《干熄焦发电可研》word版

1、100t/h 干法熄焦和 215MW 余热发电项目可行性研究报告吉林省冶金设计院有限责任公司100t/h 干法熄焦和 215MW 余热发电项目可行性研究报告库号： 11HTK002公司主管经理 ： 副 总 工 程 师 ： 设 计 经 理 ：吉林省冶金设计院有限责任公司二一一年四月参加编制人员编制专业室主任专业组长审核人编制人员炼焦刘伶灵姚连祥刘积鑫王军电力张德志王熙硕马正芳谷生勇电信张德志王熙硕马正芳谷生勇仪表自动化刘永德张锴谷生勇孟凡良热力程宝玉牟江云王秀花田雪给水排水李荣波徐毅王琦徐永军土建杨雨春潘永利里景民安巍巍采暖通风赵东王君韩晓庄陈宝信总图运输沈军蔡延囍孙胜强熊永哲环保杨明刘帅英徐永

2、军王琦工程经济余成武胡良云周瑜常巍技术经济余成武胡良云周瑜常巍目录1. 总说明.12. 项目提出背景.123. 原燃料和产品的市场供需情况.164. 厂址及建厂条件.175. 工艺流程与设备选择.206. 辅助生产设施.527. 设备引进.868. 环境保护.879. 劳动安全卫生.9410.消防 .10611.节能 .11112.投资估算.11313.职工定员及技术经济指标.11614.项目实施计划及资金来源与使用.12015.财务计算及评价.121附件：a) 山西兴高能源股份有限公司 100t/h 干法熄焦和 215MW 余热发 电项目的可行性研究报告委托书；b) 双方会商形成的会议纪要。

3、附图：a)总平面图 11HTK0021；b) 干法熄焦物料平衡图 11HTK 0022；c)原则热力系统图 11HTK 0023；d) 干法熄焦装置环境除尘流程图 11HTK 0024；e)干法熄焦装置主电气接线图 11HTK 0025。1.总说明1.1 项目名称及负责人项目名称:山西兴高能源股份有限公司 100t/h 干法熄焦和 215MW余热发电项目1.2 项目主办单位及负责人 山西兴高能源股份有限公司企 业法 人：郜志成董事长 项 目 负 责 人：魏铁成1.3 项目编制单位及主要技术负责人 吉林省冶金设计院有限责任公司 主要技术负责人公司主管经理： 王 彬 副总 工 程师： 冯建华 设

4、计 经 理： 李荣波1.4 编制依据及范围1.4.1 编制依据a) 兴高能源股份有限公司的可研报告委托书；b) 双方会商形成的会议纪要；c) 兴高能源股份有限公司提供的有关资料。1.4.2 编制范围可行性研究报告按山西兴高能源股份有限公司 100t/h 干法熄焦和215MW 余热发电项目编制。兴高能源股份有限公司已有 160 孔热回收焦炉，设计能力年产 80万吨焦炭，其需要配套 215MW 余热发电机组(其中一套机组已投产，需要再建一套余热发电机组)；本次可研报告按新建设与已有 160 孔热回收焦炉相配套的 100t/h 干法 熄焦和 115MW 余热发电机组；新建设与第二组 80 孔焦炉相配

5、套的 115MW 余热发电机组。 干法熄焦装置包括：箱式运焦车、提升装置、干熄炉本体、一次除尘器、二次除尘器、循环风机、热管换热器、出焦系统等。 干法熄焦热力系统包括：锅炉、除氧水泵房、除盐水站、空氮站、汽轮发电站等。 除氧水泵房在现有除氧水泵房扩建；除盐水站在原有化学水车间基础上向东扩建；汽轮发电站在原汽轮发电站北侧新建；锅炉含加药 系统等。汽轮机凝汽设备冷却方式采用风冷却，即采用直接空气凝汽 器进行冷却。干法熄焦锅炉采用强制循环系统，蒸汽按中温中压设计。 新建除尘地面站、综合电气室、给排水系统等。 干法熄焦所需的生产水、蒸汽、电等均由焦化厂现有系统供给，接到干法熄焦装置的边界处。1.4.3

6、 设计原则 根据兴高公司的实际情况和发展要求，结合国家经济建设的方针政策，本项目应遵循以下设计原则进行设计：a) 在高平市总体规划的指导下，干法熄焦工程项目的建设要统 筹安排，合理布局；b) 采用先进、可靠的工艺技术和设备，确保兴高公司能够长 期、安全、稳定、连续地运行，生产合格的产品；c) 优化设计，理顺装置之间的衔接。结合企业现状，努力做到布置合理、紧凑，力求节省用地和节约投资；d) 在工艺流程和设备选择方面，采用节能降耗技术，减少水、 电、蒸汽等动力的消耗；e) 针对各污染源的特点，采取有效的控制措施，最大限度地减 少工厂对环境的污染，以满足国家有关环保法律、法规的要求。1.5 可行性研

7、究概况1.5.1 生产规模的确定 根据国家相关的产业政策和环保要求，同时根据山西兴高能源有限公司的现状和建设的需求。确定本项目的建设规模为与设计规模年 产焦炭 80 万吨相配套建设 100 吨/小时干法熄焦装置。干法熄焦产生的余热全部用于发电。 本项目生产规模的确定及产品方案的选择符合国家产业政策和行业发展规划，同时也与山西省的环保和综合利用改造政策相一致。1.5.2 建设内容1.5.2.1 生产设施 包括干法熄焦装置及与干法熄焦装置相配套的余热锅炉、除氧给水泵房。1.5.2.2 生产辅助设施 包括干法熄焦除尘地面站、综合电气室、给排水系统、压缩空气和氮气站。发电系统在现有余热发电站扩建，除盐

8、水在现有除盐水站 扩建。生产所需的蒸汽、生产水、电等由焦化厂现有系统提供。1.5.2.3 利用现有生活服务行政福利设施。1.5.3 厂址 本项目厂址位于高平市马村镇。 厂址北侧为山坡地，南临沁辉公路，东和西为山坡地。工程用地大部分为低产旱地。 厂址所在地地势北高，东及南低，呈大梯田型，高差较大，地面自然标高在978m至999m之间，无永久性建、构筑物。 本厂址南侧为公路，交通便利。 该厂址供水、供电、运输等外部条件已完备，因此建设项目条件优越。1.5.4 原料来源及产品销售方向1.5.4.1 原料来源本项目所需的炽热焦炭由两组设计年产 80 万吨的热回收焦炉直接 运至干法熄焦装置。1.5.4.

9、2 产品销售方向 经干熄后的焦炭主要就近供应晋城市附近各钢铁厂及铸造厂等；电作为洁净能源外供。1.5.5 工艺方案的比选结论 干法熄焦与现有的湿法熄焦相比较，干法熄焦具有三大优点：避免湿法熄焦对环境的污染；回收红焦显热；提高焦炭的质量。a）减轻环境污染炼焦车间采用湿法熄焦，每熄 1t 红焦炭就要将 0.5t 含有大量酚、 氰、硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环 境。这部分污染占热回收焦炉对环境污染的大部分，且很难找到比较好的治理方法。炼焦是焦化企业环境污染最严重的工序之一，由于污染难以治理，环保在炼焦投资中所占比例越来越大，炼焦的环保问题 已成为炼焦行业生死攸关的问题。因此

10、，治理湿法熄焦的环境污染问 题意义十分重大。干法熄焦利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄 灭，并配备良好的除尘设施，不污染环境。同时由于干法熄焦能够产 生蒸汽，并可用于发电，可以避免相同规模的锅炉对大气的污染，并 且减少了 CO2 向大气的排放。只要焦化工程投产后采用湿法熄焦，就不可能避免焦化厂对大气和水体的污染。b）回收热能出炉红焦的显热约占焦炉能耗的 3540，这部分能量相当于 炼焦煤能量的 5。如果将这部分能量回收并充分利用，可以大大降 低冶金产品成本，起到节能降耗的作用，采用干法熄焦可回收约 80 的红焦显热；干法熄焦生产的焦炭对采用喷煤粉技术的高炉，则有利 于提高煤粉喷吹量，节能效果更

11、加明显。日本新日铁株式会社曾对其 企业内部包括干法熄焦、高炉炉顶煤气压差发电等所有节能项目效果 进行过分析，干法熄焦装置节能占总节能的 50。节能降耗已成为焦化行业的工作重点，干法熄焦装置可以大大降 低企业的能耗，无疑会提高企业在市场竞争中的竞争力。c）提高焦炭的质量 干法熄焦与湿法熄焦相比，干法熄焦提高了焦炭质量，国际上概略的估算表明，使焦炭 M40 提高 3%8%，M10 改善 0.3%0.8%； 提高了块度的均匀性；降低了焦炭的反应性。这对降低炼铁成本，提 高生铁产量极为有利。国际上公认：采用干法熄焦焦炭可使高炉焦比降低 2；使其生产能力提高 1。如果利用干法熄焦后，保持原焦炭质量不变，

12、则可以降低强粘结性的焦、肥煤配比，有利于保护资 源，降低炼焦成本。因此，采用干法熄焦焦炭炼铁是在高炉容积不变 条件下提高高炉产量的切实可行的方法之一。干法熄焦所产生的蒸汽可节煤减轻对环境的污染，符合京都议 定书的清洁发展机制（CDM）要求。干法熄焦则是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与赤热红焦换热从 而冷却红焦，吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干法熄焦锅炉产 生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦，干法 熄焦锅炉产生的蒸汽可送去发电。因干法熄焦不发生水与红焦接触且 采用密闭设备，惰性气体熄焦后夹带的粉尘经干法熄焦炉内的除尘器 净化，可把污染控制在工艺装置内部。采用干法熄焦既可节省

13、熄焦用 水，又可避免了湿法熄焦污染物的产生。这完全符合京都议定书的清洁发展机制（CDM）要求，发达国家 通过提供资金和技术的方式，与发展中国家合作，在发展中国家实施 具有温室气体减排效果的项目，目的一是帮助发展中国家实现可持续 发展，二是让有关发达国家完成温室气体减排义务，最终减缓全球气 候变化的影响。1.5.6 投资估算及资金来源本工程固定资产投资为 26686.82 万元，其中企业自有资金为9336.82 万元，从银行借款 17350 万元，借款年限为 10 年，借款年利 率为 6.80%，还款方式为本息等额。本工程所需流动资金为 112.21 万元，其中企业自有流动资金为30.66 万元

14、，从银行借款为 78.55 万元，年利率为 6.31%。1.5.7 建设进度2011年4月完成可行性研究报告；2011年6月完成初步设计；2011年6月2011年12月开展施工图设计；2011年10月2012年10月施工建设；2012年10月工程建成投产。1.5.8投资组成投资组成表费用名称投资(万元)比例(%)固定资产投资26686.82100其 中建筑工程5041.5418.89安装工程3736.1814.00设备购置费15347.0857.51其它费用1291.224.84预备费1270.804.76建设期利息589.9铺底流动资金33.66合计27310.381.5.9主要技术经济指标

15、主要技术经济指标表序号指标名称单位指标备注一、装置能力1干法熄焦装置t/h1002汽轮发电站规模MW215二、产品产量发电量103kWh214934.4三、原材料消耗1磷酸三钠t/a2.45序号指标名称单位指标备注2二甲基酮肟kg/a373烧碱(42%)t/a21.084盐酸t/a109.28四、动力消耗1水生产用水m3/h85744.6103m3/ a循环水m3/h260生活用水t/d102电有功功率kW3595视在功率kVA3963年耗电量103kwh143793蒸汽(0.40.6MPa)t/a504484压缩空气m3/min25净化用压缩空气m3/min7.86氮气m3/min6.578

16、焦炉煤气103m3/a258烘炉用(可代用)五、投资1固定资产投资万元26686.822建设期利息万元589.93流动资金万元112.21六、财务预测指标1销售收入万元/a7552.21达产年2原材料费用万元/a43.05达产年3动力费用万元/a950.96达产年4销售税金及附加万元/a1051.38达产年5总成本费用万元/a3669.01平均年值6利润总额万元/a2834.18平均年值7所得税万元/a708.55平均年值8税后利润万元/a2125.64平均年值9项目投资财务内部收益率税前%16.0710项目投资财务内部收益率税后%13.1911资本金内部收益率%19.9012项目投资回收期税

17、前年6.89含建设期 1 年序号指标名称单位指标备注13项目投资回收期税后年7.73含建设期 1 年14资本金投资回收期年6.55含建设期 1 年15项目投资财务净现值(ic=8%)税前万元16177.0516项目投资财务净现值(ic=8%)税后万元9758.4517资本金项目投资财务净现值(ic=8%)万元11375.2718总投资收益率%11.7819项目资本金净利润率%22.68七、其他指标1职工定员人1012工程用地面积m2119003道路长度(4.5m 宽)m4804绿化用地率155绿化用地面积m217901.6 可行性研究结论1.6.1 工艺技术方案评价 本项目采用了先进、适用的干

18、法熄焦工艺技术，不仅取得了良好的经济效益、而且节能效益和环境效益显著。干法熄焦也是当前国家 重点推荐鼓励发展的清洁生产技术，不仅能从红焦炭中回收热能产生 蒸汽用于发电而获得经济效益，对于后续的钢铁生产企业而言，还可 以提高焦炭质量、降低炼铁入炉焦比，提高高炉生产能力，从而降低 钢铁生产总的成本费用，获得延伸到社会经济效益。对于热回收焦炉的干法熄焦装置的特有装备国内外研究的还较 少，我公司根据热回收焦炉与顶装焦炉不同出焦方式等特点，对整个 干法熄焦系统的工艺控制系统，设备本身（包括焦箱运载车，装入装 置，提升机等）及设备操作程序做了许多技术上的创新，新开发研制 的一种新型干法熄焦系统。我公司将与

19、兴高公司为热回收焦炉干法熄焦的特有装备和技术研发共同做出努力。此外，为加强现代化企业的生产控制和管理，本项目对生产设施 和辅助生产设施采用计算机集成生产控制管理系统，使生产控制和综 合管理提高到新的层次，进入国内同行业的先进之列。1.6.2 节能效益 本工程采用干法熄焦，所消耗的能源和耗能工质折标准煤为12036 t/a，回收能源为标准煤 86833 t/a，吨焦回收能源为 46.8 kg 标准 煤，充分利用这部分能量无疑会降低企业成本，使产品有更强的竞争 力，因而具有显著的节能效益。1.6.3 环境效益干法熄焦装置可以减少约 60%因采用普通湿法熄焦而排放到大气 中的酚氰有害物质及粉尘。此外

20、，由于干法熄焦装置回收了赤热焦炭 显热，生产蒸汽用于发电，取代了相应规模的燃煤锅炉房，从而减少 锅炉燃煤灰渣约 3000t/a、SO2 约 360t/a、NOx 约 200t/a、烟尘约 144t/a 等排放对环境的污染，因而环境效益显著。1.6.4 经济效益从计算结果可以看出，全投资内部收益率（税后）为 12.68%，高 于基准收益率。在其 20 年的生产经营期内，平均年实现利润总额2604.09 元，达产年上缴销售税金及附加 912.2 万元，平均年上缴所得 税 390.61 万元，平均年实现税后利润 2213.48 万元，全投资回收期（税后）为 8.21 年，税后净现值为 9344.30

21、 万元，总投资收益率为10.94%，项目资本金净利润率为 23.62%，在经济上是可行的。 综上所述，本项目具有良好的经济效益和环境效益，项目的建设是必要的，也是可行的。1.6.5 结论本项目采用了先进、成熟、可靠的工艺技术，不仅取得了良好的 环境效益、节能效益和经济效益，增强了企业的竞争力，而且使其走 上可持续自我发展的良性循环之路。综上所述，本项目具有良好的经济效益和环境效益，项目的建设 是必要的，也是可行的。2 项目提出背景2.1.项目建设地区概况2.1.1 高平市概况高平市位于东经 11242-11309和北纬 3539-3559之间。地处 山西省东南部，泽州盆地北端，太行山西南边缘。

22、东自铁佛岭与陵川 县接壤,，西至老马岭与沁水县相连南至黑牌岭同泽州县交界，西北至 丹朱岭与长子县为邻，东北至金泉山与长治市相接。是一座具有一千 多年历史的文化名城，也是晋东南重要的工业城市。高平市为省辖县级市，由晋城市代管。东西长 41km，南北宽37km，总面积 946km2，总人口 48 万。全市地形由西北向东南倾斜， 平均海拔在 1414m 以上。高平市交通便捷。南至晋城 41km，北距长治 64km，至太原市335km。太(原)焦(作)铁路、太(原)洛(阳)高速公路和长(治)晋(城)公 路、沁(阳)辉(县)公路等越境而过，为项目的原料和产品的运输提供了 极为有利的条件。境内矿产资源主要

23、有煤、铁、坩土、铝土、硫磺、石灰石等。含 煤面积 271km2，地质储量约为 161 亿 t，已探明储量 30 亿 t。铁矿储 量约 1.8 亿 t，多为“鸡窝矿”，适于人工开采。硫磺储量约为 5.5 亿t。高平工业基础雄厚，乡镇企业发展迅猛。全市以煤铁支柱产业的发展带动化工、医药、建材、食品、轻纺等工业全面发展，目前已初 步形成一个以能源工业为主，轻重工业并举，行业门类齐全，结构比 较合理的多元化支柱产业群。2.1.2 马村镇概况马村镇正在成为高平市的新型工业园区，该镇位于高平市西南， 距高平市区 12km。高平市南距晋城市 41 公里，北距长治市 64 公 里，至太原市 335 公里。全镇

24、属黄土丘陵地带，黄土覆盖、沟壑纵横，沁辉公路门前而过。境内交通便利，太长、长晋高速公路穿镜而过，距高平火车站 12公里。2.2 承办企业的基本情况山西兴高能源股份有限公司创建于 1996 年，在世界上首创“无 烟煤”大比例配煤炼焦工艺，是目前中国唯一一家被国家农业部、世 界银行全球环境基金、联合国开发计划署、联合国工业发展组织等四 家机构共同授予“中国乡镇企业节能与温室气体减排项目示范企业” 的炼焦企业。公司采用 QRD-2000 清洁型热回收捣固式炼焦炉，应用拥有自主 知识产权的无烟煤大比例配煤炼焦的专有技术，生产 I 级冶金焦炭和 II 级铸造焦炭，并回收炼焦工业余热进行发电。公司现有资产

25、总额 5 亿元，员工 300 余人，生产规模为年产焦炭80 万吨、年发电 1.2 亿度。 公司在生产全过程中严格控制污染物的产生和排放,在追求经济效益的同时,不忘保护环境,符合国家的产业政策和环保政策,在中国炼焦 界创立了清洁环保生产、资源综合利用的行业标杆,创造了炼焦与环境 的友好、构建了兴高与自然的和谐,被国务院发展研究中心等四部门共 同授予“优秀企业”；被山西省人民政府授予“山西省环境保护先进企业”；被山西省经济委员会授予“资源节约与综合利用示范企业”；被山西省环保局授予“绿色”企业，也是“山西省循环经济试 点企业”和焦化行业“十佳企业”。2.3 项目的由来 煤炭工业和焦化工业作为山西省

26、的支柱产业，在山西经济发展中占有举足轻重的地位。但也付出了环境恶化、资源浪费的沉重代价。 山西省政府和山西省有关部门，对山西省焦化工业的发展和环境保护 工作十分重视。十几年来，投入大量的人力和物力，加强资源综合利 用，推广机焦炉和清洁炉两大技术，提高炼焦技术水平，提高资源的 综合利用和环保水平，对山西省焦化工业的规划和发展起到了十分重 要的作用。为了贯彻国家有关产业政策，落实省委、省政府“治汾改焦”和 “建设山西清洁能源区”的总体战略方针，大力发展地方经济，扩大 炼焦煤资源，改善地区环境质量，山西兴高能源有限公司经过认真细 致的调研，决定建设与年产焦炭 80 万吨的炼焦工程相配套的 100t/

27、h 干法熄焦和 215MW 发电项目，并委托我公司编制该项目的可行性 研究报告。2.4 项目建设有利条件2.4.1 项目建设的有利条件2.4.1.1 政府支持 近几年来，随着改革开放的不断深入，为了加大招商引资的力度，广泛吸引资金，高平市不断加强投资环境建设。在硬环境方面， 城市建设日新月异。城乡供排水、供电设施配套齐全，街道宽阔平 直，四通八达。通讯网络完备、电话、移动通讯、国内国际全部入网。在软环境方面，市政府制定了一系列招商引资优惠政策，对于投资合作者，在平等互利的基础上提供最大优惠和方便，保护投资者的 合法权益。高平市各有关部门在项目用电、用地、用水及环保、安全、消防 等方面给予大力支

28、持，确保该项目顺利进行。2.4.1.2 外部条件优越 本项目建在高平市，拥有便利的铁路、公路交通运输条件，为炼焦煤料的运入及产品焦炭的运出提供了方便条件，发出的电可上网外供。在所选厂址马村镇，供水、供电、通讯及交通运输设施完善，厂址区域工程及水文地质条件均可满足要求，已具备很好的项目建设条 件。3 原料和产品31 原料本项目年需红焦由现有两组焦炉提供，干法熄焦炭为 91.32 吨/小时。3.2 产量1)干法熄焦项目的主要产品有焦炭、电等。 产品产量序号产品单位产量备注1焦炭t/a8000002发电量kWh/a107467.21032）第二组焦炉发电量。发电量序号产品单位产量备注1发电量kWh/

29、a107467.21034 厂址及建厂条件4.1 选址原则a) 符合高平市城市总体规划；b) 外部条件优越，水、电供应经济合理，交通运输方便，使工 厂的能源、物质合理流动；c) 尽量减少建筑物拆迁量，少占或不占良田，节省投资；d) 不干扰地区交通主干线及大型设施规划用地。4.2 厂址概况马村镇位于高平市西南，距高平市区 12km。 全镇属黄土丘陵地带，黄土覆盖、沟壑纵横，沁辉公路门前而过。境内交通便利，太长、长晋高速公路穿境而过，距高平火车站 12公里。4.3 地理位置、地形、地貌概况 厂址距太(原)焦(作)铁路、太(原)洛(阳)高速公路和长(治)晋(城)公路较近，运输条件良好。 天然河流走向

30、自西北向东南，主要有丹河、许河、大东仓河、小东仓河、东大河、永录河，多为季节河，本区有纵横排水渠道，以二 排干为干渠，地势北高南低，坡度为 0.5。4.3.1 工程地质 厂区地质构造主要为高角度正断层，偶见逆断层，褶皱部分形成反地形。详细工程地质待详勘后确定。4.3.2 地震烈度 根据国家地震局、建设部颁布的中国地震烈度区划图规定，建设场地抗震设防烈度属于 7 度范围。4.3.3 水文地质 高平市属黄河水系，主要河流有丹河，是沁河的最大支流。丹河及其支流均属季节性河流，非汛期即断流。此外，全市共有二十多条 季节性小河，大多为丹河的分支。全市地表水年平均径流量 4700 万 m3，一般汛期（6

31、月9 月）径流约占年径流量的 60%。高平市地下水按其类型可分为第四系孔隙水及基岩裂隙水两大 类。根据水位埋深及含水特征，地下水分为浅层水、中层水和深层水 三层。地下水来源以大气降水的垂直入渗为主，部分岩溶水由河川径 流的渗漏补给。地下水是本市的主要供水水源。全市地下水资源量为7000 万 m3，其中孔隙水 3040 万 m3，裂隙水 1220 万 m3，岩溶水2740 万 m3。4.3.4 厂区气象条件 厂址所属区域为暖温带季风气候。四季分明，冬长夏短，雨热同季，季风强盛。温差悬殊大，冬冷少雪，春旱风大，夏季多雨，秋高 气爽。厂区最多风向为北西风。极端最高气温 38.6 极端最低气温 24

32、年平均气温 9.8 年平均降水量 617.1mm 年最大降水量 827.2mm 年最小降水量 426.2mm 最大积雪厚度 140mm 最大风速 10m/s常风向及频率S,11.08%SW,9.16%最大冻土深度560mm年无霜期177d4.4 厂区外部条件4.4.1 交通运输 高平市北临长治，南靠晋城，太(原)焦(作)铁路、太(原)洛(阳)高速公路和长(治)晋(城)公路、沁(阳)辉(县)公路等越境而过，为项目原 料和产品的运输提供了极为有利的条件。4.4.2 供水生产新水用量为 85m3/h，供水接自焦化厂给水系统。4.4.3 排水 本项目无生产污水外排。生活污水处理后和雨水经排水管网外排。

33、4.4.4 供电本项目供电由马村镇 110kV 变电站双回路引入，电源送至中央变 电所，可保证生产生活等设施供电。5 工艺流程与设备选择5.1 运焦系统5.1.1 概述 目前厂内已有配套湿法熄焦的露天筛贮焦系统，当采用干法熄焦时，需配套新建运焦系统把干熄后的焦炭运至现有的筛贮焦系统，该 运焦系统由带式输送机及相应的转运站等设施组成。5.1.2 运焦系统运焦系统是配合 100t/h 干法熄焦装置而设计的。干熄后的焦炭通 过带式输送机、转运站进入现有的筛贮焦系统。为满足干法熄焦装置 生产的需要，运焦系统带式输送机带宽 1000mm，能力 120t/h，并采 用耐热胶带，耐热温度 200C。5.1.

34、3 焦场改建 现有焦场需新建防雨和挡风设施，以满足周边环境的要求和保证干熄后焦炭对含水量的要求；干熄后的焦炭含尘量较大，对环境产生 新的粉尘污染；因此应对通廊、转运站、筛焦楼等进行除尘改扩建， 增加投资。焦场改建项目及筛运焦系统的除尘改建的方案应另行设 计。5.2 干法熄焦装置5.2.1 概述 山西兴高能源股份有限公司焦炉为热回收焦炉，设计年产焦炭80 万吨，小时焦炭产量 91.32 吨，拟建设一套干法熄焦装置，处理能 力为 100t/h。当干法熄焦装置年修或出现故障时，利用现有的湿法熄 焦系统作为备用。5.2.2 干法熄焦装置主要工艺参数5.2.2.1 焦炉基本工艺参数焦炉配置 280 孔热

35、回收焦炉 单孔焦炭产量（干全焦） 40t 焦炉周转时间 70h 小时焦炭产量（干全焦） 91.32t 焦炉年产量（干全焦） 约 800,000t 每孔炭化室操作时间 约 22min 焦炉紧张操作系数 1.075.2.2.2 干法熄焦装置基本工艺参数干熄站配置1 套干法熄焦装置 焦炭处理能力 100t/h 入干熄炉焦炭温度9501050 干熄后焦炭温度平均 205以下 干熄时间2h 焦炭烧损率 1% 入干熄炉的吨焦气料比约 1380m3/t 焦 循环气体最大流量 约 150000m3/h 循环风机全压约 13.6kPa 进干熄炉循环气体温度130 出干熄炉循环气体温度 900980 焦炉检修制度

36、 4 次/d，1h/次预存室允许中断供焦时间的长短1.5 h干熄炉操作制度24h 连续，340d/a，年修 25d/a5.2.3 干法熄焦工艺流程 装满红焦的焦箱车由电机车牵引至提升井架底部。提升机将焦箱提升至干熄炉炉顶，通过装入装置将焦炭装入干熄炉内。在干熄炉中 焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至平均 205以下，经 排焦装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。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，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 900980，经一次除尘器除尘后进入干法熄焦余热锅炉换热，温 度降至 160180。由锅炉出来的冷循

37、环气体经二次除尘器除尘后， 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。 干法熄焦装置的装料、排料、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进入干法熄焦地面站除尘系统，进行除尘后放散。5.2.4 干法熄焦装置的布置 干法熄焦装置布置在焦炉的炉端台侧，干熄炉锅炉中心线垂直于熄焦车轨道中心线。干法熄焦装置的提升井架横跨在熄焦车轨道上 方,提升机直接提升焦箱。为方便提升机及装入装置中部分设备的维护检修，在提升机上 设置一台检修用电动葫芦；为方便排焦装置中各设备的维护与检修，设有必要的检修平台及检修通道。为方便巡检及

38、检修人员的操作，在干熄炉构架的一侧设置了电梯及人行走梯。5.2.5 主要工艺设备的功能及规格 本工程的干法熄焦系统是北京华泰焦化工程技术有限公司根据热回收焦炉与顶装焦炉不同出焦方式等特点，针对整个干法熄焦系统的 工艺控制系统，设备本身（包括焦箱运载车，装入装置，提升机等） 及设备操作程序等关键技术而开发研制的一种新型干法熄焦系统。随着干法熄焦国产化工作的进展及国内干法熄焦工程的不断建 设，干法熄焦装置中关键设备的国产化程度也在不断提高。经国内各 制造厂对引进设备的消化吸收和不断的科研攻关，大部分关键设备 已在国内建设的干法熄焦装置中投入使用。为确保干法熄焦装置长期安全稳定的运行以及技术上的先进

39、性，部分关键设备如装入装置 用电动缸排焦装置用振动给料器拟从国外引进；其它国产化设备中 的关键部件如：提升机中的钢丝绳轴承提升电机变频调速装置PLC 装置及检测系统等也采用国外产品。 主要工艺设备的配置见下表序号名 称、规 格单位数量备注1电机车台12运载车台13焦箱个24装入装置套1其 中 电 动 缸 引 进（含变频调速器）5供气装置套16干熄炉壳体套1序号名 称、规 格单位数量备注7一次除尘器台18二次除尘器台1多管旋风9提升机台110循环风机台1引进（含电机、变频调速器、振动监测系统）11排焦装置套1振动给料器,旋转密封阀引进12高温补偿器套213电梯台15.2.5.1 红焦输送系统红焦

40、输送系统将炭化室中推出的红热焦炭运送至干熄炉炉顶，并 与装入装置相配合，将焦炭装入干熄炉内。主要设备包括干法熄焦车（含焦箱及运载车）及提升机等，本工程采用了北京华泰焦化工程技 术有限公司自主研发的新型红焦输送系统。当干法熄焦装置年修或出现事故时，采用现有的湿法熄焦系统。5.2.5.1.1 干法熄焦车 本工程干法熄焦车为北京华泰焦化工程技术有限公司自主研发的新型干法熄焦车。干法熄焦车运行在焦炉焦侧的熄焦轨道上，完成开 启炉门、接焦、运焦等工作。主要由启闭炉门机构、焦箱、走行机 构、运载车架、电气、液压站等部分组成。该干法熄焦车的主要技术 规格为：数量1 台 轨距12000mm轨型QU100（a）

41、矩形焦箱 焦箱主要由箱体、外框架和两侧闸门启闭系统等组成。箱体由钢板、型钢构架和耐热耐磨衬板等构成。外框架两侧设有导向辊轮供提 升机升降导向。焦箱的主要技术规格为：数量1 个 焦箱形式长方体 卸焦方式两侧闸门自动开启式 结构型钢与钢板焊接结构 焦罐有效容积约 40t 焦炭b) 运载车架运载车主要由车体、制动器、防倾挡轮等组成。主要技术规格为：数量 1 台轨距 12000mm 轨型 QU100 c) 电气液压部分电气液压部分负责完成开启炉门、连锁、走行等工作。主要技术 规格为：最大走行速度 190m/min电气总功率 270Kw5.2.5.1.2 提升机运行于提升井架及干熄炉构架两侧轨道上的提升

42、机，负责提升和 操作焦箱。提升机按设定的程序在提升井架下顺序完成合拢吊钩、吊 起满焦箱等动作，并将它提升到井架顶部预定位置，同时干熄炉顶部 的电动装置将干熄炉炉盖打开并把装入装置对准炉口，待焦箱一侧闸 门自动打开，提升机将焦炭装入干熄炉内。装焦动作完成后，提升机 将空焦箱复位，焦箱侧门关闭，将空焦箱放下，顺序完成将空焦箱置 于焦箱运载车上张开吊钩等动作，完成一个工作循环。提升机主要由提升装置安全装置吊具钢结构主框架提升 导轨机械室及平台走梯等组成。提升机由 PLC 与其他设备联动， 车上无司机操作。提升机的主要技术规格为：数量 1 台 型式 桥式专用吊车（室外） 工作级别 A8 轨距 1210

43、0mm为方便提升机及装入装置中部分设备的维护与检修，在提升机的 机械室外部框架上设置一台检修用电动葫芦。其主要技术规格为：数量 1 台 类型 悬吊式电动葫芦 额定荷重 3t此外，为方便提升机内各部件的维修与更换，在机器室内也设置 了一台可在两个方向走行的手拉葫芦，以便将部件移至机器室外的平台，再由设置在提升机机械室外部框架上的检修用电动葫芦将其吊至地面外运检修。5.2.5.2 干熄炉及供气装置5.2.5.2.1 干熄炉5.2.5.2.1.1 干熄炉及其外壳 干熄炉为圆形截面的竖式槽体，外壳用钢板制做，内衬耐磨粘土砖及断热砖等。在干熄炉内，从顶部装入的红热焦炭与从底部鼓入的 冷循环气体逆向换热，

44、将焦炭温度从 100050降至平均 205以 下。干熄炉上部为预存室，中间是斜道区，下部为冷却室。设置在预 存室外的环形气道通过各斜道与冷却室相通，环形气道的出口与一次 除尘器的进口相连。预存室设有料位检测装置，还设有压力测量装置 及放散装置；环形气道设有空气导入装置；冷却室设有温度、压力测 量孔及人孔、烘炉孔等。干熄炉的主要技术规格为：数量 1 座 预存室容积 约 350m3 允许最大中断供焦时间 1.5h 正常生产时焦炉检修制度 4 次/d，约 1 h /次 正常生产时干熄炉的处理能力 91.32t/h 入炉循环气体的吨焦气料比 约 1380m3/t 焦5.2.5.2.1.2 干熄炉及一次

45、除尘器砌体用耐火材料 干熄炉砌体属于竖窑式结构，是正压状态的圆桶形直立砌体。炉体自上而下可分为预存室斜道区和冷却室。预存室的上部是锥顶。其装焦口因装焦前后温度波动大，且磨损严重，应采用热稳定性极好并抗磨损的砖。中部是桶形结构，下部是 环形气道。环形气道是由内墙及环形道外墙组成的两重圆环砌体。内 墙既要承受装入焦炭的冲击力和强烈的磨擦，还要防止预存室与环形 气道的压差窜漏，因而采用带沟舌的高强度砖。斜道区的砖逐层悬挑，承托上部砌体的荷重，并逐层改变气体流 通通道的尺寸。因该区域温度频繁波动，冷却气流和焦炭尘粒激烈冲 刷，砖体容易损坏且损坏后极难更换。因此，对内层砌体用砖的热震 性抗磨损和抗折强度

46、要求都很高。圆桶形的冷却室虽然结构较简单，但它的内壁要承受焦炭强烈的 磨损，是最易受损害的部位，虽然几次更换工作面层的耐火材料，但 均未取得满意的效果。一次除尘器采用重力沉降方式，阻力损耗小，槽体体积庞大。槽 顶部及挡墙底部均采用砖拱结构，结构简单，强度大。生产中尚未发 现损坏。根据干熄炉各部位不同的操作环境和特点，特选用下述研发的几 种耐火砖和配套泥浆：由于干熄炉装焦口焦炭磨损严重温度变化大；斜道区要承载上 部砌体的荷重，并能在温度频繁波动的条件下抵抗气流的冲刷和焦炭 粉尘的磨损，且不易翻修，因此选用了耐冲刷耐磨、耐急冷急热性 能极好，且抗折强度极大的莫来石碳化硅砖以及配套泥浆砌筑。预存室直

47、段要承受热膨胀和装入焦炭的冲击力和磨擦，一次除尘 器拱顶内侧和上拱墙要承受气流的冲刷和粉尘的磨损，因此选用了耐 冲刷、耐磨、耐急冷急热性能好的 A 型莫来石砖和配套泥浆。冷却室磨损最大，温度变化也较为频繁，因此选用高强耐磨、耐急冷急热性能好的 B 型莫来石砖和配套泥浆。5.2.5.2.2 供气装置安装在干熄炉底部的供气装置，将冷循环气体均匀地供入冷却室 内，并可使炉内焦炭均匀下落。它主要由锥体、风帽、气道和周边风环等组成。中央风帽为伞形 结构，风帽的供气道为十字气道。底锥段的外围是气体分配室，分上 下两层，上层以周边风环的形式向锥斗的中部供气，下层向伸入炉内 的水平十字风道供气。为了减少焦炭流

48、动时对锥斗壁、十字风道和风 帽的磨损，壁面衬铸铁板。在干熄炉底锥段出口处设置挡棒装置，可 调节焦炭均匀下料。型式 两层伞装结构 数量 1 套 上、下锥斗及水平气道 Q235-A5.2.5.3 装焦系统本工程采用专为热回收焦炉研发的新型装焦系统。 该装焦系统安装在干熄炉炉顶的操作平台上，主要由装入装置,布料装置,炉门启闭装置组成。装焦时能自动打开干熄炉炉口，同时装入 装置与布料装置一起，使焦炭均匀地落入干熄炉内。装焦系统上设有 集尘装置，使装焦时粉尘无外逸。装焦系统的主要技术规格为：型式新型装焦系统 数量1 套开闭炉盖所需时间（单程） 约 30s电机功率 约 20kW5.2.5.4 排焦装置 排

49、焦装置位于干熄炉的底部，将干熄炉下部已冷却的焦炭连续密闭地排出。它是由平板闸门电磁振动给料器格式密封阀和排焦溜 槽等设备组成。冷却后的焦炭由电磁振动给料器定量排出，送入旋转密封阀，通 过旋转密封阀的旋转在封住干熄炉内循环气体不向炉外泄漏的情况 下，把焦炭连续地排出。连续定量排出的焦炭通过排焦溜槽送到带式 输送机上输出。5.2.2.4.1 平板闸门 平板闸门安装在干熄炉的底部出口。正常生产时，平板闸门完全打开；在年修或排焦装置需要检修时，关闭平板闸门切断干熄炉底部 的焦炭流。平板闸门的主要技术规格为：数量 1 台 口径 1100mm 电动头功率 2.2kW5.2.5.4.2 电磁振动给料器 电磁

50、振动给料器是焦炭定量排出装置，通过改变励磁电流的大小可改变焦炭的排出量。电磁振动给料器是由料槽、电磁振动体、减振 器、控制器组成的。料槽向下倾斜，内侧衬有不锈钢耐磨衬板。电磁振动体向上倾斜，减振器采用四点弹簧下支撑。料槽部分设有密封罩，通过入口、出口的补偿器与上下设备连接。主要技术规格为： 数量1 台类型电磁型 处理能力30175t/h 功率 17.8kVA 内衬材质不锈钢及高铬铸铁注：为方便安装与检修，该振动给料器不带外壳，机旁 1m 处的 噪音可能会超过 90dB，但该区域无操作岗位。振动给料器安装在一 台可移动的台车上，检修时沿铺设的轨道推出至检修平台。为方便振 动给料器的安装与检修，在

51、振动给料器的上下端设置了补偿器；在 振动给料器与格式密封阀之间，还设有一个小的连接溜槽。5.2.5.4.3 旋转密封阀 格式密封阀把振动给料器定量排出的焦炭在密闭状态下连续地排出。其主要技术规格为：数量 1 台 型式 多斗格式密封排焦 排出量 正常约 90t/h，最大 120t/h 叶片数量 8 个 传动装置 与电动机直接相连驱动 电动机功率 5.5kW 衬板 复合耐磨衬板为方便安装与检修，格式密封阀固定在一台可移动的台车上，上下端均设置了补偿器，检修时沿地面铺设的轨道推出外运检修。此 外，格式密封阀还附带了润滑用自动给脂装置。自动给脂泵定时定 量地向格式密封阀的轴承和密封环提供润滑脂。自动给

52、脂泵的主要技术规格为：数量 1 台 流量 约 37ml/min 压力 约 21MPa5.2.5.4.4 排焦溜槽 排焦溜槽是将格式密封阀排出的焦炭送至带式输送机的设备，以保证干法熄焦装置的连续正常运转。 排焦溜槽的主要技术规格为：数量 1 台 型式 单叉式 溜槽本体 Q235-A 内衬材质 高铬铸铁5.2.5.5 气体循环系统 气体循环系统布置在干熄炉中部环形气道出口（即热循环气体出口）与干熄炉下部供气装置入口（即冷循环气体气体入口）之间。从 干熄炉环形气道排出的 900980循环气体经一次除尘器重力沉降除 去粗粒焦粉或焦块后，进入干法熄焦锅炉换热，温度降至 160180。由锅炉出来的冷循环气

53、体，经二次除尘器除去粒度更小的粉尘 后，由循环风机加压后送入干熄炉内循环使用。在循环风机与干熄炉供气装置间设置了热管换热器，由锅炉的低温给水将进入干熄炉的循环气体温度降至约 130左右。 在干熄炉内循环气体与焦炭的逆流换热过程中，高温焦炭与循环气体发生化学反应造成焦炭烧损；预存室中的焦炭析出残余挥发份， 都使得循环气体中可燃组份的浓度不断增加。当可燃组份的浓度超过 爆炸极限就有爆炸的危险。为保证干法熄焦装置生产操作的安全性， 必须有效控制循环气体中可燃组份的浓度。采用向系统内补充空气将 循环气体中的可燃组份完全燃烧的方法，既可以保证系统的安全，又 可以提高蒸汽产率。因不断地向系统内补充空气，使

54、得气体流量不断 增加，通过循环风机后的自动放散装置可将多余气体放散。在干熄炉与一次除尘器之间，以及一次除尘器与干法熄焦锅炉之 间设有高温补偿器，并内衬耐火材料；在干法熄焦锅炉后的循环气体 管路上也设有多个低温补偿器和防爆装置。风机前的循环气体管路上 设有温度、压力、流量测量及补充氮气装置；风机后的循环气体管路 上也设有压力测量及补充氮气装置，还设有循环气体成分的自动分析 仪。在干熄炉入口的循环气体管路上还设有手动翻板以调节供气装置 中周边风环和中央风帽的送风比例。气体循环系统的主要设备有一次除尘器、二次除尘器、循环风机 及热管换热器等。5.2.5.5.1 一次除尘器 一次除尘器为重力沉降槽式除

55、尘装置，用于除去循环气体中所含的粗粒焦粉。 一次除尘器主要由壳体金属支承构架及砌体构成，工作在负压状态。外壳由钢板焊制，并设有托砖板。为提高一次除尘器的除尘效率，在除尘器中设有挡墙。一次除尘器的底锥部出口分隔成漏斗状，下面连接两叉溜槽以将焦粉导入冷却套管。下部带水夹套的排粉焦管 道可将高温焦粉冷却至 300以下。一次除尘器上设有人孔，还设有 温度测量装置压力测量装置等。一次除尘器的主要技术规格为：数量 1 套 类型 带挡墙的重力沉降式 循环气体温度 900980 循环风量（最大） 约 150000m3/h 进入干法熄焦锅炉的焦粉含量 812g/m35.2.5.5.2 二次除尘器二次除尘器采用了

56、适合于干法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/m3，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。多管旋风二次除尘器主要由单体旋风器旋风子（外套筒）固定 板导气管（内套筒）固定板外壳下部灰斗及进出口变径管等构 成。此外，二次除尘器上还设有人孔防爆装置料位计掏灰孔及 焦粉排出装置等。各单体旋风器由旋风子导气管及导向器组成，检 修更换极为方便。各单体旋风器的旋风子及导向器因采用高铬合 金，并增加了易损部件的壁厚，大大提高了其耐磨性，从而延长了使 用寿命。

57、多管旋风二次除尘器的主要技术规格为：数量1 套结构形式轴流式多管旋风除尘 循环气体温度160180 循环风量（最大） 150000m3/h 出口含尘量1g/m3 以下（其中小于 0.25mm 的粉尘占 95%以上）阻力1150Pa5.2.5.5.3 循环风机 安装在二次除尘器与热管换热器间的循环风机把闭路循环的气体加压后源源不断地送入干熄炉内循环使用。主要技术规格为： 型式双吸式双支撑离心风机 数量1 台 循环风量（最大）约 150000m3/h 风机全压约 13.6kPa入口压头-5000Pa 出口压头+8600Pa 风机入口气体温度150170(风机耐热温度 250) 循环气体密度 约 1

58、.32kg/m3 循环气体含尘量1g/m3 以下 噪音(使用隔音材料后)85dB 以下(机旁 1 米处) 操作方式机旁、集中控制室手动操作附件电动机入口电动挡板(含电机)及检测控制元件等。5.2.5.5.4 热管换热器热管换热器安装在循环风机出口至干熄炉入口间的循环气体管路 上，用锅炉给水与循环气体进行换热，从而降低进入干熄炉的循环气 体的温度并强化干熄炉的换热效果。从循环气体中回收的热量用来加 热锅炉给水，节约了除氧器的蒸汽耗量从而节约整个干法熄焦装置的 能耗。为避免换热器内换热管的外壁发生腐蚀，影响换热器的使用寿 命，本工程采用了高效热管换热器。热管换热器是由多个换热管及上下气室组成的。热

59、管传热的原理是：热管的一端为蒸发段，置于高 温侧-流动的循环气体中；另一端为冷凝段，置于低温侧-流动 的锅炉给水中。当热管的蒸发段从循环气体中吸热时，热量经管壁传 到管内工质中，工质便迅速汽化蒸发。再借助压差，使工质蒸汽经 热管的中心通道迅速传到冷凝段，在此蒸汽凝缩成液体，释放出潜 热，并通过管壁将热量传递给外部的锅炉给水。在重力作用下，液态 工质便回流到蒸发段。通过这种“蒸发传输冷凝”的反复循环， 将热量从循环气体中传输至锅炉给水。热管换热器的主要技术规格为： 型式多排斜管式（下端：热风；上端：锅炉低温给水） 数量1 套 外形方形 循环气量（最大） 150000m3/h 入口循环气体温度16

60、0180出口循环气体温度 约 130阻力 700Pa5.2.5.5.5 电梯 为方便巡检及检修人员的操作，在干熄炉构架外设置电梯。其主要技术规格为：数量 1 台 荷载 600kg 额定速度 1.0m/s 停机位 5 层 5 站 5 门 机房位置 井道上方 开门方式 中分式开门 电梯外壳直径 3000mm5.2.6 干法熄焦装置的环保措施干法熄焦装置采用了较完善的密封除尘措施：装入装置、排焦装 置、预存室放散及风机后常用放散等处排出的烟尘均进入干法熄焦地 面站除尘系统除尘后放散，而且对噪声也采取了一定的控制措施。5.2.6.1 干熄炉炉顶装焦时的捕尘措施 干熄炉炉顶装焦口设置了环形水封座，装焦时