2干熄焦及发电综合自动化系统设计方案.docx

莱钢焦化厂2#干熄焦及发电综合自动化系统设计方案山东莱芜钢铁集团电子有限公司2008 年 2 月 30莱钢焦化厂2#干熄焦及发电综合自动化系统设计方案自动化系统设计方案一、 概述干熄焦技术起源于瑞士，从20世纪20年代到40年代开始研究开发干熄焦， 进入60年代，实现了连续稳定生产，并逐步向大型化、自动化和低能耗方向发展干熄焦技术是回收炼焦余热和改善操作环境的有效措施，是国家重点支持和 推广的一项新技术，它具有提高焦炭质量、改善坏境、回收能源三大优点由于 干熄焦工艺可以大大提高焦炭品质，又可以进行能源的二次利用，因此，近年来 干熄焦方式得到了广泛的认可，并有迅速在国内推广使用的趋势焦化厂7\扌焦炉为JN60-6型60孔焦炉，年产焦炭约110万吨，每小时焦 炭产量约126吨本设计为莱钢股份有限公司焦化厂2#干熄焦及发电工程自动控 制系统，本系统为厂、8’焦炉配套工程二、 工艺简介旷焦炉干熄焦工艺包括红焦装入、干熄焦炉、冷焦排出、气体循环、干熄焦锅 炉、地面除尘站、除氧水泵房、锅炉给水及蒸汽发电系统装满红焦（950C〜1050C）的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，由提升机 将焦罐提升到干熄炉顶，通过装入装置将焦炭装入到干熄炉内，在干熄炉内焦炭 与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至180C ,经排焦装置卸到带式输送机 D101上，然后送往已有焦炭输送系统。

惰性气体由循环风机鼓入干熄炉底部，与红热焦炭逆流换热，从干熄炉顶岀 来的循环气体约900〜980C,经一次除尘器、锅炉冷却、二次除尘器、循环风机加 压、热管换热器后，约135C进入干熄炉由锅炉产生压力3.82Mpa, T=450C的 中压蒸汽约805t/h并入莱钢公司的蒸汽管网一、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地面除尘站除尘系统，进行除尘后 放散2. 1红焦装入系统红焦装入系统其作用是将从焦炉接收的炽热红焦运送至干熄炉炉顶，与装入装 置相配合，将焦炭装入干熄炉内其受控设备包括电机车、焦罐车、旋转焦罐、 APS定位装置、提升机、装入装置等电机车用于牵引、制动焦罐台车，控制圆形 旋转焦罐的旋转和完成接送红焦旋转焦罐用于装送红焦，并在接焦过程中绕中 心线旋转，提高焦罐的装载系数，解决焦炭在焦罐中分布不均焦罐车由电机车 牵引沿熄焦轨道运行，往返于焦炉和提升架之间运输红焦为确保焦罐车在提升 机井架下准确定位及操作安全，在提升机井架下设液压强制驱动的自动对位装置 即APS对位装置提升机设置在提升机井架及干熄炉构架的顶部，负责提升和搬 运焦罐。

装入装置按指令开闭炉盖和红焦经装入料斗装入干熄炉，主要有料斗、 台车、炉盖、驱动装置、集尘管道等部分组成其工艺结构图如下：电机车与焦罐车采用定点接焦的方式接焦为缩短电机车的操作周期，一台电 机车拖带两台焦罐车，平均7〜8分钟就要完成一次作业电机车牵引焦罐台车与 拦焦车对位后，旋转焦罐开始旋转，旋转平稳后相推焦车发出推焦指令接焦完 毕后，旋转焦罐减速后停止在初始位置完全停稳后电机车向提升机行走，对位 后接空焦罐，随即满罐对位后，提升机在提升塔下将满罐红焦罩上挡火盖后，按 设定的提升与横移速度曲线图沿提升导轨，快速提升到塔顶，然后横移对准需要 装入焦炭的干熄焦槽的入料口当设置在干熄槽上部的装焦装置，将干熄炉炉盖 打开并把装入料斗对准入料口后，提升机将焦罐缓慢放下并自动打开焦罐底阀， 焦炭经料斗、分料板和料钟布料均匀装入干熄槽完成装焦动作后，提升机提起 空罐并横移到提升塔井架处，将空罐快速放下，停止于待机位当电机车发出接 焦罐指令后，提升机卷下空焦罐，并脱开挡火盖，完成一次工作循环待机时炉盖扣在干熄炉口上，当提升机发出装入指令时，电动缸开始牵引通过 驱动装置低速提起炉盖提起炉盖后，行走台车开始行走至装入料斗对准炉口为 止，提升机开始卷下焦罐，焦罐将落在料斗的滑动支架上，与滑动支架一起下降 落在固定支座上。

提升机继续卷下焦罐，焦罐底部闸阀开始打开放焦，焦罐底门 完全打开时，发出底门开信号在装入装置打开炉盖时，集尘管道上蝶阀自动打 开，开始集尘完成装焦动作后，提升机按上述相反动作卷上空罐，装入装置开 始相反动作，移开料斗，将炉盖扌II在炉口，完成一次装入动作集尘管道上蝶阀 自动关闭，停止集尘2.2干熄焦系统干熄焦系统的主体设备是干熄炉干熄炉为圆形截面的竖式槽体、外壳用钢板制作，内衬耐磨粘土砖及断热砖等 顶部设有环形水封槽在干熄炉内，从顶部装入的红热焦炭与从底部鼓入的冷循 环气体逆向换热，将焦炭温度从100050C降至180C左右干熄炉上部为预存室，中间是斜道区，下部为冷却室设置在预存室外的环形 气道通过36个斜道与冷却室相通，环形气道沿圆周方向分二半汇合后与一次除尘 器的进口相连预存室设有料位、压力、温度测量及放散装置环形气道设有空 气导入装置、循环气体旁路装置、气流调整装置冷却段设有温度测量孔、排水 汽孔、人孔及烘炉孔壳体由进气孔冷却段底部有供气装置供气装置有中央 送风帽、十字风道、上锥斗、下锥斗、调节棒装置组成，给水预热器后的循环气 体经百叶式手动调节档板分别进入上下气室，上气室沿上下锥斗间的周边送风， 下气室沿送风帽送风。

在干熄炉内循环气体与焦炭的逆流换热过程中，高温焦炭与循环气体发生化 学反应造成焦炭烧损，预存室中的焦炭析出残余挥发份，都使得循环气体中的可 燃组分的浓度不断增加当可燃成分的浓度超过爆炸极限就有爆炸的危险为保 证干熄焦装置的生产操作的安全性，必须有效控制循环气体中可燃组分的浓度 现采用补充空气的方法，将循环气体的可燃组分完全燃烧以保证系统的安全并可 提高蒸汽产率因不断的向系统内补充空气，使得循环气量不断增加，通过循环 风机后的常用放散管可将多余气体放散循环气体成分分析系统检测H2、、C0> CO2含量,一旦氢气含量达到 上限，立即启动放散装置来补充氮气在斜烟道处安装空气吸入管，使可燃气体 充分燃烧，维持气体成分均衡2. 3冷焦排出系统冷焦排出系统由排焦装置及运焦皮带组成排焦装置包括检修用平板闸门、 电磁振动给料器、台车、旋转密封阀、吹扫风机、自动润滑装置、排焦流槽、除 尘管道等设备平板闸门安装在干熄焦的底部出口正常生产时，平板闸门完全打开，在年 修或排焦装置需要检修时，关闭平板阀电磁振动给料器是焦炭定量排焦装置 通过改变励磁电流的大小，可改变振幅从而改变排焦量电磁振动给料器壳体设 焦粉排出口和集尘口。

集尘管通常是关闭的，只有检修时才打开集尘管抽出壳体 内粉尘和循环气体确保安全焦粉排出阀按最大开度常开使用旋转密封阀安装 在可移动台车上，检修时推出至检修平台吹扫风机向振动给料器、旋转密封阀 不间断的吹入空气，保证设备壳体内部正压，防止灰尘进入，降低振动体线圈温 度当吹扫风机出现故障时，三通屯磁切换阀白动切换到氮气管道，继续送风冷却后的焦炭由电磁振动给料器定量排出，送入旋转密封阀，通过旋转密封 阀的旋转在封住干熄炉内循环气体不向炉外泄漏，把焦炭连续排除，通过排焦流 槽送到带式输送机输出D101带式输送机设有皮带秤、红外线辐射温度仪及超温洒水装置皮带机头、 机尾落料点设吸尘点2・4循环气体系统气体循环系统有循环风机、给水预热器、干熄炉、一次除尘器、锅炉和二次除 尘器组成循环风机入口设电动百叶调节风门一次除尘器利用重力除尘原理将 循环气体中的大颗粒焦粉进行分离，减少对锅炉炉管（主要是二次过热器管道） 产生的冲刷磨损一次除尘器顶部气体紧急放散装置以备锅炉爆管时紧急放散蒸 汽，另外在温风干燥时可导入空气，锅炉内部检修时通风，在锅炉降温做为冷却 风出口二次除尘器采用立式多管旋风分离除尘，将循环气体系统中的小颗粒焦 粉分离。

一二次除尘器储灰斗经格式排灰阀排出的焦粉有刮板输送机收集，经斗 式提升机送入焦粉储仓焦粉经格式排灰阀及排灰闸板到加湿搅拌机处理后由汽 车运走气体循环系统置在干熄炉中部环形气道出口（即热循环气体出口）与干熄炉下 部冷循环气体入口Z间从干熄炉环形气道排出的900^980C循环气体经一次除尘 器重力沉降除去粗粒焦粉或焦块后，进入锅炉换热，温度降至160^180Co由锅炉 出来的冷循环气体，经二次除尘器除去颗粒更小的粉尘后，由循环风机送入干熄 炉内循环使用在循环风机与干熄炉供气装置之间设置热管换热器，由锅炉的低 温给水将进入干熄炉的循环气体降至130Co在干熄炉与一次除尘器Z间以及一次除尘器与干熄焦锅炉Z间设有高温补偿 器，并内衬耐火材料在锅炉后的循环气体管路的直管段也设有多个低温补偿器 和防爆装置风机前的循环气体管路上设有温度、压力、流量测量以及补充氮气 装置风机后的循环气体管路上也设有压力测量及补充氮气装置，述设有循环气 体成分的自动分析仪在干熄炉入口的循环气体管路上，和设有带涡轮减速装置 的手动翻板，以调节供气装置中周边风环和中央风帽的送风比例2. 5干熄焦锅炉系统光管焦锅炉系统是整个干熄焦系统中的一个重要组成部分，其作用是降低干熄 焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量加以有效利用。

为了与干熄炉相匹配，有效利用所回收的能源，干熄焦炉配置1台干熄焦锅炉, 锅炉的额定参数为P=3. 82Mpa； t=450C,额定蒸发量为80+5t/ho干熄焦锅炉按 其循环方式分为自然循环、以及自然循环与强制循环相结合三种水循环方式，本 系统自然循环与强制循环相结合的循环方式；此种循环方式具有适应热负荷变化 较强，锅炉结构尺寸较小的优点循环烟气从锅炉入口进入垂直往下先后流经二次过热器、一次过热器、光管蒸 发器、鳍片管蒸发器、省煤器，最后从锅炉底部引出锅炉给水先进入省煤器加热后进入汽包，炉水分两路进行循环，一路是自然循 环，由下降管进入膜式水冷壁的下集箱（循环气体所带热量在炉膛内通过辐射和 对流等传热形式由水冷壁吸收）进一步加热，形成汽水混合物回到上集箱经上 升管返回到汽包内进行汽水分离另一路为强制循环，循环水经下降管由强制循 环水泵打入光管、鳍片管蒸发器继续加热分离岀的水继续参与水循环，产生的 饱和蒸汽通过汇流管引入一级过热器，与高温循环气体换热，使蒸汽温度上升到 一定温度，在送入减温器喷水减温后送入二级过热器，再与高温循环气体换热升 温后生成满足工艺要求的过热蒸汽（3. 82MPa, 450C）经减温减压后与莱钢蒸汽并 网。

2. 6地面站除尘系统2. 6.1干熄焦过程的主要尘源点及特性：◎顶部的装焦口（包括焦罐上部吸气点和侧面吸气点）烟尘的特点是温度高， 气量较大（约占一座熄焦炉总除尘风量的二分之一），且为周期振发性烟尘◎熄焦炉预存段的放散烟气和熄焦循环风机后的放散烟气，烟气的特点是温 度高，不稳定，烟气量也经常变化，但含尘浓度较低，且连续放散◎炉下部的连续排焦点，尘源的特点是粉尘浓度高（最高可达50g/m3）,吸气温 度约60C,连续运行采用预除尘装置，先将较大颗粒粉尘除掉，降低进入滤袋除 尘器的粉尘浓度，减少大颗粒粉尘对滤袋的磨损，从而延长滤袋的使用寿命由于入口浓度的降低，可以带来排出口浓度的下降2. 6. 2地面站除尘系统工艺简介干熄焦地面站除尘系统将干熄炉顶盖装焦处、顶部预存区放散口、惰性气体 循环风机放散口产生的高温且含易燃易爆气体成分及火星的烟气导入烟气预处理 装置的管式冷却器冷却并分离火星；将干熄炉底部（排焦溜槽、振动给料器、回 转密封阀入口及排焦胶带机落料点）排焦处产生的含高浓度焦粉尘烟气导入烟气 预处理装置的预除尘段进行粗分离处理，然后两部分烟气在烟气预处理装置中汇 合，汇合后的烟气温度低于110C, 一并进入布袋除尘器净化。