捣固炼焦专业技术规范

《捣固炼焦技术》编制说明1　工作简况１.１任务来源根据工业和信息化部20１０年第一批行业标准制修订计划（项目编号：201０-２465T－YＢ），由中冶焦耐工程技术有限公司负责制定《捣固炼焦技术规范》标准。1.２主要起草单位及其所做工作情况根据标准制定计划要求,为了完成本标准的编制，我们专门成立了标准起草小组,明确分工、学习标准编制的有关规定、讨论通过编制大纲,开展研究、调研工作,安排该标准的起草工作。本规范在编制过程中，进行了深入的调查研究，认真总结了多年来捣固炼焦工艺的设计和生产经验,吸取了近年国内外捣固炼焦工艺新技术和新成果,并在广泛征求意见的基础上，经反复讨论、认真修改，最后经审查定稿。本标准在起草过程中邀请国内相关大学、焦化企业、相关设备制造单位的专家参与编制，发挥各自优势长项。主要起草人进行了标准起草前的调研、资料整理,承担标准起草工作以及汇总、征询意见等。在此过程中收集了国内各焦化企业的捣固焦主要生产情况，掌握第一手资料。整理归纳我公司五十余年积累的的设计经验,分析研究攀枝花钢铁集团公司煤化工厂、北京燃气集团唐山佳华煤化工有限公司等捣固焦工艺使用企业多年的生产经验及各自工艺技术路线优劣及操作参数情况,同时分析研究大连重工·起重集团有限公司等设备制造厂关键设备生产情况。为本标准草稿内容的确定提供了依据。在捣鼓炼焦配煤和清洁除尘方面的技术内容的编制,结合国家863科技项目重大课“符合清洁生产要求的现代大型捣固焦炉工艺技术研究”的课题研发成果（课题编号:２０09AＡ０６3302)，为标准的编制提供了强大的支撑。此外,我们还多次召开了标准草稿的研讨会,相关专家对标准草稿提出了许多建设性的意见。，201１年5月召开召开第一次编制工作会议,成立编制组、确定分工、学习标准编制的有关规定、讨论通过编制大纲；２012年11月完成编写标准初稿；2０１2年12月开展征求意见并不断补充完善。参编单位主要有:武汉科技大学、辽宁科技大、攀枝花钢铁集团公司煤化工、北京燃气集团唐山佳华煤化工有限公、大连重工·起重集团有限公、天津新港船舶重工有限责任公、咸阳四环工业装备有限公、大连华宇冶金设备有限公、中国一冶集团工业炉公司。标准化对象简要情况我国煤资源分析来看,随着炼焦工业的快速发展，优质炼焦煤资源的供应日趋紧张,炼焦成本不断上升。相比之下,高挥发份煤及弱粘结性煤储量相对较多,价格也比较便宜。在这种背景下,采用捣固焦炉，可以多配入高挥发份煤及弱粘结性煤，扩大炼焦煤源,降低炼焦成本将变得更加有意义,也更加适合于中国国情。与顶装焦炉相比，入炉煤堆积密度大幅提高，煤粒间接触致密,使结焦过程中胶质体充满程度大，减缓气体的析出速度,从而提高膨胀压力和粘结性，使焦炭结构变得致密。用同样的配煤比焦炭质量会有明显改善和提高。在我国的煤炭储量中，适合于捣固炼焦的弱粘结性煤占了很大比例。近年来捣固炼焦工艺在我国的焦炭生产中得到了广泛应用。为进一步提高捣固炼焦工艺的利用水平,特制定本规范，主要使用对象是有煤资源且选择捣固炼焦工艺生产焦炭时的钢铁联合企业焦化厂及独立焦化厂以及广大的设计、研究单位。随着国内节能减排政策的引导、推进,煤炭资源的充分利用使捣固焦技术凭借其自身优势获得了一定的发展，很多焦化企业纷纷采用了该技术,国内市场十分巨大。更需要有一部技术标准来进行约束和规范。３　标准编制原则和标准主要内容的确定标准的编制原则,遵照ＧB/Ｔ　1.１-２009，以此来确定标准的主要内容。标准的主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语、等要求。技术内容包括装炉煤的成分与粘结性能及粉碎细度的要求;加热用焦炉煤气、混合煤气的技术要求；捣固焦炉设计能力的主要指标及热工指标;捣固焦、炉炉体、工艺布置与工艺装备等；固定式捣固站及设备、移动式捣固机及成排固定式捣固机;捣固焦炉装煤、出焦烟尘治理措施及治理方式;电气、检测与过程控制；给水、排水与消防，采暖、通风与空调技术要求及相关规定;安全生产、职业卫生与环境保护措施及相关规定等。本标准在规定适用范围时，主要明确了其对象是炭化室高度４.３米～6.25米范围内各型焦炉。３．1规范性引用文件部分本规范的内容引用了下列文件中的条款。凡是未注明日期的引用文件,其有效版本适用于本规范。《炼焦工艺设计规范》　　　　　(GB5０432）《焦化行业准入条件》（2014修订)《炼焦炉大气污染物排放标准》(GB１6171)《焦化安全规程》　（GB1２7１0)《清洁生产标准　炼焦行业》　(ＨJ/T1２6）《冶金焦化设备安装工程质量检验评定标准》（YB9241)《混凝土结构设计规范》　　　　(GB50010)《砌体结构设计规范》　　　　　（ＧＢ50003)引用文件中，主要选取必须遵照执行的国家标准和行业标准。３．２术语和定义部分该部分对捣鼓炼焦、捣固装煤、捣固焦炉、捣固机等术语进行了定义。3.3技术要求部分主要规定了捣固炼焦生产的焦炭、捣固炼焦用煤的质量要求,装炉煤的制备、捣固焦炉的主要技术指标、捣固焦炉炉体、捣固炼焦工艺布置、捣固炼焦工艺装备；捣固炼焦专用机械包括捣固机、煤饼成形与装入、捣固焦炉机械的对位与联锁等;捣固焦炉装煤烟尘治理包括装煤烟尘治理应达到的指标、治理方式、治理专用设备等；还有捣固焦炉配套的电气系统、检测与过程控制系统、给水、排水与消防、采暖、通风与空调、建筑与结构、捣固炼焦煤气净化的特殊要求、捣固炼焦干熄焦系统的特殊要求等等;同时对特殊的劳动安全、职业卫生与环境保护要求作以说明。其中装煤、出焦、熄焦等属于阵发性的烟尘排放，这类排放中含粉尘量大，其排放量与操作的频繁程度和有效的环保措施有关,其有效治理对于捣固焦炉的发展和推广至关重要;同时考虑捣固焦炉装煤时烟气、烟尘处理设施，最大限度控制烟尘、烟气外逸。　　主要本内容如下:捣固炼焦用煤１)装炉煤的质量要求捣固炼焦用煤类别涵盖了烟煤中的气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤，变质程度低的弱粘煤、不粘煤和长焰煤,以及变质程度高的贫瘦煤、贫煤和无烟煤。装炉煤的质量要求宜符合GＢ50432规定。固焦炉在开工前,或生产中原料煤条件发生较大变化时,必须进行捣固炼焦配煤试验以确定合适的配煤比及配煤质量指标。２）装炉煤的制备捣固炼焦装炉煤的制备工艺：a）备煤宜采用预粉碎或分组粉碎工艺;b)宜设置装炉煤水分调节装置来调整装炉煤的水分.煤饼尺寸:a)煤饼长度应比炭化室有效长度（炉门衬砖间的净距离,热态）短1５0～210mm;ｂ)煤饼宽度宜比炭化室机侧炉口宽度（热态）窄2８~40mm；c)煤饼高度宜比炭化室高度(热态）低３０0~350ｍm;d)高宽比宜不大于１3。捣固焦炉炉体与工艺1)主要技术指标计算焦炉设计能力的主要技术指标宜符合1的要求。表1计算焦炉设计能力的主要技术指标序号项目名称指标备注1年工作日（ｄ)3652焦炉周转时间(h）煤饼宽度450mm22．５~24.５煤饼宽度47０mm23.5~25.5煤饼宽度５00mm２5~273焦炉紧张操作系数(%）≤1．074煤饼密度（以干煤计)(t/m3)0.9５～１.0３5全焦产率(以干煤计)（%）71~75其准确值应按配煤炼焦试验确定6冶金焦率（对干全焦)　(%)初步计算焦炉冶金焦产量用（%)8６计算焦处理能力用采用湿法熄焦（%)９1.5采用干法熄焦(%）907初步计算产量用焦炉煤气产率(以干煤计，热值17９０0kJ/ｍ3)（ｍ3/ｔ)30０～３６0８炉组检修时间(ｈ/ｄ)2～3焦炉的炼焦耗热量指标宜符合表2的规定。表２　捣固焦炉的炼焦耗热量指标序号指标名称单位指标炼焦耗热量(按设计周转时间，含水分７%、挥发分28％（干基)的装炉煤)湿煤耗热量相当干煤耗热量1计算生产消耗用焦炉煤气加热ｋJ／kg2６002７96混合煤气加热kJ／ｋｇ２9003１1８2计算加热系统用焦炉煤气加热kJ／kｇ28６8３084混合煤气加热kJ/kg3１74３４１３3煤料水分以７%为基准,每增减1%时，相应的耗热量增减量焦炉煤气加热ｋＪ／ｋg２９58混合煤气加热ｋJ/kg３367４煤料挥发分以28%（干基)为基准,每增减1%时，相应的耗热量增减量焦炉煤气加热kＪ/ｋg７０７5混合煤气加热kＪ/ｋg８08６温度:a)标准火道温度；ｂ)机焦侧标准火道的温差应控制在0℃~10℃之间;c）机焦侧炉头立火道温度应不低于１１00℃;d)炉顶空间温度宜控制在800±30℃。2）炉体焦炉宜采用双联火道、废气循环的炉体结构。炭化室高度大于5．5m的捣固焦炉宜采用多段加热的炉体结构。炉墙极限侧负荷:a)炭化室高度≤6ｍ的捣固焦炉：不应小于9.５kＰa;b）炭化室高度>６m的捣固焦炉：不应小于11kPa。炭化室的锥度宜为10ｍｍ~40ｍm。加热水平高度应能保证炭化室顶部空间温度在合理范围内。炭化室铺底砖应选用强度高、耐磨性能好的耐火砖,厚度不应小于1１5mm。燃烧室底应高于炭化室底。燃烧室机焦侧炉头的耐火材料应具有良好的抗热震性。3)工艺布置对于固定式捣固站工艺：ａ)宜两座或四座焦炉设置为一个炉组;b）宜在一个炉组的中部机侧设置一个煤塔,煤塔两侧各设一个固定式捣固站;c）装煤推焦机或装煤车/推焦机均应能从捣固站下通过;d)煤塔跨度须保证左右型装煤车(或装煤推焦机）同时在煤塔下进行捣固;e)当采用装煤、推焦分体车的情况下，炉间台长度必须保证左右型装煤车同时在煤塔下进行捣固作业时不影响推焦机操作靠近煤塔的边炭化室;f）固定式捣固站应设置相应的捣固机维修站;g)固定式捣固站的操作区应设置防风雨设施。对于移动上煤的捣固装煤推焦一体机（ＳCP机)工艺：ａ)宜两座焦炉设置为一个炉组;b)沿焦炉机侧纵向宜设置两条带有卸料小车的带式输送机,一条操作，一条备用。对于从固定煤塔取煤的捣固装煤推焦一体机工艺:ａ)宜两座焦炉设置为一个炉组;ｂ)煤塔应设置在炉组中部机侧。一组焦炉至少应设置一个煤饼试验站。机侧应设置煤饼倒塌的余煤处理系统。焦炉机械轨道的长度应考虑备用车的停放空间。4）工艺装备加热交换系统应符合GB5043２规定。护炉设备应符合GＢ50432　规定。集气系统的设计：a)宜采用单集气管集气系统。单集气管宜布置在焦侧;ｂ）集气管和吸煤气管道上应设置高压氨水清扫装置；c)宜采用高压氨水喷射方式将装煤烟尘抽吸到集气系统;d)高低压氨水切换装置应能实现自动切换;e）上升管盖及阀体翻板应能实现机械开闭。湿法熄焦系统:a)宜采用定点接焦方式；b)宜采用能控制焦炭水分的新型熄焦工艺;ｃ）熄焦塔内应设置水雾捕集及粉尘捕集装置;d)水雾捕焦及除尘冲洗用水应使用工业清水，并用于熄焦补充水。干熄焦系统：a)干熄时间应不小于2h;b)锅炉、二次除尘器及循环风机应适应焦炭特性。炉顶用于装煤除尘的导烟孔座及盖应采用水封式结构。焦炉地下室通风:a)焦炉地下室应设强制通风系统。风机的启停应与地下室CO报警装置联锁,并在地下室的人员出入口设置强制通风系统手动启停按钮;b）焦炉地下室的强制通风系统应采用送风方式。设置在焦炉区域的操作室、工人休息室、捣固锤杆摩擦片更换室、电气室和控制室宜设置空调。煤气净化:ａ)吸煤气管道上应设高压氨水清扫；b)宜在初冷器前设置荒煤气直接喷洒洗涤设施。捣固焦炉机械１）捣固焦炉机械装备水平各焦炉机械均应采用炉号识别与对位装置，对位误差不大于±5mm。各焦炉机械间应设置可靠的联锁装置。在同一轨道上运行的各焦炉机械应设置可靠的防撞检测及控制系统。各焦炉机械的走行电机应采用变频调速控制。装煤电机与推焦电机应采用变频调速控制。应有事故停电应急措施，在停电时能将推焦杆、托煤板从炭化室内退出。冬季寒冷地区,应设煤箱保温装置。保温装置宜采用电保温方式。当采用炉顶双U型管治理装煤烟尘时,机侧U型管式的开启应与托煤底板的行程联锁。应设置炉门、炉框清扫装置。应设置煤饼倒塌应急处理的煤饼切割装置。应设置机侧炉门装煤烟尘密封框。各焦炉机械的司机室、电气室、控制室等宜设置微正压通风空调。捣固机技术性能要满足捣固功要求,捣固功应根据煤料特性和煤饼稳定性的要求确定。2)捣固焦炉机械配置捣固焦炉机械的配置数量应满足炉组的生产操作和检修维护要求。典型捣固焦炉的机械配置见表3。表3典型捣固焦炉炉组的焦炉机械配置(台•套）项目指标要求焦炉配置配置固定式捣固站时配置移动供煤SCP一体机时配置从固定煤塔取煤SCP一体机时炭化室高度及炉孔数2x50~2ｘ6５孔4x5０～4x65孔2x４６~2x６0孔4x46~４x６０孔2x４4~2x　６５孔4x４4~4x6５孔焦炉机械名称及配置操作备用操作备用操作备用操作备用操作备用操作备用U型管式烟气转换车或：消烟除尘车导烟车112２11２１1121装煤推焦机2040或:捣固装煤车+推焦机２204４0捣固装煤推焦机(SCP-机)１1２11１２1拦焦机１12２1122112２捣固机２０４0电机车112１１1211121湿熄焦车全部湿法熄焦112２11221１22干熄焦为主，湿熄焦备用2干熄焦用焦罐车２1４１2１４12１4１交换机２注：1如果捣固焦炉的装煤除尘采用燃烧后掺混冷空气送地面站进行净化处理的干式地面站除尘方式,其炉顶采用燃烧式导烟车;如果采用双Ｕ型管式烟气转换车配合高压氨水喷洒将正装煤的第n孔产生的烟尘导入处于结焦中末期的第n+2孔和ｎ-1孔炭化室的装煤除尘方式，其炉顶采用双U型管式烟气转换车。2炭化室高5.5m捣固焦炉，如果炉孔数不多于５5孔/座，可以采用装煤、推焦合为一体的装煤推焦机；如果焦炉孔数在55孔至6５孔之间，应该采用装煤、推焦分体车，即装煤车和推焦机。3上述4座焦炉的机械配置是指在4座焦炉中间通过大间台连在一起并且推焦机轨道和电机车轨道也是连通的情况下。4ﻩ干熄焦用焦罐车的数量是指在焦罐车由电机车牵引自身无驱动的情况下。捣固机移动式捣固机ａ）应采用微移动式捣固机,移动行程不超过2个锤间距；b)应设置锤杆运动的检测与报警装置，且对锤杆实施动态测控;c）任意一个捣固锤出现故障不能工作时,应能单独提起并锁定，且不影响相邻的捣固锤继续工作;d)捣固锤提升及停锤机构应平稳、可靠;e）走行制动机构应平稳、可靠;f)须设置防止捣固锤意外落下的安全装置;g)捣固机应与装煤推焦机/装煤车、摇动给料器等设置可靠的联锁装置。6.２.2.2固定式捣固机a）宜采用密集布锤的固定式捣固机;b)固定式捣固机的锤间距应不大于３５０mｍ;ｃ)应设置捣固锤运动状态的检测与埋锤报警并自动停止捣固装置;d)每个捣固锤杆均应设置单独提起并锁定机构，任一捣固锤提起锁定时不得影响其相邻的捣固锤继续工作;e）若相邻的三个捣固锤中有两个捣固锤出现故障不能工作时，应停止捣固并报警;ｆ)须设置防止捣固锤意外落下的安全装置;ｇ)捣固机应与装煤推焦机/装煤车、摇动给料器等设置可靠的联锁装置。3)煤饼成形与装入装置煤饼成形ａ)煤箱侧板的强度须保证煤饼的胀箱率不超过１%;b）煤箱侧板的松板方式应尽量减少破坏煤饼表面的平整性;c)装煤底板的初始厚度应不小于80ｍm;ｄ)装煤底板全长上的平面弯曲度在15ｍ内不得大于0．５mm。上下表面须光滑平整;e)装煤底板最远端的摆动应不大于炭化室锥度的1/2;f)装煤底板须采用双限位;ｇ)装煤底板底梁导轨表面应平直，其平面度公差为1mm,两导轨面的不平行度应不大于1mm;ｈ)捣固一个煤饼的时间不应大于7ｍｉn;j)宜设煤饼顶面压实装置;k）捣固好的煤饼上部不平整度应不大于5０mm.装煤推焦机a）装煤装置和推焦装置的中心距应为整炉距；ｂ)沿轨道方向的布置和外形尺寸应满足左右型工艺要求，即两个装煤推焦一体机能在同一个煤塔下同时进行捣固煤饼作业;ｃ)外形尺寸应能允许装煤推焦机从固定式捣固站下面通过;d)走行装置应与托煤板装置、捣固机及摇动给料器等设置联锁。装煤车（分体机)a)沿轨道方向的布置和外形尺寸应满足左右型工艺要求，即两个装煤机能在同一个煤塔下同时进行捣固煤饼作业;b)外形尺寸应能允许装煤机从固定式捣固站下面通过；c)走行装置应与托煤板装置、捣固机及摇动给料器等设置联锁。捣固装煤推焦机(ＳCＰ机)a)采用带式输送机连续上煤的捣固装煤推焦机（SCP-机）:--车载煤仓至少要有１.5个煤饼的容量;－-煤仓上部应设料位检测装置,并与供煤带式输送机联锁;--车上的输送皮带必须能带荷载启动。b)采用固定煤塔接煤的捣固装煤推焦机(SCP－机)，车载煤仓至少要有４.5个煤饼的容量．;c)装煤装置和推焦装置的中心距应为整炉距；d）装煤中心线与推焦中心线不平行度应小于±3mm;e)机侧走行轨道在20０0mm范围内的弯曲度应小于±2ｍm；ｆ)单孔炭化室平均循环操作时间不应大于12ｍin；g）应设置能承受推焦和装煤操作时后座力的止动装置。捣固焦炉装煤烟尘治理１)装煤烟尘治理方式应设置装煤烟尘捕集装置净化装置。宜采用高压氨水喷射装置将装煤烟尘抽吸到集气系统。炉顶应设烟尘捕集转移装置，将装煤烟尘导入相邻炭化室或地面站。机侧炉头应设置外逸烟气捕集装置。2)装煤烟尘治理设备烟尘净化系统/装煤除尘地面站：a)烟尘净化系统宜采用干法过滤式烟尘净化系统。b)当采用袋式除尘器净化烟尘时,袋式除尘器前须设置烟气吸附装置:-－烟气吸附装置应配备自动上料及排料系统;--烟气吸附装置宜采用干燥的物料,粒度宜为10mm~40mm。７.２.2U形管烟气转换车:ａ）车辆运行直线度(左右摆动)应小于5mｍ;b)抓盖成功率不低于99﹪;c)车辆定位误差不大于±5　mm;d)应设U形管清扫机构；e）走行装置要与U形管操作机构、集气系统操作机构、清扫上升管机构等设置联锁;f)机侧U形管内翻板阀的打开宜与托煤板的行程设置联锁。消烟除尘车:a)应采用燃烧方式对逸出的烟尘先燃烧再净化;b)宜采用干法净化装置；c）应设置可靠的点火装置，从烟尘逸出开始的１0秒钟内能使烟尘开始燃烧。导烟车：a）宜采用燃烧式导烟车;b)走行对位精度＜±5mm;c)走行装置应与提升套筒、烟气外引机构、炉顶集气系统操作、清扫上升管机构等设置联锁。4主要验证分析、技术经济论证和预期的经济效果捣固焦炉尤其是6.２5型是中冶焦耐公司依据公司的技术储备和国内外市场需要而开发的,拥有我国完全自主知识产权、是目前我国乃至世界上炭化室高度最高、单孔炭化室容积最大的大容积捣固焦炉。通过本标准的实施，有利于国家对捣固焦的设计、制造和使用进行统一的监管,其经济效益是不可估量的。本标准的数据在采集的过程中，得到了许多设计单位和用户的大力支持。通过在多次不同规模、不同企业的设计与生产操作标定过程中，不断修改、计算、验证才有了标准中规定的要求和数据,热工标定了涟钢5.5米捣固焦、西昌6.25米焦炉、旭阳5．5米捣固焦炉等项目。　　　　　　标准中各种规定和数据既满足了生产的性能及可靠性要求也符合的技术经济合理性要求，且标准的内容对工厂的设计、制造、使用和招投标有指导性意义,预期的经济效果也是较好的。5与国外同类标准水平的对比情况通过对国外标准的检索，查询ＡNＳI、ASME、ASTM、DIN、ＢS、IＳO、NF、ＪIS和EN系列标准，没有找到相应的专门技术规范标准。所以,本标准作为一个技术标准,是完全独立且新型的。6关于专利本标准不涉及专利内容。7关于标准的一致性本标准与国家相关技术标准和法规保持一致,没有冲突。8　标准的应用本标准为推荐性行业标准。9　标准的实施措施本标准由中华人民共和国工业和信息化部发布实施。