7.63m焦炉炉体结构

7.63m焦炉的环保设施及运行分析王洪兴李守成马卫华（山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂，太原030003)焦炉在炼焦过程中所产生的大量烟尘和有害气体严重污染了环境。

20世纪70年代以来，这种状况逐渐被人们重视，国内外专家在焦炉污染物控制方面做了大量的研究和试验工作，很多方法已经得到了实际应用。

太钢7. 63m焦炉是国内首次从德国引进的，也是目前中国炭化室高度最高、单孔炭化室容积最大的焦炉，具有全球先进的炼焦工艺技术，其独特的工艺技术和装备设施确保其优秀的环保优势。

1 装煤过程的消烟除尘7. 63m焦炉的装煤采用PROven (Pressure Regulated Oven System）技术，即炭化室压力调节系统，主要由固定杯、皇冠管、密封锥型体、连杆、气缸、定位器和压缩空气控制系统等构成，如图1所示。

PROven系统取代了国内常规焦炉的桥管阀体，通过气动机构调节固定杯内的液位，可以完成导通上升管与集气管、切断上升管与集气管和调节上升管流向集气管的荒煤气量等工作。

由于集气管在负压(－300Pa) 状态下操作，在装煤过程中产生的吸力可以满足消烟除尘的要求。

装煤时，PROven系统将集气管与上升管连通，由于集气管采用负压操作，使炭化室产生负压，可以确保装煤操作过程无烟尘和煤气溢散。

在装煤过程中，PROven系统的快速冲洗管关闭，密封锥型体提起，使固定杯出口打开，荒煤气可以无干扰地通过PROven装置进入集气管，各部件的状态见图2。

图1 PROven系统结构示意图图2 PROven系统处理装煤气流操作状态2 推焦时的防尘措施（1）焦炉机侧摘门、推焦、平煤、尾焦、清门和清框产生的烟尘由推焦机车载除尘器收集。

在推焦、平煤作业时，推焦车上的旋转烟罩已经打开，可以收集摘门、推焦、清框、尾焦、平煤产生的烟尘，在清门机顶部专门的导烟罩可以收集清门过程产生的烟尘。

（2）焦炉焦侧摘门、导焦、尾焦、清门和清框产生的烟尘由地面除尘站方式收集。

７.６３米焦炉调火汇编（一）焦炉调火的基本概念作为一个焦炉调火工，除了熟练掌一般基本测调操作方法和特殊操作方法，这远远不够，还应该全面了解掌握各种焦炉炉型的基本构造；加热方式及特点；加热煤气燃烧原理；加热煤气的安全知识；炉温调节手段；流体力学在焦炉应用以及在调温过程中的事故处理，从而达到实现焦炉调火最终目的。

焦炉调火在整个操作过程中要根据各种因素进行分析、判断，以准确地进行各种调节和操作，来实现各项指标控制目标值。

1 焦炉调火焦炉调火就是指焦炉调温特定的一种俗称。

焦炉调火其真正的含义是：根据炼焦煤在焦炉炭化室内高温干馏过程中按不同结焦时间的加热制度对全炉性的加热系统各项指标进行调节与控制，以达到焦饼成熟为目的操作称之为焦炉调火，焦炉调火实际上是焦炉调温的一种手段，通过这种手段来实现焦炉加热煤气的压力、流量及烟道吸力，蓄热室顶部吸力，看火孔压力和燃烧时空气量的配合，焦饼中心温度等目标值，以达到焦饼成熟为目的全过程。

2 焦炉调火在炼焦生产中的作用《焦炉调火工》曾被焦化行业称为焦炉的“内科大夫”。

焦炉调火的工作质量的好坏直接关系到焦炭的质量和产量，在炼焦过程中是一种其它工种不可代替的重要环节。

因此掌握焦炉调火知识和提高焦炉调火的技术水平及操作技能是每个调火工应尽的职责。

3 焦炉加热制度确定之后焦炉调火必须遵循的原则3 .1 何为焦炉的加热制度焦炉加热制度是指焦炉在各种结焦时间的加热调节的各种温度制度和压力制度加全炉性各项指标的总称。

所包括的具体内容有：结焦时间；标准温度，各种能测量的温度（直行温度，横墙温度，炉头温度，蓄热室顶部温度，炉顶空间温度，焦饼中心温度，冷却下降温度，小烟道温度和炉墙温度）及各种能测量的压力（蓄热室顶部吸力，蓄热室阻力，看火孔压力，炭化室底部压力，燃烧系统五点压力）以及全炉的机、焦侧煤气流量和支管压力、横管压力、孔板直径、进行风门开度的尺寸和空气过剩系数a值等。

3.2 温度制度确定后要遵循的原则温度制度是加热制度的一部分，是指在规定的结焦时间内保证焦饼成熟的主要温度指标的控制值，这个主要温度指标就是指焦炉燃烧室机、焦侧火道平均温度的控制值，也称为标准温度。

7.63m焦炉格子砖施工技术摘要：XX焦化公司2×60孔7.63m焦炉，是国内首家最早从德国引进的新型炉型，并且所有工艺设备都是从德国原装引进。

和国内传统炉型相比，该焦炉设计满足焦炉煤气和高炉煤气均可燃烧的要求，蓄热室结构复杂，分格蓄热，砖号多，胀缝多，施工难度大。

本文全面、系统阐述7.63m焦炉蓄热室格子砖施工作业技术措施。

关键词：格子砖隔墙膨胀缝1 工程概况XX焦化焦炉改造是由中冶焦耐工程技术有限公司设计的2×60孔7.63米大型焦炉改造项目。

该焦炉为双联火道、分段加热、废气循环、焦炉煤气下喷、空气侧入，蓄热室分格的超大型焦炉，满足了当前国家发展所倡导的节能环保发展理念。

该焦炉炉体全长103.5m，宽18.56m，共用异型耐火砖号1065个，标型耐火砖号37个，耐材总量达25751.8吨。

其中蓄热室部位粘土质格子砖1500余吨，半硅质格子砖1000余吨。

2 蓄热室结构特点顾名思义，该部位为空气与煤气在进入燃烧室燃烧前进行预热升温的场所。

由于空气与煤气属于外来介质，温度低，通过预热可以提升进入燃烧室空气的温度，避免燃烧室温度降低，同时可以减少烟气的热损失，提高热效率。

蓄热室分为煤气道和空气道，内部有17道小隔墙，被划分为18个小单元蓄热室。

每个立火道对应两格蓄热室，构成一个加热单元。

为了保证气密性，烘炉过程中有相同的膨胀变化，蓄热室隔墙砖材质跟随主单墙高度变化相同，其中13-21层纵横隔墙均用半硅砖，22-32层横向隔墙采用硅砖，纵向隔墙采用粘土砖。

为了达到良好的蓄热换热效果，格子砖设计从下到上分为粘土砖（AW）、半硅砖（E65）、粘土砖（KA40）三种材质，共18个砖号，总砖量达到429536块，总重量达到2570.7吨。

3 施工难点及重点传统国内焦炉蓄热室无隔墙砌筑，无胀缝留设，格子砖材质单一、型号单一的特点。

而该焦炉具有以下特点：1、该焦炉蓄热室采用分隔式，煤气蓄热室设计有横向隔墙，空气蓄热室更是设计有纵横隔墙，并且在隔墙与主单墙接触位置留有膨胀缝，其中砼基础顶板胀缝对应位置处的蓄热室隔墙胀缝与其他蓄热室胀缝所使用填充物有所不同；2、该焦炉格子砖拥有3种材质，18个砖号，并且存在部分利旧格子砖使用情况，容易造成材质、砖号的混淆；3、该焦炉炉体宽度达到18.56m，蓄热室长，单孔煤气蓄热室和空气蓄热室所使用格子砖总块数均达到3464块，大约为17个托盘砖量。

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。

第一节现代焦炉整体结构 (2)1.1、焦炉炉型的分类 (2)1.2、现代焦炉的结构： (2)1.2.1 炭化室 (3)1.2.2 燃烧室 (4)1.2.3 斜道区 (5)1.2.4 蓄热室 (5)1.2.5 小烟道 (6)1.2.6 炉顶区 (6)1.2.7 分烟道、总烟道、烟囱、焦炉基础平台 (6)第二节炼焦炉的机械与设备 (7)2.1 护炉铁件 (7)2.1.1 护炉设备的作用 (7)2.1.2 保护板 (8)2.1.3弹簧 (9)2.1.4 炉柱 (10)2.1.5横拉条 (10)2.1.6 纵拉条 (10)2.1.7 炉门与炉门框 (11)2.2 焦炉加热设备 (12)2.2.1 煤气预热器 (12)2.2.2 交换设备 (13)2.2.3 废气盘 (13)2.3荒煤气导出设备 (14)2.3.1 高压氮水及水封上升管盖装置 (15)2.3.2 上升管和桥管 (16)2.3.3 集气管和吸气管 (16)2.4焦炉机械 (18)2.4.1 装煤车 (19)2.4.2 拦焦车 (19)2.4.3 推焦机 (19)2.4.4 熄焦车和电机车 (20)2.5 附属设备和修理装置 (21)2.5.1 炉门修理站 (21)2.5.2 余煤单斗机和埋刮板提升机 (21)2.5.3 悬臂式起重机和电动葫芦 (21)2.5.4推焦杆更换装置 (21)2.5.5砂轮机及排水泵 (21)第一节现代焦炉整体结构1.1、焦炉炉型的分类现代焦炉因火道结构，加热煤气种类及其入炉方式，实现高向加热均匀性的方法不同等分成许多型式。

因火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。

根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。

根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。

1.2、现代焦炉的结构：（一）、现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：1）焦并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。

第三章焦化项目的主要工艺流程简述 (2)3.1 工艺简介 (2)3.1.1、备煤作业区 (2)3.1.2、炼焦作业区 (2)3.1.3炼焦作业区的基本布置 (3)3.2 焦炉炉体的结构参数、特点及用砖种类 (4)3.2.1、焦炉用砖 (4)3.2.2、焦炉烘炉 (5)3.3 焦炉机械的种类、性能及特点 (6)3.3.1、焦炉机械配置 (6)3.3.2、焦炉机械的主要性能及特点 (6)3.4 焦炉的主要工艺装备 (9)3.4.1集气系统 (9)3.4.2护炉铁件 (9)3.4.3加热交换系统 (9)3.4.4熄焦系统 (10)3.4.5辅助设施 (10)3.5焦炉烟尘的治理设施 (10)3.5.1阵发性烟尘治理： (11)3.5.2连续性烟尘治理： (11)3.6 焦处理设施 (11)3.6.1概述 (11)3.6.2工艺流程 (12)3.6.3设施及主要设备 (12)3.7 焦炉的主要技术数据 (14)3.7.1、炼焦炉组 (14)3.7.2煤数据 (15)3.7.3生产数据 (15)3.7.4煤气主要成分 (16)3.7.5煤塔 (16)3.7.6熄焦系统 (16)3.7.7地点 (17)3.7.8 气候条件 (17)3.7.9 地震强度 (18)第三章焦化项目的主要工艺流程简述3.1 工艺简介3.1.1备煤作业区备煤作业区采用带预粉碎的先配煤后分组粉碎的工艺流程。

贮煤场来的原料煤经预粉碎后送至配煤室配煤，再运至粉碎机室分组粉碎后送混合站混合均匀，最后通过通廊及转运站由带式输送机输送至贮煤塔，准备入焦炉。

3.1.2炼焦作业区贮煤塔中的配合煤经计量后由装煤车装入焦炉炭化室中。

焦炉在煤气加热条件下对煤进行干馏，炭化室中的煤干馏成焦后由推焦机推出。

装煤采用先进的系统，以控制、调节每个炭化室压力，实现无烟装煤；出焦产生的烟尘通过拦焦机上的集气罩收集起来，经集尘管道送至焦炉出焦除尘地面站除尘。

熄焦主要采用干法熄焦（由首钢院设计），湿法熄焦作为备用。

焦炉本体机侧焦炉炉顶焦炉加热系统前言伴随着中国钢铁产业的快速发展,炼焦行业的产能规模和装备水平发生了历史性变化,目前我国炼焦企业已有1300多家,“十五”期间，我国焦炭产量以每年21.7%的速度增长,约占世界焦炭贸易额的47%.首钢一期共建设投产7.63米的大型焦炉4座, .整个焦炉本体由德国公司提供全套技术支持，年产冶金焦炭420万吨,焦炭质量世界第一。

焦化维检作为焦化区域的自动化设备维护单位，肩负着焦化各区域所有自动化系统的维护工作，尤其是焦炉本体作业区，其稳产顺产直接影响着转炉、高炉、炼钢等主生产流程的焦炭供应，所以充分的消化、吸收其先进的核心控制技术和各连锁关系，快速掌握故障处理能力，是出色完成焦炉本体维护任务、保障焦炉生产稳定运行的关键。

本文旨在详细介绍德国公司成套系统组成、工艺结构特点、控制系统要点及其相关知识，通过参阅此文档可对焦炉系统有一个较为全面的了解。

前言 (3)第一节.炼焦工艺流程介绍 (5)一.炼焦工艺流程介绍 (5)二.焦炉参数列举 (5)三.7.63米超大型焦炉新技术分析 (6)3.1焦炉加热系统 (6)3.1.1蓄热室 (7)3.1.2加热壁 (8)3.1.3不同的加热系统 (9)3.1.4焦炉煤气加热 (9)3.1.5混合气体加热 (10)3.1.6转换设备 (11)3.1.7废气系统 (11)3.2.荒煤气导出系统 (12)3.2.1荒煤气导出系统构成 (12)3.2.2 Proven系统构成 (13)第二节. 7.63米超大型焦炉成套系统工艺流程分析 (14)一:交换机系统(Resevering systm) (14)1．1交换机系统(Resevering systm)概述 (14)1．2交换机动作流程简介 (15)二.PROVEN系统 (16)2．1．PROVEN系统概述 (16)2．2炉压调节的工艺原理 (17)2．3、炉压调节系统的上位监控 (18)三．BLEEDER放散系统 (19)3.1荒煤气点火放散系统的工艺原理 (19)3. 2工艺流程 (20)3．3、荒煤气点火放散系统的自动控制 (21)第三节、CokeMaster系统在焦炉中的应用 (24)一、概述 (24)二：系统功能 (24)三、软硬件配制 (24)3．1硬件配制 (25)3．2软件配制 (25)四、功能系统组成 (25)4．1手动测温系统（ManuTherm） (25)4．2自动测温系统(AutoTherm) (26)4．3炉温控制系统(BatControl) (27)4．4推焦计划自动编制系统(PushSched) (28)第四节、焦炉焦炉工业网络拓扑配置 (29)一、焦炉网络拓扑图 (29)1.1工业以太网拓扑图 (29)二、安全系统概述 (32)2．1、安全系统介绍 (32)第一节.炼焦工艺流程介绍一.炼焦工艺流程介绍由备煤作业区送来的配合好的炼焦用煤装入煤塔。

第二章焦炉项目概述 (2)2.1工程概述 (2)2.2焦炉结构介绍 (2)2.2.1焦炉基础结构 (2)2.2.2 废气系统 (3)2.2.3焦炉支撑系统 (3)2.2.4 护炉铁件 (4)2.2.5焦炉加热系统 (5)2.2.6 废气系统 (9)2.2.7 荒煤气系统 (10)2.2.8 机械轨道 (13)2.2.9试验、存储、修理站 (15)2.3 煤塔 (16)2.3.1土建结构 (16)2.3.2机械设备和工艺描述 (17)2.3.3 余煤处理装置 (18)2.4. 熄焦塔 (18)2.4.1土建结构 (18)2.4.2机械设备和工艺描述 (19)2.4.3熄焦水沉降设备 (20)第二章焦炉项目概述2.1 工程概述XX公司位于东北部，焦化项目工程位于钢铁基地内，其北侧为炼铁区，西面为烧结区，南面为焦煤堆场，东面为精品化工区。

XX公司最终建设规模为产钢3000万t/a，工程分三期建设。

焦化一期工程建设4座7.63m特大型焦炉及配套设施，采用XX公司先进的自动化控制系统，使整个焦化厂能够在最佳工况下生产，该系统包括自动测温系统、手动测温系统、炉温控制系统、推焦计划自动编制系统和煤气净化控制系统；采用先进的系统，控制、调节每个炭化室压力，实现无烟装煤。

本工程为XX公司焦化一期工程，建设规模为年产干全焦420万t/a，生产品种为冶金焦，分步实施：第一步建设2×70孔7.63m复热式焦炉；第二步建设2×70孔7.63m复热式焦炉。

并建设与4×70孔7.63m复热式焦炉相配套的备煤作业区、焦处理设施、煤气净化作业区及厂区内供配电、供排水、废水处理和总图运输等生产、公辅设施。

本工程主要产品为冶金焦、焦炉煤气、焦油、轻苯、精重苯、硫酸、硫铵等，净化后焦炉煤气除焦化自用外，其余外供。

2.2 焦炉结构介绍本节着重介绍7.63米焦炉的工程达到的设计目标2.2.1焦炉本体基础结构介绍焦炉基础结构是加强混凝土结构，包括基础钢板，在钢板上排列着炉柱、由支柱和在焦炉端台处的抵抗墙支撑的带有开孔的铺板很坚固的连接到基础板上。

７.６３米焦炉调火汇编（一）1.7.3炭化室压力调节各炭化室压力的调节是通过一个PROven装置实现的。

如上图，在集气管内对应每孔炭化室桥管末端安装一个形状象皇冠的管，皇冠管上开有多条沟槽，同时桥管下端设有一个“固定杯”，杯内设有由执行机构控制的活塞杆及与其相连的杯口塞，同时在桥管设有压力检测与控制装置。

炭化室压力调节是由调节杯内的水位也就是荒煤气流经该装置的阻力变化实现的。

其操作原理如下：两个喷嘴喷洒的氨水流入杯内，测压压力传感器将检测到上升管部位的压力信号及时传到执行机构的控制器，控制器发出指令执行机构控制活塞杆带动杯口塞升降，调节固定杯出口大小来调节杯内的水位，使炭化室压力永远保持在微正压状态。

水位越高，沟槽开度越小，荒煤气导出所受阻力越大；水位越低，沟槽开度越大，荒煤气导出所受阻力越小。

在装煤和结焦初期，炭化室产生大量荒煤气使压力增高，此时压力控制装置通过执行机构，活塞杆将杯口塞提升，使固定杯下口全开。

桥管内喷洒的氨水全流入集气管，在杯内不形成任何水封，使大量荒煤气以最小阻力导入集气管，炭化室内压力不致过大。

而在结焦末期，压力控制装置通过执行机构，活塞杆使杯口关闭，大量氨水迅速充满固定杯，形成阻断桥管与集气管的水封，以维持炭化室的正压。

在结焦过程中则可通过压力控制装置自动调节固定杯内的水封高度，从而实现对炭化室内煤气压力的自动调节，防止因超压而造成的炉门泄漏。

推焦时，炭化室需要与集气管隔绝，以免将空气吸入集气管，这时活塞达到最低位置,大量氨水迅速将固定杯充满，同时关闭皇冠管的沟槽，切断了荒煤气的通道。

为了减少冲满固定杯的时间，或在风、电中断时达到完全隔绝的目的，应快速打开注水阀，与此同时，上升管打开装置自动打开上升管盖，将多余荒煤气放散。

要求用冲洗液冲洗固定杯，以关闭“皇冠”管中的沟槽，活塞达到最低位置即可完成此项任务，为减少冲入固定杯时间，也为防止停风、停电，需要打开快速注水阀。

人工操作：使用气动控制操作面板，把气缸停止在最低极限位置，打开快速注水管，将固定杯注满，可使集气管与炭化室隔绝。