【正文】 干法熄焦技術在焦化工業(yè)中的應用 案例分析概述 濟南鋼鐵集團總公司始建于 1958 年，干熄焦工程 96 年正式開始開工建設， 99 年 3 月建成投產(chǎn)。濟鋼焦化廠現(xiàn)有 42 孔焦爐 4 座，年產(chǎn)焦炭能力可達 110 萬噸，四座熄焦系統(tǒng)焦爐原配有兩組濕熄焦裝置。干熄焦裝置由熄焦、循環(huán)、鍋爐發(fā)電和除塵四個系統(tǒng)組成，它是在現(xiàn)有的焦爐及其濕熄焦系統(tǒng)相配置情況下，改濕熄焦系統(tǒng)為干熄焦系統(tǒng)。該工程是國家經(jīng)貿(mào)委批準立項的節(jié)能環(huán)保示范工程，其工藝設備國產(chǎn)化率達 90% 以上，耐火材料、除塵系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)以及干熄焦建筑結構等國產(chǎn)化率達到 100% 。 工程投產(chǎn)運行后，不但回收了煉焦余熱資源生產(chǎn)蒸氣以用于發(fā)電，而且提高了焦炭質量，改善了大氣環(huán)境和職工工作條件；降低了煉焦比，增加煉鐵噴煤量，提高了高爐利用系數(shù)，從而達到減少能源損失，綜合利用能源的目的。 案例研究目的 通過對實際項目的研究，著重從理論、應用、市場潛力及經(jīng)濟效益等方面分析改濕法熄焦為干法熄焦的先進性、可行性和必要性。 節(jié)能效果 干熄焦系統(tǒng)投入運行后，不但可以回收煉焦余熱資源，而且提高了焦炭質量，降低了能源消耗，全年總經(jīng)濟收益為 萬元。 ◆按年產(chǎn)干熄焦炭量 萬噸計，回收蒸汽 445635 噸 (450 ℃、 ，用于發(fā)電 ) ，經(jīng)濟效益 萬元。 ◆與濕熄焦相比多回收焦粉 % ， 噸，節(jié)約資金 萬元。 ◆煉鐵產(chǎn)量增加，效益 萬元。 ◆節(jié)約焦炭，效益 萬元。 ◆煉鐵噴煤量增加，效益 萬元。 ◆煉鐵一級品率提高了 % ，增加效益 730 萬元。 ◆每年減少二氧化碳排放 31197 噸 項目總投資 該項目設備總投資 萬元。 投資回收期 項目投資回收期為 年 適用對象 凡冶金行業(yè)焦化工業(yè)爐上仍采用濕法熄焦的企業(yè)均可采用。 案例源單位 濟南鋼鐵集團總公司 監(jiān)測單位 金陵石化公司能源測試站 改造前系統(tǒng)的運行狀況 濟鋼焦化廠在沒有應用干熄焦工藝技術時，四座焦爐原配有兩組濕熄焦裝置，布置在焦爐兩端。濕法熄焦在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的蒸汽排放到大氣中，白白浪費掉寶貴的余熱資源， 1000 ℃左右的赤熱焦炭所含熱能，按年產(chǎn)焦炭能力 116 萬噸計算，約可產(chǎn)蒸汽 47 萬噸，用于發(fā)電，全年可達 3920 萬 kWh 。另外，在濕法熄焦過程中，大量的有毒、有害物質和粒度較細的焦粉夾在蒸氣中揮發(fā)飄散，對熄焦設備造成強烈的腐蝕，給工作環(huán)境帶來嚴重的污染。 系統(tǒng)改造及方案的選擇 濟鋼干熄焦工程是在現(xiàn)有焦爐情況下將改焦系統(tǒng)熄為干熄焦系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)有焦爐生產(chǎn)能力，每小時生產(chǎn) 120t ，確定建設 70t/h 干熄焦裝置 35 t/h 余熱鍋爐 2 套及其配套的發(fā)電機組，原濕法熄焦的熄焦塔暫作備用?？紤]到濟鋼的實際，干熄爐布置在 3 號、 4 號焦爐的中部，打破了干熄焦裝置與焦爐垂直排列的傳統(tǒng)方式，為不停產(chǎn)改造創(chuàng)造了先決條件。同時參考上海寶鋼干熄焦裝置，對烏克蘭原設計進行了改進： 1 ．發(fā)電方案由抽凝式改為背壓式發(fā)電，余熱鍋爐由高壓鍋爐改為次高壓鍋爐，這樣既有利于熱能綜合利用，更符合焦化廠用蒸汽的需要，又省去了抽凝發(fā)電所需的龐大的循環(huán)水系統(tǒng)，也解決了高溫、高壓余熱鍋爐需要從國外進口的問題，節(jié)省了投資。 2 ．新建除鹽水站，采用先進的反滲透膜處理技術，由濟鋼自己設計，防止原有軟水站設備的處理技術無法保證干熄焦余熱鍋爐用水的水質要求。 3 ．對干熄爐耐火磚襯在消化原有技術的基礎上進行全面優(yōu)化。 4 ．氮氣循環(huán)風機采用變頻調速技術調節(jié)風機風量，實現(xiàn)了自動調節(jié)進鍋爐的煙氣溫度。 干熄焦生產(chǎn)工藝流程 由焦爐生產(chǎn)的溫度約為 1000 ℃的赤熱焦炭排出裝入焦罐車中，焦罐經(jīng)牽引、提升移送至熄槽上部，從加焦口將焦炭放入干熄槽預存室，預存一定時間后下行至熄焦室，并與逆流的惰性循環(huán)氣體 N2 進行熱交換，冷卻后的焦炭經(jīng)排焦裝置從排焦口排出，再經(jīng)皮帶轉運至篩焦樓篩焦、儲存，供煉鋼（煉鐵）用。被加熱后的循環(huán)氣體出干熄槽后經(jīng)降塵處理進入余熱鍋爐，再次進行熱交換，其中余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送往發(fā)電機組發(fā)電，而換熱后溫度下降的循環(huán)惰性氣體則由鼓風機再送至干熄槽循環(huán)使用。 改造后實際運行狀況 濟鋼干熄焦工程于 1999 年 3 月 2 日試生產(chǎn)，投入正常運行至今一年 半的時間，其運行情況表明，不僅干熄焦爐、余熱鍋爐、汽輪機和發(fā)電機等主要設備運行可靠，性能達 到了設計要求，而且水處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、廢水排放以及噪聲等均符合國家有關標準要求。投產(chǎn)初期，存在著熄焦不均勻影響生產(chǎn)能力（實際干熄焦炭量占額定干熄焦炭量的百分數(shù)）的問題，經(jīng)過一系列的調整試驗，有效地提高了其生產(chǎn)能力。由于 1 、 2 焦爐的紅焦成熟不理想（設備老化， 69 年就投用），只能部分干熄，剩余的仍用濕法熄焦。 另外，由于發(fā)電并網(wǎng)困難，影響了發(fā)電生產(chǎn)。余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)減溫減壓成 , 300 ℃供其它車間用。從 2000 年 7 月 28 日開始發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計每發(fā) 1kWh 電耗 汽。 1999 年 6~9 月經(jīng)過不同負荷下的生產(chǎn)標定，證明了包括牽引、提升、裝焦、排焦、除塵、氣力輸送等各個環(huán)節(jié)的干熄焦焦炭系統(tǒng)以及發(fā)電系統(tǒng)不論是單機作業(yè)，還是聯(lián)合運作都基本安全、可靠，兩套干熄焦系統(tǒng)運行正常，都達到了設計生產(chǎn)能力。 項目監(jiān)測情況 濟鋼焦化廠能源管理制度非常完善，為我們監(jiān)測提供了詳盡的數(shù)據(jù)及相關資料。在有關人員的配合下，我們對干熄焦系統(tǒng)的運行進行了熱工測試，并對一些能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行了校驗。由于 1 、 2 焦爐部分焦炭成熟不好，不能裝入干熄爐內(nèi)（即不能實現(xiàn)全部干熄），對干熄爐生產(chǎn)能力的提高有一定影響，所以我們模擬了實現(xiàn)全部干熄情況下的節(jié)能效果，根據(jù)焦化廠改濕熄焦系