260t/h超大型干熄焦装置研制

ssunxinhong

1  概述1.1 项目背景

随着国内大型焦炉尤其是200万t以上焦炉的建设，国家环保政策日益严格的要求，大型干熄焦尤其是配套200万t 以上焦炉，每小时处理焦炭量260t超大型干熄焦装置的开发和建设已迫切的摆到议事日程上。在此之前由于没有超大型干熄焦装置，对大容积焦炉只能采用两套干熄焦装置来配套，建设投资和运行费用高，占地面积大。因此，无论是从提高焦化行业装备水平，还是满足市场需求来说，都有必要研制出超大型的干熄焦装置。

1.2 研制的范围

本项目研制的范围为配套200万t 以上大型焦炉的260t/h超大型干熄焦装置。

2  干熄焦工艺流程

焦炭干法熄焦（Coke Dry Quenching简称CDQ）是一种利用炽热的焦炭和惰性气体直接接触换热的新型的熄焦工艺。

其工艺流程是装满红焦的运载车由电机车牵引至提升塔底部，起重机将焦罐提升并横移至干熄炉顶部，通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉。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200℃（设计值180℃）以下，经排焦装置卸到胶带输送机上，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部，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850～950℃，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多管旋风二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经热管换热器冷却至130℃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贮槽内，以备外运。干熄焦装置的装焦、排焦及风机后放散等处产生的烟尘均进入干熄焦地面站除尘系统，除尘后放散。

3  研制内容与过程

2011年初我公司开始进行260t/h超大型干熄焦装置的研发工作。首先深入现场调查研究，收集满负荷生产的190t/h干熄焦装置的实际操作技术数据，依据我公司与北科大合作的《干熄炉传热模型》进行理论计算，建立起260t/h超大型干熄炉的模型，在此基础上完成超大型干熄焦装置的初步设计方案。确定最优化的工艺流程；确定最优化的工艺技术参数；确定干熄焦装置及总体的布置；确定非标设备的技术规格；制定出干熄焦装置关键设备的技术完善方案。随后进行了两级技术论证。在室级技术论证会上，对超大型干熄焦装置关键设备的设计，对存在缺陷设备的改进设计进行充分论证，并向公司技术委员会汇报。在由公司技术委员会、质量科技部、有关设计部室参加的公司级技术论证会上，对超大型干熄焦装置的总体布置、干熄炉模型、主要技术参数等进行充分论证。

在两级技术会议审定的基础上，对超大型干熄焦装置的总体方案设计进行修改和完善，确定最终的干熄炉模型、主要技术参数和工艺布置等。根据已确定的总体方案和主要技术参数，进行超大型干熄焦装置各系统的方案设计，进行关键设备如干熄炉、供气装置、装入装置、排出装置、一次除尘器、循环气体管道、焦粉冷却装置、焦罐及运载车的方案设计。编制专用设备的规格书，确定关键设备如起重机、循环风机、径向换热管式给水预热器、二次除尘器、电磁振动给料器、旋转密封阀的技术规格，与设备制造厂、供货商进行技术交流，初步确定设备的外形与接口尺寸，稳定超大型干熄焦装置的工艺布置。完成超大型干熄焦装置土建基础、钢结构框架的方案设计。

在超大型干熄焦装置的研制过程中，为满足干熄炉超大型化的要求，对以下的大型非标设备进行了重点研发。

1.干熄炉

260t/h超大型干熄焦干熄炉的容积和冷却室直径比190t/h的大很多。我们利用《干熄炉传热模型》进行理论计算，建立起260t/h超大型干熄炉的模型，重点研发干熄炉斜道口的形式和耐火砖的材质，环形气道的斜道采用了双斜道，气流调节板采用耐火砖，斜道上设观查孔，冷却室高径比为0.9。干熄炉超大型化后其炉壳所承受的荷载相当的大，特别是干熄炉预存室下部悬挑梁处的荷载更大，如果该处炉壳强度不足，可能导致干熄炉预存室砖的重量压在斜道口上，造成牛腿砖断裂，影响干熄炉衬砖的使用寿命。超大型干熄炉的衬砖量大，三层托砖板所承受的荷载也大，托砖板强度也需要大幅提高。针对上述问题我们在干熄炉壳体的研发过程中，采用新型的整体梁结构，克服干熄炉预存室下部悬挑梁强度不足的缺点，重新计算托砖板的厚度和加强筋的间距，保证托砖板有足够的强度，不产生变形。已有的干熄炉冷却室上部和下部测温点都采用四点式，即沿干熄炉横截面相隔90度布置一点。超大型干熄炉冷却室直径大，如还采用四点式测温则难以真实反映出干熄炉冷却室横截面上焦炭温度的变化。因此在超大型干熄炉壳体上，采用八点测温，即沿干熄炉横截面相隔45度布置一点。

2.供气装置

260t/h超大型干熄炉冷却室直径很大，供气装置应能将循环冷却气体比较均匀的分布，保证冷却室内同一横截面上焦炭均匀冷却。供气装置研制的重点是优化供气装置的风道、中央风帽、周边风环。优化中央风帽的结构形式（包括风帽的直径，风帽的角度），调整供气装置上下锥斗的角度、周边风环的宽度。在不增加风道阻力的情况下，既能使冷却室内同一横截面上焦炭均匀下降，又能保证冷却室内同一横截面上焦炭同步冷却。干熄炉超大型化，供气装置的直径和重量也随之增加，其强度也必须给与充分的考虑，我们采取不增加供气装置壳体的壁厚，用增加支撑点的方法来解决。

3.装入装置

随着干熄焦装置的大型化，干熄炉直径以及单孔装焦量都在大幅增加，装入装置的外形尺寸与重量也在显著的增加。如采用传统的整体料斗式结构，在装入装置移动过程中动力消耗大，且因装入料斗过高重心不稳产生晃动。本次研发将装入装置的料斗改成分体式结构，即料斗的上部为固定式，不随装入台车移动，料斗的下部设置在台车上，随装入台车移动，可克服动力消耗大、移动过程中料斗不稳定的缺点。由于采用分体式结构，装入时焦罐直接坐在固定的支座上，消除了焦罐对装入装置的冲击。上部固定料斗设有防尘盖板和与集尘管道相连的双侧吸尘口，由于上部料斗为固定式，因此该集尘管道也由移动式变成固定式，装入料斗上的集尘点由单侧吸尘改为双侧吸尘，提高了装焦时的除尘效果。该进料斗衬板的布置形式，消除料斗衬板挂焦炭的现象。

4.排出装置

排出装置中最关键的设备是电磁振动给料器和旋转密封阀，干熄焦装置超大型化后，焦炭的处理能力也大幅提高，原有的旋转密封阀、电磁振动给料器的排焦能力不足，需要提高排焦设备的能力。

5.循环风机

循环风机是干熄焦装置的心脏，风机结构依然采用双支撑、双吸口单出口、上下分箱的结构。由于二次除尘器进气口与出气口成90度分布，造成二次除尘器两个出口的风量不均，因此循环风机两个进气口的风量也不相等。为解决这个问题，我们要求循环风机入口的两个电动挡板可单独动作，分别调整风机每个入口的风量，使之保持基本一致。

6.二次除尘器、径向换热管式给水预热器

二次除尘器、径向换热管式给水预热器重点需要解决的问题是干熄焦装置超大型化后，循环气体量大幅增加，如何使循环气体在二次除尘器、热管换热器中均匀分布，提高设备的效率。我们与设备制造商共同研究，分析问题得出一致意见，二次除尘器重点解决入口气体分流板数量与间距的问题，径向换热管式给水预热器采用气体分流板，控制气流分布，提高换热效率，同时在设备的维护与检修方面也作了近一步的工作。

7.一次除尘器

260t/h干熄焦装置的一次除尘器重点研究是除尘效率问题，在取消挡墙的情况下，保证一次除尘器的除尘效率不下降。另外一个重点问题是考虑一次除尘器外壳的受力、强度和热胀的问题。

8. 一次除尘器焦粉冷却装置

在已运行的干熄焦装置中，一次除尘器焦粉冷却装置中的叉形溜槽是一个薄弱环节，叉形溜槽仰脸面上的耐火浇注料易脱落，造成壳体烧红，影响干熄焦装置的正常操作。

本次研发采用新型结构，用带金属补偿器的圆柱形焦粉缓冲仓替代叉形溜槽。由于圆柱形焦粉缓冲仓中的耐火浇注料都为圆周方向浇注，没有仰脸面上的浇注料，所以耐火浇注料不易脱落，彻底解决了耐火浇注料脱落的问题。在焦粉缓冲仓上设有高高、高、低料位计精确控制冷却焦粉的排出量，可防止因未冷却的焦粉排出而烧坏底部的格式排灰阀。

已运行的干熄焦焦粉冷却装置采用的是单管三层水冷套管，冷却效率较低。本次研发采用多管式水冷套管，与过去相比体积小、冷却效率更高，更加适合超大型干熄焦装置。

4  技术难点

如何解决干熄炉内循环气体的均匀分布，保证冷却室内同一横截面上焦炭的均匀冷却，提高循环气体与红焦炭的换热效率，一直是干熄焦技术的难点，在大型干熄焦装置上这一技术难点尤为突出。因此需重点研究干熄炉的结构、斜道的形式以及干熄炉供气装置的结构。

干熄炉斜道区隔墙的结构和强度决定着干熄炉的使用寿命，也是干熄炉研发的难点和重点。

5  技术创新点

1. 先进的干熄炉冷却室高径比

干熄炉冷却室的高径比是干熄焦装置技术水平的一个重要标志。干熄炉的高径比越小，则技术水平越高。国外先进的大型干熄焦装置干熄炉的高径比在 0.9左右。在相同规模的干熄焦装置上，干熄炉的高径比小，表示干熄炉冷却室的直径大高度小，可减少循环气体穿过焦炭层的阻力，降低循环风机的功率。同时干熄炉冷却室直径增大，会使循环气体在同一水平料层上难以均匀分布，影响干熄炉的换热效率。

本次研发在充分优化供气装置的结构和装入布料方式的基础上，经过模型计算和对已掌握的190t/h干熄焦装置实际操作数据的分析研究，260t/h超大型干熄焦装置干熄炉冷却室的高径比为0.9，达到了国际、国内领先的水平。

2. 双斜道技术

干熄炉斜道区的隔墙在生产中极易损坏，斜道区隔墙的结构和强度决定着干熄炉的使用寿命，也是干熄炉研发的难点和重点。

斜道区隔墙的强度与其所承受的荷载，隔墙的形状，悬挑的角度，连接的方式都有很大的关系，经过对国内外各种规模干熄焦装置干熄炉斜道区结构的分析与比较，本次研发采用了先进的双斜道结构，减少斜道孔数，加宽隔墙的厚度，并采用合理的形状和连接方式，优化环行风道结构，均匀分布斜道区上部的荷载，使斜道区的技术水平达到世界领先水平。

3.优化结构的供气装置

供气装置的构造，特别是供气装置的风道、中央风帽、周边风环等需要近一步优化，才能使中央和周边循环冷却气体均匀分布，保证冷却室内同一横截面上焦炭均匀冷却和同步下降，提高干熄炉的换热效率。供气装置研发的重点是降低循环风道的阻力，优化供气装置中央风帽和周边环形风道的结构，提高供气装置构件的强度，选择高强耐磨的内衬，延长供气装置的使用寿命。

4.料斗分体式装入装置

装入装置的料斗改成分体式结构，即料斗的上部为固定式，不随装入台车移动，料斗的下部设置在台车上，随装入台车移动，可克服动力消耗大、移动过程中料斗不稳定的缺点。由于采用分体式结构，装入时焦罐直接坐在固定的支座上，消除了焦罐对装入装置的冲击。上部固定料斗设有防尘盖板和与集尘管道相连的双侧吸尘口，该集尘管道也由移动式变成固定式，装入料斗上的集尘点由单侧吸尘改为双侧吸尘，提高了装焦时的除尘效果。

admin

不错的资料，学习了！

原子

260T/H的干熄焦配套风机为多大风量及功率多大