图一 京唐 260T/H 干熄焦主体设备构成图
京唐干熄焦主要设备规格参数指标见表 1。
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
项目 装入焦碳平均温度 装入焦碳平均粒径 焦碳冷却时间 单炉焦炭产量
规格/性能 1020℃ 60mm 约 2h 44.03T
序号 10 11 12 13 14
项目 干熄炉入口气体温度 锅炉入口气体温度 冷却后焦碳温度 汽料比 干熄焦风料比 产生蒸汽压力 产生蒸汽温度 配套发电机组 产生蒸汽 流量 260T/H 处理量 239.8T/H 处理量
压缩空气 氮气
风机入口挡板
B
至除尘设备
多管除尘器
循环风机
吹扫风机
板式 换热 器
副省入口温度 调节阀
M
斗 式 提 升 机
M
灰 仓
洒水阀
M M
除氧器压力 调节阀
刮板输送机
加湿机
水站补水
电厂回水
P P
除氧器
除氧器水位 调节阀
P M P
溢流阀
锅炉给水泵
P
锅炉给水泵出口电动阀
M
M
纯水罐 除氧器给水泵
除氧器循环泵
M
M
空导风机
冷却室 风 帽
一次除尘器
预存段压力 调节阀
二次过热器
减 温
主蒸汽温度 调节阀
焦罐
走行台车
P
三 冷 重 却 水 管
M
汽包
一次过热器 裸管蒸发器 翅片蒸发器
器
连排 电动阀 M 紧急泄水电动阀 M
M 检修闸扳
APS装置
旋转密封阀
M
电磁给料器
切换挡板
M
灰仓
副 省煤器
M
省煤器
汽包水位调节阀
排污罐
皮带机
Abstract: In this paper, by analyzing the 260T/H technical features and practical application of CDQ effective summary of the Tang Dynasty at Xizhou Mountain Beijing Shougang Coking Co., Ltd. the world's largest investment with a preliminary description of CDQ system.
规格/性能 约 130℃ 约 980℃ ≤200℃ 0.58t/t 焦 约1400Nm /t 焦 9.5MPa 540±5℃ 2×25MW 150T/H 134T/H
3
焦粉率（系统除尘部） 约 2% 气体循环风机风量 气体循环风机全压力 焦炭烧损率 焦碳处理量 370000Nm /h 12.9KPa 0.9% Max2×260T/H Nor2×239.8 T/H
一、京唐干熄焦工程介绍
京唐焦化作业部现共有四座焦炉，每座为 70 孔 7.63m 焦炉，2 座焦炉小时全焦产量 240t/h。京唐焦化作业部根据目前世界上干熄焦技术的发展状况，以及 NSC-ENG 在大型 化干熄焦方面的技术开发、技术积累和国内外的实际运用经验，采用了 NSC-ENG 的干熄 焦的技术，并尽可能采用国产设备，降低工程投资。最终配套建设了处理能力 2×260t/h 的干熄焦装置及配套设施， 湿熄焦系统作为备用。 一期一步干熄焦工程于 2009 年 5 月份投 产，一期二步干熄焦工程于 2010 年 4 月份投产。 就干熄焦技术本身而言其原理部分是一致的，所不同的是京唐公司所投用的干熄焦装 置通过新设备、新技术的大量优化改进，解决了制约干熄焦处理能力大型化的难点，最终 通过大型化达到减少成本投入增加效益产出的企业效益目标。 京唐干熄焦同样分为焦炭装排系统、惰性气体循环系统、粉尘回收系统及锅炉水汽系 统四大工艺组成，装排系统中，装满红焦的旋转焦罐用驱动电车移动至提升机底部，由APS装置修 正对位后，经提升机提升、走行、下放动作通过炉顶装入装置将焦炭导入至干熄炉内。在 干熄炉中焦炭与惰性气体进行热交换，红焦冷却至200℃以下，经排出装置卸至胶带机上， 送到筛焦系统筛分。 在惰性气体循环系统中，相对低温的惰性气体由气体循环风机（双侧吸入式涡轮风机） 通过干熄槽底部的供气装置鼓入干熄槽，与干熄槽冷却段红热焦炭进行换热，由干熄槽出 来的高温惰性气体，经一次除尘器除尘后进入余热锅炉换热，温度降至约170℃，再经二次 除尘器后由循环风机加压经给水预热器冷却至约130℃，相对低温惰性气体进入干熄槽循环 使用。气体成分指标主要由空导风机导入空气量控制。 在粉尘回收系统中，重力沉降式一次除尘器和多管式二次除尘器分离出的焦粉，由排 灰旋转阀排出，经链式刮板机和斗式提升机输送到大灰仓，最终由专门的输送设备将其收 集外运。 在锅炉水汽系统中，除氧器给水泵将除盐水经板式换热器和副省煤器换热后送至除氧 器除氧，除氧水经锅炉给水泵送至高温高压电站锅炉，锅炉产出蒸汽后大部分外送至汽机 发电，一部分经减温减压后送至用户使用，汽轮机使用的做完功的蒸汽经过凝汽器冷凝成 水返回至锅炉继续使用。 干熄焦的装入、排焦、预存室放散等处的含尘气体均进入干熄焦地面除尘站进行除尘 后排放。
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顶盖 干熄槽本体 装入料钟 电动缸
热焦装入装置
防尘门 装入料斗
图三 京唐干熄焦装入装置结构图
止衬板频繁脱落。
焦罐台车采用 APS 强制对位装置，使焦罐车在提升塔下的对位修正范围可以放宽到 100mm，强制对位后精度可达10mm。 1.6 提升机 提升机使用 PLC 控制，增强了控制效果。 1.7 循环风机 采用目前在干熄焦装置上耐磨寿命时间最长的大型气体循环风机，同时其配套的电机 及变频器也采用四门子公司的产品，采用变频控制以节约电能。 1.8 除尘器 1DC 采用重力沉降方式，而且没有隔墙，故架构紧凑，不需要维修，为减小维护成本 三重水冷管恢复为两个，考虑冷却效果对长度进行加大。 二次除尘器采用了适合于干 熄焦工艺的专用多管旋风分离式 除尘器，以将循环气体中的细粒 焦粉进一步分离出来，使进入循 环风机的气体中粉尘含量小于 1g/m ，且小于 0.25mm 的粉尘占 95%以上， 以降低焦粉对循环风机 叶片的磨损，从而延长循环风机 的使用寿命。二次除尘器各单体 旋风器由旋风子﹑导气管及导向 器组成，检修﹑更换较为方便。 一次除尘器顶部设置两套紧急放散管。 2.新技术应用 2.1 高温高压自然循环锅炉 余热锅炉采用膜式水冷壁，使热效率有明显提高。采用高温高压自然循环锅炉，节省 投资，同时提高发电效率。 高温高压蒸汽发电是新日铁的第三代 CDQ 技术，采用高温高压自然循环锅炉，节省强 制循环泵的能耗， 系统简单， 减少了循环泵的故障点， 而且比中温中压发电量提高约 20％。 2.2 强制空气导入风机 为控制循环气体成分，考虑斜道自然进风量补充的不足设置了强制空气导入风机（离 心通风机） 。 2.3 导流板 众所周知，干熄焦之所以没有完全实现大型化，主要是由于大型化的干熄焦在斜烟道 处会产生焦炭漂浮现象，时间一长导致斜烟道被堵死，迫使干熄焦不得不停产检修，德国 凯泽斯图尔的 250t/h 处理能力的干熄焦装置就没有达到设计能力。 针对此情况， 由中日联 公司为京唐公司干熄焦制作的斜烟道防偏流装置（导流板），有效的阻止了焦炭漂浮现象 的发生。 2.4 鼓风装置 为使干熄炉内焦炭更好的冷却，干熄炉的中央/周边进风方式新日铁进行了优化改进，
吊车
炉顶放 散管
装入装置
M
M
料盅
料斗
非常放散管
炉盖
名称 CDQ系统设备组成示意图 性质 参考用 图号 附图*** 绘图 朱长军 作成 2011.3.5 审核 *** 应用 工程手册 首钢京唐干熄焦工程
主蒸汽压力 调节阀
消音器
放散电动阀 放散压力调节阀 主蒸汽遮断阀 M 至发电
M
预存室
旁通流量 调节阀 M 氮气
Key words:
CDQ
new technique
large-scale
根据国家对建设首钢京唐钢铁联合有限公司高标准、高起点的要求，并结合京唐钢铁 公司焦化作业部的实际情况，京唐公司大胆应用了最前沿的干熄焦技术，使新建成的干熄 焦装置在节能、环保和自动化控制等方面均达到了国际干熄焦装置的先进水平，特别是在 干熄焦处理能力方面更是世界第一。
环形管道
干熄槽本体
同时与冷却段一样可使相应配套的提升机钢 桁架和一、二次除尘器钢结构的高度降低， 节省工程一次投资。 1.1.2 斜道区构造优化 斜烟道的构造是干熄槽中最复杂的部分 ，是决定干熄槽的循环气体供给量的临界点 的重要的部位。 即使决定了冷却 260t/h 焦炭所需循环 气体量，如果全部气体量不能通过斜烟道， 有可能焦炭堵住斜烟道，使冷却气体无法流动，造成停产。因为是气体循环系统是利用斜
图二 京唐干熄焦干熄炉结构图
倾斜烟道 冷却室 预存室
３
烟道的气体通过面积决定极限气体量， 所以应按循环风量通过量进行最大化通过截面设计。 但干熄炉需要利用斜烟道区的立墙耐火砖支撑预存段的耐火砖，所以还需充分确保结 构的机械强度。在斜烟道中流通的是高温气体，还需要有高温强度。确保机械强度和确保 斜烟道的气体通道面积是相矛盾的，因此设计关键是要综合这些参数进行优化设计。 1.1.3 耐火材料优化 根据干熄槽各部位的操作温度和工作特点及实践经验，设计单位采用了性能不同的耐 火材料。 对于干熄槽斜道区，由于焦炭冲击磨损大，温度波动范围大，气流(含焦粉)冲刷严重 的特点，而选用热震性能、耐磨性能好、抗折强度大的 BE3-LN 砖(该砖的配方由 NSC-ENG 提供)，同时针对斜道区的工况特点，火泥采用进口产品。 对于预存室直段、一次除尘器拱顶，由于其焦炭冲击磨损(预存室)和气流(含焦粉)冲 刷(一次除尘器)的工况特点， 选用耐磨性能和热震性能都较好的莫来石(A)砖。 对于冷却室， 其工况特点是磨损严重、温度变化也较大，选用强度性能、耐磨性能和热震性 能都较好的莫来石(B)砖。 另外，针对不同区域的形状特点，对非工作层用衬砖和隔热层用砖进行了优化，同时 对耐火砖在上下方向、周围方向及径向进行平滑膨胀设计。 1.2 装入装置 在炉顶设置料钟式布料器，克服由于 装入焦炭粒径偏析以及装入焦炭的料位高 差，使干熄炉内的循环气体流速不均匀等 弊端，起到减少循环气体量的目的。 在配合旋转焦罐的应用上，目前在装 入漏斗部位还加装了防止烟尘外溢的防尘 门（如迁安焦化厂）进一步减少烟尘的外 溢，如图四所示。 装入装置料斗衬板优化为更加耐磨的 高铬铸铁材质。 炉顶水封增设压缩空气吹扫管，防止水封槽中焦粉堆积。水封槽材质由蠕墨铸铁 RuT340 改为不锈钢材质。 1.3 设置给水预热器 在冷却段与循环风机之间设置给水预热器，使干熄炉入口处的循环气体温度由约 170℃降至≤130℃，在同等处理能力的前提下减少循环气体量。 针对露点腐蚀的潜在影响，对双层副省煤器换热方式优化，由顺流换热变更为混流换 热，通过减小管壁温差以降低露点腐蚀发生的管外温度条件。 1.4 排出装置 采用连续排料的电磁振动给料器与旋转密封阀组合的排出装置。设备外型小，维护量 小；又可稳定炉内压力，使焦炭下落均匀。出于防磨考虑，主要对内衬材质进行优化。 1.5 焦罐及 APS 采用旋转焦罐，采用旋转焦罐，既可保证焦罐内焦炭分布均匀，又减少了焦罐本身的 重量及维护工作。旋转焦罐下部及底部衬板为耐热铸钢 ZG35Cr24Ni7SiN 用以防