干熄焦炉技术改造项目初步设计(代可行性研究报告).doc

初步设计（代可研）研

WS0903-CD09

四川达兴能源股份有限公司
JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目

JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目
四川达兴能源股份有限公司
JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能
技改项目初步设计
（代可研）

总经理：
分管领导：
设计经理：

济钢集团国际工程技术有限公司

JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目

版权声明
本设计产品的版权归济钢集团国际工程技术有限公司所有。未经济钢集团国际工程技术有限公司书面准可，不得将本文本的任何部分修改、复制、提供或泄露给任何第三方。
版权所有，翻制必究。

JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目
参加设计人员
专业（章节）
设计
校 核
审 核
工　艺
张　勃
张丽珠
刘海东
设　备
李晓红
陈传华
刘海东
工业炉
郝丙星
张丽珠
刘海东
总　图
王福义
李冲天
聂延忠
土　建
陈元宪
马延伟
王增涛
电　气
王　蕾
张　林
邵克志
仪　表
黄　虹
邵亚男
周长华
热　力
孙　航
高　波
李慧敏
丁兆顺
盖世海
暖通、除尘
郭　莉
马秀珍
柳江春
给排水
王　达
葛　平
李增强
安全环保
郭　莉
马秀珍
柳江春
能　源
张　勃
张丽珠
刘海东

目　录
1 总论 1
2工艺方案 7
3工艺及设备 8
4 热工系统及设备 19
5 总图运输 32
6 电气 35
7 自动化仪表及控制系统 49
8 热力 56
9 给排水 70
10 通风、空调及除尘 76
11 工业建筑和结构 85
12 节能 90
13 环境保护 92
14 安全与工业卫生 97
15 消防 105
16 劳动定员 109
17概算 110
18 技术经济 115

附表：
工程设计设备表。
附图：
1、总平面布置图 WS0903-CD09_L000
2、干熄焦工艺平立面布置图 WS0903-CD09_A101
3、焦炭输送系统工艺布置图 WS0903-CD09_A300
4、环境除尘地面站 WS0903-CD09_D101
5、干熄焦本体高压系统图 WS0903-CD09_E101-1
6、干熄焦电站高压系统图 WS0903-CD09_E101-2
7、干熄焦低压供配电系统图 WS0903-CD09_E101-3
8、本体及锅炉系统过程检测和控制流程图 WS0903-CD09_R100
9、发电厂房布置图 WS0903-CD09_P200
10、循环水泵站 WS0903-CD09_W121

总论
1 总论
1.1 概述
1.1.1 项目名称
四川达兴能源股份有限公司JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目
1.1.2 设计依据
四川省达州钢铁集团有限责任公司（以下简称：达钢集团）与济钢集团国际工程技术有限公司（以下简称：济钢国际）的双方会议纪要精神。
相关的法律法规文件等。
达钢集团提供的资料。
1.1.3 设计的基本原则
在工艺流程选择上做到先进、合理、技术成熟、可靠，并符合国家的行业政策和焦化技术发展方向，采用成熟先进的技术、设备、材料，使主要技术经济指标、整体技术水平、自动化程度达到干熄焦的先进水平。
本方案按现有用户提供资料设计，具体进行施工图设计时需要根据现场实际情况进行调整。
1.1.4 建设规模及范围
四川达兴能源股份有限公司现有3座JN4.3-804型焦炉，其中1＃焦炉36孔，2＃焦炉42孔，3＃焦炉65孔。单孔炭化室装煤量17.9吨，每孔焦炭产量13.96吨；全年产量84万吨，平均小时焦炭产量96吨。干熄焦本体用户要求按125t/h的规格进行设计，而实际最大熄焦量还是按110t/h，因此余热锅炉和电站的能力是按110t/h干熄焦进行设计。
根据用户要求建设125t/h干熄装置1套。
本工程为现有3座焦炉配套建设1座125t/h的干熄焦装置，以及发电系统。
配套建设的设施有：环境除尘装置、辅机室、主控楼、皮带运输系统、循环水泵房、发电站。
干熄焦本体包括：干熄焦装置、一次除尘器、二次除尘器、余热锅炉、锅炉辅机设备、红焦装入设备、焦粉回收设备、冷焦排出设备、提升机调速及控制系统、风机调速系统、电气控制及设备、PLC控制系统、检测仪表。
本项目不包括外供的能源介质，不包括特殊地基处理和原设备设施的拆除或改造。
1.2 干熄焦主要技术指标
表1-1　　　　　　　干熄焦主要技术指标
序号
指 标 名 称
单 位
指 标
备 注
一
装置能力

1
干熄焦额定处理能力
t/h
125

2
干熄焦实际处理能力
t/h
96

二
产品产量

1
除尘焦粉
万t/a
1.59
345天(2%)
2
发电量
104kWh
12917

三
原材料消耗

1
焦炭烧损
104t
0.72

四
动力消耗

1
生产水
m3/h
168
压力：0.4MPa
2
生活用水
m3/h
1
0.3MPa
3
除盐水
m3/h
8
0.3MPa
4
用电量
104kWh
2050

5
蒸汽
t/h
5.5
0.6～1.0MPa
6
氮气（平均用量）
m3/h
422
0.35～0.6MPa
7
仪表用压缩空气
m3/min
7.2
0.4～0.6MPa
8
普通压缩空气
m3/min
20.5
0.4～0.6MPa
9
焦炉煤气（烘炉用）
m3/h
400～2000
17590kJ/m3

1.3 工艺过程
红焦从焦炉中送到安放在电机车拖挂的平板车上的焦罐里。焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭（13.96t）。平板车及焦罐由电机车运送到干熄焦装置前，并与牵引装置的轨道对正。
牵引装置将焦罐从电机车轨道上移到提升机提升井的中心线上，提升机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。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，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。
1.4 总图布置
干熄焦系统布置于No.２焦炉焦侧，焦炉烟囱与熄焦塔之间的区域。干熄焦装置布置于No.２焦炉端台处，现湿法熄焦粉焦沉淀池及焦炉上煤带式输送机需进行改造，耐材库拆除；运焦系统，从干熄槽下设地下带式输送机，经转运绕过焦炉烟囱后送至凉焦台尾轮机房；主控楼、辅机室及除盐水槽布置于干熄焦装置左侧，现焦油库泵房区域；汽轮发电站及其循环水泵站布置于现热电车间区域。
1.5 工业建筑
本专业设计内容主要包括：125t/h干熄焦装置构架，APS液压站，地下及地上运焦皮带通廊及转运站，环境除尘，辅机室，主控楼，发电厂房，外部地上架空电缆通廊及区域内蒸汽管道支架，设备基础等内容。
1.6 公辅设施简述
氮气、压缩空气、电力等公辅介质由设计方提出要求，业主接至干熄焦区域。电站发出的电送至电站边界，后续由业主配套。干熄焦系统的排水接入业主干熄焦区域的排水系统。
1.6.1 电力
本工程所需的两路10kV电源联络线引自中区110kV/10kV变电站的不同母线，每路均能承担100％的用电负荷，且可分别作为发电联络线进行并网。
汽轮发电机出口电压10.5kV。
按工作时间按8280小时/年，干熄焦工程：
年用电量：20.5×106kWh
年发电量：129.17×106kWh
1.6.2 自动化仪表及控制系统
本工程设计三电自动化控制系统，完成1座处理能力125t/h的干熄焦装置及配套设施的检测和控制；以及干熄焦区域各种介质的计量。自动化仪表及控制系统的工程范围包括以下子项：
干熄焦主体；锅炉；公辅设施；汽轮机。
1.6.3 热力
压缩空气：普通压缩空气用户消耗量20.5Nm3/min，净化压缩空气消耗量7.2Nm3/min，压缩空气使用压力0.4～0.6MPa。业主供应。
氮气：由业主供应。管道供气能力1450Nm3/h，正常使用量为422Nm3/h，压力0.4～0.6MPa。
1.6.4 给排水
本项目不需新建除盐水站，除盐水由业主除盐水站统一供应。
本项目建设循环水泵站和冷却塔，设备能力按两座干熄焦同时使用考虑。
生产循环水用量： 5400m3/h。
除盐水用量：正常8m3/h。
生产新水用量： 168m3/h。
生活用水量：1m3/h，最大2m3/h。
生产废水排放量：56 m3/h。
1.6.5 暖通、除尘
通风：干熄焦主控楼高、低压配电室、电缆夹层、干熄焦底部焦炭外送地下皮带通廊、干熄炉底部、锅炉辅机室等需设机械通风降温和排除有害气体，换气次数均不小于8次/小时。
空调：干熄焦主控室及PLC室需设空调，以保证电气、仪表设备的正常运行。空调设备均采用风冷式空调机。
除尘：干熄焦装置除尘系统主要用于控制并捕集干法熄焦生产及焦炭在转运过程中散发的有害气体和大量焦粉尘，干熄焦除尘最大风量200000m3／h。
1.7 概算投资
本概算建设项目总投资为16280.93万元。总投资概算表1-2。
表1-2 总投资构成表
序号
项 目 名 称
投资额（万元）
占静态投资（%）
1
建筑工程费
2378.87
14.66
2
安装工程费
3615.34
22.29
3
设备购置费
8698.78
53.63
4
工程建设其他费用
904.06
5.57
5
基本预备费
623.88
3.85

静态投资合计
16220.93
100
6
建设期贷款利息
0.00

动态投资合计
16220.93

7
铺底流动资金
60.00

建设项目总投资
16280.93

111

工艺方案
2 工艺方案
2.1 干熄焦工艺布置
干熄焦装置布置于No.２焦炉端台处，现湿法熄焦粉焦沉淀池及焦炉上煤带式输送机需进行改造；运焦系统，从干熄槽下设地下带式输送机，经转运绕过焦炉烟囱后送至凉焦台尾轮机房；主控楼、辅机室及除盐水槽布置于干熄焦装置左侧，现焦油库泵房区域；汽轮发电站及其循环水泵站布置于现热电车间区域。
　　CDQ环境除尘布置于干熄焦装置左侧，粉焦沉淀池下侧区域。
红焦运输系统采用横移装置，将焦罐从熄焦线横移至提升框架。
牵车台不含在于本工程，由四川达兴能源股份有限公司根据干熄焦生产运行情况进行适应性改造。

工艺及设备
3 工艺及设备
3.1 设计采用的规程、规范及标准
（1）《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50321-98）
（2）《钢制焊接常（低）压容器》（JB4735-1997）
（3）《凸面板式平焊钢制法兰》（JB/T81-1994）
（4）《对焊钢制法兰》（JB/T82.1～4-1994）
（5）《钢制管法兰盖》（JB/T86.1～2-1994）
（6）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）
（7）《冶金设备安装工程施工及验收规范》（通用规定）（YBJ201-1983）
（8）《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》（焦化设备）（YBJ214-1988）
（9）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）
3.2 干熄焦工艺参数
干熄焦主要工艺参数见表3-1。
表3-1 干熄焦主要工艺参数（ 1×125t/h干熄焦装置）
项目名称
主要工艺参数
焦炉配置
143孔、4.3m焦炉
每孔炭化室出焦量
13.96t
焦炉循环检修时间
1.5h(每班)
每孔焦炉操作时间
≥6.5min
紧张操作系数
1.07
干熄焦配置能力
1×125t/h
焦炭温度：干熄前
950～1050℃
干熄后
<180℃
系统循环气体流量
～154000Nm3/h
循环气体温度：进干熄炉
≤135℃
出干熄炉
900～980℃
干熄焦产汽率
0.575t/t焦
干熄炉日操作制度
24h连续
干熄站年工作制度：工作
345d连续
检修
20d

3.3 工艺流程
红焦从焦炉中送到安放在电机车拖挂的平板车上的焦罐里。焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭（13.96t）。平板车及焦罐由电机车运送到干熄焦装置前，并与牵引装置的轨道对正。
牵引装置将焦罐从电机车轨道上移到提升机提升井的中心线上，提升机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。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，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。
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两台并联的单管旋风二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经换热器冷却至135℃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焦粉仓内，汽车外运。
3.4 干熄焦设备主要技术性能、参数
按照干熄焦装置工艺成熟﹑技术先进﹑运行可靠以及生产操作自动化原则，基本实现设备国产化。
3.4.1 干熄焦冷焦输送系统
负责将干熄完的焦炭从干熄炉底部运至晾焦台皮带。
冷焦运输皮带配有洒水装置和焦炭称量装置。
该焦炭输送系统的带式输送机均按带宽1000mm（能力按140t/h设计）。系统采用PLC控制。操作为三班制。 主要设备技术规格皮带机采用耐温220℃的耐热胶带。
冷焦炭运输系统设有电子皮带秤对焦炭进行连续称量，电子皮带秤由自动化专业设计。
主要设备选型及技术参数：
胶带机： （共3条）
带宽：1000mm
带速：1.25m/s
能力：140t/h
焦炭比重：0.5t/m3
3.4.2 红焦输送系统
红焦输送系统将炭化室中推出的红热焦炭运送至干熄炉炉顶，并与装入装置相配合，将焦炭装入干熄炉内。主要设备包括电机车﹑焦罐车（运载车及焦罐）﹑对位装置、牵引装置及提升机等。当干熄焦装置年修或出现事故时，电机车牵引和操纵备用的一台湿熄焦车去熄焦塔湿法熄焦。
3.4.2.1 焦罐台车
两层结构，上层为承托焦罐的移动托车，底部4个车轮，轨道垂直于运载车长度中心线，轨距7500mm，前后端有焦罐上下运动的导向架。下层为8轮平板车，轨距1435mm，主要由台车框架﹑制动器及焦罐提升导向轨道等组成。主要技术规格：
数量：2台（1台操作1台备用）
结构：型钢与钢板焊接结构
台车重量：约42t
移动方式：由电机车牵引
轨距：1435mm
轨型：QU100
制动方式：气闸制动
3.4.2.2 焦罐
焦罐主要由焦罐体及摆动的底闸门和吊杆组成。焦罐体由型钢构架和铸铁内衬板构成。焦罐两侧设有导向辊轮供升降导向，还设有与底闸连动的提吊罐体的吊杆。在罐体底部，设有中隔梁将焦炭导向对开底闸门。焦罐的主要技术规格：
数量：3个（2个操作1个备用）
形状：矩形
结构：型钢与钢板焊接结构
装焦重量：14吨
焦罐重量：约41t（不含焦炭重量）
主要材质：
焦罐本体：Q235-A
内衬板：耐热球墨铸铁及耐热铸钢
绝 热：陶瓷纤维
闸门本体：不锈钢304N
装焦温度：最大1100℃
3.4.2.3 电机车
电机车运行在焦炉焦侧的熄焦车轨道上，用于牵引和操纵焦罐车或湿熄焦车。该电机车既能满足干法熄焦的作业要求，又能满足湿法熄焦的作业要求。具有运行速度快，调速性能好，对位准确且行车安全的特性。主要有车体、走行装置、控制系统、气路系统、电气系统及安保系统等组成。
干熄焦系统需电机车2台，一开一备。电机车的主要技术规格：
车体型式: 两层固定双轴台车式
轨距：1435mm
牵引重量：97t（满罐时）
走行速度：240、60、25、10m/min
走行调速形式：变频调速（VVVF）
电机车对位精度：±100mm
电机车自重：约40t
3.4.2.4 APS对位装置
为确保焦罐车横向轨道与牵引装置轨道对接准确，在熄焦车轨道外侧设置了一套液压强制驱动的自动对位装置，主要由液压站及液压缸组成。主要技术规格：
数量：1套
类型： 由液压缸控制的强制对位
定位精度：由锁紧前的±100mm至锁紧后的±10mm
液压缸：2个，Ф100×250
压 力 ：约14MPa
自动对位装置总重：约3t
自动对位装置总功率：约35.5kW
3.4.2.5 横移牵引装置
将焦罐运载车上的移动托架连同焦罐横向拖动至提升井架下。主要技术规格：
数量： 1套
轨距：6000mm
横移距离：12350mm
横移速度：0～.6m/s
设备重量：44t
3.4.2.6 焦罐提升机
提升机运行于提升井架及干熄炉框架上，将装满红焦的焦罐提升并横移至干熄炉炉顶，与装入装置相配合，将红热焦炭装入干熄炉内，装完红焦后又将空焦罐放回到移动托车上，牵引装置再将移动托车和空焦罐反向送回到焦罐车上。提升机的特点是运行速度快、自动控制水平高，正常操作时由PLC自动控制，与其它设备连动，车上无司机操作。提升机的电控系统置于地面的电气室内。
－ 设备特征
提升机工作制度为起重机械设计标准GB3811-83中规定的A8级，以确保其强度和性能。
为了保证运行安全，提升机上设有过载荷、偏荷载检测器、钢丝绳张力检测器等安全设备，走行装置上设过走行检测器。
提升和行走的传动均按正常工作和事故（紧急）处理配置两台电机。当主电机出现故障时，人工手动合上机械离合器，启动事故电机，低速完成本次工作任务，然后必须停止运行进行故障处理。
－ 提升机的主要技术规格
型式：钩子夹取式专用吊车
电源：AC3P 380V 50Hz
额定荷重：78t
提升高度：约35m
操作周期：～6.5min
提升速度：30、10、4m/min
走行速度：40、3.5m/min
提升及走行的速度控制：VVVF
走行距离：13000mm
走行轨道：QU100
轨距：12000mm
走行停止精度：±20mm
提升停止精度：±45mm
提升机总重：约230t
－ 提升卷扬电机
卷扬电机，280kW，AC380V，3相，变频控制，二台；
－ 行走电机
正常行走电机，75kW，AC380V，3相，变频控制，一台；
紧急行走电机，7.5kW，AC380V，3相，变频控制，一台；
－ 干熄炉炉顶维修用电动葫芦
为方便装入装置及干熄炉中部分设备的维护﹑检修，在提升机上设置1检修用电动葫芦。其主要技术规格为：
数量：1台
类型：悬吊式电动葫芦
额定荷重：3t
提升高度：约47m
提升速度：12m/min
横移速度：25m/min
横移行程：约8m
轨道：工字梁
操作方式：悬置按钮开关
3.4.2.7 装入装置及移动除尘管道
安装在干熄炉顶的平台上，包括干熄炉水封盖和移动台车，移动台车由水封盖台车和装焦料斗台车组成。两个台车连在一起，由一台电动缸驱动。装焦时自动打开干熄炉水封盖，同时移动装焦漏斗至干熄炉口，配合提升机将红焦装入干熄炉内，装完焦后复位。在装焦漏斗的下部设置了一个布料器，以解决干熄炉内焦炭粒度的偏析。装入装置与集尘管连通，装焦时无粉尘外逸。
装入装置是由把焦罐内的红焦投入干熄炉内的料斗、投入红焦后对干熄炉投入口进行气体密封的顶盖、对料斗和顶盖进行横移的驱动台车及驱动臂和电动缸、以及与顶盖上配套的水封槽等构成的。
料斗下部设装入料钟，可以使干熄炉内的焦碳粒径均匀分布，改善干熄炉内的热交换效率。
料斗内铺设高铬铸铁衬板，减少焦碳造成的磨损。
料斗上部设防尘闸板，抑制焦罐吊离漏斗瞬间焦粉飞散。
电动缸采用变频控制，并带电磁制动，外置2个行程开关控制加速/减速。
主要技术规格
型式：炉盖台车与料斗台车连动式
开闭炉盖所需时间（单程）：约20s
移动台车轨距：4150mm
移动台车行程：3400mm
传动装置
电动缸行程：约1600mm
电动缸功率：5.5kW ，AC380V，3相，
3.4.3 排焦装置
排焦装置位于干熄炉的底部，将干熄炉下部冷却到180℃（设计值）的焦炭连续密闭地排出。冷却后的焦炭由振动给料器定量排出，送入旋转密封阀，通过格式旋转阀的旋转在封住干熄炉内循环气体不向炉外泄漏的情况下，把焦炭连续地排出。连续定量排出的焦炭通过排焦溜槽送到带式输送机上输出。要求排焦时无循环气体和粉尘外逸。该系统由插板阀﹑振动给料器、旋转密封阀和排焦溜槽等设备组成。
3.4.3.1 电动插板阀
在调试和检修时使用。主要技术规格：
数量：1套
口径：Φ1000mm
闸板材质：不锈钢
驱动：电动蜗轮蜗杆机构
电机功率：3.8kW
3.4.3.2 振动给料器
主要技术规格：
数量：1套
处理能力： 30～140t/h
功率：11kW
内衬材质：不锈钢及高铬铸铁
3.4.3.3 旋转密封阀及移动小车
型式：多斗格式密封排焦
排出量：正常96t/h，额定140t/h
转筒尺寸（直径×宽）：Φ2000mm×1350mm
电动机功率：5.5kW，1460rpm
3.4.4 焦粉收集
一次和二次除尘器收集的粉尘通过焦粉收集系统汇集到焦粉仓，定时用汽车运走。一次和二次除尘器下部设手动闸阀、格式旋转阀。一次和二次除尘器下部设手动闸阀、格式旋转阀密封，通径DN200。
主要设备配置有：
一次降尘用格式旋转阀，DN200，数量：3个
二次除尘用格式旋转阀，DN200，数量：1个
粉尘仓，1个
3.5 干熄焦设备的环保措施
干熄焦装置采用了较完善的密封除尘措施：装入装置、排焦装置、预存室放散及风机后常用放散等处排出的烟尘均进入地面站除尘系统除尘后放散，而且对噪声也采取了一定的控制措施。
（1）干熄炉炉顶装焦时的捕尘措施
干熄炉炉顶装焦口设置了环形水封座，装焦时接焦漏斗的升降式密封罩插入水封座中形成水封，防止粉尘外溢。同时，接焦漏斗接通活动式抽尘管，斗内被抽成负压，将装焦时瞬间产生的大量烟尘抽入除尘干管中，以减少粉尘的扩散污染。为尽量减少水封盖与接焦漏斗替换过程中的粉尘扩散，炉顶压力在水封盖揭开前保持在-30～-50Pa，而且料斗与炉盖采用联动机构，缩短了替换时间，使炉内气体尽可能不外逸。
（2）干熄炉排焦时的捕尘措施
排焦装置采用的旋转密封阀连续排出装置，气密性好，能够封住排焦时产生的烟尘；同时向排焦装置的壳体内充入空气，顶住炉内气体的压力，避免循环气体向外窜漏。
此外，在排焦溜槽及带式输送机的落料点上方均设置了抽尘管，将排焦产生的烟尘吸入抽尘管而不外逸污染操作环境。
（3）干熄焦装置放散气体的处理措施
干熄炉预存段放散管排出的气体以及循环风机后常用放散管排出的气体，被抽入到地面站除尘系统，经布袋除尘器处理后放散。

热工系统及设备
4 热工系统及设备
4.1 概述
主要包括，干熄炉主体装置及循环气体系统风机、循环气体一次、二次除尘系统、循环气体连接管道等，为干熄焦主体循环冷却系统。其主要技术特点为：
（1）干熄炉采用经济性炉型，冷却段高径比控制在0.8左右，此做法不但可减少干熄炉内循环气体阻力，减少循环气体量供应动力；又可使相应配套的提升机整体框架结构和一、二次除尘器钢结构高度降低，节省工程一次性投资。
（2）在炉顶进料口设置布料小料钟，确保下料均匀。
（3）在干熄炉下部鼓风装置与主循环风机之间设置锅炉副省煤器，使干熄炉入口处的循环气体温度降至135℃左右，确保平均排焦温度≤200℃。
（4）采用连续排焦，进一步稳定炉内下料工况与压力，使焦炭下落均匀，并且在其上部设置导流棒，更好地控制焦炭下降时不偏流。
（5）根据干熄炉各部位的工艺特点，采用不同性能的功能性耐火材料。在耐火材料选取上除保证耐材一般理化指标外，还必须兼顾耐材的高强耐磨性与耐急冷急热性，特别是在斜风道等关键部位。
（6）加强各主循环具体环节上的密封性能，减少冷空气的吸入（负压段）、有毒气体的排出（正压段）。在干熄炉上部设置空气导入装置、在副省煤器上部设置循环气体放散调压装置及对高温循环气体一次除尘器降温的旁通管路装置。
（7）在循环气体主要放散口设环保除尘收集装置，确保干熄焦主体设备各气体排放符合国家环保要求。
4.2 干熄炉基本热工参数
干熄炉额定产量设计：125t/h
入干熄炉焦炭温度：1000±50℃
焦炭烧损率：≤0.9%
最大工艺粉尘产生率：<2％
入干熄炉吨焦气料比：1250Nm3/t焦
系统最大循环气体流量：154000Nm3/h
主循环风机全压设计：11.2kPa，其中进口侧－4.5kPa，出口侧＋6.7kPa
输入风机循环气体温度：～160℃
要求风机最高耐热温度：250℃
出干熄炉环形通道循环气体温度：900～980℃
干熄炉焦炭冷却时间：2h左右
干熄后焦炭温度：≤200℃
干熄炉操作制度：24h连续，345d/a
干熄炉年修时间：20d/a
4.3 干熄焦主循环冷却系统
干熄焦主循环冷却系统与其后部的余热锅炉系统共同组合为一个整体闭路换热系统，其中干熄焦主循环焦炭冷却系统在干熄炉内进行，干熄炉下部冷却段布置在干熄炉的鼓风装置（冷循环气体入口）与环形气体通道下部斜风道（热循环气体出口）之间。从干熄炉环形烟道排出的900～980℃循环气体经一次除尘器重力沉降除去粗粒焦粉（或小焦块）后，进入余热锅炉换热，温度降至180℃左右。由余热锅炉出来的较冷循环气体，再经二次除尘器除去粒度较小的粉尘后，由循环风机送入干熄炉内进一步循环使用。干熄焦主循环冷却系统生成总粉尘量一般≤2％。为了进一步降低循环气体温度，在循环风机与干熄炉下部鼓风装置之间设置锅炉副省煤器，由锅炉低温给水把进入干熄炉的循环气体温度再降至135℃左右。
在干熄炉内冷循环气体与热焦炭的逆流物理换热过程中，还伴随着高温焦炭与循环气体氧化气氛的化学反应变化，并造成少量焦炭烧损（一般≤0.9％），并且与上部预存室中红焦炭析出的残余挥发份进行混合，使得出斜风道循环气体中可燃组份的浓度增加。当可燃组份的浓度超过爆炸极限就有爆炸的危险。为保证干熄焦装置生产操作的安全可靠性，必须有效控制循环气体中可燃组份的浓度。当高温烟气温度≥700℃时，采用在环形通道上部补充空气的方法，将循环气体中的可燃组份大部分燃烧并可提高系统蒸汽产率。此时因补充空气，使得系统内循环气体量相对增加，为保证循环气体总量平衡，通过副省煤器上的放散装置将多余气体放散。一般按控制装焦口压力为－30Pa（0～－100 Pa）左右作为外排量大小的参照标准。特殊情况下，通过系统充N2方式来调整循环气体成分。
在干熄炉与一次除尘器之间以及一次除尘器与干熄焦余热锅炉之间设有高温补偿器，并内衬耐火材料；在循环气体主循环管路的较长直管段上也设有多个膨胀节。风机前后的循环气体管路上设有温度、压力、流量测量、补充N2装置；副省煤器后循环气体管道上设有循环气体成分自动分析仪；二次除尘器及锅炉出口管路上还设有防爆装置等。在干熄炉入口的循环气体管路上还设有手动翻板阀以调节供气装置中央风帽和周边风环的送风比例及大小。
气体主循环冷却系统包括的主要设备有干熄炉、一次除尘器、二次除尘器、主循环风机、鼓风装置、气体主循环管路系统等。其他设备有余热锅炉、副省煤器，详见热力章节。
4.4 热工系统主要设备
4.4.1 干熄炉
干熄炉主要担负着红焦炭的储存、冷却任务，红焦炭从其上部进入，经预存室到冷却室，被冷却的焦炭从下部排出；而对应的冷却气体（主要成分为循环氮气等惰性气体）从干熄炉下部鼓入，在冷却段经过与它接触的热焦炭换热变为热气体后，从干熄炉炉墙中间斜风道汇入上部环形通道两侧排出，并最终汇入一次除尘器入口。干熄炉主体从炉壳结构上分为四大段，分别为冷却室直立段、斜风道、预存室直立段（环形烟道）、预存室锥形段；从气体循环工艺上分为预存室和冷却室，预存室设有炉顶压力检测、高低料位检测、温度测量装置，还设有上部烟气放散装置（正常生产时一般不用）；环形烟道设有空气导入装置、循环气体旁通装置；冷却室设有侧墙温度测量（两层均布）、人孔、烘炉孔及排放孔等装置。为了保证干熄炉焦炭冷却效果，该设备应该确保上部焦炭平整及均匀下降，并且确保下部循环气体均匀上升，这是干熄炉确保最终冷却效果的两个主要方面，相辅相成，为此采取了多种技术措施，主要有：
（1）在炉顶设置小料钟布料器，通过电动推杆开启炉盖后使焦炭周边均匀下料，以使进入干熄炉内的焦炭料位形成倒“W”形结构。
（2）干熄炉排焦采用连续排料的振动给料器与旋转密封阀组合的排出装置。
（3）鼓风装置中心风、边风配置合理而且可调，特别要确保干熄炉出口处焦炭冷却强度。
（4）在干熄炉环形烟道上部设置空气导入装置（当锅炉入口烟温为700～980℃时），以确保外排循环气体不含大量CO、H2等可燃气体，按工艺要求一般控制为CO<6%，H2<3％。
（5）控制干熄炉下部循环气体进口处O2含量，该处一般O2含量不大于1％。
（6）在预存室设置高低极限料位显示，并采用雷达料位计连续测量炉内料位，以确保干熄炉的正常稳定工作。为确保主循环冷却系统的安全性，实际操作中在斜风道上部必须保留一定高度的料位（即极限料位）。
（7）在干熄炉顶部水封槽增设压缩空气吹扫管，防止水封槽中焦粉堆积堵死下水管路，并应严禁外溢冷却水进入干熄炉内。
干熄炉的砌筑特色：
干熄炉砌体属于竖窑式结构，中下部是处于正压状态的圆桶形直立砌体。炉体自上而下可分为预存室，斜道区和冷却室。
预存室的上部是锥顶区，因装焦前后温度有波动，炉口工作层采用热稳定性能好的B级莫来石－碳化硅砖，其余为干熄焦通用粘土砖和隔热耐火砖。预存室下部是环形气道，可分为内墙及环形通道外墙两重圆环砌体。内墙要承受装入焦炭的冲击力和磨擦，还要防止预存室与环形气道的负压压差窜漏，因而采用高强度耐磨砖－A级莫来石粘土砖。
斜道区的砖逐层悬挑承托上部砌体的荷重，并且是逐层改变气道深度的砖的砌体。温度频繁波动、热气流和红焦炭粉尘激烈冲刷，对内层砖的热震性、抗磨损和抗折强度要求都很高。该部位采用A级莫来石－碳化硅特制砖。
冷却室虽结构简单,是一个圆筒形，但它的内壁要承受焦炭激烈的磨损、循环冷却气体的激烈冲刷，也是最易受损害的部位，同时还受循环气体温度的波动和上部较高耐火衬体的正压力。冷却段用砖采用耐急冷急热性好且高强耐磨的B级莫来石粘土砖。
4.4.1.1 干熄炉第一段
干熄炉第一段为圆柱形，通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，内部装有鼓风装置，设圆形人孔及循环气体上下接口。
4.4.1.2 干熄炉第二段
干熄炉第二段为循环气体和热焦炭的热量交换区，设有方形人孔及烘炉孔。
干熄炉第二段直立段耐火砖砌筑厚度580mm，耐火砖和炉壳钢板之间粘贴31mm厚耐火纤维毡。内墙采用B级莫来石粘土砖，中间墙选用干熄炉专用粘土砖砌筑，外墙保温层选用干熄炉专用隔热耐火砖。斜道区内墙采用A级莫来石碳化硅特制砖，中间墙选用干熄炉专用粘土砖砌筑，外墙保温层选用干熄炉专用隔热耐火砖，砌筑层和炉壳钢板之间采用硅酸铝耐火纤维棉和浇注料填充。
4.4.1.3 干熄炉第三段
干熄炉第三段为循环气体回路的环形通道区和预存室直段区，一端和一次除尘器连接，沿环形通道圆周布置看火孔。
干熄炉第三段外环耐火砖砌筑厚度464mm，耐火砖和炉壳钢板之间粘贴43mm厚耐火纤维毡，外环内墙采用A级莫来石粘土砖, 中间墙选用干熄炉专用粘土砖砌筑, 外墙保温层选用干熄炉专用隔热耐火砖。内环采用A级莫来石粘土砖。预存室直段砌筑层内墙采用干熄焦专用致密粘土砖，中墙采用粘土砖，外墙采用隔热耐火砖。
干熄炉第三段环形烟道在一次除尘器侧及对面侧砌有烟道隔墙，使烟气从干熄炉两侧均匀汇入一次除尘器。
4.4.1.4 干熄炉第四段
干熄炉第四段为预存室锥形部位，炉口采用热稳定性能好的B级莫来石－碳化硅砖，锥形段区内墙采用干熄焦专用粘土砖、外墙采用隔热耐火砖砌筑，最外层为隔热不定形耐火材料。
为确保干熄炉内耐火材料的整体稳定性，在外侧炉壳上设置了两道耐火材料托板，把炉内耐火材料在高度方向上分为三部分。
4.4.2 一次除尘器
从干熄炉环形通道出来的高温气体由于循环冷却工艺原因含有大量粉尘（焦粉）， 一次除尘器采用重力沉降方式，中间设置挡墙， 槽顶采用砖拱结构，结构可靠，强度又大，比较实用。
为了保证与两侧热工设备的相对独立，一次除尘器分别在干熄炉侧和锅炉侧设置了大型非金属膨胀节，但