干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)隨著焦?fàn)t大型化的發(fā)展，高溫高壓干熄焦將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。采用干法熄焦，每處理1噸煤炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，節(jié)約40kg標(biāo)煤。本文全面總結(jié)了干熄焦裝置的運(yùn)行情況，包括生產(chǎn)情況、生產(chǎn)工藝原理、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、干熄焦的主要設(shè)備、干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)、分析了干熄焦工藝，不同情況下的節(jié)能效果、直接經(jīng)濟(jì)效益、延伸效益和環(huán)保效益。一、基本原理和工藝流程1、干熄焦概念：所謂干熄焦是相對(duì)于濕熄焦而言的，干熄焦是采用惰性氣體將紅焦在無(wú)氧的環(huán)境下降溫冷卻的一種熄焦方法。2、干熄焦流程：在干熄焦過程中，紅焦從干熄爐的頂部裝入，低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷

2、卻段紅焦層內(nèi)，冷卻后的焦炭從干熄爐底部排除；吸收紅焦?jié)摕岷鬁囟壬叩亩栊匝h(huán)氣體從干熄爐環(huán)形煙道排出后，進(jìn)入干熄焦余熱鍋爐進(jìn)行換熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從干熄焦余熱鍋爐冷卻后的低溫惰性氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)重新鼓入干熄爐。二、干熄焦技術(shù)優(yōu)勢(shì)及與濕熄焦的比較1、干法熄焦能夠提高焦炭強(qiáng)度和降低焦炭反應(yīng)性，與傳統(tǒng)濕法熄焦相比，M40可以提高35%，入爐焦比降低25%，高爐的常能可以提高1%；2、同濕法熄焦相比，干熄焦可回收83%的紅焦顯熱，采用干法熄焦，每處理1t焦炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，每干熄1t焦炭可以產(chǎn)生壓力為3.8MPa,450的蒸汽0.54t.而傳統(tǒng)的濕法熄焦不論

3、采用低水分熄焦還是壓力蒸汽熄焦的方法，都不能把這部分熱量回收回來(lái)；3、濕法熄焦過程中，紅焦和水基礎(chǔ)產(chǎn)生大量的酚、氰化合物和硫化物等有害物質(zhì)，熄焦產(chǎn)生的蒸汽也被自由排放，嚴(yán)重腐蝕周圍設(shè)備并污染大氣，而干法熄焦采用惰性氣體在密閉的系統(tǒng)中循環(huán)使用，可以有效降低排放污染；4、利用熄焦產(chǎn)生的大量余熱可以用來(lái)發(fā)電，降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以作為參與到其它生產(chǎn)工序中；三、干熄焦工藝流程干熄焦技術(shù)是利用冷的惰性氣體（燃燒后的廢氣），在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦。吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或并入廠內(nèi)蒸汽

4、管網(wǎng)或送去發(fā)電。 由焦?fàn)t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(yù)存室，預(yù)存一定時(shí)間后下行至熄焦室，并與逆流的惰性循環(huán)氣體N2進(jìn)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(zhuǎn)運(yùn)至篩焦樓篩焦、儲(chǔ)存，供煉鋼（煉鐵）用。二者在逆向運(yùn)動(dòng)中，焦炭逐漸被冷卻到250以下，然后由爐底的卸料裝置排出；同時(shí)，惰性氣體（或廢煙氣）被加熱到800左右，從干熄爐斜道口經(jīng)過一次除塵器后進(jìn)入干熄焦鍋爐；在鍋爐中，水被熱氣流加熱產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)氣體被冷卻到200左右，再經(jīng)二次除塵由循環(huán)風(fēng)機(jī)重新送入干熄爐內(nèi)循環(huán)使用。四、干熄焦主要設(shè)備簡(jiǎn)介干熄

5、焦主要由紅焦裝入設(shè)備、提升機(jī)、干熄爐、冷焦排出設(shè)備、電機(jī)車及焦罐臺(tái)車、焦罐、一次除塵器、二次除塵器、干熄焦鍋爐單元、循環(huán)風(fēng)機(jī)、除塵地面站、水處理單位、自動(dòng)控制部分、發(fā)電部分等組成。1、紅焦裝入設(shè)備干熄焦紅焦裝入設(shè)備由電機(jī)車、焦罐臺(tái)車、APS定位裝置、提升機(jī)、裝入裝置以及各極限感應(yīng)器等設(shè)備組成，起著接焦、送焦及裝焦等作用。1.1電機(jī)車電機(jī)車運(yùn)行在焦側(cè)的熄焦軌道上，用于牽引、制動(dòng)焦罐臺(tái)車，控制圓形旋轉(zhuǎn)焦罐的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和完成接送紅焦的任務(wù)。電機(jī)車主要由車體、走行裝置、制動(dòng)裝置、氣路系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)組成。 1.2旋轉(zhuǎn)焦罐旋轉(zhuǎn)焦罐用來(lái)裝運(yùn)從炭化室中推出的紅焦，并與其它設(shè)備配合，將紅焦裝入

6、干熄爐內(nèi)。 1.3提升機(jī)提升機(jī)運(yùn)行于提升井架和干熄爐頂軌道上，將裝滿紅焦的焦罐提升并橫移至干熄爐爐頂，與裝入裝置相配合，將紅焦裝入干熄爐內(nèi)。裝完紅焦后又將空罐經(jīng)提升、走行和下降落座在焦罐臺(tái)車上。1.4裝入裝置裝入裝置位于干熄爐的頂部，與提升機(jī)配合將焦罐中的紅焦裝入干熄爐。2、冷焦排出設(shè)備干熄焦冷焦排出設(shè)備由排焦裝置及運(yùn)焦皮帶組成。排焦裝置位于干熄爐底部，將冷卻后的焦炭定量、連續(xù)和密封地排出到皮帶機(jī)上。排焦裝置由平板閘門、電磁振動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥、臺(tái)車、排焦溜槽、自動(dòng)潤(rùn)滑裝置、吹掃風(fēng)機(jī)、除塵管道和檢修吊車等設(shè)備組成，排焦裝置周圍設(shè)有四處CO報(bào)警器。3、干熄爐干熄爐的結(jié)構(gòu)有圓型與方型之

7、分，干熄爐的結(jié)構(gòu)一般為圓型。 圓型干熄爐由預(yù)存段、斜道區(qū)及冷卻段組成。 4、氣體循環(huán)設(shè)備干熄焦氣體循環(huán)設(shè)備由循環(huán)風(fēng)機(jī)、給水預(yù)熱器、一次除塵器、鍋爐和二次除塵器等組成。五、昆鋼干熄焦工藝的運(yùn)行效益于1994年6月、2002年4月投產(chǎn)，年產(chǎn)干全焦100萬(wàn)t。3 、焦?fàn)t干熄焦裝置規(guī)模為140fh。配套18MW 發(fā)電機(jī)，2005年6月干熄焦主體工程投產(chǎn)，2006年3月干熄焦發(fā)電站投產(chǎn)。云南昆鋼煤焦化有限公司安寧分公司3 、4 焦?fàn)t為250孔JN60-3型焦?fàn)t。分別現(xiàn)將投產(chǎn)后的運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益分析介紹如下。1 運(yùn)行情況11 千熄焦生產(chǎn)干熄焦主體裝置于2005年6月投產(chǎn)，在5年的生產(chǎn)過程中對(duì)工

8、藝設(shè)備進(jìn)行了一些優(yōu)化，現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定正常主要生產(chǎn)指標(biāo)見表1。12 焦炭質(zhì)量干熄焦裝置投產(chǎn)后。原濕熄焦裝置備用。在干熄焦檢修時(shí)用濕熄焦裝置。另外，為掌握濕熄焦裝置的完好情況，每班濕熄12爐焦炭。 121 工業(yè)分析指標(biāo)干熄焦與濕熄焦工業(yè)分析指標(biāo)對(duì)比見表2。與濕熄焦相比，干熄焦水分變化明顯，平均下降305個(gè)百分點(diǎn)，其他指標(biāo)基本無(wú)變化。 122 冷態(tài)機(jī)械強(qiáng)度干熄焦與濕熄焦冷態(tài)機(jī)械強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)比見表3。與濕熄焦相比，干熄焦冷態(tài)機(jī)械強(qiáng)度略有改善，提高039個(gè)百分點(diǎn)，M1。降低021個(gè)百分點(diǎn)。 123 熱態(tài)性能指標(biāo)干熄焦與濕熄焦熱態(tài)性能指標(biāo)對(duì)比見表4。與濕熄焦相比，干熄焦熱態(tài)性能指標(biāo)

9、改善，反應(yīng)性降低166個(gè)百分點(diǎn)，反應(yīng)后強(qiáng)度提高256個(gè)百分點(diǎn)。 1.3 冶金焦率、小焦率、粉焦率變化冶金焦率、小焦率、粉焦率變化見表5。與濕熄焦相比，干熄焦冶金焦率降低近5個(gè)百分點(diǎn)，其中小焦率增加近3個(gè)百分點(diǎn)，粉焦率增加175個(gè)百分點(diǎn)原因?yàn)楦上ń乖谶\(yùn)行過程中跌落次數(shù)增加所致。 1.4 焦炭燒損干熄焦燒損率以2010年1月30日一2月21日的數(shù)據(jù)計(jì)算。1)累計(jì)補(bǔ)充空氣量4 551 99696m 。2)累計(jì)人爐數(shù)2 723爐，單爐產(chǎn)量2198t，入爐焦炭量59 85154t。3)排放氣CO平均濃度167 ， 消耗焦炭407t。4)排放氣CO2平均濃度1219 ， 消耗焦炭297

10、3t。5)排放氣含塵濃度90mgm3，消耗焦炭41Ot。燒損率：(407+2973+410)+59 85154=06315 介質(zhì)消耗隨著生產(chǎn)的逐步順行和管理水平的提高，噸干熄焦除鹽水、蒸汽、氮?dú)?、工業(yè)水、壓縮空氣的消耗逐步下降至正常水平，見表6。 16干熄焦增加'白勺收入:2006年11月20日前，干熄焦與濕熄焦價(jià)格相同。之后，收入增加。干熄焦裝置每發(fā)電1kWh收入02元。見表7。 2 效益分析21 干熄焦能耗分析投入1t干全焦產(chǎn)量，回收能源按電力和蒸汽2種形式、電力折標(biāo)系數(shù)按當(dāng)量值和等價(jià)值2種情況、其余折標(biāo)系數(shù)按2009年全年平均數(shù)計(jì)算。干熄焦裝置能源平衡見表8。

11、1)干熄焦生產(chǎn)需要投入能源，加上燒損和冶金焦率、小焦率、粉焦率的變化，耗能增加，但干熄焦回收能源，產(chǎn)生的蒸汽可以直接使用，也可以發(fā)電，當(dāng)回收能源小于投入能源時(shí)干熄焦是不節(jié)能的，當(dāng)回收能源大于投入能源時(shí)干熄焦是節(jié)能的。 2)當(dāng)回收能源以電力形式且電力折標(biāo)系數(shù)按當(dāng)量值計(jì)算時(shí)回收能源小于投入的能源，此種情況下干熄焦不節(jié)能。3 、4 焦?fàn)t年產(chǎn)100萬(wàn)t干全焦。每年消耗能源740t標(biāo)準(zhǔn)煤；電力折標(biāo)系數(shù)按等價(jià)值計(jì)算時(shí)，回收能源大于投入的能源，干熄焦是節(jié)能的。3 、 焦?fàn)t年產(chǎn)100萬(wàn)t干全焦，每年24 510t標(biāo)準(zhǔn)煤。3)當(dāng)回收能源以蒸汽形式， 回收能源大于投入的能源。3 、4#焦?fàn)t年產(chǎn)100萬(wàn)t

12、干全焦，電力折標(biāo)系數(shù)按當(dāng)量值計(jì)算時(shí)，每年48 290t標(biāo)準(zhǔn)煤；電力折標(biāo)系數(shù)按等價(jià)值計(jì)算時(shí)，每年節(jié)約能源43 840t標(biāo)準(zhǔn)煤。綜上所述。干熄焦只有在回收能源以電力形式且折標(biāo)系數(shù)按當(dāng)量值計(jì)算時(shí)不節(jié)能，其余3種情況下干熄焦都是節(jié)能的，而且節(jié)能量大。電力是二次能源 電力的獲得需要消耗能源， 因此在計(jì)算能源消耗時(shí)，折標(biāo)系數(shù)應(yīng)該用等價(jià)值折標(biāo)系數(shù)。因此。干熄焦是節(jié)能的。干熄焦投入、回收的能源與電力的折標(biāo)系數(shù)、產(chǎn)出的能源形式有關(guān)。回收能源為蒸汽形式的節(jié)能大于電力形式的節(jié)能。22 干熄焦經(jīng)濟(jì)效益分析221 直接經(jīng)濟(jì)效益按2009年價(jià)格計(jì)算。直接經(jīng)濟(jì)效益見表9。從表9看出，干熄焦投入較大，每生產(chǎn)1t干熄焦(冶金焦

13、)需要投入4618元，由于干熄焦價(jià)格、發(fā)電價(jià)格較低，干熄焦虧損2015元t。 222 延伸經(jīng)濟(jì)效益由于焦炭質(zhì)量改善，高爐焦比降低2，產(chǎn)量增加1tn。按此計(jì)算干熄焦對(duì)煉鐵的延伸效益。計(jì)算條件：1)全焦產(chǎn)量100萬(wàn)ta；2)濕熄焦的冶金焦煉鐵焦比040t焦t鐵；3)干熄焦全部用于高爐煉鐵，年干熄率90 ；4)焦炭?jī)r(jià)格1 490元t；5)生鐵利潤(rùn)6O元t；按上述條件計(jì)算干熄焦的延伸效益。1)節(jié)約人爐焦炭產(chǎn)生的效益。年節(jié)約焦炭量=1 000 000tx90x8861x2=15 9498t， 產(chǎn)生的效益為15 9498txl 490元t=2 37652萬(wàn)元。2)增加生鐵產(chǎn)量產(chǎn)生的效益。年增加生

14、鐵產(chǎn)量=(1 000 000tx90x8861÷04)xl=19 93725t，產(chǎn)生的效益為19 93725t60元t=l1962萬(wàn)元。干熄焦的延伸效益為2 37652+1 1962=2 49614萬(wàn)元。即每噸干熄焦對(duì)煉鐵系統(tǒng)的效益為313元。3 結(jié)論1)干熄焦工藝每生產(chǎn)It干熄焦， 產(chǎn)蒸汽0602t，發(fā)電120kWh， 自耗電18kWh。與濕熄焦相比，干熄焦水分降低305個(gè)百分點(diǎn)， 提高039個(gè)百分點(diǎn)，M1。降低021個(gè)百分點(diǎn)。CRJ降低166個(gè)百分點(diǎn)，c5R提高256個(gè)百分點(diǎn)。2)干熄焦生產(chǎn)需要投入能源，加上燒損和冶金焦率、小焦率、粉焦率的變化，耗能增加，但干熄焦回收了大量的紅焦

15、余熱。回收的能源大于投人的能源。年產(chǎn)100萬(wàn)t干全焦，蒸汽用于發(fā)電時(shí)，每年節(jié)約能源24 510t標(biāo)準(zhǔn)煤：蒸汽作為產(chǎn)品時(shí)，每年節(jié)約能源43 840t標(biāo)準(zhǔn)煤。3)干熄焦的直接經(jīng)濟(jì)效益主要取決于干熄焦的價(jià)格和發(fā)電價(jià)格。按2009年昆鋼價(jià)格計(jì)算每噸干熄焦需要投入4618元，虧損2015元。如果不體現(xiàn)干熄焦的焦炭?jī)r(jià)格或發(fā)電價(jià)格，則干熄焦生產(chǎn)對(duì)焦化廠沒有直接經(jīng)濟(jì)效益。干熄焦的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在延伸效益上，每噸干熄焦對(duì)煉鐵系統(tǒng)的延伸效益為3l-3元。4)干熄焦避免了濕熄焦水蒸汽夾帶污染物對(duì)大氣的污染，環(huán)保效果較好，改善了廠區(qū)環(huán)境，避免了生產(chǎn)等量蒸汽而燃燒動(dòng)力煤對(duì)大氣的污染。六、干熄焦余熱發(fā)電技術(shù)的意義21世

16、紀(jì)，全球面臨資源能源緊張、環(huán)境-生態(tài)約束日益嚴(yán)峻的時(shí)代性命題，因此，焦化廠不僅要進(jìn)一步發(fā)揮為鋼鐵生產(chǎn)提供性能更好的焦炭和更好地開發(fā)深加工產(chǎn)品的功能，而且還要高度重視焦化過程中能源轉(zhuǎn)化功能。從鋼鐵制造流程的整體看，焦化廠的焦化過程實(shí)質(zhì)是根據(jù)鐵素物質(zhì)流這一被加工主體的要求（為高爐冶煉提供優(yōu)質(zhì)焦炭），而相應(yīng)地發(fā)生的碳素流能源轉(zhuǎn)換過程。焦化廠是鋼鐵制造流程中碳素能量流的重要組成部分，是鋼鐵制造流程中將一次能源煤炭經(jīng)過焦?fàn)t的高溫干餾轉(zhuǎn)變成二次能源焦炭、焦?fàn)t煤氣、焦油和粗苯等的高效“能量轉(zhuǎn)換器”。 干熄焦是采用惰性氣體將紅焦在無(wú)氧的環(huán)境下降溫冷卻的一種熄焦方法。它能夠提高焦炭強(qiáng)度和降低焦炭反應(yīng)性，與傳統(tǒng)濕

17、法熄焦相比，M40可以提高35%，入爐焦比降低25%，高爐的常能可以提高1%；采用干法熄焦，每處理1t焦炭，可以回收約為1.35GJ的熱量，每干熄1t焦炭可以產(chǎn)生壓力為3.8MPa,450的蒸汽0.54t.而傳統(tǒng)的濕法熄焦不論采用低水分熄焦還是壓力蒸汽熄焦的方法，都不能把這部分熱量回收回來(lái)；如此一來(lái)這部分熱量還可以用來(lái)發(fā)電，降低企業(yè)電耗，發(fā)電后的蒸汽還可以作為參與到其它生產(chǎn)工序中。（1）節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益在焦?fàn)t的熱平衡中被紅焦帶走的熱量相當(dāng)于焦?fàn)t加熱所需熱量的37%，干熄焦可回收紅焦熱量的80%。干熄焦過程中，被加熱的循環(huán)氣體經(jīng)余熱鍋爐換熱產(chǎn)生蒸汽，循環(huán)氣體溫度下降后，再循環(huán)使用，從而有效地利用紅

18、焦的顯熱，并可將回收的焦粉進(jìn)行再利用；利用余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電，最終將紅焦的顯熱轉(zhuǎn)換為電能，節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。（2）環(huán)境效益干熄焦采用循環(huán)氣體在密閉的干焦?fàn)t內(nèi)對(duì)紅焦進(jìn)行冷卻，可以免除濕熄焦過程中酚、氰化合物和硫化合物等有害物質(zhì)對(duì)周圍設(shè)備的腐蝕和對(duì)大氣的污染。通過對(duì)焦粉的收集和處理，最后以高凈化煙氣排入大氣。（3）提高焦炭質(zhì)量干熄焦過程是再循環(huán)氣體逆流換熱的過程中緩慢而均勻進(jìn)行的，它沒有濕法熄焦過程中存在的劇冷作用，干熄焦后焦炭機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、反應(yīng)后強(qiáng)度均有明顯提高，反應(yīng)性降低。干熄焦過程中，因料層相對(duì)運(yùn)動(dòng)，增加了焦塊之間的相互摩擦與碰撞，起到了焦炭的整粒作用，提高了焦塊的均勻性。焦炭在預(yù)存室保溫相當(dāng)于在焦?fàn)t中的悶爐，進(jìn)一步提高焦塊的成熟度，使其結(jié)構(gòu)致密化。（4）擴(kuò)大煉焦煤源在保持原焦炭質(zhì)量不變的條件下，采用干熄焦可以降低強(qiáng)粘結(jié)性的焦、肥煤配入量的10%20%，有利于保護(hù)資源和降低焦炭成本。 七、總結(jié)鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，能源消耗量約占全國(guó)工業(yè)總能耗的15%，廢水和固體廢棄物排放量分別占