭由循環(huán)于“干熄槽——鍋爐”閉路系統(tǒng)氣體熄滅。循環(huán)氣體從沉降室進(jìn)入余熱鍋爐，惰性氣體在余熱鍋爐內(nèi)進(jìn)行熱互換產(chǎn)生余熱蒸汽，熱互換后隋性氣體溫度降到170－190度，然后循環(huán)氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)吸氣管，再由風(fēng)機(jī)送到干熄槽底部鼓風(fēng)裝置再次進(jìn)行循環(huán)（見(jiàn)圖2－9）。

三、重要污染源和污染物及防治辦法

干熄焦工程項(xiàng)目重要污染源有干熄焦生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生廢氣以及推焦、排焦、轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生廢氣，另一方面有少量廢水、廢渣和噪聲。

1．重要污染源和污染物

（1）廢氣。

①推焦系統(tǒng)。

從煉焦?fàn)t排紅焦經(jīng)焦車(chē)落入焦罐，在推入攔焦車(chē)落人焦罐過(guò)程中，產(chǎn)生廢氣污染，廢氣量約20立方米／小時(shí)，原始煙氣含塵濃度12克／立方米。重要污染物為煙塵、二氧化硫。

②熄焦系統(tǒng)。

在紅焦由焦罐導(dǎo)入干熄槽及冷卻后焦炭，由熄焦室底部排焦機(jī)排到運(yùn)焦皮帶機(jī)過(guò)程中，產(chǎn)生大量煙（粉）塵污染。每個(gè)干熄槽有6處排氣（揚(yáng)塵）點(diǎn)，總風(fēng)量為75000立方米/小時(shí)，含塵濃度15克／立方米。重要污染物為煙塵、二氧化硫。

③氮?dú)庋h(huán)系統(tǒng)。

干熄焦用惰性氣體重要是氮?dú)猓h(huán)量為100000立方米／時(shí)，冷惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入干熄焦?fàn)t與焦炭進(jìn)行熱互換，熱互換后惰性氣體含塵濃度10－13克／立方米。該氣體先經(jīng)重力沉降室粗除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐冷卻，然后再經(jīng)陶瓷多管除塵器解決后循環(huán)使用。為維持干熄槽內(nèi)壓力，減少裝焦時(shí)預(yù)存室排放有害氣體及焦塵，循環(huán)氣體多余量通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)后放散管放散。重要污染物為煙塵、二氧化硫。

（2）廢水。

干熄焦工藝自身不消耗工業(yè)水，僅熄焦室頂部環(huán)形水封耗水為5．5×2立方米/小時(shí)。其廢水來(lái)源重要為濕法除塵排水和軟水站排污水。濕法除塵排水量50立方米/小時(shí)，軟水站排污水約36立方米／小時(shí)。重要污染物有pH、氰化物名SS、COD、揮發(fā)酚、石油類等。

（3）廢渣。

廢渣重要是除塵器除下焦粉。年產(chǎn)量為30，900噸。

（4）噪聲。

干熄焦生產(chǎn)過(guò)程中使用兩套鼓風(fēng)裝置，四臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)除塵器引風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)噪聲均為95db。

2.污染防治辦法

干熄焦與濕熄焦相比，雖然不產(chǎn)生有害蒸汽污染大氣環(huán)境，但干煉焦生產(chǎn)過(guò)程中仍產(chǎn)生揚(yáng)塵污染及少量廢水及噪聲污染。為有效防止生產(chǎn)過(guò)程中排放各種污染物污染周邊環(huán)境，設(shè)計(jì)中對(duì)各個(gè)產(chǎn)生污染生產(chǎn)環(huán)節(jié)均采用了有效防止辦法。

（1）廢氣解決設(shè)施。

由于影響焦?fàn)t生產(chǎn)，推焦除塵裝置延期至安裝。

①熄焦系統(tǒng)除塵

干熄焦系統(tǒng)6個(gè)排塵點(diǎn)處設(shè)有吸塵罩，收集起來(lái)含塵氣體進(jìn)入一套二級(jí)凈化解決系統(tǒng)。一級(jí)為陶瓷多管除塵器，二級(jí)采用濕式凝聚除塵器。

②氮?dú)庋h(huán)系統(tǒng)放散氣體治理

冷卻焦炭所用惰性氣體由于循環(huán)使用，因而不會(huì)對(duì)周邊大氣環(huán)境產(chǎn)生污染。但循環(huán)系統(tǒng)放散多余氣體（已通過(guò)重力沉降室和陶瓷多管除塵器解決）有也許對(duì)周邊大氣環(huán)境產(chǎn)生污染。為此，放散系統(tǒng)設(shè)有濕式除塵器，設(shè)計(jì)解決能力5000立方米／小時(shí)放散氣體經(jīng)濕式除塵器解決后外排。

（2）廢水解決設(shè)施。

①濕式除塵器廢水解決設(shè)施。

濕式除塵泥漿水約50立方米/小時(shí)排往沉淀池，解決后廢水外排。

②軟水站排污水解決系統(tǒng)。

軟水站排污水最大概36立方米／小時(shí)，由水泵通過(guò)管道排入焦化明溝。

③熄焦室頂部水封水解決。

熄焦室頂部水封水用量3×2立方米/小時(shí)，屬凈熱廢水，其溢流水量少于1立方米／小時(shí)，流入地下皮帶通廊積水坑，由水泵抽出排入焦化水池。

（3）廢渣治理及綜合運(yùn)用。

除塵器除塵后焦粉，年產(chǎn)量30900噸，進(jìn)入集塵站，用車(chē)外運(yùn)，作為球團(tuán)廠和燒結(jié)廠原料。

（4）噪聲防治。

為減少噪聲，對(duì)風(fēng)機(jī)采用減振、消聲辦法，在廠房噪聲較大崗位設(shè)有隔音操作室，以及選用低噪音設(shè)備等。

（5）綠化。

為改進(jìn)和美化廠區(qū)環(huán)境，廠房周邊、公路鐵路兩旁植樹(shù)、種花、種草進(jìn)行綠化，共種植草坪260平方米，占工程占地面積2％，可綠化率為100％，起到了降塵隔噪作用。

（1）防治污染辦法效果

①防治廢氣污染辦法效果（見(jiàn)表2－21）

由廢水監(jiān)測(cè)成果看出：

①?gòu)S總排出口水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均符合《鋼鐵工業(yè)水污染物排放原則》二級(jí)原則。

②濕法除塵設(shè)施廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均符合參照原則《鋼鐵工業(yè)水污染物排放原則》二級(jí)原則。

③軟水站排水解決系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均符合參照原則《鋼鐵工業(yè)水污染物排放原則》二級(jí)原則。

（3）噪聲監(jiān)測(cè)。

由于干熄焦工程離廠界較遠(yuǎn)，其產(chǎn)生噪聲對(duì)廠界影響較小，因而本次驗(yàn)收監(jiān)測(cè)未考慮廠界噪聲。

四、干熄焦經(jīng)濟(jì)性分析

干熄焦工程項(xiàng)目總投資為22886萬(wàn)元，其中環(huán)保投資2482．3萬(wàn)元，占工程總投資10．8％。

干熄焦與濕熄焦相比產(chǎn)生效益有：經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

1．經(jīng)濟(jì)效益

焦化廠既有42孔4.3米焦?fàn)t四座，設(shè)計(jì)年產(chǎn)焦炭110萬(wàn)噸。干煉焦裝置有兩套解決70萬(wàn)噸／小時(shí)熄焦裝置，配備兩臺(tái)產(chǎn)氣35噸／小時(shí)余熱鍋爐及一臺(tái)6000千瓦背壓發(fā)電機(jī)組，發(fā)電后低壓蒸汽作為生產(chǎn)用汽。干煉焦工藝不但回收運(yùn)用了余熱資源，并且提高了焦炭質(zhì)量，同步改進(jìn)了焦化廠環(huán)境和職工崗位操作條件。

（1）回收運(yùn)用余熱發(fā)電，裝機(jī)6000千瓦，年運(yùn)營(yíng)7000小時(shí)。

（2）回收運(yùn)用發(fā)電后蒸汽供生產(chǎn)用，小時(shí)回收蒸汽70噸。

（3）節(jié)約焦炭，干熄焦可提高焦炭質(zhì)量，減少煉鐵焦比約3．68％，焦粉回收率約為3％。

（4）節(jié)約工業(yè)用水。干熄焦較濕法熄焦每噸炭可節(jié)約工業(yè)用水500公斤見(jiàn)表2－26。

注：每kWh價(jià)0.404元，噸蒸汽85元，每m30.91元，噸焦炭和焦粉分別為429元和214元。

由表看出，干熄焦經(jīng)濟(jì)效益重要是節(jié)能，其效益占總效69．96％。另一方面是節(jié)約焦炭和焦粉，占20.93％。節(jié)約工業(yè)用水效益局限性1％。以上年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益7770萬(wàn)元，扣除運(yùn)營(yíng)成本3643萬(wàn)元，年創(chuàng)凈效益4127萬(wàn)元，干熄焦工程項(xiàng)目總投資23244.47萬(wàn)元（涉及流動(dòng)資金358萬(wàn)元），其投資回收年限為4.3年。

2.社會(huì)效益

濟(jì)鋼投入運(yùn)營(yíng)干煉焦技術(shù)較全套引進(jìn)，投資省，技術(shù)更加成熟，通過(guò)科技人員努力，所有完畢了轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了相應(yīng)改造革新，使之更加適應(yīng)國(guó)情。

據(jù)不完全記錄，全國(guó)有大小焦化廠140家左右，404座焦?fàn)t，其中，大、中型以上焦?fàn)t127座，年產(chǎn)焦炭5019萬(wàn)噸。據(jù)測(cè)算，可回收余熱蒸汽5210萬(wàn)噸，余熱發(fā)電65億萬(wàn)千瓦時(shí)，每年可節(jié)約工業(yè)用水2510萬(wàn)噸。

3．環(huán)境效益

濕法煉焦工藝過(guò)程中，大量有毒，有害物質(zhì)和焦粉粉末夾帶在蒸汽中揮發(fā)飄散，對(duì)場(chǎng)區(qū)環(huán)境導(dǎo)致嚴(yán)重污染，采用干煉焦則避免了這種狀況發(fā)生。此外，回收運(yùn)用余熱蒸汽代替分散燃煤工業(yè)鍋爐。干熄焦獲得經(jīng)濟(jì)效益表2-26

類型序號(hào)項(xiàng)目名稱技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)效益（萬(wàn)元）占比例(%)

節(jié)能1余熱發(fā)電6000千瓦×0.9×7000時(shí)×0.404元/千瓦時(shí)152719.65

2余熱蒸汽70噸/小時(shí)×7300小時(shí)/年0.9×85元/噸390950.31

小時(shí)543669.96

節(jié)水3節(jié)約工業(yè)用水103萬(wàn)噸焦/年×0.9×0.5噸/噸×0.91470.6

節(jié)約焦炭4節(jié)約焦炭103萬(wàn)噸/年×3.68%×4.29元/噸焦162620.93

5節(jié)約焦粉103萬(wàn)噸/年×3%×2.4元/噸焦6610.5

小計(jì)228729.43

共計(jì)7770100國(guó)內(nèi)主流140t/h干熄焦（帶橫移牽引）運(yùn)營(yíng)時(shí)間記錄熄焦車(chē)、橫移牽引、提高機(jī)作業(yè)時(shí)間

1、橫移牽引空罐移回時(shí)間：58″

2、熄焦車(chē)移動(dòng)：32″

3、橫移牽引滿罐移回時(shí)間：1′09″

4、提高機(jī)將焦罐提高、放下總時(shí)間：6′59″

5、周期總時(shí)間：8′59″140t/h干熄焦（直接提高）運(yùn)營(yíng)時(shí)間：

1、

放下空罐到再次放下空罐懸空時(shí)間間隔6分57秒。

2、

從空罐懸空到放下41秒。

3、

空罐切換到滿罐熄焦車(chē)移動(dòng)1分4秒。

4、

提滿罐到空罐懸空5分43秒。

5、

空罐從懸空到放下1分11秒。

6、

裝入裝置動(dòng)作總時(shí)間1分49秒。干熄焦幾種時(shí)間概念

干熄焦自身操作時(shí)間與單孔操作時(shí)間關(guān)系要分兩種狀況來(lái)分析：

一是干熄焦采用橫移牽引提高；

二是干熄焦采用直接提高。前者干熄焦罐提高比后者多一種過(guò)程，即焦罐橫移臺(tái)車(chē)和焦罐要經(jīng)橫移裝置橫移至提高干熄焦提高井架正下方，再進(jìn)行提高動(dòng)作。后者沒(méi)有橫移動(dòng)作，熄焦車(chē)到位后，提高機(jī)直接將焦罐提高。這兩種干熄焦提高方式?jīng)Q定了熄焦車(chē)配備也不同樣。

橫移牽引這個(gè)動(dòng)作通過(guò)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，需要耗費(fèi)2分鐘左右。

國(guó)內(nèi)大多數(shù)140t/h干熄焦都建在焦?fàn)t端臺(tái)外側(cè)，提高井架跨過(guò)熄焦車(chē)軌道，采用直接提高。干熄焦自身動(dòng)作周期（鉤住焦罐、卡緊、提高、裝入裝置動(dòng)作、裝焦、空焦罐回到離地7米左右懸空靜止位置時(shí)）6分多鐘。熄焦車(chē)從提高井架出發(fā)，到目爐號(hào)，對(duì)位、接焦、再次走行到提高井架下方，所有炭化室號(hào)干活平均時(shí)間8分鐘左右。

也就是說(shuō)，普通直接提高狀況下，干熄焦自身動(dòng)作時(shí)間比熄焦車(chē)動(dòng)作周期時(shí)間短，處在干熄焦等熄焦車(chē)狀態(tài)。那么整個(gè)單孔作業(yè)時(shí)間由熄焦車(chē)動(dòng)作周期時(shí)間決定。

加裝橫移牽引裝置時(shí)，橫移牽引動(dòng)作耗費(fèi)時(shí)間2分鐘左右，加上干熄焦自身動(dòng)作時(shí)間6分鐘左右，整個(gè)干熄焦區(qū)域動(dòng)作時(shí)間8分鐘左右，與熄焦車(chē)動(dòng)作周期時(shí)間8分鐘持平，或者稍長(zhǎng)（不同焦?fàn)t、布置形式略有差別，6米、7米焦?fàn)t60孔以內(nèi)普通熄焦車(chē)動(dòng)作周期時(shí)間8分鐘左右，如首鋼遷安55孔6米焦?fàn)t，邯寶42孔7米焦?fàn)t。7.63米焦?fàn)t60孔以上，熄焦車(chē)作業(yè)周期時(shí)間會(huì)達(dá)到9分鐘以上或者更長(zhǎng)，太鋼、武鋼、馬鋼70孔7.63米焦?fàn)t作業(yè)時(shí)間都在10分鐘左右），這時(shí)，單孔操作時(shí)間就決定于干熄焦+橫移牽引時(shí)間總和?？怯?5-1411:02140t/h干熄焦耐火材料量品種噸數(shù)AN粘土磚153.5BN粘土磚315.9隔熱磚106.9A級(jí)莫來(lái)石粘土磚412.6B級(jí)莫來(lái)石粘土磚63莫來(lái)石-炭化硅磚111.2玄武巖鑄石板1.9隔熱磚粒108.6耐火澆注料45陶瓷纖維42火泥138.1干熄焦用耐火磚

干熄焦用耐火磚

項(xiàng)目黏土質(zhì)莫來(lái)石-黏土磚

QN-53QN3MNAMNBAL2O3%

≧42≧40≧50≧55F2O3%≦16≦24≦22≦20耐火度℃≧1750≧1730≧1750≧1750顯氣孔率%17-25

17-25≦24≦24常溫耐壓強(qiáng)度Mpa≧58.8

≧24.5≧50≧65體積密度g/cm≧2.30熱震穩(wěn)定性

（1100℃水冷）次1100℃耐剝落性≧10次無(wú)剝落

≧25≧18重?zé)€變化%1450℃×2h+0.1-0.3

1400℃×2h+0.1-0.31300℃×2h+0.31300℃×2h+0.3

熱態(tài)抗折強(qiáng)度≧5≧9應(yīng)用熄焦?fàn)t

—————————————干熄焦耐火材料異常損壞分析與改進(jìn)隨著干熄焦國(guó)產(chǎn)化、大型化．干熄焦技術(shù)發(fā)展與研究漸成行業(yè)熱點(diǎn)。干熄焦設(shè)備用耐火材料重要用于干熄槽、一次除塵器以及鍋爐等受沖刷和磨損部位。初期干熄爐和一次除塵器工作面層所采用耐火材料僅是一種高強(qiáng)度黏土磚，從運(yùn)營(yíng)狀況看，斜道區(qū)、冷卻段耐火磚斷裂、掉磚和磨損非常嚴(yán)重，每年正常維修已無(wú)法保證干熄爐生產(chǎn)需要．1年后就需大修更換。因而．近年來(lái)對(duì)于熄焦耐火材料材質(zhì)進(jìn)行了較大改進(jìn)。1干熄焦設(shè)備所用耐火材料(1)預(yù)存室?？紤]裝焦時(shí)熱膨脹和沖刷磨損，使用了熱穩(wěn)定性高、抗急冷急熱性能好帶鉤舌A型莫來(lái)石磚。(2)斜道區(qū)。考慮溫度頻繁波動(dòng)和循環(huán)煙氣持續(xù)沖刷．承重受力大又不易翻修．選用了抗急冷急熱性能好、抗折強(qiáng)度大莫來(lái)石碳化硅質(zhì)磚，同步配以相似材質(zhì)耐火泥砌筑。(3)冷卻室。考慮焦炭運(yùn)動(dòng)磨損和較大溫度變化，選用了高強(qiáng)度耐磨、抗急冷急熱性能好B型莫來(lái)石磚。(4)_次除塵器?？紤]承受循環(huán)氣體和焦粉雙重沖刷磨損較大，選用了高強(qiáng)度耐磨、抗急冷急熱性能好A型莫來(lái)石磚。2干熄焦耐火材料存在問(wèn)題及損壞因素通過(guò)改進(jìn)后干熄焦耐材雖有效地減緩了損壞速度，但仍無(wú)法滿足大型化干熄焦發(fā)展需要。當(dāng)前干熄爐耐火磚體面層損壞較嚴(yán)重．特別是干熄爐內(nèi)和一次除塵器承叉溜槽部位最為嚴(yán)重．爐內(nèi)重要集中在斜道區(qū)和冷卻段耐火材料砌體。2．1斜道區(qū)耐材損壞因素(1)預(yù)存室設(shè)計(jì)過(guò)大，構(gòu)造不合理，重力破壞較大。大容積預(yù)存室雖然可以穩(wěn)定調(diào)控生產(chǎn)，但卻增長(zhǎng)了耐材重量。當(dāng)前預(yù)存室容積高達(dá)420ms，總重量近400t，加大了斜道區(qū)支撐牛腿承載壓強(qiáng)。使牛腿受力過(guò)大，產(chǎn)生縱向與側(cè)向磚層斷裂。(2)斜道區(qū)受循環(huán)氣體沖刷和磨損嚴(yán)重，磚泥強(qiáng)度削弱、剝離。爐內(nèi)氣體速度周邊高、中心低，存在明顯勾留現(xiàn)象．并且越接近斜道速度偏析越嚴(yán)重，冷卻室氣流上升過(guò)程是氣體向周邊匯集從斜道排出過(guò)程，由于構(gòu)造弊病，加速了沖刷。斜道區(qū)是風(fēng)道進(jìn)出口，焦炭、循環(huán)氣體以及耐火材料砌體溫度沿斜道高向持續(xù)活動(dòng)，特別是下部耐火砌體溫度波動(dòng)在300～700oC之間．較大溫差會(huì)導(dǎo)致耐火磚拉裂、剝落。斜道上部環(huán)形煙道及出口．長(zhǎng)期承受循環(huán)氣體和焦粉重復(fù)激烈沖刷和磨損．磚縫耐火泥被沖空，該部位破損嚴(yán)重。(3)斜道牛腿構(gòu)造及磚型設(shè)計(jì)不合理。斜道區(qū)隔墻兩側(cè)沒(méi)有水平支撐力，生產(chǎn)中隔墻磚易發(fā)生水平位移，且承載截寬度只有200mm，明顯過(guò)小。牛腿傾斜角過(guò)大(70。)，荷重支撐力明顯較弱?，F(xiàn)使用帶“凹槽”型磚．雖然起到某些咬合伙用，但卻加速了該部位裂紋產(chǎn)生．從當(dāng)前牛腿損壞狀況看．磚接縫開(kāi)裂正是“凹槽”處。(4)斜道牛腿承重受力點(diǎn)不合理。36個(gè)斜道支撐牛腿及周邊無(wú)法承載近400t重量，同心荷重引起磚層斷裂。砌筑時(shí)，承重受力點(diǎn)位置不合理，使牛腿不能均勻受力。受力點(diǎn)前移會(huì)導(dǎo)致牛腿部1～4層受力加重前傾斷裂；受力點(diǎn)后移會(huì)導(dǎo)致牛腿下部8—13層磚斷裂、剝落。(5)耐火泥強(qiáng)度黏合性能較差、強(qiáng)度低。當(dāng)前烘爐溫度最高達(dá)800~C，遠(yuǎn)低于耐火泥荷重軟化溫度15O0℃。耐火泥硬化強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定，無(wú)法完全黏結(jié)．強(qiáng)度減少。(6)重復(fù)升降溫導(dǎo)致耐材冷熱收縮加?。铀倨茡p。在冷態(tài)下耐材呈周邊向中心收縮運(yùn)動(dòng)．對(duì)爐體拉裂現(xiàn)象較突出：在熱態(tài)下．熱膨脹形成牽引力加劇了爐體耐材不規(guī)則位移．形成磚泥斷裂、剝落。2．2冷卻室耐火磚破壞因素(1)焦炭運(yùn)動(dòng)機(jī)械力磨損。焦炭在向下流動(dòng)時(shí)對(duì)耐火磚產(chǎn)生機(jī)械力，對(duì)磚面層產(chǎn)生磨損．加上循環(huán)氣體運(yùn)動(dòng)沖刷產(chǎn)生孔洞(2)溫差變化產(chǎn)生化學(xué)反映引起磚質(zhì)損壞。循環(huán)氣體中存在CO．在300～600％范疇內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反映，分離出游離碳對(duì)耐火材料有侵蝕作用，會(huì)導(dǎo)致耐火磚砌體破裂或完全損壞(3)排焦不均勻?qū)е聹夭钭兓a(chǎn)生爐墻剝裂。在生產(chǎn)中圓周方向排焦流速不均勻．流速快地方溫度較高，流速慢地方溫度較低，導(dǎo)致圓周方向溫差加劇，急冷劇熱現(xiàn)象引起爐墻收縮膨脹不均．產(chǎn)生裂縫。2．31DC耐火材料破損因素(1)1DC作為風(fēng)道集散區(qū)．