高温高压干熄焦技术

燃料与化工Fuel&Chemical ProcessesMay.2010 Vol.41No.3·煤焦技术·目前各大钢铁企业都在积极推行各项节能减排措施，其中包括干熄焦工程。

随着各大钢铁企业干熄焦工程的陆续投产，干法熄焦技术作为冶金行业的重大节能减排和可持续发展项目越来越受到行业内众多企业的认可，同时干熄焦锅炉的选型也成为其中的重要项目之一。

1干熄焦锅炉干熄焦锅炉是整个干熄焦系统中的重要组成部分，也是整个余热利用工艺的核心设备之一。

通过对不同类型干熄焦锅炉的标定和总结，从中得出各类锅炉在设计、施工、开工调试以及运行方面的相关数据。

现结合以往工程从以下几个方面对高温高压自然循环锅炉和中温中压联合循环锅炉的应用情况加以比较和分析。

1.1生产能力与锅炉炉型的关系随着国内焦炉的日益大型化，干熄焦装置和干熄焦锅炉的单机容量也日趋大型化，这就为高温高高温高压锅炉在干熄焦工程中的应用任众刘海军（中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山114002）摘要：结合以往对各种干熄焦锅炉的标定数据以及在干熄焦锅炉选择过程中存在的制约因素，对干熄焦装置的生产能力、工程投资及企业现状等因素进行对比分析，为干熄焦锅炉炉型的选择提供了建议。

同时针对高温高压自然循环干熄焦热力系统和中温中压联合循环干熄焦热力系统，在节能方面、锅炉效率、钢材消耗、系统电力消耗、发电量的差异以及锅炉的开工与运行方面的差异进行了对比分析，进而了解两种参数的热力系统在各方面的优缺点。

关键词：干熄焦高温高压锅炉中温中压锅炉选择中图分类号：TQ520.5文献标识码：B文章编号：1001-3709(2010)03-0008-03Application of high temperature and high pressure boiler in CDQ projectRen Zhong Liu Haijun(ACRE Coking&Refractory Engineering Consulting Corp.,MCC,Anshan114002,China)Abstract:In combination with the rating data for various kinds of CDQ boilers and constraint factor exist-ed in selection process of CDQ boiler,the factors such as productivity of CDQ,project investment and en-terprise present situation were compared and analyzed,which has provided a suggestion for selection of boiler type for CDQ project.At the same time,against high temperature and high pressure natural circula-tion CDQ thermal system and medium temperature and medium pressure combined circulation CDQ ther-mal system,the difference of energy-saving,boiler efficiency,steel consumption,system electric power consumption,power generation capacity as well as the difference between boiler start-up and running were compared and analyzed,every advantage and disadvantage of thermal systems of two parameters were un-derstood furthermore.Key words:CDQ High temperature and high pressure boiler Medium temperature and medium pressure boiler Selection收稿日期：2010-02-26作者简介：任众（1968-），男，高级工程师8燃料与化工Fuel &Chemical Processes2010年5月第41卷第3期表1受热面钢材消耗量kg项目方案1中温中压联合循环方案2高温高压自然循环汽水管道31434.673551.49过热区22790.3232901.9蒸发区72470.1184393.31吊顶管10857.288440.59省煤器45639.655282.4水冷壁40549.445087汽包25459.5257466.14受热面合计249200.82457112.83压自然循环锅炉在干熄焦工程中的应用提供了一个技术上可行的前提条件。

科技成果——高温高压干熄焦装置适用范围钢铁行业，适用于年产焦炭190万t及以上的焦化厂行业现状超大型已经成功地运行了5年多，在节省投资、降低运行费用（含维修及年修）、节能减排效果、能源回收、减少占地等方面都具有非常明显的优势。

目前该技术可实现节能量33万tce/a，减排约87万tCO2/a。

成果简介1、技术原理装满红焦的焦罐台车由电机车牵引至焦罐提升井架下，经焦罐提升机将焦罐提升并送到干熄炉顶，通过干熄槽顶部的装入装置将焦炭装入干熄槽；在干熄槽中焦炭与循环气体进行热交换，将红焦冷却至200℃以下，冷却后的焦炭经排焦装置卸至胶带机上，送到焦炉的运焦系统。

冷却焦炭的循环气体由循环风机通过干熄槽底部的鼓风装置鼓入干熄槽，与红焦炭进行换热将循环气体加热到约为900℃；热的循环气体经一次除尘器除尘后进入余热锅炉换热，锅炉产生蒸汽，循环气体的温度降至约170℃。

循环气体由锅炉出来，再经二次除尘后再由循环风机加压后，经给水预热器冷却至≤130℃进入干熄槽循环使用。

2、关键技术（1）焦炭在干熄槽内下降的均匀性；（2）循环气体在干熄槽内气流分布的均匀性；（3）提高斜烟道立墙耐火砖的寿命；（4）合理控制斜烟道气流分布及临界速度。

3、工艺流程工艺流程见图1所示。

图1 工艺流程图主要技术指标技术水平首钢京唐1#，260t/hCDQ项目于2009年5月19日投产，2012年11月荣获中国炼焦行业协会颁发的焦化行业技术创新成果一等奖。

采用超大型干熄焦的新技术，每年回收能源折合标煤101956t，平均吨焦回收能源折合标煤51.338kg，基准情景的干熄焦为48.108kg，高温高压干熄焦高出 6.7%。

使用干熄焦装置处理后的焦炭，高炉焦比每吨铁降低至少20kg。

典型案例建设规模：每小时冷却焦炭的能力最高可达280t。

建设条件：本技术适用于顶装式或捣固式焦炉炉组年焦炭产量在190万t及以上的干熄焦，同时在海拔较高的地区年焦炭产量在170万t及以上的干熄焦。

干熄焦系统干熄炉升温、升压与降温、降压控制措施方案1、干熄炉结构:⑴、圆型干熄炉由预存段、斜道区及冷却段组成。

⑵、干熄炉为圆形截面竖式槽体，外壳用钢板及型钢制作，内衬隔热耐磨材料，干熄炉顶设置环形水封槽。

⑶、干熄炉上部为预存段，中间是斜道区，下部为冷却段。

⑷、预存段的外围是汇集36个斜道气流的环形气道，它沿圆周方向分两半汇合通向一次除尘器。

⑸、预存段设有料位计、压力测量装置、测温装置及放散装置。

⑹、环形气道设有空气导入装置、循环气体旁通装置、气流调整装置。

⑺、冷却段设有温度测量孔、干燥时的排水汽孔、人孔及烘炉孔。

⑻、冷却段下部壳体上有两个进气口，冷却段底部安装有供气装置。

⑼、预存段用于接受间歇装入的红焦，具有缓冲功能，可补偿生产的波动。

⑽、在冷却段，红焦与低温循环气体进行热交换，经降温冷却后排出。

⑾、斜道区位于预存段与冷却段之间，从干熄炉底部供气装置进入的低温循环气体吸收红焦的显热后经斜道及环形气道排出，并流经干熄焦锅炉进行热交换。

2、主要技术规格:⑴、预存室容积：320m3；⑵、允许上限中断供焦时间：1h；⑶、预存室直径：～8040mm；⑷、装料孔直径：～3100mm；⑸、冷却室总容积：580m3；⑹、冷却室容积：420m3；⑺、冷却室直径：～9000mm；⑻、干熄炉总高度（含供气装置）：～25900mm；⑼、公称处理能力：130.35t/h；⑽、排焦上限处理能力：145t/h；⑾、入干熄炉冷循环气体量：～180000m3/h；⑿、入炉循环气体的吨焦气料比：～1250m3/tJ。

3、干熄焦焦炭冷却原理：⑴、在干熄炉冷却室，焦炭向下流动，循环气体向上流动，焦炭通过与循环气体进行热交换而冷却。

焦炭的冷却时间主要取决于气流与焦炭的对流传热和焦块内部的热传导，冷却速度则主要取决于循环气体的温度和流速，以及焦块的温度和外形表面积等。

⑵、进入干熄炉的循环气体的温度主要由干熄焦锅炉的省煤器决定。

省煤器入口的除盐、除氧水温度为104℃左右，出省煤器的循环气体温度可降为约160℃，由循环风机加压后再经过热管式换热器进一步降温至约130℃后进入干熄炉与焦炭逆流传热，干熄炉排出的焦炭可冷却至200℃以下。

中国平煤神马集团平顶山京宝焦化有限公司160t/h干熄焦项目工艺技术方案及主要设备1.主要工艺流程1.1 干法熄焦流程红焦从焦炉中推到安放在焦罐台车上的旋转焦罐里。

焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭。

焦罐台车及焦罐由电机车运送到干熄焦装置提升井下。

提升机将装满红焦的焦罐挂钩提起，提升过程中用护板把焦罐顶部盖上。

提升机将焦罐提升并横移至干熄炉炉顶，通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。

装焦完毕焦罐升起（这时焦罐底板自动关闭）并被运送到提升机提升井前。

这时装焦装置自动走开，干熄炉装焦口盖上盖子。

空焦罐放下，安放到移动的平板车上，之后，由牵引装置移到电机车上。

在干熄炉中焦炭与循环气体进行热交换，焦炭被冷却至180℃（设计值）以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往筛贮焦系统。

干熄焦装置的装料、排料、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进入干熄焦除尘地面站，进行除尘后排放。

其工艺流程见下图：炭化室拦焦机导焦栅推焦机约1000℃红焦焦罐吊车下电机车牵引吊车顶提升加盖干熄槽顶平移干熄槽预存室装入装置红焦干熄槽红焦冷却室排出装置与惰性气体热交换胶带运输机冷焦<200℃1.2 气体循环冷却流程循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热焦炭逆流换热。

自干熄炉排出的热循环气体的温度约为900～980℃，经一次除尘器除尘后进入干熄焦锅炉换热，温度降至160～180℃。

由锅炉出来的冷循环气体经多管旋风二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经副省煤器换热冷却至130℃后进入干熄炉循环使用。

一﹑二次除尘器分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。

其工艺流程见下图：循环风机干熄槽的供气装置冷惰性气体~130℃冷却室环形气道与红焦热交换干熄槽预存室惰性气体920~980℃一次除尘器余热锅炉焦粉沉下二次除尘器惰性气体降至≤180℃焦粉沉下1.3 蒸汽发电流程干熄焦蒸汽发电流程为：除盐水→除盐水箱→除氧器给水泵→给水预热系统→除氧器→锅炉给水泵→余热锅炉→主汽门→汽轮机（拖动发电机发电）→凝汽器(凝结成水）→凝结水泵→除盐水箱。

总则1.1 干熄焦是复杂的工艺技术，在生产过程中操作人员必须按照作业标准精心操作，稳定参数，精心维护，保证干熄焦主体设备使用寿命十年以上。

为保证干熄焦系统正常有效运行，维护好干熄炉和余热锅炉，提高干熄率和稳定蒸汽产率，特制定本规程。

1.2 正确科学执行技术管理规程是干熄焦安全、高效、稳定和长寿的具体保证。

厂长、车间主任应组织职工确保规程的贯彻执行。

1.3 稳定配合煤质量、稳定焦炉加热制度、规范推焦、装煤操作管理，保证焦炭均匀成熟，从源头上控制铁器、杂物和大块石墨进入干熄炉是保证干熄焦系统稳定运行的重要前提。

1.4 余热锅炉是干熄焦关键特种设备。

稳定余热锅炉蒸汽生产负荷，不允许锅炉温度、压力变化幅度过大过快。

确保锅炉水质达到二级除盐水标准，严格执行锅炉定期校检制度，加强外供蒸汽生产调度和联系，保证余热锅炉安全、连续、稳定运行。

1.5 干熄焦因其高温高压，连续性生产特点需每年大修一次，年修时间通常为20～25 天；根据设备运行情况，两次年修间可适当安排停产检修，检修时间一般为5～10 天。

1.6 所需能源介质（除盐水、N2、仪表压缩空气、低压蒸汽）压力、流量及纯度必须保证在规定范围值内，且能正常供给。

1.7 本规程适用于大、中型干熄焦装置，小型干熄焦装置可参照执行。

2 干熄焦生产运行管理2.1 职责与权限2.1.1 生产管理部门负责干熄焦系统日常生产和检修的组织与协调。

2.1.2 设备管理部门负责干熄焦设备运行管理，组织实施干熄焦定、检修制度。

2.1.3 生产单位负责干熄焦日常生产运行管理、工艺纪律检查、标准制定和岗位培训等工作。

（1）班组负责组织实施厂和车间制定的各项规章制度，完成各项生产指标。

（2）干熄焦操作人员须经培训合格，取得操作资格证后方可上岗，负责各项制度的执行。

2.2 生产运行管理要点2.2.1 装红焦运行管理（1）为保证干熄炉正常操作及熄焦后焦炭质量稳定，要求红焦成熟均匀稳定。

（2）加强铁器及杂物管理，防止进入干熄炉堵塞及损害振动给料器和旋转密封阀。

干熄焦介绍•一、干熄焦原理简述•二、干熄焦工艺流程•三、干熄焦主要设备干熄焦原理简述干熄焦是采用惰性气体将红焦冷却的一种方法。

在干熄焦过程中，红焦从干熄炉顶部装入，低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉冷却室红焦层内，吸收红焦热量，冷却后的焦炭从干熄炉底部排出，从干熄炉环形烟道出来的高温惰性气体经干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，冷却后的惰性气体由循环风机重新鼓入干熄炉，循环使用。

干熄焦在节能、环保和改善焦炭质量方面优于湿熄焦。

干熄焦优点干熄焦装置具有工艺先进、环保、节能效益显著的特点，在钢铁联合企业中应用，可提高焦炭质量，降低入炉焦比，提高高炉生产能力，降低钢铁生产中的成本；又能从炽热的焦炭中回收热能产生蒸汽获得直接的经济效益。

从环保的角度看，建设干熄焦装置，可以减少因湿法熄焦排放大气中的水蒸汽夹带的酚氰等有害物质和粉尘污染，大大提高周边地区空气质量。

干熄焦工艺流程图干熄焦控制系统干熄焦控制系统分为：一、红焦装入系统二、冷焦排出系统三、干熄炉及供气装置四、气体循环系统五、锅炉系统六、水处理系统工艺简述一、红焦装入系统电机车牵引焦罐台车与拦焦车对位后，旋转焦罐开始旋转，旋转平稳后向推焦车发出推焦指令，接焦完毕后，旋转焦罐经减速位置停止在最初的停止位置上，完全停稳后，电机车牵引焦罐台车走行至干熄炉提升井架底部，经 APS 定位夹紧后，接空罐。

随即满灌对位与提升，将装满红焦的焦罐提升至提升井架上极限，到达上极限后，提升机开始走行,达干熄炉上方时，装入装置也打开到位，提升机即开始卷下，焦罐落座后，提升机继续卷下，焦罐底门在重力作用下与吊杆继续下降，自动完成开门放焦动作。

红焦落入装入装置料斗后，经分料板与料钟布料均匀地装入干熄炉。

干熄焦红焦装入设备由电机车、焦罐台车、旋转焦罐、APS 定位装置、提升机、装入装置以及各极限感应器等设备组成，起着接焦、送焦及装焦等作用。

电机车运行在焦侧的熄焦轨道上，用于牵引、制动焦罐台车，控制圆形旋转焦罐的旋转动作和完成接受红焦任务。

干熄焦技术介绍1 技术简介干熄焦（CDQ）是替代传统湿熄焦一项新技术。

干熄焦采用惰性气体冷却炽热焦炭，并回收余热产生蒸汽的节能技术。

该技术可节约用水、减少大气污染物排放、能够回收大量红焦显热并产生中高压蒸汽、有效提高能源利用效率、同时提高焦炭质量、扩大炼焦煤适应性、降低炼铁工序能耗，最终实现企业的节能减排。

2 主要功能回收利用红焦显热提高焦炭质量产生蒸汽用于发电及其它用途3 技术价值3.1 节能和经济效益明显●焦炭显热回收在焦炉的热平衡中被红焦带走的热量相当于焦炉加热所需热量的37%。

湿熄焦无法回收焦炭显热，干熄焦可回收红焦热量的80%，每熄1吨红焦可回收0.55t蒸汽，发电130kwh。

●水的消耗湿熄焦吨焦耗水0.45吨，干熄焦熄焦过程中不耗水。

●高炉生产率才用干熄焦的焦炭，炼铁高炉的焦比降低2%～3%，高炉生产能力提高1%。

3.2 环境效益明显湿熄焦会对环境产生大量的污染：一是红焦在熄焦塔内用水喷洒时产生大量的水蒸汽，并夹带大量粉焦散发，另一方面会产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质，严重腐蚀周围设备并污染大气。

干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，基本没有大量气体和液体外泻，可以免除酚、氰化合物和硫化合物等有害物质对周围设备的腐蚀和对大气的污染。

通过对焦粉的收集和处理，最后以高净化烟气排入大气（粉尘质量浓度低于50mg／m3）。

3.3 可提高焦炭质量干熄焦后焦炭机械强度、耐磨性、反应后强度均有明显提高，反应性降低。

采用干熄焦，焦炭块度的均匀性提高，这对于高炉也是有利的。

干熄焦比湿熄焦焦炭M40提高3～8%，M10降低0.3～0.8%，反应性有一定程度的降低。

干熄焦与湿熄焦焦炭质量对比3.4 扩大炼焦煤源在保持焦炭质量不变的情况下，采用干熄焦可在配煤中多用15%的弱粘结性煤，有利于保护资源和降低焦炭成本。

4 主要原理干熄焦是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。

干熄焦工艺技术操作规程济钢国际工程技术有限公司二O一三年目录一、生产工艺简介及流程图 (1)二、生产岗位 (2)1. 干熄焦主控岗位 (2)1.1 工艺流程 (2)1.2 原料及产品的技术要求 (2)1.3 工艺设备 (4)1.4 工艺操作 (5)1.5 特殊操作 (20)1.6 工艺事故的分类和责任划分 (23)2．筛运焦岗位 (24)2.1 工艺流程................................................ 错误!未定义书签。

2.2 原料、产品技术条件及质量标准 (24)2.3 工艺设备 (24)2.4 工艺操作................................................ 错误!未定义书签。

2.5 特殊操作................................................ 错误!未定义书签。

2.6 工艺事故的分类和责任划分................................ 错误!未定义书签。

3. 电站岗位 (25)3.1 工艺流程 (25)3.2 汽轮机操作 (25)3.3 发电机操作 (45)4．除尘岗位 (62)4.1 工艺流程 (62)4.2 工艺技术指标 (63)4.3 工艺设备 (63)4.4 工艺操作 (66)4.5 特殊操作 (73)4.6 工艺事故的分类及责任划分 (74)一、生产工艺简介及流程图干熄焦工艺是利用冷的惰性气体（氮气），在干熄炉内与炽热红焦进行换热，从而冷却焦炭，吸收了红焦热量的惰性气体，将热量传递给干熄焦锅炉产生高温高压蒸汽，蒸汽送至汽轮机进行发电（蒸汽冷凝成水后，打入除盐水箱循环使用）。

冷却后的循环气体再由风机加压，鼓入干熄炉内循环使用。

干熄焦系统主要由焦炭物流系统（干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐）、气体循环系统（循环风机、干熄炉、一次除尘器、二次除尘器、锅炉）、干熄炉系统、除尘地面站、自动控制系统、发电系统等部分组成。

干熄焦节能技术规范编制说明引言干熄焦是焦炉炉顶煤气和高炉煤气的重要组成部分，其质量和热值的稳定与否直接影响高炉的正常运行和焦炭的质量。

随着能源资源的日益紧缺以及环境保护意识的提高，干熄焦节能技术的研究和应用日益受到关注。

为了规范干熄焦节能技术的应用，提高高炉炉顶煤气和高炉煤气的质量和热值稳定性，特制定本技术规范。

1. 编制目的本技术规范的主要目的是为了规范干熄焦节能技术的应用，保证高炉炉顶煤气和高炉煤气的质量和热值的稳定性，实现节能减排的目标。

2. 编制依据本技术规范的编制依据主要包括以下文件：- 《高炉干焦干熄灭煤气质量标准》- 《高炉煤气质量标准》- 《干熄焦节能技术研究报告》- 《干熄焦装置操作手册》3. 技术要求3.1 干熄焦设备要求干熄焦设备应具备以下技术要求： - 排气阀门：应采用高温高压排气阀门，能够稳定排放煤气。

- 温度控制系统：应具备精准的温度控制功能，能够保证干熄焦过程中的温度稳定性。

- 燃气控制系统：应配备可靠的燃气控制系统，能够根据实际情况调整煤气供给量。

- 煤气分析仪：应具备准确的煤气分析功能，能够对干熄焦煤气进行实时监测。

3.2 干熄焦操作规范干熄焦操作应按照以下规范进行： - 操作人员应具备相关的干熄焦操作培训证书。

- 在操作过程中，应严格按照操作手册的要求进行操作，确保操作的标准化和规范化。

- 温度、压力等参数应进行实时监测，并根据监测结果进行调整和控制。

4. 管理要求4.1 监督检查为了保证技术规范的有效实施，应进行定期的监督检查，包括对干熄焦设备的检查和对操作人员的培训和考核。

4.2 技术改进和创新为了提高干熄焦的节能效果，应不断进行技术改进和创新，提高设备和操作的效率。

5. 安全要求干熄焦操作应符合以下安全要求：- 操作人员应穿戴符合要求的个人防护装备，并按照操作手册要求进行操作。

- 干熄焦设备应定期进行安全检查和维护，确保设备的运行安全性。

6. 附则本技术规范的解释权归本公司所有，如有疑问或改进建议，请及时与技术部门联系。