焦炉余热及干熄焦余热
干熄焦及余热发电综合利用工程可行性研究报告
江苏XX能源化工集团有限公司干熄焦及余热发电综合利用工程可行性研究报告中国XX国际工程公司二O一一年十月目录1 总论 (1)1.1 概述 (1)1.2 项目概况 (8)1.3 公辅介质来源 (10)1.4结论 (11)2 建设规模与产品方案 (12)2.1 建设规模 (12)2.2 主要设备参数 (12)2.3 产品方案 (12)3 项目综合方案 (14)3.1余热锅炉系统 (14)3.2发电站热力设施 (25)3.3 干熄焦技术方案 (28)3.4 干熄焦设备方案 (31)3.5 电气系统 (45)3.6自动化仪表及控制系统 (52)3.7 给排水设备 (54)4 主要原材料、燃料、介质供应 (59)4.1 主要原材料、燃料 (59)4.2 介质供应 (59)5 总图运输 (61)5.1 车间组成 (61)5.2 总平面布置 (61)5.3 厂区竖向布置规划 (61)5.4 场地排水 (61)5.5 运输及运输设备 (61)5.6 消防 (61)5.7 绿化 (62)6 节能 (63)6.1 编制依据 (63)6.2 能耗分析 (63)6.3 折标系数 (63)6.4 能源分析 (64)7 环境保护 (65)7.1 编制依据及采用标准 (65)7.2 工程概况 (65)8 劳动安全与工业卫生 (70)8.1 设计采用的标准、规范 (70)8.2 工程概述 (70)8.3 生产过程中职业危险、危害因素的分析 (71)8.4 劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施 (73)9 消防 (78)9.1 工程火灾隐患分析 (78)9.2 设计采取的防范措施 (78)9.3 消防组织和管理 (81)9.4 防火措施的预期效果 (81)10 劳动定员 (82)10.1 组织机构及管理体制 (82)10.2 职工定员 (82)10.3 人员培训 (82)11 项目实施进度 (83)12 投资估算 (86)12.1 编制说明 (86)12.2 附表 (87)13 技术经济 (89)13.1 概述 (89)13.2 经济评价原则 (89)13.3 基础数据 (90)13.4 财务分析 (90)13.5 结论 (92)附图一：干熄焦余热发电平面布置图-干熄焦部分G170N001-01附图二：干熄焦余热发电平面布置图-发电站部分G170N001-021 总论1.1 概述1.1.1 项目名称及承办单位项目名称：江苏XX能源化工集团有限公司干熄焦及余热发电综合利用工程建设内容：在江苏XX能源化工集团有限公司下属的两个130万吨焦化厂厂区内2×65孔（炭化室高5.5米，捣固焦工艺）和2X65孔QX5549D型炼焦炉（炭化室高5.5米，捣固焦工艺）基础上建设两套干独立的熄焦系统及干熄焦电站，总装机容量定为 36 MW （2X18MW）。
干熄焦余热发电政策
干熄焦余热发电政策
干熄焦余热发电政策是指利用钢铁、焦化等行业生产过程中产生的高温废气、余热等能源进行发电的政策。
这种发电方式不仅可以减少能源浪费，还可以减少环境污染，提高能源利用效率，因此备受政府和企业的关注。
干熄焦余热发电政策的出台，旨在促进我国能源的可持续发展。
在政策的推动下，越来越多的企业开始关注并投入到干熄焦余热发电的建设中。
政府也通过税收优惠、补贴等方式鼓励企业积极参与干熄焦余热发电项目的建设。
干熄焦余热发电政策的实施，对于我国的能源结构调整和环境保护具有重要意义。
一方面，干熄焦余热发电可以有效地利用废弃能源，降低能源消耗，减少对传统能源的依赖，从而实现能源结构的优化和调整。
另一方面，干熄焦余热发电可以减少大气污染物的排放，改善环境质量，保护生态环境，实现可持续发展。
然而，干熄焦余热发电政策的实施也存在一些问题和挑战。
首先，干熄焦余热发电的技术难度较大，需要投入大量的资金和人力物力，企业需要具备较强的技术实力和资金实力。
其次，干熄焦余热发电的市场需求和政策支持程度也存在一定的不确定性，企业需要具备较强的
市场洞察力和风险意识。
为了解决这些问题，政府需要进一步加大对干熄焦余热发电的政策支持力度，提高企业的参与积极性和投资热情。
同时，企业也需要加强技术研发和市场开拓，提高自身的核心竞争力和市场竞争力。
总之，干熄焦余热发电政策的实施对于我国的能源结构调整和环境保护具有重要意义。
政府和企业需要共同努力，加强合作，推动干熄焦余热发电项目的建设，实现可持续发展的目标。
干熄焦余热发电
干熄焦余热发电
一．概述
干熄焦即干法熄焦，在密闭的系统中用循环使用的惰性气体(通常为N
)将红焦冷却，红焦在干熄炉的冷却室内与循环风机鼓入的冷
2
惰性气体进行热交换。
吸收了红焦显热的惰性循环气体温度上升，焦炭温度降低，惰性气体经过一次除尘器后进入干熄焦余热锅炉换热,干熄焦锅炉换热后产生蒸汽用于发电。
二．工艺流程：
三．相关参数
四．干熄焦工艺运行状况对余热发电机组影响较大，其故障率较高，通常多台干熄焦设备组合起来进行余热利用，以减少机组的停机次数。
干熄焦余热发电所用锅炉多为中温中压和高温高压余热锅炉，对锅炉内部换热管材质方面要求较高，烟气中所含粉尘特性等有待了解。
焦炉余热回收系统及实用性分析
焦炉余热回收系统及实用性分析摘要：根据我国提倡的节能减排政策，从焦炉生产的整体工艺上进行思考，结合国内外焦化企业的总体设计，论述焦炉的余热回收系统的优缺点和应用的必要性。
关键词：焦炉余热回收优缺点焦化企业在生产过程中，焦炉本体、烟气管道、成熟焦炭等产生大量可回收的热能，在国家提倡节能减排政策的大背景下，如果能高效回收利用这些能源，既能满足企业的生产和生活需要，又能够减少企业排放。
是一项利国、利企、利民的工程。
1 焦炉的余热资源焦炉的余热资源大约70%来自成熟焦炭和高温干馏产生的荒煤气，15%来自炙热的炉体，15%来自烟道废气。
由于焦炉炉体受到周围化产工艺及炼焦工艺设备的影响，因此这部分的余热资源还无法进行回收利用。
其他三部分均可进行回收利用。
2 余热资源的回收和利用2.1 荒煤气余热回收技术从焦炉炭化室经上升管逸出的650～750 ℃荒煤气带出的热量占炼焦耗热总量的32%左右。
2.1.1 上升管汽化冷却技术上升管汽化冷却技术(简称JSQ),为中国首创技术,于20世纪70年代初首先在首钢、太钢等企业的单集气管焦炉上使用。
但是有些企业不知道什么原因就放弃了这项技术，不再使用。
技术优点:投资少,使用过程中所消耗的费用低。
技术缺点:(1)回收的热量仅为荒煤气部分余热,且在上升管根部由于煤气聚冷易造成焦油析出,最终引起结石墨严重。
(2)虽然他的技术不断完善,但是其本身的管理风险还是很大的，易发生如上升管夹套内压过大或漏水等突发情况,均会对焦炉造成很大的危害。
(3)若不采用新的工艺技术匹配,回收热量产生的低压饱和蒸汽利用途径受到极大限制。
2.1.2 导热油夹套技术日本新日铁公司于1982年开发了利用导热油回收焦炉荒煤气余热的技术,并将回收的热量用于炼焦煤的干燥,形成了第一代炼焦煤调湿技术。
技术优点:安全性高,回收热量可在一定范围内精确调整,上升管结石墨现象比汽化冷却方式少。
技术缺点:(1)导热油在使用过程中难免会发生热变质现象,这样工作就无法正常运行。
焦化厂干熄焦余热利用项目可研报告
焦化厂干熄焦余热利用项目可研报告一、项目概述焦化厂是炼焦装置对冶金焦煤进行干熄焦的过程，产生的烟气有较高的温度，通常会通过烟囱排放到大气中。
然而，这部分热能的排放既造成了能源的浪费，又会导致环境污染。
因此，通过对焦化厂干熄焦过程中产生的余热进行合理利用，不仅能够有效减少能源浪费，还能够减少环境污染，提高能源利用率。
本项目旨在对焦化厂干熄焦过程中的余热进行有效利用，通过对余热进行回收、转换和利用，使其可以应用于其他能源消耗较大的设备或工艺中，实现能源的再利用与节约。
二、项目内容本项目主要包括以下几个方面的内容：1.干熄焦过程余热回收系统：通过在焦化炉和烟囱间加装余热回收装置，将烟气中的热量进行回收，以保证焦化炉的正常运行，并用于其他生产设备或工艺中。
2.余热转换设备：将回收的余热通过热交换器转换为可用能源，如蒸汽或热水，以满足其他设备或工艺的能源需求。
3.能源利用方案：根据焦化厂的实际情况和能源需求，制定合理有效的能源利用方案，确保余热能够得到最大限度的利用。
4.系统控制与管理：建立一个完善的余热回收与利用系统，通过自动控制和监测手段，实现对系统的稳定运行和高效管理。
三、项目效益本项目的实施将带来以下几个方面的效益：1.能源利用效率提高：通过对焦化厂干熄焦过程中的余热进行回收利用，可以提高能源利用效率，减少能源的消耗，达到节能减排的目的。
2.经济效益显著：合理利用焦化厂干熄焦过程中产生的余热，可以降低生产过程中的能源成本，提高企业的经济效益。
3.环境效益显著：通过合理利用焦化厂干熄焦过程中的余热，可以减少烟气的排放，降低环境污染物的排放量，提高环境质量。
4.促进产业升级：焦化厂干熄焦余热利用项目的实施，将推动焦化行业向清洁高效方向发展，促进产业升级和转型发展。
四、投资估算根据对焦化厂干熄焦余热利用项目的初步调查和分析，预计该项目的总投资为XXX万元。
具体投资额度和用途如下：1.干熄焦过程余热回收系统：XXX万元，用于购买和安装余热回收装置。
干熄焦余热发电技术
干熄焦余热发电技术
干熄焦余热发电技术是一种利用干熄焦过程中产生的余热进行发电的技术。
其工艺流程如下：
1. 焦炉生产出的约1000摄氏度的赤热焦炭被运送入干熄炉。
2. 在干熄炉的冷却室内，赤热焦炭与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。
3. 惰性气体吸收红焦的显热，温度上升至800摄氏度左右。
4. 吸收了红焦热量的高温惰性气体通过干熄焦锅炉进行换热，产生中高压过热蒸汽。
5. 中高压过热蒸汽驱动汽轮发电机组发电。
6. 汽轮机还可产生低压蒸汽用于供热。
通过以上流程，干熄焦余热发电技术实现了对红焦显热的回收利用，同时产生了电能和热能，具有显著的节能和环保效益。
干熄焦技术介绍
干熄焦技术介绍1 技术简介干熄焦（CDQ）是替代传统湿熄焦一项新技术。
干熄焦采用惰性气体冷却炽热焦炭，并回收余热产生蒸汽的节能技术。
该技术可节约用水、减少大气污染物排放、能够回收大量红焦显热并产生中高压蒸汽、有效提高能源利用效率、同时提高焦炭质量、扩大炼焦煤适应性、降低炼铁工序能耗，最终实现企业的节能减排。
2 主要功能回收利用红焦显热提高焦炭质量产生蒸汽用于发电及其它用途3 技术价值3.1 节能和经济效益明显●焦炭显热回收在焦炉的热平衡中被红焦带走的热量相当于焦炉加热所需热量的37%。
湿熄焦无法回收焦炭显热，干熄焦可回收红焦热量的80%，每熄1吨红焦可回收0.55t蒸汽，发电130kwh。
●水的消耗湿熄焦吨焦耗水0.45吨，干熄焦熄焦过程中不耗水。
●高炉生产率才用干熄焦的焦炭，炼铁高炉的焦比降低2%～3%，高炉生产能力提高1%。
3.2 环境效益明显湿熄焦会对环境产生大量的污染：一是红焦在熄焦塔内用水喷洒时产生大量的水蒸汽，并夹带大量粉焦散发，另一方面会产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质，严重腐蚀周围设备并污染大气。
干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，基本没有大量气体和液体外泻，可以免除酚、氰化合物和硫化合物等有害物质对周围设备的腐蚀和对大气的污染。
通过对焦粉的收集和处理，最后以高净化烟气排入大气（粉尘质量浓度低于50mg／m3）。
3.3 可提高焦炭质量干熄焦后焦炭机械强度、耐磨性、反应后强度均有明显提高，反应性降低。
采用干熄焦，焦炭块度的均匀性提高，这对于高炉也是有利的。
干熄焦比湿熄焦焦炭M40提高3～8%，M10降低0.3～0.8%，反应性有一定程度的降低。
干熄焦与湿熄焦焦炭质量对比3.4 扩大炼焦煤源在保持焦炭质量不变的情况下，采用干熄焦可在配煤中多用15%的弱粘结性煤，有利于保护资源和降低焦炭成本。
4 主要原理干熄焦是相对湿熄焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。
最新干熄焦余热发电系统工艺
旋转密封阀
3、干熄炉 干熄炉
的结构有圆 型与方型之 分，干熄炉 的结构一般 为圆型。
圆型干 熄炉由预存 段、斜道区 及冷却段组 成。
施 工 中 的 干 熄 炉
施 工 中 的 干 熄 炉
4、气体循环设备
干熄焦气体循环设备由循环风机、给水预 热器、一次除尘器、锅炉和二次除尘器等组成。
逆向运动中，焦炭逐渐被冷却 到250℃以下，然后由炉底的卸料装置排 出；同时，惰性气体（或废烟气）被加热 到800℃左右，从干熄炉斜道口经过一次 除尘器后进入干熄焦锅炉；在锅炉中，水 被热气流加热产生蒸汽，同时气体被冷却 到200℃左右，再经二次除尘由循环风机 重新送入干熄炉内循环使用。
干熄焦的优点
干熄焦的优点
2、改善焦炭的质量
焦炭在干熄炉的预存室里有一个再 炼焦的过程，再加上它随着排焦均匀 的下降和缓慢的冷却,因此焦炭裂纹较少， 强度较好。再则干熄焦炭与焦粉 容易分离也减轻筛分的困难，焦粉又可 作为烧结的重要原料。（对照表见 下表）
干熄焦的优点
干法熄焦与湿法熄焦焦炭质量的对比
M (% )
熄
干 0.3 10.4 0.4 0.52 77.1 7.6 8.5 34.9 44.8 熄
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焦炉烟气余热回收换热形式比较
翅片管换热 翅片管换热是烟气热量通过管壁传导将热量直接传递给饱和水、进 行换热，既一次换热，。翅片管换热原理图见图1 其综合给热系数为：
软水 出 口 入 口软 水
焦炉 烟 气
R2 R1
R3
式中：R1-烟气热阻 m2*℃/KW R2-导热热阻 m2*℃/KW R3-水热阻 m2*℃/KW
焦炉烟气余热回收换热形式比较
其综合给热系数K热管为：
式中：
R1-烟气热阻
m2*℃/KW
软水出口 水 侧 工 质 烟 气
冷凝段 冷凝段 软水出口 软水入口 工质 蒸发段 软水入口
R2-加热段导热热阻m2*℃/KW R3-工质传热热阻 m2*℃/KW
R4-冷却段导热热阻 m2*℃/KW
R5-水热阻 m2*℃/KW
烟气流向
烟气流向
水套箱体
L1 L
L2
L1 烟气流向
烟气流向
轴向热管换热器热管排布示意图
径向热管式给水预热装置热管排布示意图
干熄焦径向换热管式给水预热装置
2008年以前干熄焦采用的是轴向热管换热器目前已有厂家更换备件，我们将轴向热 管换热器更换为径向换热管式给水预热装置，换热效果很好，但带来的是循环气体 阻损增加，厂家提出虽然换热效果好了但阻损增加干熄焦增加负荷很难。2012年邯 钢邯宝焦化厂给我们提出采用径向换热管式给水预热装置必须保证技术要求的阻损 。邯钢邯宝焦化厂非常重视此事，特邀请中冶焦耐技术人员帮助研究，中冶焦耐技 术人员和我公司技术人员一起到邯钢邯宝焦化厂与厂方技术人员共同研究，提出在 基本不改动原钢结构基础上是否可以充分利用原轴向热管换热器水侧部分，将径向 换热管加长这样既增加了换热面又减少阻损。改造后的设备邯钢邯宝焦化厂已投入 烟气流向 使用7个月换热形式比较
热管（轴向和径向）换热 热管是一个真空的密闭容器，每根热管都是经过抽真空处理的，热 管分加热段和冷却段，加热段走烟气，冷却段走锅炉给水，管内为工 质，当热管的加热段受热时，热量经管壁传到工质，工质便汽化、蒸 发，借助压差使工质蒸气迅速传到热管的冷却段，在此蒸气凝结成液 体，释放出潜热，加热锅炉给水。在重力作用下，工质回流到加热段 受热。通过这种“蒸发-传输-冷凝”的反复循环而将热管加热段的热 量传递给热管的冷却段。热管换热原理图见图2
烟气 蒸发段 径向热管
侧
热管热阻大于翅片管热阻（R热管〉R翅片管） 所以，K翅片管＞ K热管
轴向热管 图 、热管换热原理图
焦炉烟气余热回收换热形式比较
翅片管为一次换热、热管为二次换热。所以，在相同的换热条件下翅片管换热效 率要高于热管。同时翅片管受热段面积与热管加热段面积相同，水在翅片管内面 积换热，而热管水在热管冷却段换热，翅片管省去热管冷却段面积，所以翅片管 换热比热管换热用钢量少，重量轻，体积小。 焦炉烟气余热锅炉主要由预热器、蒸发器、过热器（根据厂方要求设置）、汽水 分离器、连接管组成。焦炉排烟温度较低、而烟气中还含有硫化物，所以我们根 据烟气成分和换热机理，在充分考虑低温露点腐蚀情况下，采取最大限度地提高 换热效率进行设计。 由于烟气先经过热器、蒸发器，烟气温度和蒸汽温度都大于露点温度（见表1）， 所以换热面采用一次性换热的翅片管，烟气直接加热蒸汽换热系数高。 烟气经过热器、蒸发器后进入预热器温度降低，而且预热水温度较低（常温除氧 20℃），易发生露点，所以换热面采用二次性换热的热管，低温烟气先加热热管 内工质，工质受热后再加热水，也就是说被加热的冷介质不与烟气在一个换热面 进行换热，可以有效控制管壁温度在露点温度以上。 最终采用翅片管和热管相结合的翅片管-热管式余热锅炉，这样既提高了换热效率 又避免了露点腐蚀。该项技术目前已被国家知识产权局受理为国家发明专利。 结构见图3.
鞍山绿冶热能工程技术有限公司
焦炉余热回收 翅片管-热管式余热回收装置
中冶焦耐工程技术有限公司 鞍山绿冶热能工程技术有限公司
2013年
焦炉烟气余热回收工艺
焦炉烟气工艺流程图
水侧: 软水 汽包 除氧器 蒸发器 锅炉给水泵 过热器 预热器 用户
烟气侧: 烟气 阀门 过热器 蒸发器 预热器 引风机 阀门 阀门 烟囱
对比 项目 改造前 改造后 热管换热器烟气温度 热管换热器水温 热管换热器烟气压力
入口℃ 170
170
出口℃ 144
124
入口℃ 49
50
出口℃ 60
76
入口Kpa 4.34
4.35
出口Kpa 4.03
L1 L2 L 烟气流向
4.01
2013年5月攀钢也进行了改造目前运行很好，梅钢改造正在加工 设备，今年10月中旬投产使用。
蒸汽压力MPa 饱和温度℃ 0.3 133.53 0.4 143.61 0.5 151.84 0.6 158.83 0.7 164.95 0.8 170.41 0.9 175.36 1.0 179.89
由上表1得知余热锅炉设计时蒸发器排烟温度必须大于低压蒸汽饱和温度，否则 对数平均温差△tm为负值。而蒸汽压力越小,蒸发器烟气出口可设计较低，这样 蒸汽量相对较大。
干熄焦径向换热管式给水预热装置
给水入口
给水入口
给水出口
给水出口
干熄焦径向换热管式给水预热装置
邯钢邯宝焦化厂径向换热管式给水预热装置
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焦炉烟气余热参数
焦炉烟气排烟温度： 烧焦炉煤气（独立焦化厂） 250～300℃ 烧混合煤气（钢铁联合企业） 200～250℃ 烧高炉煤气（钢铁联合企业） 190～230℃ 以上焦炉排烟温度根据各厂实际操作有所波动。烟气量烧高炉煤气为最大，其次 为混合煤气，焦炉煤气为最小。总之同一焦炉烧什么煤气烟气排出的热量变化不 大。回收低温烟气余热生产低压蒸汽产生的蒸汽量与蒸汽压力有很大关系。 不同压力下饱和蒸汽见下表1：
焦炉烟气余热回收换热形式比较
饱
和 蒸 汽 出 口
汽包
来 自 除 氧 器 除 氧 水
烟气入口
翅片管式蒸发器
翅片管式蒸发器
热管式预热器
烟气出口
翅片管-热管式余热回收装置结构示意图
干熄焦径向换热管式给水预热装置 改造实例
邯钢邯宝焦化厂 鞍山华泰干熄焦工程技术有限公司 鞍山绿冶热能工程技术有限公司
焦炉烟气余热回收换热形式比较
目前在类似焦炉烟气参数条件下余热回收用余热锅炉换热面换热元件多采用翅 片管、翅片热管（轴向和径向）简称热管。 换热原理如下：
换热公式：
Q=K*A*ΔTm 式中：Q-换热量 KW
K-综合给热系数 KW/m2*℃
A-换热面积 m2 ΔTm-对数平均温差 ℃
2013年
干熄焦径向换热管式给水预热装置
2008年以前干熄焦采用的是轴向热管换热器，由于干熄炉标高一定，所以轴向热 管换热器换热面布置空间有限，换热面余量小。实际应用一旦积灰换热效率下降 ，难达到换热指标。我们与中冶焦耐共同研究，2008年后设计的干熄焦都采用径 向换热管式给水预热装置，换热面有余量，运行效果比较好。