焦炉设计样本
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武钢集团焦化公司新1、2#焦炉改造工程方案设计中冶焦耐工程技术有限公司武钢集团焦化公司新1、2#焦炉改造工程方案设计库号:12EC主管院长副总工程师总设计师中冶焦耐工程技术有限公司二○○四年十二月主要编制人张晓光李劲嵩倪荣芳李芳陈国红单晶辉张素利郑秀珍目次1 概述 (1)1.1方案概述 (1)1.2方案比较 (1)2 炼焦车间 (3)2.1概述 (3)2.2炼焦基本工艺参数 (3)2.2.1 方案1(4×55孔6m焦炉) (3)2.2.2 方案2(2×70孔7.63m焦炉) (3)2.3炼焦工艺流程 (4)2.3.1 方案1 (4)2.3.2 方案2 (5)2.4炼焦工艺布置 (6)2.4.1 方案1 (6)2.4.2 方案2 (7)2.5焦炉炉体 (7)2.5.1 方案1 (7)2.5.2 方案2 (10)2.6焦炉机械 (12)2.6.1 方案1 (12)2.6.2 方案2 (13)2.7工艺装备 (15)2.7.1 方案1 (15)2.7.2 方案2 (15)2.8焦炉除尘设施 (16)2.8.1 方案1 (16)2.8.2 方案2 (17)3 方案1和方案2的综合比较 (20)3.1.1 焦化技术水平 (20)3.1.2 环境保护 (20)3.1.3 焦炭质量 (21)3.1.4 小结 (21)4 煤气净化车间 (22)4.1概述 (22)4.2设计基础数据 (22)4.3产品 (23)4.4工艺流程、特点、主要技术操作指标及主要设备选择 (24)4.4.1 冷凝鼓风工段 (24)4.4.2 硫铵工段 (26)4.4.3 粗苯蒸馏工段 (29)4.5管道的防腐、保温、保冷措施的论述 (32)4.6防火、防爆措施 (32)4.7抗震设防 (32)4.8原材料、能源的计量措施 (32)4.9车间外部管道 (33)5 总图 (34)5.1方案1(4⨯55孔6M焦炉方案) (34)5.1.1 总平面布置思路与比较 (35)5.2方案2(2⨯70孔7.63M焦炉) (37)5.2.1 工程位置及概况 (37)5.2.2 总平面布置 (38)5.2.3 工程组成 (38)5.2.4 总平面布置 (38)5.2.5 竖向布置 (39)5.2.6 场地排雨水 (39)5.2.7 工厂运输 (40)5.2.8 道路运输 (40)5.2.9 绿化设计 (41)5.2.10 消防 (41)5.2.11 总图运输主要技术经济指标 (41)5.3结论 (42)6 投资估算 (43)6.1编制说明 (43)6.2采用资料 (43)6.3工程投资 (44)6.4有关说明 (46)6.5投资分析 (46)7 经营成本 (53)1 概述1.1 方案概述我院于2004年9月为武钢新1、2#焦炉改造工程(原名:武钢焦化有限责任公司新建9、10#焦炉工程)编制了初步设计,设计内容为:1)备煤系统:新建上煤系统。
关于焦炉基础结构设计的分析闵克涛毛建伟张绍金(中冶焦耐工程技术有限公司,鞍山114002)近年来,我国焦炭产量已达4亿吨左右,焦炉也向大型化发展,4.3m焦炉减少,6m焦炉得到普遍推广,由1994年的21座增加到2006年的67座,马钢、太钢、沙钢、兖矿等大型焦化厂先后引进了7.63m焦炉。
本文以马钢焦化厂7.63m焦炉为例介绍和分析了我国焦炉基础设计的技术状况。
马钢焦化厂7.63m焦炉是在德国凯泽斯图尔7.63m焦炉技术基础上设计的,图1是其基础平面的布置图。
图1 7.63m焦炉基础平面布置图1 基础结构设计的分析对于下喷式焦炉的基础结构,横向一般采用5柱构架,边柱上、下端铰接,中间各柱上、下端固接。
纵向采用现浇钢筋混凝土板式构架结构,中间未留伸缩缝。
为防止顶板的温度变形,构架柱需配置较多的钢筋。
为减少配筋,42孔以上的下喷式焦炉基础结构一般将纵向两端一定区段内的基础构架柱脚做成铰接,而对基础结构纵向中部区域的基础构架柱脚和上、下端节点仍然设计成固接。
国内焦炉基础设计是根据结构在温度作用下的变形特点,将受基础顶板温度变形影响较大的构架边柱的上、下做成铰接,将基础结构纵向两端的数排构架下端做成铰接,降低了基础顶板温度变形作用在构架柱中产生的内力,节省了材料用量。
但由于铰接柱设置的增加,在7度以上抗震设防烈度的设计中不易满足现行抗震设计规范的要求,结构安全度下降。
德国凯泽斯图尔焦化厂采用的是下喷式焦炉,基础纵向结构采用现浇钢筋混凝土板式构架结构,每13.2m左右留有20mm的伸缩缝,基本上消除了温度纵向变形对结构的影响。
基础横向结构采用5柱构架,中间柱上、下固接,其余各柱下端固接、上端平面内铰接、平面外固接。
这种结构整体性较好,在结构的抗震计算和抗震构造设计上更易满足抗震设计规范的要求。
缺点是由于纵向增设了伸缩缝,增加了施工的难度,延长了施工的周期。
2 基础结构抗震设计的分析马钢抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,筑场地土类别为B类,基本风压为0.50kN/m2。
施工作业设计(筑炉部分)工程名称:本溪钢铁集团有限责任公司焦化厂6、7#焦炉工程工程编号:焦6-2-2编制:赵光吉审核:赵光吉批准:赵光吉受控编号:目录1.编制依据: 22.工程概况: 23.施工内容及施工准备的条件: 34.施工工艺及方法: 45.炉体砌筑质量标准: 66.分部分项划分: 87.质量检查计划: 88.质量保证措施: 99.劳动组织安排: 1010.焦炉砌筑用小型工器具: 1111.木制作计划: 121.编制依据:本施工作业设计编制依据:1.1.鞍山焦化耐火材料设计研究院设计图纸2.2.鞍山焦耐院《焦炉砌筑规程》图号13B1212.3.GB211-87《工业炉施工及验收规范》2.4.GB50309-92《工业炉砌筑工程施工检验评定标准》2.5.GB50026-95《工程测量规范》2.6.本钢6#、7#焦炉移地大修焦炉砌筑工程《施工组织设计》2.7.本钢焦炉移地大修焦炉砌筑工程《建设工程施工合同》及以往施工经验2.工程概况:2.1.本溪钢铁集团有限责任公司焦化厂60孔6米炭化室JN-6型焦炉由三冶筑炉公司承担焦炉本体冷、热态砌筑工程。
2.2.工程地点位于本溪钢铁公司焦化厂厂区内。
2.3.承包方式为包工不包料。
2.4.设计单位:鞍山焦化耐火材料设计研究院。
2.5.工程质量为优良。
2.6.合同工期:6#焦炉冷态砌筑3月21日~5月19日,60天; 6#焦炉烘炉及热态施工5月30日~7月28日,7月29日6#焦炉装煤。
7#焦炉冷态砌筑7月25日~9月22日,60天;; 7#焦炉烘炉及热态施工10月3日~12月1日,60天;12月2日7#焦炉装煤。
2.7.炉体主要几何尺寸:焦炉总长81700mm、高12150mm,其中;基础顶板厚240mm、蓄热室高4100mm、斜道八层高800mm、炭化室高6000mm、炉顶高1250mm。
碳化室长15980mm、炭化室平均宽450mm、炭化室中心距1300mm、立火道中心距480mm。
7.63m焦炉炉体结构7.63m焦炉*内首次完全从德国Uhde公司引进,其先进的炼焦工艺技术,代表了当今世界炼焦技术发展的方向,集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术,具有国际领先水平。
7.63m焦炉炭化室高7.63m(热态),双联火道、多段加热、同位燃烧、分格式蓄热室,混合煤气侧入、焦炉煤气下喷的复热式超大型焦炉。
太原钢铁集团公司焦化厂一期建设的一座1×70孔7.63m焦炉,包括焦炉炉体、煤塔、湿式熄焦塔、熄焦沉淀池、加煤、推焦、拦焦、除尘等设备。
焦炉上装有三个荒煤气集气管对炼焦过程中产生的荒煤气进行收集,并通过吸入管把收集来的荒煤气吸入到现有的煤气净化设置中。
本文拟从焦炉炉体各部位的结构特点和砖型特点进行加以介绍。
1.主要结构特点1.1每个炭化室下面对应一个空气蓄热室和一个煤气蓄热室,在机、焦侧方向分成十八格;1.2分段加热使斜道结构复杂,砖型多。
通道内无胀缝使斜道严密,防止斜道区上部高温事故的产生;1.3燃烧室由36个共18对双联火道组成,同位燃烧,三段加热结构。
在每对火道隔墙间下部设循环孔,将下降火道的废气吸入上升火道的可燃气体中,用此两种方式拉长火焰,达到高向加热均匀的目的;1.4蓄热室无中心隔墙,仅在焦侧设置烟道,由于3段燃烧加热和废气循环,煤气燃烧充分,炉体高向加热均匀,废气中氮氧化物含量低≤500mg/Nm3,达到国家环保标准控制要求;1.5炉体材质全按照德国DIN标准,多达19种,全炉共设置六次满铺滑动层。
蓄热室机、焦侧方向分成十八格,煤气蓄热室与空气蓄热室相间配置,其下部配备两个与其相同的水平烟道,每个水平烟道又通过格子砖支撑墙沿炭化室长度方向分成两格,作为供空气、混合煤气、排废气用,水平烟道不设置衬砖。
因而要求互相之间严密不串漏,因水平烟道存在着气体交换,温度变化,而蓄热室下部温度较低,整个蓄热室下部(1-21层)采用耐急冷急热的半硅砖(E65)砌筑,上部使用硅砖(SI-KN),接缝位置设置滑动层。
1刖言焦炭是一种固体燃料,质硬、多孔、发热量高;烟煤在隔绝空气下加热到950-1050 C,经干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制的焦炭,这一过程称为高温干馏。
在干馏温度为500-700 C情况下制的焦炭称为半焦。
炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。
炼焦炉是将一次能源(煤)转化为二次能源(焦炭、煤气、化工等产品)的一种复杂的能源转换热工设备。
近十年来,我国的焦化工业获得了飞速的发展,炼焦技术在理论、工艺及设备等诸多方面有了长足的进步。
高温炼焦于1585年提出,1709年英国人达比首次将焦炭用于高炉炼铁。
焦炉经历成堆干馏、倒焰炉、废热式和蓄热室焦炉四个发展阶段。
现代焦炉是指以生产冶金焦、气化焦等为主要目的,可以回收炼焦化学产品的水平室焦炉,它由炉体和附属设备构成。
焦炉炉体由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道、炉顶与基础、抵抗墙等结构组成,并通过烟道与烟囱相连。
炉体的附属设备主要包括:护炉铁件粗煤气导出设备、加热设备及炉门修理站。
焦炉的发展趋势是焦炉的大型化和高效化。
焦炉大型化就是扩大炭化室容积,增加焦炉的炼焦能力。
这可通过增加炭化室的长度、高度和宽度来实现。
焦炉高效化是指通过采取可行的技术措施,提高传热强度,缩短结焦时间,使生产能力提高。
可通过提高火道温度,用高导热性能的炉墙砖和减薄炉墙厚度等方法来实现。
焦化产业是为冶金产业服务的重要基础能源原材料产业,在我国经济建设、社会发展、财政税收及稳定就业方面发挥着重要作用。
中国经济持续发展,随着城市化进程的逐步推进,钢材需求持续增长,焦炭产量也呈逐渐递增之势。
自2005年《焦化行业准入条件》实施以来,焦化行业不断加大淘汰落后产能和技术改造力度,努力实现焦炉建设和改造的大型化、自动化、清洁环保化,促进了焦化产业结构的优化升级。
为我国焦化行业优化产业结构和节能减排、清洁生产、环保治理、扭亏增盈、提高经济效益发挥了重要作用,也使我国焦化行业高消耗、高排放情况进一步明显改观。
设计任务书(一)设计参数(1)生产能力:年产焦炭95万吨。
(2)焦炉炉体的主要尺寸及技术指标(冷态尺寸)见下表:焦炉主要冷态尺寸及技术指标序号名称单位数量1 炭化室全长mm 159802 炭化室有效长mm 151403 炭化室全高mm 60004 炭化室有效高mm 56505 炭化室平均宽mm 4506 炭化室锥度mm 607 炭化室中心距mm 13008 炭化室有效容积m338.59 立火道中心距mm 48010 加热水平高度mm 1005(3)周转时间:19h。
(4)焦、机侧煤气分配比:1.15。
(二)设计任务(1)收集焦炉炉体设计相关资料,进行方案设计;(2)进行炉体设计相关计算,包括燃烧室静力强度、蓄热室计算、斜道阻力计算等;(3)绘制炼焦车间平面布置图、6m焦炉纵剖视图、焦炉加热系统图、焦炉示意图等;(4)撰写毕业设计说明书、绘制相关工艺图纸4张。
要求;至少有一张徒手绘制或用计算机(Auto CAD)绘制的图纸。
在钢铁产业的快速发展的带动下,我国炼焦行业取得了长足发展,焦炭产量快速增长。
而作为焦炭的生产设备的炼焦炉,从炉型到构造都发生了很大的变化,随着国家对炼焦行业准入标准的提高,各炼焦企业快速引进和应用了新技术。
20世纪90年代以来,炭化室高6m焦炉炉型逐步成为炼焦行业的基本炉型,并逐步在我国焦化行业占据主导地位。
本设计是以JN-60型焦炉为模板进行的教学模拟设计,JN-60型焦炉为双集气管、单吸气管、双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式焦炉。
本说明书从炼焦车间工艺布置、焦炉炉体结构、焦炉生产技术指标、焦炉用耐火材料以及焦炉热工计算等方面进行了详细的阐述,并包含4张附图。
分别为炼焦车间平面布置图、焦炉炉体加热系统图、焦炉纵剖面图、燃烧室剖面图。
关键词:焦炭;焦炉;热工计算;煤气With the rapid development of steel industry, the coking industry in our country has developed quickly. The production of coke also increases fast. Meanwhile, the coking furnace which has changed a lot from construction to style is a coke oven for the production of coke. With our country improving the standard of coking industry, the coking enterprises rapidly introduce and use the new technologies. Since the 1990s,charring room 6m high coke furnace gradually has become the basic furnace and played an important part in coking industry.This design is a teaching analog design which uses JN-60-type coke oven as a template. The JN-60-type coke oven is a heat-recovery coke oven of double gas collector, single-suction pipe, double-flue, exhaust gas recycling, under the coke oven gas spray, blast furnace gas side.This instruction makes an exposition in detail about layout of coking plant, structure of coke furnace, technology indicator of coke production, refractory of coke oven and calculation, and so on. The instruction also includes four attached maps which are coking plant layout plan, coke furnace heating system map, coke oven profile map and combustion sectional drawing.Key words: Coke; Coke oven; Hot working computation; Coal gas目录设计任务书 (I)摘要 (II)ABSTRACT ............................................................................................................................. I II 目录 .. (1)前言 (3)第一章概述 (4)1.1焦炉简介 (4)1.1.1 焦炉的发展趋势 (4)1.1.2 焦炉炉型 (4)1.2炼焦煤 (6)1.2.1炼焦煤的现状 (6)1.2.2 炼焦煤的准备工序 (7)1.3炼焦生产工艺流程 (10)1.4焦炉各部要尺寸 (13)第二章炼焦车间设计指标 (15)2.1焦炉数的确定 (15)2.2焦炉生产能力的指标 (15)2.3焦炉热工指标及生产消耗定额 (16)2.4焦炉的其他设计指标 (17)第三章焦炉炉体 (18)3.1炉体结构 (18)3.1.1炉体主要尺寸 (18)3.1.2炭化室中心距的确定 (19)3.1.3单元燃烧室静力强度的计算 (20)3.2蓄热室的热量衡算 (23)3.2.1 煤气蓄热室热平衡 (27)3.2.2 热交换系数K的计算 (28)P3.3斜道 (34)3.3.1 斜道区的结构要求 (34)3.3.2 斜道阻力计算 (35)第四章炼焦车间工艺布置 (44)4.1工艺布置要点 (44)4.26M焦炉炉体平面布置图 (46)第五章焦炉用耐火材料及辅助材料 (48)5.1耐火材料的分型 (48)5.2隔热材料 (49)5.3其他辅助材料 (49)参考文献 (52)附图 (53)致谢 (54)前言随着钢铁工业的迅猛发展,给焦化工业提供了前所未有的发展机遇。
中国矿业大学本科生毕业设计姓名:学号:学院:化工学院专业:化学工程与工业设计题目:150万吨/a焦化厂焦炉煤气脱硫工段设计指导教师:职称:讲师2018年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级学生姓名任务下达日期:2018年4月12日毕业设计日期:2018年4月12日至2018年6月13日毕业设计题目:150万吨/a焦化厂煤气脱硫工段生产工艺设计毕业设计主要内容和要求:1、按照给定焦化厂设计规模计算煤气处理量并根据焦化设计规范的要求,对焦化厂煤气脱硫工段进行工艺论证;2、确定脱硫工艺流程,进行物料平衡、热量衡算,计算和设计煤气脱硫塔和再生塔,根据计算进行主要设备的选型,绘制一张非标设备图;3、进行脱硫工段的设备和工艺管道布置,绘制煤气脱硫工段的工艺流程图、总平面布置图、和设备与工艺管道平面图和立面图;4、根据煤气脱硫工段的生产要求,对脱硫工段设计的非工艺技术部分提出要求,根据岗位设置与岗位操作编制岗位人员编制;5、进行脱硫工段的投资估算和煤气脱硫生产成本的技术经济分析;6、编制设计说明书。
院长签字:指导教师签字:中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语<①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语<①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;③工作量的大小;④取得的主要成果及创新点;⑤写作的规范程度;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本设计参考了徐州伟天化工有限公司的焦炉煤气净化工艺,模拟150wt/a的焦炉煤气脱硫工段进行设计,并在其基础上将国内外一些新的、成熟的工艺进行了对比与引用。
设计任务书(一)设计参数(1)生产能力:年产焦炭100万吨。
(2)焦炉炉体的主要尺寸及技术指标(冷态尺寸)见下表:(4)撰写毕业设计说明书、绘制相关工艺图纸4张。
要求:至少有一张徒手绘制或用计算机(Auto CAD)绘制的图纸。
摘要焦炉炉体主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室和炉顶区组成,蓄热室以下为烟道与基础。
焦炉结构的发展大致经过四个阶段,即土法炼焦、倒焰式焦炉、废热式焦炉和近代的蓄热式焦炉。
本设计为JN-60型焦炉,是目前普遍采用的一种大型焦炉。
此焦炉为双集气管、单吸气管,双联火道,废气循环,焦炉煤气下喷,高炉煤气侧入,复热式焦炉。
JN-60型焦炉的优点是耗热量低、热工效率高;炭化室内煤的堆积密度较大,高向加热均匀;基建投资省、劳动生产率高占地面积少、维修费用低。
设计中进行炉体相关计算,包括:燃烧室静力强度、蓄热室热量衡算、斜道阻力计算等,绘制了四张图纸包括炼焦车间平面布置图、6m焦炉纵剖视图、焦炉加热系统图、燃烧室剖面图。
关键字:JN-60型焦炉,炉体设计,热量衡算,煤气AbstractThe coke oven furnace body consists of the carbonization room, the combustion chamber, the ramp room, the regenerator and the furnace top area. The flue and foundation are under the regenerator. The development of coke structure has undergone four stages, namely, indigenous coke, down-draft type oven, heat-type oven and modern regenerative coke oven.The design adopts JN-60 compound coke oven, a large coke commonly used at present, which has the double collecting pipe, the single suction trachea, the twin quirk, the recycling of waste gas, the coke gas downward spurting and the blast furnace coal gas leaning into. JN-60-type coke oven has the advantage of low heat consumption, heat rate ergonomics; large charcoal interior packing density, the high uniformity of the heat; the low infrastructure investment, the high labor productivity. an the low maintenance costs and area covers .The related computation of furnace body design includes: combustion chamber static rating, heat balance calculation for the regenerator, ramp drag calculation, ect. And four drawings includes: coking workshop floor-plan, 6m coke oven vertical cutaway view, coke oven heating diagram, combustion chamber sectional drawingKey words: JN-60 coke oven, Furnace body design, Heat balance calculation,Coke oven gas前言炼焦炉是将煤料炼制成焦炭的大型工业炉组,由于炼焦生产能力和劳动生产率的不断提高和化学产品的回收利用,使炼焦炉的炉型得到逐步改进。
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题目:年产135万吨焦炭6m焦炉炉体设计学生姓名:韩冰学号:200540201205专业:化学工程与工艺班级:化工05—2班指导教师:徐喜民副教授设计任务书题目:年产105万吨焦炭6m焦炉炉体设计设计参数(1)生产能力:年产焦炭1050千吨。
(2)焦炉炉体的主要尺寸及技术指标(冷态尺寸)见下表:焦炉主要冷态尺寸及技术指标序号名称单位数量1 炭化室全长mm 159802 炭化室有效长mm 151403 炭化室全高mm 60004 炭化室有效高mm 56505 炭化室平均宽mm 4506 炭化室锥度mm 607 炭化室中心距mm 1300m338.58 炭化室有效容积9 立火道中心距mm 48010 加热水平高度mm 1005 (3)周转时间:19h。
(4)焦、机侧煤气分配比:1:15设计任务(1)收集焦炉炉体设计相关资料,进行方案设计;(2)进行炉体设计相关计算,包括;蓄热室计算、斜道阻力计算等;(3)绘制炼焦车间平面布置图(必有)、6米焦炉纵剖视图、焦炉加热系统图、焦炉示意图(任选一)等;(4)撰写毕业设计说明书、绘制相关工艺图纸2张。
要求;至少有一张徒手绘制或用计算机(Auto CAD)绘制的图纸。
摘要焦炉是焦化厂的基础设备,是一种结构复杂和连续生产的热工设备。
焦炉在运转周期内,大部分砌体不易热修,焦炉砌筑的耐火材料,有其自身的基本要求,焦炉炉体的不同部位,所承担的任务,经受的温度,承载的结构负荷,遭受的机械损坏和介质侵蚀等各不相同,所以各部位用的耐火材料应具有不同的性能本焦炉的结构特点是双联火道带废气循环焦炉煤气下喷的复热式焦炉。
采用下喷和下调式焦炉结构。
该设计阐述了焦炉的发展过程,以及焦炉建筑的基本工艺布置原则,焦炉设计的工艺指本标,同时对焦炉炉体的蓄热室,燃烧室,炭化室,斜道,炉顶区等主要部位做了进一步的介绍,各部位建设时应注意的问题等。
对焦炉的主体结构和热工都有详细的计算过程最后,简单的介绍了焦炉的干熄焦原理以及焦炉个部分主体建设时所需砖的特点和要求等关键词:焦炉;双联火道;热工计算;耐火材料AbstractThe coke oven is the coking plant’s foundational equipment, which is a kind of hot working equipment with completed structure and the continuous production. During the operating cycle, the majority of t he coke oven’s bricking-up is not easy for heat treatment, and the fire-proof material for the coke oven’s masonry has own essential requirements. The duty it undertakes, the temperature it undergoes, the structural load it bears, the machinery damage and the medium corrosion it suffers are different for different part of the coke oven furnace. Therefore the performance of fire-proof material for different part of the coke oven furnace should be different.This coke oven's structural unique feature is the recalescence type coke oven under the twin fire path with recycling waste gas coke gas spurts. The coke structure is down-spurting and down-moving. This design elaborated coke oven's developing process, as well as the coke oven construction's basic processing set-up principle, the coke oven design's craft refers to this sign, simultaneously takes a further introduction about main parts of of the coke oven, furnace body's heat accumulator, the combustion chamber, the carbonization room, the ramp, the furnace top area and so on, and the questions should be paid more attention to various part during the construction. There’s detailed computational process to coke oven's main body structure and the hot working.At last , it simply introduced the coke oven’s dry-extinguished principle as well as brick's characteristic and requests for different parts of coke oven furnace.Keyword: coke oven twin fire path hot working calculation fire-proof material目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1炼焦技术的发展 (1)1.2现代焦炉技术继续发展阶段 (2)1.3现代焦炉的基本要求 (2)第二章焦炉的设计指标 (3)2.1焦炉的划分 (3)2.2焦炉的特点 (4)2.3焦炉工艺流程 (5)2.4温度标准 (6)2.5压力标准 (7)2.6加热制度包含的内容 (7)2.7煤的质量要求 (7)第三章焦炉炉体各主要部位尺寸的确定 (9)3.1焦炉炉型的分类 (9)3.2炭化室尺寸的确定 (9)3.2.1炭化室锥度 (9)3.2.2炭化室长度 (9)3.2.3炭化室高度 (9)3.2.4炭化室宽度 (10)3.2.5炭化室墙厚度 (10)3.3燃烧室 (10)3.3.1燃烧室的结构形式与材质 (10)3.3.2燃烧室加热水平高度 (11)3.3.3燃烧室静力强度计算 (11)3.4蓄热室 (16)3.4.1小烟道 (17)3.4.2箅子砖 (17)3.4.3格子砖 (17)3.4.4隔墙 (18)3.4.5封墙 (19)3.4.6蓄热室计算 (19)3.5斜道 (30)3.5.1斜道的结构 (30)3.5.2斜道阻力计算 (31)3.6炉顶区 (37)3.6.1炉顶区总高度的确定 (37)3.6.2炭化室盖顶砖的材质与厚度 (37)3.7焦炉炉体设计的一般要求 (38)第四章焦炉燃烧及干熄焦系统 (39)4.1燃烧系统 (39)4.2熄焦系统 (39)4.3干熄焦的工艺流程 (40)第五章焦炉车间工艺布置 (42)第六章焦炉用耐火材料及辅助材料 (45)6.1耐火制品的分型和定义 (45)6.2粘土砖,硅砖,高铝砖及镁铝砖 (45)6.3隔热材料 (46)6.4其他辅助材料 (47)参考文献 (49)附录 (50)致谢 (51)前言随着国家经济建设的飞速发展,近几年来焦化工业亦呈快速增长的势头,中国的焦炭产量已多年居世界第一,目前以达世界总产量的50%以上。
设计任务书(一)设计参数(1)生产能力:年产焦炭95万吨。
(2)焦炉炉体的主要尺寸及技术指标(冷态尺寸)见下表:焦炉主要冷态尺寸及技术指标序号名称单位数量1 炭化室全长mm 159802 炭化室有效长mm 151403 炭化室全高mm 60004 炭化室有效高mm 56505 炭化室平均宽mm 4506 炭化室锥度mm 607 炭化室中心距mm 13008 炭化室有效容积m338.59 立火道中心距mm 48010 加热水平高度mm 1005(3)周转时间:19h。
(4)焦、机侧煤气分配比:1.15。
(二)设计任务(1)收集焦炉炉体设计相关资料,进行方案设计;(2)进行炉体设计相关计算,包括燃烧室静力强度、蓄热室计算、斜道阻力计算等;(3)绘制炼焦车间平面布置图、6m焦炉纵剖视图、焦炉加热系统图、焦炉示意图等;(4)撰写毕业设计说明书、绘制相关工艺图纸4张。
要求;至少有一张徒手绘制或用计算机(Auto CAD)绘制的图纸。
在钢铁产业的快速发展的带动下,我国炼焦行业取得了长足发展,焦炭产量快速增长。
而作为焦炭的生产设备的炼焦炉,从炉型到构造都发生了很大的变化,随着国家对炼焦行业准入标准的提高,各炼焦企业快速引进和应用了新技术。
20世纪90年代以来,炭化室高6m焦炉炉型逐步成为炼焦行业的基本炉型,并逐步在我国焦化行业占据主导地位。
本设计是以JN-60型焦炉为模板进行的教学模拟设计,JN-60型焦炉为双集气管、单吸气管、双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热式焦炉。
本说明书从炼焦车间工艺布置、焦炉炉体结构、焦炉生产技术指标、焦炉用耐火材料以及焦炉热工计算等方面进行了详细的阐述,并包含4张附图。
分别为炼焦车间平面布置图、焦炉炉体加热系统图、焦炉纵剖面图、燃烧室剖面图。
关键词:焦炭;焦炉;热工计算;煤气With the rapid development of steel industry, the coking industry in our country has developed quickly. The production of coke also increases fast. Meanwhile, the coking furnace which has changed a lot from construction to style is a coke oven for the production of coke. With our country improving the standard of coking industry, the coking enterprises rapidly introduce and use the new technologies. Since the 1990s,charring room 6m high coke furnace gradually has become the basic furnace and played an important part in coking industry.This design is a teaching analog design which uses JN-60-type coke oven as a template. The JN-60-type coke oven is a heat-recovery coke oven of double gas collector, single-suction pipe, double-flue, exhaust gas recycling, under the coke oven gas spray, blast furnace gas side.This instruction makes an exposition in detail about layout of coking plant, structure of coke furnace, technology indicator of coke production, refractory of coke oven and calculation, and so on. The instruction also includes four attached maps which are coking plant layout plan, coke furnace heating system map, coke oven profile map and combustion sectional drawing.Key words: Coke; Coke oven; Hot working computation; Coal gas目录设计任务书 (I)摘要 (II)ABSTRACT ............................................................................................................................. I II 目录 .. (1)前言 (3)第一章概述 (4)1.1焦炉简介 (4)1.1.1 焦炉的发展趋势 (4)1.1.2 焦炉炉型 (4)1.2炼焦煤 (6)1.2.1炼焦煤的现状 (6)1.2.2 炼焦煤的准备工序 (7)1.3炼焦生产工艺流程 (10)1.4焦炉各部要尺寸 (13)第二章炼焦车间设计指标 (15)2.1焦炉数的确定 (15)2.2焦炉生产能力的指标 (15)2.3焦炉热工指标及生产消耗定额 (16)2.4焦炉的其他设计指标 (17)第三章焦炉炉体 (18)3.1炉体结构 (18)3.1.1炉体主要尺寸 (18)3.1.2炭化室中心距的确定 (19)3.1.3单元燃烧室静力强度的计算 (20)3.2蓄热室的热量衡算 (23)3.2.1 煤气蓄热室热平衡 (27)3.2.2 热交换系数K的计算 (28)P3.3斜道 (34)3.3.1 斜道区的结构要求 (34)3.3.2 斜道阻力计算 (35)第四章炼焦车间工艺布置 (44)4.1工艺布置要点 (44)4.26M焦炉炉体平面布置图 (46)第五章焦炉用耐火材料及辅助材料 (48)5.1耐火材料的分型 (48)5.2隔热材料 (49)5.3其他辅助材料 (49)参考文献 (52)附图 (53)致谢 (54)前言随着钢铁工业的迅猛发展,给焦化工业提供了前所未有的发展机遇。
随着国家产业政策的调整、环保政策的严格和炼铁技术的进步,新的形势对我国炼焦技术提出了新的挑战。
焦炉的大型化是实现我国炼焦行业协调健康、可持续发展的一条重要途径。
炭化室加宽加高、提高单孔炭化室产焦量,是炼焦技术的发展方向。
这也是我国研究机构和生产企业不断研究和新建大型焦炉的动因。
现在国内技术先进且成熟的是JN-60型焦炉,JN-60型焦炉与中小型焦炉相比较具有无可比拟的技术优势。
由于增加焦炉炭化室的容积,在同等生产规模及外部环境下,使得结焦时间延长、大大减少出炉次数、减少装煤和推焦的阵发性污染、改善了炼焦生产操作环境条件。
大容积焦炉的自动化水平较高,炼焦工序能耗大大降低且劳动生产率也显著提高。
本设计是从学习角度着重对JN-60型焦炉进行炉体工艺设计教学模拟,通过设计过程加深对焦炉炉体和焦炭生产工艺过程的了解。
由于编者水平有限,加之时间仓促,书中错误在所难免,望老师给予批评指正。
毛正朝2009年6月第一章概述1.1 焦炉简介焦炉是炼制焦炭的工业窑炉,焦炉结构的发展大致经过四个阶段,即成堆干馏(土法炼焦)、倒焰式焦炉、废热式焦炉和现代的蓄热式焦炉。
1.1.1 焦炉的发展趋势近年来,焦炉向大型化、高效化发展、焦炉发展的主要方向是大容积。
20世纪20年代,焦炉炭化室高度达4~4.5米。
此后,不断出现炭化室更高、容积更大的焦炉,到20世纪80年代初德国的曼内斯曼公司建成炭化室高度高7.85米的焦炉。
到现阶段,一些技术较发达的国家所建的焦炉多为6~7.5米。
目前,德国TKS公司建成年产260万吨的超大型炉组,炭化室90立方米、每孔装煤79吨、每孔产焦54吨;采用致密硅砖,减薄炭化室墙和提高加热火道的标准温度。
焦炉的发展趋势应满足下列要求1.生产优质产品。
为此焦炉应加热均匀,焦饼长向和高向加热均匀,加热水平适当。
以减轻化学产品的裂解损失。
2.生产能力大,劳动生产率和设备利用率高。
为了提高焦炉的生产能力,应采用优质耐火材料,从而可以提高炉温,促使炼焦速度的提高。
3.加热系统阻力小,热工效率高,能耗低。
4.炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。
5.劳动条件好,调节控制方便、环境污染少。
1.1.2 焦炉炉型常见的几种焦炉:353米大容积焦炉、58-Ⅱ型焦炉、双联下喷捣固焦炉、下喷式焦炉、66-Ⅲ型焦炉和70型焦炉。
一、焦炉炉型的分类1.按加热用煤气供入方式分:由炉底供入的称下喷式,由斜道区侧面供入的称侧喷式。
2.按加热煤气使用的种类分:既可用贫煤气(高炉煤气、发生炉煤气等),也可用富煤气(焦炉煤气、脱氢焦炉煤气等)加热的称为复热式,只能用贫煤气或只能用富煤气加热的称单热式。
3.按火道配置方式分:双联火道、两分火道式、上跨式。
4.按装煤方式分:顶装煤式、捣固式。
二、焦炉炉型的简介1. 353米大容积焦炉此焦炉为双联火道式下喷废气循环复热式焦炉,炉头为直缝结构;为提高焦炉热工效率,采用了薄壁格子砖。
用加大废气循环量的方法,解决高向均匀加热问题。
生产实践证明,此焦炉调节方便,热工效率高,加热均匀性好。
据标定,以高炉煤气加热,当结焦时间为17小时30分的时候,焦饼中心高向温差为-30℃(顶部高于底部);以焦炉煤气加热,当结焦时间为18小时的时候,焦饼中心高向温差为70~80℃2. 58-Ⅱ型焦炉此焦炉为双联火道式下喷废气循环复热式焦炉,炉头为直缝结构,炉头砖采用高铝砖;此焦炉增大了边斜道口断面,取消边火道循环孔;除炉头火道外,中间火道的灯头出口位于刚过循环孔上缘的地方。
为避免因多配气煤而导致炉顶空间温度过高,所以加热高度采用800毫米。
此焦炉采用了薄壁格子砖和扩散式篦子砖。
据标定,以高炉煤气加热,当结焦时间为16小时的时候,焦饼中心高向温差为20~30℃;以焦炉煤气加热,当结焦时间为16小时的时候,焦饼中心高向温差为60~80℃3.双联下喷捣固焦炉此焦炉为双联火道式下喷废气循环复热式焦炉,炉头为直缝结构,小烟道区的蓄热室主墙用粘土砖砌筑,小烟道区以上用硅砖砌筑,这两种砖连接处不设滑动层,直接用灰浆砌住。