【正文】 焦爐改造工程設計方案概述 方案概述我院于2004年9月為武鋼新2焦爐改造工程（原名：武鋼焦化有限責任公司新建10＃焦爐工程）編制了初步設計，設計內容為：1）備煤系統(tǒng)：新建上煤系統(tǒng)。2）煉焦系統(tǒng)：新建2x55孔JN60型單熱式單集氣管焦爐。與其配套焦爐裝煤及出焦除塵地面站、濕法熄焦（預留140t/h的干熄焦位置）。新建篩、貯焦樓系統(tǒng)、篩、貯焦樓除塵。3）煤氣凈化：為年產(chǎn)110萬噸干全焦的焦爐配套設計。煤氣凈化車間組成為：冷凝鼓風工段、硫銨工段、終冷洗苯工段、粗苯蒸餾工段（配套330萬噸焦化廠），原料及產(chǎn)品儲存由原油庫考慮。配套項目還包括變電所、制冷站、空壓站等。上述項目（簡稱原始方案）廠址由武鋼確定在耐火廠高鋁車間機修間建設。該項目年產(chǎn)110萬噸焦炭包括配套項目在內的總體投資：。為了武鋼集團公司投資的合理性、建設項目的科學性，焦化公司決定讓我院做如下方案比較，供集團公司領導決策參考。 方案比較方案1在原始方案的基礎上，于耐火廠耐材庫處新建255孔6m焦爐(稱新4)和新冷凝鼓風工段，該兩座焦爐產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)新冷凝鼓風工段后送一回收車間處理，該方案（共455孔6m焦爐，分別稱新4焦爐）年產(chǎn)焦炭總計220萬噸。方案2在耐火廠高鋁車間新建2，年產(chǎn)焦炭220萬t/a，配套建設包括冷凝鼓風工段（220萬噸規(guī)模）、硫銨工段和終冷洗苯工段（110萬噸規(guī)模）、粗苯蒸餾工段（配套330萬噸焦化廠），還包括變電所、制冷站、空壓站等。其中1。工程總投資約125000萬元(含3100萬歐)。其中前期工程（1）總投資為92000萬元，(含2400萬歐元)。220萬t/a的焦化廠可采用455孔6m焦爐或2，兩種方案進行對比后，從產(chǎn)能、焦炭質量、煤炭資源、。煉焦車間 概述本預可行性研究對武鋼新1號、2號焦爐改造工程的兩個方案進行了論證比較。這兩個方案分別是255孔6m焦爐。 煉焦基本工藝參數(shù) 方案1（455孔6m焦爐）炭化室孔數(shù) 　　 455 孔炭化室有效容積 　　 m3/孔每孔炭化室裝煤量(干) 　　 t焦爐周轉時間 　　 19 h焦爐年工作日數(shù) 　　 365 d焦爐緊張操作系數(shù) 　　 裝爐煤水分 　　 10％煤氣產(chǎn)率 　　　　 300 m3/t干煤成焦率 　　 77％焦爐加熱用焦爐煤氣低發(fā)熱值 　　　 　 17900kJ/m3裝爐煤水分10％時干煤相當耗熱量用焦爐煤氣加熱時 　　　 2514kJ/kg用混合煤氣加熱時 　　　 2835kJ/kg 方案2（2）炭化室孔數(shù) 　　　 270 孔炭化室有效容積 　　　 m3/孔裝爐煤的堆比重 　　　 t/m3每孔炭化室裝煤量(干) 　　　 t焦爐周轉時間 　　　 h焦爐年工作日數(shù) 　　　 365 d焦爐緊張操作系數(shù) 　　　 裝爐煤水分 　　　 10％煤氣產(chǎn)率 　　　　　 300 m3/t干煤成焦率 　　　 77％焦爐加熱用焦爐煤氣低發(fā)熱值 　　　　 17900kJ/m3裝爐煤水分10％時干煤相當耗熱量用焦爐煤氣加熱時 　　　 2779kJ/kg用混合煤氣加熱時 　　　 2930kJ/kg 煉焦工藝流程 方案1將備煤工段送來的配合煤裝入煤塔。裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經(jīng)計量后裝入炭化室內。煤料在炭化室內經(jīng)過一個結焦周期的高溫干餾煉制成焦炭并產(chǎn)生荒煤氣。炭化室內的焦炭成熟后，用推焦機推出，經(jīng)攔焦機導入熄焦車內，由電機車牽引熄焦車至熄焦塔內進行噴水熄焦。熄焦后的焦炭卸至涼焦臺上，冷卻一定時間后送往篩貯焦工段。當采用干熄焦熄焦時，焦爐推出的焦炭經(jīng)攔焦機導入由電機車牽引的焦罐車內，并送到干熄站干法熄焦，干熄后的焦炭由帶式輸送機送往篩貯焦系統(tǒng)。煤在炭化室干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，進入機側上升管、橋管進入集氣管。約800℃的荒煤氣在橋管內被氨水噴灑冷卻至85℃左右。荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經(jīng)吸煤氣管道送入煤氣凈化車間進行凈化處理。焦爐加熱用的焦爐煤氣由外部管道架空引入。焦爐煤氣經(jīng)預熱后送到焦爐地下室，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部與由廢氣交換開閉器進入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣通過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，再經(jīng)過蓄熱室，由格子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪,排入大氣。焦爐加熱用的高爐煤氣由外部管道架空引入焦爐地下室，經(jīng)摻混一定量的焦爐煤氣后，通過廢氣開閉器、小煙道、蓄熱室送入燃燒室立火道與同時引入的空氣匯合燃燒。燃燒后產(chǎn)生的廢氣排入大氣，其途徑與燃燒焦爐煤氣時相同。上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由交換傳動裝置定時進行換向。 方案2由備煤車間送來的配合好的煉焦用煤裝入煤塔。裝煤車按作業(yè)計劃從煤塔取煤，經(jīng)計量后裝入炭化室內，煤料在炭化室內經(jīng)過一個結焦周期的高溫干餾煉制成焦炭和荒煤氣。炭化室內的焦炭成熟后，用推焦機推出，經(jīng)攔焦機導入焦罐車（或熄焦車）內。熄焦車開入到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭通過運焦皮帶（或熄焦后的焦炭缷至涼焦臺上，冷卻一段時間后）送往篩貯焦工段。當采用干熄焦熄焦時，焦爐推出的焦炭經(jīng)攔焦機導入由電機車牽引的焦罐內，并送到干熄站干法熄焦，干熄后的焦炭由帶式輸送機送往篩貯焦系統(tǒng)。煤在炭化室干餾過程中產(chǎn)生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經(jīng)過上升管和橋管進入集氣管。約800℃左右的荒煤氣在橋管內經(jīng)氨水噴灑冷卻至85℃左右，荒煤氣中的焦油等同時被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油同氨水一起經(jīng)吸煤氣管道送入煤氣凈化車間。焦爐加熱用的焦爐煤氣，由外部管道架空引入，通過下噴管把煤氣送入燃燒室立火道底部；空氣經(jīng)廢氣交換開閉器、小煙道、蓄熱室的空氣分別在三級入口（燃燒室底、 m）處匯合燃燒。燃燒后的廢氣通過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，再經(jīng)過蓄熱室，由格子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪,排入大氣。上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由交換傳動裝置定時進行換向。 煉焦工藝布置 方案1455孔JN60型焦爐，每兩座焦爐構成一個爐組，平面布置一樣，這兩個爐組分別在不同地方建設。每兩座焦爐中間設一座三跨雙曲線斗槽的煤塔。煤塔下部各層分別設有液壓交換機室、煤塔電子秤及其操作室、辦公室和衛(wèi)生間等。焦爐和煤塔之間設爐間臺，焦爐端部設爐端臺。在爐端臺布置爐門修理站，推焦桿、平煤桿更換站。在爐端臺外側各設一臺10t電動葫蘆。在焦爐機焦兩側設兩側操作臺。在焦爐的一個爐端臺處設干熄焦系統(tǒng)和遷車臺，遷車臺供電機車和熄焦車及焦罐車等檢修用。焦爐的另一個端臺處設濕法熄焦系統(tǒng)。為改善工人的工作條件，在焦爐爐端臺頂層設有工人體息室。 方案2270孔 ，組成一個爐組，兩座焦爐之間設一座煤塔，煤塔與焦爐之間設爐間臺，焦爐端部設爐端臺，上述建筑物均在一條中心線上，兩側設機焦側操作臺。每座焦爐設一個煙囪，分別布置在各自焦爐的焦側。在一座焦爐端臺的外側設一座140t/h干熄焦裝置，在另一座焦爐端臺的外側設一座140t/h干熄焦裝置和一套濕法熄焦裝置。 焦爐爐體 方案1 焦爐爐體的主要尺寸及技術指標表2 焦爐爐體的主要尺寸及技術指標序 號名 稱單 位數(shù) 量1炭化室全長mm159802炭化室有效長mm151403炭化室全高mm60004炭化室有效高mm56505炭化室平均寬mm4506炭化室錐度mm607炭化室中心距mm13008炭化室有效容積m179。9立火道中心距mm48010加熱水平mm1005 焦爐爐體結構及特點a)JN60－6型焦爐的結構為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、焦爐煤氣下噴、高爐煤氣側入的復熱式焦爐。它是在總結國內十多座6m焦爐多年生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎上，運用國內外的新技術、新材質、新經(jīng)驗設計的改進型焦爐。此焦爐具有結構嚴密、合理、加熱均勻、熱工效率高的特點，比JN60－82型焦爐有了很大的改進。b)蓄熱室主墻是用帶有三條溝舌的異型磚相互咬合砌筑的，而且蓄熱室主墻磚煤氣道管磚與蓄熱室無直通縫，保證了磚煤氣道的嚴密。蓄熱室單墻為單溝舌結構，用異型磚相互咬合砌筑，保證了墻的整體性和嚴密性。c)蓄熱室內裝有薄壁大蓄熱面格子磚，比厚壁格子磚增加1/3的蓄熱面，可使廢氣離開蓄熱室的溫度降低3040176。C。d)和JN60－82型焦爐相比，改進了蓄熱室封墻的設計，內封墻改用硅磚，由于熱膨脹與蓄熱室墻相同，密封效果顯著增加；蓄熱室外封墻取消了效果不佳的隔熱罩，改用近年已在焦爐上廣泛使用，隔熱和密封效果都很好的新型保溫材料抹面，再加一層20mm硅酸鈣隔熱板，因此減少了封墻漏氣，改善了爐頭加熱,減少了熱損失,改善了操作環(huán)境。e)與JN60－82型焦爐相比有重大改進的是：加大了爐頭斜道口斷面，使爐頭氣量增加，大大保證了爐頭溫度。f)為保證炭化室高向加熱均勻，設計采用了加大廢氣循環(huán)量和設置焦爐煤氣高燈頭（高燈頭距炭化室底400mm）等措施。此外，由于采用廢氣循環(huán)，可以降低廢氣中的氮氧化物含量，減少了對大氣的污染。g)炭化室墻采用“寶塔”磚結構，它消除了炭化室與燃燒室之間的直通縫，增強了爐體的嚴密性，使荒煤氣不易竄漏，并便于爐墻剔茬維修。與JN60－82型焦爐相比有重大改進是還在燃燒室立火道隔墻上增加溝舌，大大增加了燃燒室的結構強度和爐體的嚴密性。h)為了適應我國配煤需要，與JN60－82型焦爐相比有所改進的是：將加熱水平高度增加為1005mm，不但使焦餅上部與下部同時成熟，還可以避免爐頂空間長石墨過多。i)爐頂裝煤孔和上升管孔砌體用帶有溝舌的異型大塊磚砌筑，并在裝煤孔及上升管孔座磚上加鐵箍，保證了它的整體性，使爐頂更為嚴密，減少了荒煤氣的竄漏，防止爐頂橫拉條的燒損。j)與JN60－82型焦爐相比有所改進的是減少了裝煤孔和上升管孔底部磚砌體的傾斜角，使之盡量接近入爐煤的安息角，以達到裝煤時煤氣流通暢的目的。本設計為機側設單集氣管的焦爐，所以特將機側第一裝煤孔至上升管之間的爐頂空間加大，并加大上升管孔底部面積，使流經(jīng)此區(qū)域的荒煤氣流速降低，有利于荒煤氣中夾帶的焦粉沉降，避免大量焦粉帶進集氣管。k)爐頂面焦爐中心至機、焦側正面，設有50mm的坡度，以利爐頂排水。l)與JN60－82型焦爐相比，盡量采用新材質。爐端墻與爐頂內層的紅磚改為同強度的漂珠磚；普通隔熱磚改為高強度的隔熱磚；爐門襯磚改用堇青石材質等等；增強了隔熱效果、使用效果和結構強度。 方案2 爐體的主要尺寸及技術指標表1 焦爐爐體的主要尺寸序號項 目單 位數(shù)量（熱態(tài)）1炭化室全長mm188002炭化室有效長mm180003炭化室全高mm76304炭化室有效高mm71805炭化室平均寬mm5906………機側寬mm5657………焦側寬mm6158炭化室有效容積m38炭