焦炉结构设计

ZHJL6055D型捣固焦炉工艺及炉体介绍王永华杜景春崔国元（北京众联盛化工工程有限公司）摘要： ZHJL6055D型炭化室高度6.05米的大型捣固焦炉在山西立恒钢铁公司历经一年另四个月的施工安装已于2012年6月4日顺利装煤出焦。

山西潞宝集团300万吨/年焦化工程采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉2#炉已在2012年9月15日投产。

这是继焦耐院6.25米捣固焦炉和武汉科大6米捣固焦炉之后又增加的一种6米以上捣固焦炉的炉型。

它的诞生给用户在资产投资，生产成本和操作技术方面提供了更多的选择余地，关键词 6.05米捣固焦炉特点炉体尺寸配套车辆1. 6.05m捣固焦炉开发背景北京众联盛化工工程有限公司2008年3月4日自主开发的国内第一座有鲜明特点的ZHJL5552D型捣固焦炉在山东邹平一次装煤试车成功，焦炉顺利投入运行，各项指标均达到设计要求。

它标志着一个宽炭化室薄炉墙新型捣固焦炉诞生了，特别是采用双集气管配置，解决了长期困扰炼焦行业的装煤消烟问题，为清洁生产和创造清洁环境做出巨大贡献。

2009年初，根据捣固焦炉的发展趋势和用户在投资，安全，操作等方面的要求，我公司在不断总结国内捣固焦炉尤其是4.3m捣固焦炉和5.5m捣固焦炉开发和生产经验，借鉴和吸收国外大型捣固焦炉的先进技术，并作了大量的资料收集和实践调研，同时进行了详细的6.05m捣固焦炉炉体设计计算，2010年完成了6.05M捣固焦炉炉体设计及模型制作，2011年完成山西立恒钢铁公司委托我们采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉设计的150万吨/年焦化工程。

本大型捣固焦炉历经一年另四个月的施工安装已于2012年6月4日顺利装煤出焦。

目前我们设计中采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉的山西潞宝集团300万吨/年焦化工程2#炉2012年6月14日上午点火烘炉，计划2012年9月出焦。

2．焦炉开发介绍2.1 炼焦行业现状及相关政策中华人民共和国工业和信息化部颁布的焦化行业准入条件规定“为促进焦化行业产业结构优化升级，规范市场竞争秩序，依据国家有关法律法规和产业政策要求，按照“总量控制、调整结构、节约能（资）源、保护环境、合理布局”的可持续发展原则，特制定本准入条件。

5.5m 焦炉结构及主要设计参数一、焦炉炉型D5555 型炉体结构为双联火道、带废气循环、单热、下喷、捣固型焦炉。

一座焦炉为 65 个炭化室， 66 个燃烧室， 67 个蓄热室。

二、设计参数1.周转时间： 25 小时2.炭化室干煤装炉量：吨 / 孔3.年产量：全焦 130 万吨、 10 万吨甲醇4.日装干煤量约 : 5376 吨，产焦量约 : 3924 吨，日产煤襟怀约 : 172 万 Nm35.日需回炉煤襟怀约：万 Nm36.煤场储煤量约： 14 万吨7.焦场储焦量约： 19200 吨8.焦炉的主要尺寸炭化室有效容积：全长： 16090mm有效长： 15290mm全高 : 5550mm有效高： 5300mm平均宽： 550mm机侧：540mm焦侧：560mm锥度： 20mm煤饼长度〔底 / 顶〕 : 15330/15130mm煤饼宽度： 500mm相邻炭化室中心距：1350mm燃烧室立火道间距：480mm燃烧室立火道数：32 个机侧立火道数： 16 个焦侧立火道数： 16 个废气循环孔尺寸：195×390/406炭化室炉墙厚： 95mm加热水平： 805mm斜道区全高： 800mm蓄热室全高： 3200mm小烟道全高： 658mm蓄热室宽度 : 440mm蓄热室主墙厚： 270mm蓄热室单墙厚： 200mm燃烧室立火道煤气灯头砖高：196mm(第 1、 32 立火道为 147mm)灯头砖出口直径：40mm炉顶区厚： 1189—1239mm焦炉全高： 10739— 10789mm焦炉烟囱高： 125m根部直径： 18m顶部直径： 12m熄焦塔高： 50m煤塔全高：三、工艺流程1.生产流程：荒煤气导出导烟除尘车↑↑配合煤→煤塔→捣固装煤车→炭化室→推焦车→拦焦车→氨水喷淋↑↓回炉煤气加热熄焦车→熄焦塔→晾焦台→运焦皮带→筛焦楼→外运2.焦炉燃烧系统气体流向：〔1〕加热煤气流向：回炉煤气总管→煤气预热器→煤气主管→煤季节流孔板→支管→加减旋塞→孔板盒→交换旋塞→横管→小孔板→下喷米管→直立砖煤气道→立火道灯头砖〔2〕空气流向：空气废气开闭器进风口→小烟道→蓄热室〔箅子砖→格子砖〕→斜道区→上升气流立火道底部斜道口〔3〕废气流向：上升气流立火道底部〔空气煤气接触燃烧产生废气〕→超越孔→下降气流立火道〔一小局部由废气循环孔被抽会上升立火道〕→下降气流立火道斜道区→下降气流蓄热室〔格子砖→箅子砖〕→小烟道→空气废气开闭器调治翻板→分烟道→总烟道→烟囱→大气3.焦炉荒煤气系统煤气流向：炭化室顶部空间→上升管→桥管→阀体→集气管→π型管氨水↑氨水↑冷凝喷洒↑喷洒↑打扫冷凝↑→吸气管→气液分别器→化产回收车间4. 焦炉煤气性质：1、成分、体积比含量、发热量成分可燃成分非可燃成分氢甲烷一氧重碳氢氧气二氧氮气化碳化合物化碳内容H CH CO CmHn O CO N24222体积比含量％～5527～ 315～82～ 3～2～32～ 7分子量21628～ 38324428底低发热值 MJ/m3合计低发热量~m 3 〔即 4300~4700Kcal/m 3〕2、着火点： 600～ 650℃3、一立方米煤气燃烧约需空襟怀 5 立方米。

6.78米m捣固焦炉
化工设计院开发的6.78米m捣固焦炉
由化工设计院工程技术有限公司依据储备和XX煤焦公司公司的要求，决定为XX煤焦公司二期工程项目开发建设4座70孔，炭化室高6.78米m 的大型捣固焦炉及建设与其配套的生产设施、公用设施及辅助设施等。

年产焦碳在220万吨。

1.化工设计院对大型捣固焦炉进行了科学的总结，其特性如下：
1）煤饼从机侧装入炭化室；
2）煤饼上的荒煤气流通通道小；
3）炭化室锥度小；
4）装煤期间煤饼和炭化室墙面有空隙，装煤后很快消失；
5）煤饼和炭化室墙砖间有空隙；
6）机、焦侧煤饼头部有斜度；
7）焦侧煤饼头部倒塌，将被推到焦侧炉门处；
8）机侧炉头炭化室墙面温度波动大；
9）煤饼密度均匀，水分稳定；
10) 结焦时间达到2/3时，煤饼开始收缩；
11) 从结焦初期到相当长的结焦时间里，炭化室墙面承受很高的侧压。

2.炼焦车间布置
炼焦车间新建4×70孔炭化室高6.78米m超大型捣固焦炉，四座焦炉（3号、4号、5号、6号）布置在一条中心线上。

3号、4号焦炉组成一个炉组，5号、6号焦炉组成一个炉组，两个炉组之间设有独立的中控楼，除电力控制室和液压交换机室外，其余功能房间如中控室、休息室、办公室、洗手间、变送器室、自动放散点火装置控制室和集控室等各房间都布置在中控楼内。

在两炉组之间机侧设一个双曲线斗槽的煤塔及两条带有卸料小车的输送皮带。

焦炉端部设炉端台，在3号和6号焦炉端台的端部分别设置10吨电动葫芦一台，炉端台顶层设炉顶工人休息室，二间层设推焦杆托煤板实验站、事故煤槽和炉门修理站，底层设工具间、灰浆搅拌站和事故煤槽内煤料的输。

焦炉炉体结构范文焦炉炉体主要由炉顶、炉缸、炉身和炉底四个部分组成。

1.炉顶：炉顶是焦炉的上盖，其主要作用是封堵炉顶，使炉内高温气体能够通过焦炉顶部的通风孔排出，同时减少外界空气的进入。

炉顶由炉顶盖、炉顶盖板、炉顶支座和防尘罩等部分组成。

炉顶还设有天燃气或天然气供给装置，用于提供炉顶所需的燃气。

2.炉缸：炉缸是焦炉的主体部分，其结构一般分为炉缸壁、炉缸圈和炉缸门三部分。

炉缸壁是焦炉内径较大的一部分，通过砖墙和钢板组成。

砖墙一般采用耐火砖或炉石砖，以承受高温和化学侵蚀。

钢板则起到加强炉缸壁强度的作用。

炉缸圈是炉缸壁上部分轴向环形支撑结构。

它由多个互相连接的圆环组成，用来支撑炉缸壁的上半部分，并使炉缸壁形成一个封闭的内腔。

炉缸门是焦炉正常运行和维护的通道，用于装料、出渣和检修等操作。

炉缸门由提升机构、密封装置和固定构件组成，通常由水冷炉缸门和透气炉缸门两种形式。

3.炉身：炉身是焦炉的主要部分，其结构分为炉腔砌体、炉壁板和炉壁外壳三部分。

炉腔砌体是焦炉内最内层的砌体，由耐火砖砌成，用于接受高温下的煤气和焦炭。

炉腔砌体可根据炉内的温度变化和化学腐蚀情况进行保护层的修补。

炉壁板位于炉腔砌体的外部，采用钢板制作而成，起到了加固炉缸壁和保护炉腔砌体的作用。

炉壁外壳是焦炉的最外层，也称作炉壳或炉筒。

外壳由多层钢板焊接而成，可根据炉座的结构和使用环境进行设计和制造。

4.炉底：炉底是焦炉的底部结构，主要由钢板和耐火材料构成。

炉底承受焦炉的整个重量，同时要能承受高温下的煤气和炉渣的侵蚀。

炉底还设有多个炉底风口，用于供气和调节炉底温度。

除了以上的主要结构，焦炉炉体还包括多个附件和管道，如煤气出口、炉排、倾斜装置、炉腔探测仪等。

这些附件和管道都起到焦炉正常运行和维护的重要作用。

总之，焦炉炉体结构复杂，由炉顶、炉缸、炉身和炉底等多个部分构成。

每个部分都有其特定的功能和结构要求，共同组成了一个高效、安全的焦炉系统。

115th燃焦炉煤气推钢式连续加热炉的设计1．文献综述1.1 加热炉的概述[1]加热炉是将物料或工件加热的设备。

按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。

应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。

在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。

金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。

初轧前加热钢锭或使钢锭部温度均匀的炉子称为均热炉。

广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉。

1.2 加热炉的一般组成部分[6]加热炉是一个复杂的热工设备，它一般由炉子热工工艺系统、装出料系统、热工检测及自动控制系统等部分组成。

三个系统相互配合，使炉子正常运转。

其中炉子的工作室（炉膛）、供热系统（风机、油泵、管道、燃烧装置等）、排烟系统（烟道、烟闸、换热器、余热锅炉、烟囱、排烟机等）以及冷却系统等构成了炉子的热工工艺系统，它是加热炉最基本的组成部分。

故以下仅对热工工艺系统中的主要组成部分加以介绍。

1.2.1 炉膛（工作室）炉膛（工作室）是炉子的核心，主要的热工及工艺过程都在工作室完成。

炉膛一般是由炉墙、炉顶和炉底构成的一个近乎六面体的空间，是对金属工件进行加热的地方。

因工艺和用途不同，炉膛形状是各式各样的。

在加热炉的运行过程中，不仅要求炉膛能够在高温和荷载条件下保持足够的强度和稳定性，要求能够耐受炉气、炉尘和炉渣的侵蚀和冲刷，而且要求有足够的绝热保温和气密性能。

因此，要求构成炉墙、炉顶和炉底等所用的材料、结构型式和尺寸等都必须具备以上性能，以保证炉子能够正常工作。

1) 炉墙炉子四周的围墙称为炉墙。

加热炉都采用直立的炉墙，分为侧墙和端墙。

沿炉子长度方向上的炉墙称为侧墙；炉子两端的炉墙称为端墙。

为保证炉墙结构的稳定性，炉墙必须有一定的厚度，并应炉子尺寸的增大和炉膛温度的升高而增厚。

为了减少散热和蓄热损失，炉墙应设有绝热层。

焦炉炉体的结构简介现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。

烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。

燃烧室和炭化室燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室的提供热量。

装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。

燃烧室墙面温度高达1300--1400 'C,而炭化室墙面温度约1000--1150 'C,装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。

现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。

硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温热稳定性能好和无残余收缩等优良性能。

砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构,以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度；所用的砖型有：丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。

中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖, 20 世纪80 年代以后则多采用宝塔砖。

炭化室墙厚一般为90—100mm ,中国多为95—105mm 。

为防止焦炉炉头砖产生裂缝,有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑,并设置直缝以消除应力,中国焦炉多采用这种结构。

燃烧室分成许多立火道,立火道的形式因焦炉炉型不同而异。

立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。

煤气在立火道本体内燃烧。

立火道顶是立火道盖顶以上部分。

从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离,称加热水平高度,它是炉体结构中的一个重要尺寸。

如果该尺寸太小,炉顶空间温度就会过高,致使炉顶产生过多的沉积碳；反之,则炉顶空间温度过低,将出现焦饼上部受热不足,因而影响焦炭质量。

另外,炉顶空间温度过高或过低,都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。

炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。

焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。

捣固焦炉与顶装炉不同,其锥度较小,只有0—200mm 。

蓄热室为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气,在焦炉炉体下部设置蓄热室。

焦炉炉体结构及特点a)7.63m焦炉炉体为双联火道、分段供空气加热及废气循环，焦炉煤气下喷、低热值混合煤气及空气均侧入，蓄热室分格及单侧烟道的复热式超大型焦炉。

此焦炉具有结构先进、严密、功能性强、加热均匀、热工效率高、环保优秀等特点。

b）在分格蓄热室中，每个立火道单独对应1格蓄热室构成1个加热单元。

用焦炉煤气加热时，在地下室用设有孔板的喷嘴调节煤气，孔板调节方便，准确；空气是通过小烟道顶部的金属调节板调节。

用低热值混合煤气加热时，煤气和空气均用小烟道顶部的金属调节板调节，使得加热煤气和空气在蓄热室长向上分布合理，均匀。

c）蓄热室主墙，单墙和隔墙结构严密，用异型砖错缝砌筑，保证了各部分砌体之间不互相串漏。

主墙和单墙下部采用半硅砖，上部采用硅砖砌筑，半硅砖砌体和硅砖砌体之间设有滑动缝。

d）蓄热室的小烟道采用单侧烟道。

e）分段加热使斜道结构复杂，砖型多。

但斜道的通道内无膨胀缝的设计使斜道严密，防止了斜道区上部高温事故的发生。

f）燃烧室由36个共18对双联火道组成。

分3段供给空气进行分段燃烧；并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地。

当用高炉煤气和焦炉煤气的低热值混合煤气加热时，空气通过燃烧室底部斜道出口，，距燃烧室底部1/3和2/3处的立火道隔墙出口分别喷出，与燃烧室底部斜道另一个出口喷出的低热值混合煤气形成3点燃烧加热；当焦炉单用焦炉煤气加热时，混合煤气通道也和空气通道一样走空气，空气通过燃烧室底部两个斜道出口，距燃烧室底部1/3和2/3处的立火道隔墙出口分别喷出。

焦炉煤气由燃烧室底部煤气喷嘴喷出，形成3点燃烧加热。

由于3段燃烧加热和废气循环，炉体高向加热均匀，且废气中的氮氧化物含量低，可以达到先进国家的环保标准。

g）炉顶设有4个装煤孔和1个水封式上升管。

2.2 工程主要内容及实物量2.2.1 本工程主要内容本工程的主要内容包括焦炉本体基础顶板铺砖、蓄热室砌筑、斜道砌筑、燃烧室砌筑、炉顶砌筑以及炉门、保护板、上升管等的耐火材料砌筑。

热回收焦炉是一种能够有效回收焦炉废热的设备，通过这种方式，可以提高能源利用效率，降低生产成本，减少环境污染。

以下是关于热回收焦炉的结构与工艺的一般介绍：## 热回收焦炉结构：1. ### 焦炉本体：- 炉膛：炉膛是焦炉的主体部分，用于进行焦炭的生产。

其结构通常包括炉缸、炉帽等部分。

- 炉壁：炉壁采用高耐火材料，以承受高温和腐蚀。

2. ### 热回收装置：- 烟气换热器：安装在焦炉烟气排放系统中，用于回收烟气中的高温热能，实现余热回收。

- 蒸汽发生器：利用回收的热能，产生蒸汽用于其他生产过程或发电。

- 余热锅炉：通过将余热传递给水，产生蒸汽或热水。

3. ### 控制系统：- 自动控制系统：包括温度、压力、流量等参数的监测和控制系统，以确保焦炉运行的稳定性和高效性。

4. ### 辅助设备：- 热风炉：用于加热炉膛，提供所需的高温条件。

- 烟气净化装置：用于减少焦炉烟气中的污染物，满足环保要求。

## 热回收焦炉工艺：1. ### 原料准备：- 焦炭原料：选用高质量的冶金焦炭原料。

- 其他辅助原料：包括焦炭生产所需的燃料和添加剂。

2. ### 炉料装炉：- 混合炉料：将焦炭原料和辅助原料按一定比例混合，并通过装炉设备装入焦炉。

3. ### 焦化过程：- 预热阶段：提高炉膛温度，使原料开始发生初步热解。

- 主热解阶段：进一步加热原料，产生焦炭。

4. ### 热回收：- 烟气排放：从焦炉中产生的烟气通过烟气换热器，实现余热回收。

- 余热利用：回收的热能通过蒸汽发生器或余热锅炉用于生产或发电。

5. ### 焦炭收集与处理：- 焦炭收集：通过焦炉底部的焦渣口将生成的焦炭收集出炉。

- 焦炭处理：对焦炭进行冷却、除尘和筛分等处理。

6. ### 烟气净化：- 脱硫脱硝：利用烟气净化装置对焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行处理，以满足环保排放标准。

通过合理设计和高效运行，热回收焦炉能够实现能源的最大化利用，提高工业生产的可持续性和经济效益。