763米捣固焦炉炼焦车间工艺设计 毕业设计

题 I计算，计算得出，孔数为2×65,烟囱高fcokingworkshop,thedesignandresearchofcokeovenareverythesectionincludedthelayoutofcoal-preparationworkshop,acalcuheightwerecalculated.Onthebasisofthecalculation,thenumberofthecarbonizationandauxiliarymechnicequipmentsofthecokeovenwerealsochosen,aKeywords:Cokeoven;Tamping;Coalblending;Coking;Processdesign 11.1焦化行业背景 12文献综述 32.1我国炼焦煤源现状 42.2为什么要发展大容积焦炉以及大容积焦炉有哪些优势? 52.3国内外大容积焦炉发展状况及趋势 2.4大容积焦炉高向加热均匀性的研究及改善不均匀加热方法 2.4.1高向加热不均匀性产生的原因 2.4.2改善焦炉高向加热均匀性方法 2.5大容积焦炉存在的不足与缺陷 2.6选择捣固炼焦原因 2.7捣固炼焦优势以及推行捣固炼焦可行性 2.7.1捣固炼焦优势 2.7.2我国推行捣固炼焦的可行性 2.8捣固炼焦成焦机理 3原料与产品 23.1我国炼焦煤资源与煤质特点 3.2配煤方案的确定 3.2.1配煤的意义及要求 3.2.2配煤方案的选择 3.3选用的原料煤性质以及相应的配合煤质量 3.3.1原料煤性质 3.4原料煤、蒸汽、电、水、煤气的年耗量 3.4.1配合湿煤的年耗量 3.4.2蒸汽，电，水，煤气的年耗量 3.5焦炭质量估计，全焦及各级焦炭年产量 3.5.1焦炭质量估计 3.5.2全焦及各级焦炭年产量 3.6出炉煤气组成及净煤气年产量 4备煤工艺概述 4.1备煤工艺流程选择 4.2备煤车间的工段组成和平面布置 5炼焦车间工艺 5.1炼焦车间工艺方案 5.1.1炼焦生产工艺选择 5.1.2炼焦车间与其他车间的相对布置 5.1.3焦炉炉型和炭化室尺寸的对比，论证及选择 5.1.4各专业车辆的台数(操作台数及备品或备件)及配置 5.1.5炉组布置，炉间台、炉端台的尺寸及各层空间的利用 5.1.6各种管道以及烟道、烟囱位置讨论 5.1.7干熄焦装置 6.1.1焦炉机械 6.1.2筛分设备 6.2.1护炉设备的构成与作用 6.2.2纵向护炉设备 6.2.4焦炉常用的弹簧规格 6.2.5焦炉埋置铁件 6.3.1集气系统及辅助管道的作用及结构形式 6.3.2集气管径的计算及选择 6.4.1加热煤气设备 6.5.1交换开闭器 7主要技术操作与生产控制技术 7.2焦炉的加热制度 7.2.1焦炉的加热制度 7.2.2温度制度 7.2.3压力制度 7.3焦炉正常操作中的主要规定 7.4焦炭质量检查项目、检查制度及取样地点 8生产辅助设施及其他 8.1生产辅助设施 8.1.1总图运输 8.1.3通风采暖除尘 8.1.4热力 8.1.5给水排水 8.1.7工业仪表及自动化 8.2工程概算 8.3环境保护 8.4劳动安全 9焦炉重要经济指标 1烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-10化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的2①焦炭半焦(兰炭)应参照YB/T034-92标准。硫酸铵符合GB535-1995标准(一级品);粗焦油符合YB/T5075-1993标准(半焦所产焦油应参照执行);粗苯符合YB/T5022-1993标准. 焦化生产企业应达到《焦炭单位产品能耗》标准(GB21342-2008)和以下指标：项目常规焦炉热回收焦炉半焦(兰炭)炉综合能耗(kgcelt焦)≤260*1(内热)≤230*1(外热)煤耗(干基)t/t焦吨焦耗新水m³/t焦焦炉煤气利用率—水循环利用率%炼焦煤烧损率% (外热)。3③固(液)体废弃物(950---1050摄氏度)、中温炼焦、低温炼焦等三种方法。冶金行业一般采用高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品。产品焦炭可作高炉冶炼的燃料，也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气；可用于制造生产合成氨的发生炉煤气，也可用来制造电石，以获得有机合成工业的原料。在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品，并获得净焦炉粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。净焦炉煤气可供民用和作为工业燃料。煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。炼焦化学工业的产品已达数百种，我国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品，这对我国的国民经济发展具有十中国是焦化产品生产、消费以及出口大国，焦化产品广泛用于化学工业、医我国的焦化工业已经取得了巨大成就。仅在2010年，我国的焦炭产量达到38757万吨，同比增长9.13%,其中冶金焦炭36700万吨，占94.69%。焦炭产量的快速增长导致炼焦煤供应紧张，特别是优质炼焦煤供应更加紧张，炼焦煤价格大幅度攀升。同时高炉大型化，喷吹煤粉等强化冶金技术的应用，使得焦比大幅下降，426%(2675亿吨),至2001年底，中国炼焦煤种探明可采储量为660亿吨。气煤，1/3焦煤在炼焦煤查明储量中约占46%,而配煤的主要组分焦煤只占24%左右，肥2.1中国炼焦煤资源分布煤种占煤炭查明资源储量占炼焦煤查明资源储量瘦煤，贫瘦煤焦煤肥煤，气肥煤气煤，1/3焦煤合计占全国炼焦煤储量的57.37%。炼焦煤储量居第二位的为华东区(114亿吨),占全国炼焦煤储量的17.24%,居第三位的为西南区(69.66亿吨),东北，西北和的平均灰分约为10.5%(国外精煤灰分平均为6%-8%)。我国入洗原煤的灰分一般为20%-30%:少数达30%-40%。示，焦煤，肥煤精煤分别占27.3%,13.8%,气煤，1/3焦煤精煤占50.9%,瘦煤精煤约占8.0%。2.22003年重点炼焦煤洗煤厂精煤按煤种分布及平均灰分，硫分煤种平均灰分Aa/%平均硫分W.(St)/%焦煤气煤，1/3焦煤我国含硫高的焦煤约占焦煤总量的20%。在炼焦煤的储量中，肥，焦，瘦煤的硫分较高，其中高硫煤分别占本煤种的48.0%,29.6%和56.4%。即储量中有一半5一座炭化室高6米，长12.5米，宽450mm的焦炉。现在有许多焦炉炭化室的容积已达到40m3,有的甚至达到50m3.由此可见，焦炉正趋于向大型化发展。经过总结和分析计算，证明焦炉大型化有许多优点。随着炼焦工业的发展，焦炉日趋大型化和现代化，焦炉炭化室的高度从4m左右增加到6m、7m、7.63m,甚至达到8m或8.65m,长度从13m增加到17m,18m,个别达到20.8m,容积从25m3左右增加到40m3,50m3,80m3,,最大可达100m3,以上；建设大容积焦炉，也就是建设大型焦炉，可降低基建投资和操作费用，增加焦炭产大型化与富氧喷吹技术的发展对焦炭的机械性能和高温反应性和反应后强度提出单热下调式大容积焦炉，7m焦炉炉体采用高低灯头、蓄热室长向分格和空气下调构和工艺参数比较见下表2.3。6单位6m焦炉7m焦炉7.63m焦炉1生产规模设计能力焦炉孔数孔2炉体主要尺寸炭化室全高炭化室有效高炭化室全长炭化室有效长炭化室平均宽炭化室锥度有效容积加热水平立火道个数个0蓄热室分格情况不分分格3焦炉用耐材量1座焦炉用耐材量吨砖型总数个91座焦炉用硅砖量吨4主要工艺参数装入煤水份%装炉煤密度成焦率%周转时间h25~25.7每孔焦炭产量吨7表2.46m,7m和7.63m焦炉的机械配置与机车性能对比表(以220吨/年为基准)序号6米焦炉7米焦炉7.63米焦炉1焦炉机械配置推焦车3台3台2台拦焦机4台4台2台装煤车3台3台2台熄焦车(含电机车)4台4台2台液压交换机4台4台2台设备总重(吨)焦炉机械性能对比与自动化水平比较推焦力测定、推焦杆自动测温技术无无有手动拉出手动拉出设有柴油发电机，电动绞车推焦电机调速涡流调速涡流调速变频调整平煤电机调速涡流调速涡流调速变频调整拦焦车轨道布置方式焦侧操作台上焦侧操作台上熄焦车轨道两侧熄焦车形式与熄焦方式常规湿熄焦或低水分熄焦车常规湿熄焦或低水分熄焦车CSQ车，主要底部进水熄焦装煤烟尘控制方式导套与装煤孔不完全密封，允许部分空气与烟气混合通过煤车管道进入地尘，装煤90s,装煤过程需平煤，机侧小炉门冒烟冒火严重。导套与装煤孔不完全密封，允许部分空气与烟气混合通过煤车管道进入地尘，装煤90s,装煤过程需平煤，机侧小炉门冒烟冒火严导套密封无烟装煤，装50s,装煤车保证在同步装煤时，每个装煤孔处的装煤精度250mm,装煤过程不平煤减少机侧烟尘污染。炉顶除尘采用地面站干式除尘，与地面站接口采用地面站干式除尘，与地面站接口采用上升管单孔压力自动调节系统PROVEN与装8为翻板阀为翻板阀煤车配合完成消除装煤炉盖、炉座清扫及泥浆密封装置人工人工设置炉盖、炉座清扫及泥浆密封装置，使导套及炉盖密封确保装煤及结焦时炉顶平煤余煤料斗计量装置无无余煤料斗设置，可以测量装煤车实装煤导套压力控制方式无无设置导套压力传感器，确保装煤过程中导套始终与炉座密走行制动方式电液推杆电液推杆动。液压缸驱动盘式制动制走行对位控制方式人工控制人工控制自动对位控制方式，操作人员辅助四大车联锁控制滑线联锁滑线联锁以太网无线通迅联锁控液压系统泵为叶片泵，油缸为集成行式，精度高泵为叶片泵，油缸为集成行式，精度高泵为恒压变量柱塞泵，油缸为外置式地面上各车电源方式各车均采用滑线导轨式。各车均采用滑线导轨式推焦机、拦焦机采用电缆卷筒，熄焦车、装煤9采用滑线车4.1.1按年产220万吨焦炭产量计算，采用7.63米焦炉，每天出焦124次，7米焦炉每天出焦223次，7米焦炉每天出焦282次，可减少推焦时产生的大量烟尘；同时7.63米焦炉密封长度比7米焦炉少1400米，比6米焦炉少2600米，相应减4.1.27.63m焦炉采用单个炭化室压力控制Proven系统，确保在整个周转时间内炭化室压力的稳定，减少了炉门、装煤口等处烟尘的外逸；而7米焦炉与6米焦4.1.37.63m焦炉炉体采用3段加热和废气循环，炉体高向加热均匀，废气中的氮4.1.47.63米焦炉湿熄焦系统采用CSQ技术，采用特殊配置的翅状阻挡式分离器4.2投资比较采用7.63m焦炉，吨焦投资约890元；6m焦炉焦投资约750元，按年产220万吨焦计算，7.63m焦炉总投资多投资2.9~3亿元。主要是因为7.63m焦炉由德国伍德(Uhde)引进技术(包括自动化技术),并且德2.3国内外大容积焦炉发展状况及趋势近几年来，国内外大型焦炉发展的标志是：炭化室高由4m左右增到6m-8m,长由13m左右增到16m-17m,每孔炭化室的容积由25m³左右增加到50m³左右，每孔一次装煤量由20t增加到40t。当前，6m高以上的焦炉约有5000多座。其中如日斯公司设计的8m高的焦炉为最大，其参数见下表2.5。表2.5德国考伯斯公司8m高焦炉的参数方案一方案二炉孔数炼焦温度/℃结焦周期/h炭化室一次装煤量/t每孔炭化室生产能力/t/d昼夜推焦数操作人员数99宽，高合适尺寸进行研究。综合各种研究结果，今后焦炉大型化发展的趋势大体稳定在如下的水平上；炭化室高度在7m左右，炭化室长度不会超过17m,炭化室2.4大容积焦炉高向加热均匀性的研究及改善不均匀加热方法道高向和沿长度方向供热能满足要求，即火道上下温度均匀。如果焦饼沿焦炉高向加热不均，会使焦碳粒度均匀性和耐磨性降低、耗热量增加、焦炉操作困难，及因焦饼加热落后部分收缩不好而增加推焦阻力等。现在设计投产的焦炉，炭化上的焦炉投入生产。因此，研究影响焦炉高向加热的各种因素及不同炭化室高度接触混合。加热煤气与空气在立火道中燃烧过程所耗用的时间是参加燃烧的各成分加热到燃点，可燃成分与氧会合和完成燃烧反应所需时间的总和。在立火道温度很高的条实践中都能体会到焦侧火焰往往长于机侧；在较短的结焦周期下操作，其火焰较长；废气循环可以拉长火焰等等。这是因为：(1)焦侧立火道断面比机侧小，而气体流量体流动速度增加等原因使其火焰拉长。3炉墙传热：加热煤气在立火道内燃烧所产生的热量经过炭化室墙才能传给煤料。热水平高低以及分段加热等对焦饼高向加热均匀性有影响。斜道区和蓄热室结构要求，其立火道底部的循环孔斜道和灯头的相对配置见图2.1。室煜党图2.1斜道口，灯头和循环孔配置造成焦炉用不同煤气加热时，焦饼高向加热有较明显的差别，并且随着炭化室高度的增5焦炉装煤，平煤操作的影响焦炉装煤若堵眼、没平透，大型焦炉平煤杆拖尾现象T—气体绝对温度墙温度。上述问题应采取如下措施：表2.6使用混合煤气前焦饼中心温度变化时间作饼中心温度℃焦饼上下温度差售饼中下温度差上中下上中下机焦测析侧焦测纯焦炉煤气加热混用22%高炉煤气筹值93从上表看到，使用混合煤气后，焦饼上下加热均匀性有明显改善，焦饼上下温差减小了44℃,中下温差减小22℃,使用混合煤气后，加热煤气量增加了，可降低砖各火道煤气量正确分配。一般喷嘴平均直径与砖煤气道直径之比为0.55—0.65。但是喷嘴的直径不宜过小，否则会因煤气出口阻力过大而使砖煤气道压力过高，而引炉的原灯头上加上260mm高的灯头(即高于废气循环孔),并进行靠近循环孔与远离循组别立火道上下温关焦饼上下温差空气过剿系数试验前年高亚循环孔灯头个部加扁后Ⅱ远出错环孔灯头加高前远离循环孔灯头加高后煤气的混合，从而使火焰缩短。灯头加高后(过循环孔),避免了上述现象，降低了差改变62℃,后者改变40℃;这主要是靠近循环孔灯头加高后，循环过来的废气将空气剩系数，用a表示。a=实际空气量(L实)/理论空气量(L理)a的选择对焦炉加热十分重要，它的大小反映了上升火道内氧浓度的高低。氧浓度越高，燃烧愈快，火焰愈短；反之，则火焰长。a大，废气量就多，废气带走的热量也多；a过小时，由于燃烧不完全，可燃成分随废气排出，故a不足和a过大时均会增加煤气耗量。用焦炉煤气加热时，根据焦炉的结构不同，a=1.20—1.25;用高炉煤气加热气温度等的改变而波动，需经常检查并及时调节。K=Vco₂/O2理Vco2为1m³煤气完全燃烧时，按理论计算所生成CO₂的体积，m³;K值是随煤气组成而改变的，一般焦炉煤气K=0.43,高炉煤气K=2.5无论是哪能种类型焦炉，采用降低空气过剩系数，都可以降低高向温度差。这是因为空气量减少，煤气在立火道内燃烧速度减慢。但此方法有一定限制。不带废气循环的焦炉，空气过剩系数的改变对高向加热较为明显。攀钢曾在焦炉煤气加热时通过立火道取样做了对比试验，其结果见表2.8。空气过剩系数a上下差上中下上中下机侧焦侧从表2.8中可见，随着a的降低焦饼中心温度上下差逐渐下降，焦饼上下熟的均匀性逐渐变好。另外，立火道空气过剩系数在使用焦炉煤气加热时控制在1.25左右是较理想的。因此，降低和保持合适的空气过剩系数是降低焦饼高向温差的既简单又煤气和空气在上升立火道内燃烧产生废气，经跨越孔流入下降立火道，这时有部分废气经双联立火道底部的循环孔被抽入上升立火道中，这种燃烧法称为废气循环。动量原理指出：“在稳定流动时，作用于流体某一区域上的外力在某一坐标轴方向上的总和，等于在此区域两端单位时间内流过的流体在该方向上的动量变化。”根据这一原理及循序上升和下降气流方程式可得到双联火道废气循环的基本方程式：po为气体密度；空斜分别为火道、高炉煤气斜道(烧嘴)、空气斜气绝对温度，K;H为火道高度；x=V环/V废为废气循环量占燃烧产生废气量的百分率，%。式(1)左边1—4项分别为煤气喷射力(△h煤)、空气喷射力(△h空)、火道中废气的剩余喷射力(△h废)上升与下降火道的浮力差(△h浮),右边(P-Pg)为循环孔阻力、∑△P为跨越孔和火道的阻力，将其合并为总阻力∑△P,则式(1)可写成：K为0.75时，所得结果与实际比较一致，即式(2)改成：(1)空气和煤气由斜道口和灯头喷出，其速度头形成了喷射力，对上升气流火道(2)上升气流的温度较下降气流的温度高些，因而产生浮力差，使上升气流有抽(3)浮力差与喷射力就是产生废气循环的推动力。由于此推动力，使下降气流中K*(煤气喷射力+空气喷射力+浮力差)=立火道摩擦阻力+跨越孔阻力+循环孔阻力力的70%—80%,而循环孔的阻力仅占10%左右。结焦环状热%6米焦炉煤气加热焦炉煤气加热高炉煤气加热灯头高灯头高灯头高灯头高现将部分数据列入表2.9。从表5中数据可以看出，用焦炉煤气加热时，循环比比用高炉煤气加热时大；灯流的煤气和空气不经立火道燃烧而由循环孔被直接抽入下降气流斜道中燃烧——短路(即火焰直接从循环孔进入下降火道的现象)。这将损坏炉体，应予防止。短路的气被吸入立火道，增加了立火道(包括跨越孔)和下降斜道的阻力，从而减少了出口上部的成熟情况影响很大。当加热水平为600mm时，焦饼上部的成熟情况是好的，但炉顶空间温度偏高，而加热水平为900mm时，焦饼上部加热就稍显不足，但炉顶空间温度降低。因而，目前焦炉均采用700—800mm的加热水平高度其次是1/3焦煤占总量的32.43%,肥煤占总量的11.21%,三者合计为84.32%。现每年生产10种煤的牌号，产量最大的是气煤有3000万t,占总量的42.55%,其次是1/3焦煤占总量的17.36%,气肥煤占总量的8.41%,三者合计为68.32%。其它煤种产煤量在200~3002.7捣固炼焦优势以及推行捣固炼焦可行性在同样的配煤比下，捣固焦炭与常规顶装焦点，耐磨指标M₁0改善2~4百分点。捣固炼焦对焦炭冷态强度的改善程度取决于配煤质于10mm)减少，耐磨指标M₁0明显改善。28%～33%,而且，结焦过程中产生的干馏气体不易析出，增大煤料的膨胀压力，使煤气煤35%左右，而捣固炼焦工艺可配入气煤55%左右。此外，捣固炼焦工艺煤料的粘结一般情况下，在入炉煤相同时，采用捣固炼焦生产的焦炭质量要好于顶装炼焦生产的焦炭；在焦炭质量要求相同时，采用捣固炼焦可以多用高挥发分的弱粘结性煤料，从而降低入炉煤成本，强粘结性煤与高挥发分或弱粘结性煤差价越大，入炉煤成本降低得就越多。中国炼焦行业协会焦炭煤资源委员会调查24个顶装炼焦和8个捣固炼焦的焦化8%,多用瘦煤和贫瘦煤共约7%,相应少用焦煤9%、肥煤5%。综上所述，采用捣固炼焦比顶装炼焦可少用15%～20%的强粘结性煤。预热煤装入法捣固装煤法通常制造法2.7.2我国推行捣固炼焦的可行性速扩张进一步导致焦煤资源持续紧张、煤价逐年上涨，原料采购困难。即使在2008年应紧张的现状仍为工业发展之忧患。河南省虽属煤炭大省，但优质煤源占有比例偏少，地区可利用率较低。如何合理利用煤炭资源、降低生产成本、提高企业经济效益，满足河南省工业持续发展已是摆在焦化企业面前的重要己任。河南省属国内煤炭资源大省，资源总量约为920亿t,但供可开发的工业储量不足200亿t,炼焦煤资源约为55～60亿t,仅占资源总量的6.0%左右，且资源分布不均，瘦煤、贫瘦煤占有较大比例。而由于安徽省煤炭保有储量为283.87亿t(2002年数),生产和在建矿井占有储量为130多亿t,尚未利用储量150亿t,其中气煤储量最多，占总量的40.68%,其次是1/3焦煤占总量的32.43%,肥煤占总量的11.21%,三者合计为84.32%。现每年生产10种煤的牌号，产量最大的是气煤有3000万t,占总量的42.55%,其次是1/3焦煤占总2.8捣固炼焦成焦机理慢速升温的成焦过程如下图干燥脱吸开始分解形成胶质体胶质体固化收缩煤粘结过程(半焦)焦炭焦炭半焦收缩成焦过程半焦分解同时还产生许多游离基，游离基发生缩聚反应，随着温度的升高，缩聚反应不前苏联的拉祖莫娃曾对不同的温度下的加热固体残留物进行了X—射线衍射研究。半焦外型的变化产生了内应力。随着温度的升高，其内应力不断增加，当内应力大于半焦本身的强度时，使半焦破裂形成裂纹。当温度达到1000℃时，形成具有一定机械强度和一定块度的银灰色并具有金属光泽的焦炭。3.1我国炼焦煤资源与煤质特点炼焦用煤有2645.11亿t,占资源储量的26.3%。其中气煤1223.22亿t,占炼焦用煤总数的46.3%;肥煤330.34亿t,占12.5%;焦煤616.84亿t,占23.3%;瘦煤421.23亿t,占15.9%;属于炼焦用煤而未分小类的53.48亿t,占2%。上述数据表明，我国炼焦用煤在资源/储量中比例较少，只占1/4,且其中一半是气煤，而强粘结性的肥煤、焦煤只占炼焦用煤的1/3,炼焦用煤还受灰、硫、磷等有害成分及可选性影响，炼焦用煤资源河北、河南等七省有2222.09亿t,占炼焦3.2配煤方案的确定上的煤，均匀地，按适当的比例配合，使各种煤之间取长补短，生产出优质的冶金3.2.2配煤方案的选择(5)合理调整炼焦用煤的运输流向和尽量防止对流，并尽可能缩短平均运距表3.1配煤方案配煤煤种肥煤气煤焦煤1/3焦煤目前我国基本上所有的焦化企业都进行配煤炼焦。因为本设计拟建武钢焦化的一组273万吨6.3m捣固焦炉。在保持基本相同的焦炭机械强度条件下，捣固炼焦可以多配约20%的高挥发分气煤，同时还可以多配约10%～15%的瘦煤，减少焦煤和肥煤约30%的为表3.1中所列的方案。配合煤的工业分析和元素分析见表3.2及表3.3:煤种来源GY肥煤安徽淮北气煤安徽淮南9焦煤河南平顶山1/3焦煤山东枣庄配合煤表3.3煤的元素分析煤种肥煤气煤焦煤1/3焦煤配合煤来源安徽淮北安徽淮南河南平顶山山东枣庄元素分析项目(%)5.073.3选用的原料煤性质以及相应的配合煤质量来自安徽淮北的肥煤具有挥发分适中，硫分适中、黏结性较强的特点。安徽淮南的气煤具有低灰、高挥发分、黏结性弱、变质程度低的特点。来自于河南平顶山的焦煤具有硫分低、结焦性能好、变质程度偏年轻(Rmax在1.2%~1.3%之间)的特点，并且混洗现象比较严重，质量波动大。来自山东枣庄地区的1/3焦煤具有灰分低、硫分较低，挥发分高、黏结性强、结焦性较强的特点。3.3.2配合煤质量指标(1)挥发分Vdaf应在30%—35%之间。(2)胶质层最大厚度Y应在11%—14%之间。(3)黏结指数G应在55以上。由上表可看出配合煤指标基本满足了以上条件，故可以炼出较好质量的焦炭。3.4原料煤、蒸汽、电、水、煤气的年耗量3.4.1配合湿煤的年耗量n—炭化室孔数，本次设计拟定2×65孔；T一焦炉周转时间h,本设计拟定为24h;其中炭化室容积V=炭化室有效长度×炭化室平均宽度×炭化室有效高度=47.2m³孔则V₁=47.2×0.92=43.4m³设定原料煤的含水分为9%,则湿煤的年耗量为：3.4.2蒸汽，电，水，煤气的年耗量蒸汽主要用于清扫集气管，本设计为单集气管，消耗指标为15kg/t(干煤),则蒸故蒸汽的年耗量为33979950kg/a拟定生产每吨干焦的耗电量为25kW·h,则电的年耗量为本设计焦炉采用焦炉煤气(含水量2.35%)加热，根据后面的热量衡算，吨入炉干3.5焦炭质量估计，全焦及各级焦炭年产量3.5.1焦炭质量估计M₄o=126.147—2.104Vda配合煤：Aa=10.77%;St.d=0.56%焦炭：Aa=—2.23875+1.57222Aa(煤)=-2.23875+1.57222×10.77=14.69%M₄o=126.147-2.104Vdat+0.144G=126.147-2.104×29.61+0.144=12.794+0.452×29.61—0.243.5.2全焦及各级焦炭年产量分级范围产率，%备注全焦对干煤对干全焦对干全焦7对干全焦对干全焦对干全焦(1)全焦年产量因本设计采用的是干熄焦，拟定焦炭水分为1%全焦年产量为163.44=165.09万吨/年(2)各级焦炭年产量本设计焦炭分级为：>80mm;>40mm;40～25mm;25～10mm;10～0mm根据上表可得各级焦炭(干基)年产量为：(1)出炉煤气组成表3.5出炉煤气组成(体积，%)焦油气粗苯氨硫化氢4%%%%%%%为配合粉碎(先配煤后粉碎)和分别粉碎(先单种煤分别粉碎再配煤)二者在煤的接受配煤槽配煤槽配煤槽粉碎预粉碎中间槽由于来自平顶山地区的煤含水分较多，为达到本设计捣固炼焦所需9%的入炉水分，贮贮煤塔捣固煤塔煤调湿细粉碎配煤预粉碎受煤立煤因本设计为武钢焦化公司焦炉，焦炭主要用于外买。故本设计采取焦炉焦侧的布置形式.本设计备煤车间平面布置见图4.3。(1)受煤设备的选择根据焦化厂的生产实践，按照工厂规模，一次进厂车辆数、允许的卸车时间以及各种卸车设备的技术性能，在焦化厂内推荐采用如表4.1中所示的几种受煤装置。规模，万吨焦炭/年受煤装置形式翻车机螺旋卸车机配受煤坑螺旋卸车机配受煤坑链斗卸车机配Lk=40米，Q=5吨装卸桥本设计为年产量165万吨焦炉，要求卸料量较大，应采用翻车机卸料更合理。所以本设计采用KFJ-2A型三支座转子式翻车机卸料。(2)煤场设备及辅助设备的选择①堆取料设备：根据工厂规模和国内现有贮运设备的种类和性能，年产量≥90万吨的焦化厂采用堆取料机或大跨度装卸桥进行堆取料较宜。但是大跨度装卸桥，均为间歇作业，与堆取料机相比，有生产能力低、设备重量大、基建费用高等缺点。故本设计采用具有整机结构轻、运行平稳、工作连续性强、效率高等优点的堆取料机进行煤料的堆取。选取堆料机型号为：DQ5030,如下图4.4图4.4贮煤场②辅助设备：在机械化贮煤场中，为了配合贮运设备进行辅助作业，以提高贮运③其他辅助设置：推土机库、工人休息室、调度室等。①贮煤场容量湿配煤的年耗量为248.93万吨/年设贮煤场容量按15天焦炉用煤量考虑，则其容量为0.682×15=10.23万吨本设计将贮煤场容量设定为15万吨。②贮煤场长度Q—要求贮煤场的操作容量，为15万吨；K—贮煤场的操作系数，一般取0.7;n—沿贮煤场全长方向的主煤堆数。当煤场使用堆取料机时，为简化计算，n取数；故本设计n为4;h—煤堆高度，取13米；c—相邻煤堆底边的间距，取2m;8—减速机表4.2不同规模焦化厂的配煤槽个数及容量规模万吨焦炭/年直径(米)数量(个)容量吨/1个槽适用煤种数678881—配煤槽；2—调节套筒；3—配煤盘；4—配煤胶带输送机表4.3配煤槽、配煤盘与胶带输送机的关系尺寸配煤槽径ABCKHm本设计取配煤槽的个数为12个，容量为800吨/1个槽，配煤槽直径为10m,配煤槽为了方便操作，配煤胶带输送机的胶带高度应不大于1m,由配煤设备下来的煤流表4.4常用粉碎设备的性能比较反击式粉碎机粉碎设备锤式粉碎机笼型粉碎机可逆反击锤式粉碎机最大入料粒度，mm粉碎细度<3mm,%对水分适应范围较大设备重量轻较重重较重破碎比转子外缘线速度，m/s投资少较多多多由于捣固炼焦工艺要求煤料的粉碎细度<3mm的占90%以上，根据表4.4应选择可5.1炼焦车间工艺方案当前国内捣固焦炉(不含炭化室高<5.5m的焦炉)主要有TJL5550D型和JN6.25D表5.1炉型及炭化室尺寸型号炭化室尺寸(mm)锥度煤饼尺寸(mm)高长宽高长宽6.3m捣固(1)焦炉炉型的选择焦炉加热煤气和空气供入方式有侧入式和下喷式两类。侧入式焦炉加热焦炉的富煤气由焦炉机、焦侧位于斜道区的水平砖煤气道引入炉内，空气和贫煤气从废气盘和小烟道由焦炉侧面进入炉内。下喷式焦炉加热用的煤气(或空气)由焦炉下部垂直地进入炉内。侧入式的供气方式较为复杂，且对焦炉的炉体的砌筑要求更高，故本设计采用下喷式的加热煤气和空气供入方式。②燃烧室火道形式燃烧室立火道形式有水平式和直立式两大类，本设计采用直立火道型式。直立火道按上升气流和下降气流的组合方式，可分为两分式、四分式、过顶式和双联式。本设计采用双联火道型式。③高向加热均匀方式焦炉高向加热均匀性的方式主要有高低灯头、不同炉墙厚度、分段加热和废气循环等四种方式。高低灯头采用相临火道不同高度的煤气灯头，以改变火道内燃烧点的高度，从而使高向加热均匀，此法仅限于富煤气加热，自斜道来的空气易将高低灯头下部砖缝中沉积碳烧掉，造成串漏；采用不同厚度的炉墙，即靠加厚炭化室下部炉墙的厚度，向上逐渐减薄炉墙的办法，影响上下的传热量以实现高向加热均匀，这种办法使炉墙的砌筑较为复杂；分段加热是将贫煤气和空气沿立火道隔墙中的孔道，在不同高度处进入火道，使燃烧分段，这种措施可使火焰拉得长，并通过孔道出口的断面调整高向加热，但火道的结构比较复杂；废气循环是将下降火道的部分燃烧废气，通过立火道隔墙下部的循环孔，抽回上升立火道，形成炉内循环，以稀释煤气和降低氧的浓度，从而减缓燃烧速度，拉长火焰，这种方式结构简单，且有按加热煤气的进入量自动调节循环废气量的功能。比较以上几种方式，本设计采取高低灯头废气循环的措施。④气流调节方式焦炉加热气流的调节方式有上部调节式和下部调节式。上部调节式焦炉采用从炉顶更换立火道底部烧嘴调节富煤气量，更换或拨动斜道口调节砖调节贫煤气量和空气量。下部调节焦炉从焦炉底部更换煤气支管上的喷嘴或控制小烟道顶部算子砖孔开度来调节煤气量或空气量。下部调节方便，且操作环境好，故本设计采用下部调节方式。综上所述，本设计采用6.3m捣固型捣固焦炉。特点为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷的复热式焦炉，是在总结焦炉多年生产经验的基础上设计的炉型，它在结构上作了许多改进，使炉体坚固严密，加热均匀，焦炉的操作环境和劳动条件得到较大改善。(2)炭化室尺寸的确定①炭化室宽度炭化室宽度主要决定于煤料的结焦性能，焦炭的用途等。煤料粘结性较强，或需生产的块度较大的焦炭，一般采用宽炭化室。煤料的粘结性较差，需快速炼焦，则采用窄炭化室。因年产163万吨为大型焦炉，故本设计拟定炭化室宽度为520mm。②炭化室长和有效长本设计拟定炭化室长度为15980mm。离为420mm,则有效长度为15980—2×420=15140mm。③炭化室有效高顶部空间高度为300mm,则有效高度为6300-300=6000mm。表5.26.3m捣固型焦炉详细参数序号名称单位数量l炭化室全长2炭化室有效长3炭化室全高4炭化室有效高5炭化室平均宽炭化室机侧宽度炭化室焦侧宽度6炭化室锥度7炭化室中心距8炭化室有效容积9燃烧室立火道中心距燃烧室立火道个数个加热水平高度结焦时间h炭化室机侧宽度为505mm;炭化室焦侧宽度为535mm。本设计采用6.3m捣固型焦炉，其详细参数如表5.2所示。5.1.4各专业车辆的台数(操作台数及备品或备表见表5.3及表5.4。由表5.3及表5.4,确定本设计焦炉(2×65孔)的焦炉机械的操作及备品数量和焦炉机械的备件数量见表4.5及表4.6。机械名称两座四座两座两座四座两座四座25孔25孔32孔36～42孔36～42孔65孔65孔推焦机224装煤车224拦焦机11熄焦车电机车1表5.4焦炉备件数量表单位两座四座25孔两座两座孔四座孔两座四座推焦杆(包括杆头)推焦用电动机走行电动机走行轮组平煤用电动机空气压缩用电动机空气压缩机拧螺丝机构(包括拦焦机用)推焦杆传动齿轮油压泵及电动机根台台组台台台套个套112111推焦机用备件21111211411112111418111121212111111121走行电动机走行轮组2装煤车用备件121212121212防暴电动机台机械交换机用备件1111电磁换向阀流量控制阀个11液压交换机用备件11221122表5.5焦炉机械的操作及备品数量机械名称推焦车装煤车拦焦机熄焦机电机车台数操作44422备用00222单位数量装煤车推焦杆(包括杆头)推焦用电动机走行电动机走行轮组空气压缩机用电动机空气压缩机拧螺丝结构(包括拦焦车用)推焦杆传动齿轮油压泵及电动机走行电动机走行轮组2112118112机械交换机防暴电动机台I液压交换机电磁换向阀流量控制阀个22炭化室中心的距离：大、中型焦炉一般不小于40米，小焦炉一般不小于30米。熄焦泵表5.7焦炉设备与建(构)筑物之间的距离推焦机与机侧操作台的净空距离推焦杆头与焦炉正面线的距离推焦机在行走时，前面突出部分与余煤提升外缘的净空距离推焦机小炉门开启装置与吸气管桥架托架间的高度推焦机与吸气管桥架下弦的净空高度推焦机的推焦杆后端与建筑物边界线的距离操作台部推焦机滑触线保护网的净空高度装煤车平台下部距炉顶的净空高度装煤车漏斗套筒提升后与炉砌体面的高度装煤车漏斗顶部与煤塔放煤闸门的高度装煤车漏斗顶部与煤塔前檐的高度装煤车与煤塔内操作台的距离装煤车与炉顶工人休息室间的距离装煤车与上升管隔热板的净空距离拦焦机与炉柱及炉门突出部分的距离导焦槽遮盖熄焦车上部边缘的水平距离导焦槽遮盖熄焦车上部边缘的垂直距离熄焦车与焦侧操作台的净空距离熄焦车底板与焦台上部边缘之间的净空高度熄焦车底板遮盖焦台上部边缘的距离电机车与导焦槽的水平距离熄焦车与熄焦塔的喷洒的净空高度吸气弯管与集气管走台面净空高度两侧烟道走廊的通路净宽焦炉地下室走梯的宽度焦炉地下室煤气分配管的净空高度两侧操作台梁底与蓄热室测温空的中心距离交换机与抵抗墙间的净空距离带地下室的焦炉基础顶板的机、焦侧边梁底高于两侧烟道面的距离当增宽(向焦炉中心方向增宽),便于检修拦焦机。(4为了人身和设备的安全，焦炉设备与建(构)筑物之间应保持适当的距离，设名称N60-6型炉端台标高底层 二层炉顶层0.2炉间台标高宽煤塔炉间台标高底层二层炉顶层长二层炉顶层底层二层0.204.970.204.971号炉炉端台1号煤塔间台2号煤塔间台2号炉炉端台a表交换机磅秤间b炉门修理站炉门修理站图5.1炉端台、炉间台的各层空间利用热器检修时用。预热器基础面要高出地面200毫米以上。板梁底面不小于100毫米，两个煤气管立体交叉时相互间距为150毫米左右。煤气管道2辅助管道布置1—集气管；2—吸气弯管；3—手动调节翻板；4—自动调节翻板；5—吸气管；6—焦油盒；7—上升管；8—桥管及阀体；9—集气管操作台；10—氨水管；11—蒸汽管图5.2出炉煤气管道及辅助管道的布置环风机重新鼓入干熄炉，惰性气体在封闭的系统内循环使用。干熄焦在节能、环保和改干熄焦流程干熄焦系统主要由干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐、一次除尘器、干熄焦锅炉系统、循环风机、除尘地面站、水处理系统、自动控制系拦焦车预存段平板闸门焦炭纯盐水循环气体除氧器锅炉给水泵减温减压器热力管网汽轮发电机V链式刮板机蒸汽放散链式刮板机焦粉仓加湿搅拌机->粉焦外运布袋除尘器除尘风机-→净化气体排放5.2工艺计算5.2.1炭化室物料衡算物料衡算中用到的入炉煤参数见表5.9:表5.9入炉煤参数(W=9%)ACON参数物料平衡是根据物质不灭定律进行计算的。炭化室的物料衡算指进入炭化室的的原料—煤为入方，炼焦的各种产品—焦炭及其他化工产品为出方进行衡算。进行物料衡算是炼焦车间设计最基本的依据，也是确定各种设备操作负荷和经济估算的基础。(1)物料平衡的入方物料平衡的入方包括入炉煤量，入炉煤带入的水分，以及漏入炭化室的空气量。①入炉煤量入炉煤量指每孔炭化室的装煤量或整座焦炉每小时的装煤量。物料平衡的计算基准是吨入煤量(SG)。物料平衡入方的干煤量(G)按下式计算L1000—物料平衡计算的基准数；入炉煤带入的水量Gs=1000-910=90kg/t②吸入炭化室的空气量当集气管压力保持正常数值时，在整个结焦过程中，炭化室内均为正压，所以空气及燃烧系统产生的废气不容易漏入炭化室中。在物料平衡计算中可以不予考虑。(2)物料平衡的出方全焦量指包括粉焦在内的不同粒度焦炭的总和，其计算式如下：K}—入炉煤收到基全焦率；Kj—入炉煤干燥基全焦率Ky由煤中挥发分和成焦率的一元线性回归式得：Kf=94.884-0.7015Va②焦油量Kaf=-18.36+1.53×Vdar-0.026×③粗苯量Gg=1000×Kg/100=1000×(100=—1.61+0.144×29.61—0.0016故Gp=1000×(100—9-10.67)/100×1.25%=10.04,kg/t④氨量经多方研究证实，煤在炼焦过程中氮量有12～16%转化成氨，故氨的产率可用下式计算：b—煤中总氮量转入氨中的转化系数，可取0.12～0.16,本设计b取0.14;17—氨的分子量；14—氮的分子量；GA=1000×(100—9)/100×0.236%=2.15kg/t净煤气量可用下式计算[191:水量包括入炉煤带入的水量和炼焦过程中煤中的氢和氧化合而得的化合水两部分。入炉煤带入的水量与物料平衡计算中入方的数值相同。化合水量可按下式计算：式中，表5.10物料平衡表物料平衡入方物料平衡出方全焦量kg焦油量kg粗苯量kg氨量kg净煤气量kg化合水入炉水合计合计⑦差值△G5.2.2焦炉的热量衡算(1)热量衡算的依据和前提焦炉热量平衡的测定和计算是在物料平衡的基础上，根据能量守衡定律进行的，也上述等式的成立，必须考虑以下两个前提：①焦炉热平衡的测定值必须是焦炉正常生产的真实反映；②在焦炉热平衡的测定和计算中，不考虑入炉煤在炼焦过程中碳氢化合物的分解和聚合的热效应。(2)热平衡收入项计算加热用煤气的热量(焦炉煤气入炉温度为50℃)加热用煤气的热量包括加热煤气的燃烧热和显热两部分。①加热煤气的燃烧热(Q₁)加热煤气燃烧热是吨入炉煤所需加热煤气(干)量与加热煤气低发热量的乘积。设吨入炉煤所需要加热煤气(干)量为Vm³/t加热煤气低发热量(Qpw)焦炉煤气(干)H₂=59.5%,CO=6.00%,CH₄=25.5%,CmHn=2.20%故焦炉煤气(干)的低发热量为：Qdw=10840×6.00+1088×59.5+358.8×25.5+682×2.2=140425.8kJ/m³V—吨入炉煤所需的湿加热煤气(干)量，m³/t故加热煤气的燃烧热②加热煤气(干)带入的显热(Q₂)Cmq—0～50℃内，加热煤气(干)的平均比热，kJ/(m³·℃);H₂Od—干煤气中水分含量，%。加热煤气的平均比热按各组分的比热加权平均计算。即：Cmq=0.01(cco₂×CO₂+Cco式中Cco₂,Cco,CcH₄,CH₂,CcA.—加热煤气各相应组分在0～50℃温度段内的平均比=0.01×(1.6542×2.4+1.3004×6.00+1.5951×25Q₂=V(Cmqtmq+H₂OaCsqtmg)=V×(1.3918×50+⑤入炉干煤带入的显热(Q₅)故Q₅=GmCmtm=910×1.227×25=27916.7kJ/tQ₆=GsCstm=90×4.186×25=9418.50kJ/t⑦收入热量总和(ZQ)=140425.8V+245.56V+0+348.51V+27822.6+9418.50=37241.1+141019.87VkJ/t①焦炭带出热量(QA)的计算已知Gj=694.79kg/t;Cj₁=1.599—0.00565Aj=1.599-Cj₂=1.511-0.00442Aj=1.511-0.00442×10.77QA=Gy×Cj×ty=694.79×1.50②焦油带出的热量(QB)Cjy=1.277+1.641×10-³t③粗苯带出的热量(Qc)Qc=Gp(431+CBt₁h)=10.04×(431+1.8CA=2.072+0.775×10-³t=2.072+0.775×1⑤净煤气带出的热量(QE)Cmq=(59.5×1.3121+2.20×3.4834+4.00×1.3536+6.00×1⑥水分带出的热量(QF)A:入炉煤带入水分加热和蒸发所消耗的热量(QF₁);C:水分与炽热焦炭反应所消耗的热量(QF₃)1)入炉煤带入水分加热和蒸发所消耗的热量(QF₁)QF₁=Gs(2500.8+Csqtih)=90×(2500.8+2.026×650)=343593kJ/t2)煤在炼焦过程所形成的化合水，被蒸发所消耗的热量(QF2)故QF₂=(0.25Gs+1.25Gsx)×[Csqi(t₁h-450)-2093]=(0.25×90+1.25×19.20)×[2.177×(6503)水分与炽热焦炭反应所消耗的热量(QF₃)Qg=V×Vf×Cf×tr=V×4.995×1.466×⑨总的支出热量(10⁶+64591.59+16474.08+3992.46+337241.1+141019.87V=1962966.94+16298.79V数值%数值%干加热煤气燃烧热焦炭带出热加热煤气带入的焦油带出显热热漏入加热系统的荒煤气的燃烧热粗苯带出热氨带出热净煤气带出热Q₆入炉煤带入的显热水汽带出热废气带出热炉体表面总散热差值合计合计(5)热效率及耗热量1)湿煤耗热量(qw)2)绝对干煤耗热量(qp)3)相当干煤耗热量(qH)1)蓄热室计算的目的蓄热室计算的目的是求出格子砖的高度，从而进一步确定蓄热室的高度。2)蓄热室计算的总体思路应该按热交换量最大的蓄热室进行计算，所以一般选焦侧煤气蓄热室来计算格子砖高度。运算时先列出有关的原始数据，然后通过蓄热室热平衡计算，确定预热空气或高炉煤气的温度，以及蓄热室的热交换量，再按下列方法算出热交换系数Kp。①对流传热系数α的计算Vo—换算成标准状态下湿气体的流速，m/s;d—格子砖的水力直径，mT—气体与格子砖之间的平均绝对温度，K;②辐射给热系数αp的计算先求出辐射层厚度CP—三原子气体CO₂或H₂O的体积百分数；d—格子砖水力直径，m。表5.126.3m捣固焦炉的主要尺寸单位数量备注炭化室有效容积：15.14×6.0×0.52炭化室一次装入干煤量：周转时间已考虑了紧张操作数1kg干煤相当耗热量通过热量横算得来干焦炉煤气的发热量湿焦炉煤气组成，%:查文献[13]附录十二CO₂CmH,O₂COH₂CH₄N₂H₂O每一燃烧室所需的干焦炉煤气量：a=1.25时，1m³干焦炉煤气燃烧所需的湿空气量查文献[13]附录十二焦侧燃烧时的所需的干焦炉煤气量：机侧燃烧时一个燃烧室所需干煤气量：当α=1.25时，1m³干焦炉煤气所产生的湿废气量m³6.248当α=1.25时，1m³干焦炉煤气所产生的湿废气量m³当α=1.25时，通过焦侧一个蓄热室的湿废气量：m³干焦炉煤气燃烧所需的湿空查文献[13]附录十二当α=1.25时，1气量m³干焦炉煤气燃烧所需的湿空查文献[13]附录十二当α=1.25时，通过焦侧一个蓄热室的湿空气量：当α=1.25时，湿废气组成，%:查文献[13]附录十二360℃时，湿废气热容量(a=1.25)1300℃时，湿废气热容量(α=1.25)查文献[13]附录十四查文献[13]附录十四将αk与αF之和乘以气流通过蓄热室的不均匀系数(一般为0.7～0.8)即得总传热系数，再根据加热期和冷却期的总传热系数(查文献[13]附录十七),确定总热交换系数然后算出格子砖上、下部气体温差的对数平均温度，最后按下式求出换热面积F:根据一层格子砖的蓄热面积，可以确定格子砖的高度。3)原始数据见表5.12和5.13。表5.13蓄热室高向温度分布部位温度，℃绝对温度，K下降气流废气温度上部焦侧蓄热室中部下部下降气流格子砖温度上部焦侧蓄热室格子砖中部下部上升气流格子砖温度上部焦侧蓄热室格子砖中部下部上升气流高炉煤气预热温度上部焦侧蓄热室.4)格子砖蓄热面及水力直径计算中部下部本设计焦炉采用12孔格子砖，见图5.4。(1)每块格子砖的传热面积F₁②两旁面积Fi₂③顶和底面积④内部通道壁面积Fi₄∴F=Fii+F₂+Fi₃+F₁4=0.05766+0.1198+0.04994+0.27254=0.4999m²(2)焦侧蓄热室一层格子砖传热面积Ff(3)格子砖通道的当量直径d正5)煤气蓄热室的热平衡②蓄热室墙面对周围环境的散热(Q₄)取散热系数K=0.005Qb=Q₃+Q₄=13155.10+278.45=14673.43kJ/min(3)煤气预热所得热量(Q₅)Q₅=Qa-Qb=60897.13-1467(4)焦炉煤气预热后温度6)热交换系数Kp的计算用下式计算对流传热系数(1)蓄热室加热期的对流传热系数①蓄热室上部：格子砖温度tg=1235℃;废气温度tp=1300℃;②蓄热室中部③蓄热室下部(2)蓄热室加热期的辐射给热系数①蓄热室上部辐射介质温度：tg=1235℃tp=1300℃,查《焦化设计参考资料》附录十六得，②蓄热室中部辐射介质温度：t'g=975℃t'p=1035℃,查《焦化设计参考资料》附录十六得，a²=aQ²+a²0=29.298③蓄热室下部辐射介质温度：t"g=310℃,t",=360℃,查《焦化设计参考资料》附录十六得，ax=αi²+a¹0=7.115kJ/(3)加热期的总传热系数上三式中0.75为校正系数；反映了气体通过蓄热室时分布的不均匀程度。(4)蓄热室冷期的对流传热系数①蓄热室上部格子砖温度tg=1140℃;焦炉煤气温度tm=1080℃②蓄热室中部③蓄热室下部①蓄热室上部辐射介质温度：tg=1140℃,tm=1080℃,查《az¹0=0.56×4.1855=2.344kJ/m²-h℃az=az²+az¹⁰=10.464+2.344=12.808kJ/m²-h℃②蓄热室中部f₆=860℃tu=800℃,查《焦化设计参考资料》附录十六得，③蓄热室下部α2=αzF²+α⁰=0.419+0.251=0.670kJ/m²·h℃(6)冷却期的总传热系数校正系数为0.75,反映了气体通过蓄热室时分布的不均匀程度。(7)蓄热室格子砖总热交换系数Kp①依据：②依据：③依据：7)蓄热室上部气体温度差和下部气体温度差的对数平均温度(1)换热面积(2)格子砖层数(3)格子砖高度H=18×0.122=2.196m(4)每小时换热1000kcal的换热面积5.2.46.3米捣固型焦炉炉体水压计算6.3米捣固型焦炉炉体水压计算所需的原始数据，列在对应表5.14和表5.15中。通过炉体水压计算，可以得知炉内各点的压力分布，并为烟道、烟囱计算提供基础数据。计算公式(1)阻力计算公式部位部位温度，℃K上升气流下降气流小烟道立火道算子砖斜道蓄热室格子砖下部蓄热室顶部空间蓄热室格子砖中部蓄热室格子砖上部蓄热室格子砖上部蓄热室格子砖中部蓄热室顶部空间蓄热室格子砖下部斜道算子砖立火道小烟道立火道跨越孔交换开闭器炉顶烟道连接分烟道总烟道烟囱Vo—换算成标准状态下的湿气体流速，m/s;阻力系数K可按下列各式选择。①摩擦阻力系数L—计算摩擦阻力时的两点间的气体流动距离，m;d—气道的水力直径，m当Re>2300时，λ值可查附录十五或按下式计算：对于气体流量有变化的气道，如小烟道、横砖煤气道、水平道和分烟道等，其摩擦阻力系数可按下式计算：②局部阻力系数IⅡ.)突然缩小阻力系数F₁—突然缩小前的气道截面积，m²;F₂—突然缩小后的气道截面积，m²其它的常用局部阻力系数可查《焦化设计参考资料》附录十八。③综合阻力系数气体在进入分流或集气管之前或之后，如有90度转弯并扩大(或缩小)时，如计算算子砖阻力，分烟道连接管入分烟道，取其综合阻力系数K=1.5。④烟囱出口阻力系数K=1.0(2)格子砖阻力T—格子砖高向的气体平均温度，K;d—格子砖水力直径，m;H—格子砖高度，m;K—阻力系数，一般为0.01～0.04(3)浮力计算tk—空气温度，℃;t—湿气体温度，℃;H—计算浮力的两点间的垂直距离，m(1)炉内加热系统各部分阻力的计算上升气流1.)摩擦损耗F=0.161m²;d=0.359m;L=7.875m;/s查《焦化设计参考资料》附录十三得知μ,=1.8×10-⁵kg/ms②算子砖表5.15原始数据名称单位数量备注炭化室有效容积炭化室一次装入干煤量t周转时间h考虑了紧张操作系数1kg干煤相当耗热量通过热量横算得来干焦炉煤气发热量湿焦炉煤气成分，%查文献[13]附录十二CO₂CmHnO₂COa=1.25时，1m³干焦炉煤气燃烧所需的湿空气量查文献[13]附录十二a=1.25时，焦侧一个蓄热室所通过的湿空气量4.55×5.550a=1.25时，Im³干焦炉煤气所产生的湿废查文献[13]附录十二气量a=1.25时，焦侧一个蓄热室所通过的湿废气量4.55×6.248标准状态下湿空气的重度y查文献[13]附录十二a=1.25时，通过焦侧烟道的湿废气量炉端燃烧室的煤气量为中间燃烧室的70%通过机侧烟道的湿废气量通过总烟道的湿废气量30.98+28.42表5.16加热系统各部位端面积和水力直径部位长度或高度断面尺寸mm小烟道算子砖(取焦侧中段算子砖直径近似计平均格子砖(以一层计算)蓄热室顶部空间水平断面蓄热室顶部对应的斜道下口断面短斜道下口45°转弯前断面上口平均断面(放调节砖以后)上下口平均断面长斜道下口45°转弯前断面上口平均断面上下后平均断面立火道跨越孔F=0.245m²,d=0.051m,H=0.09m③格子砖(阻力系数K取0.02)④短斜道因为炉头两个斜道，进入的煤气量和空气量较其余的多20%,故里面每个斜道进入查《焦化设计参考资料》附录十八得K=0.32查《焦化设计参考资料》附录十八得K=0.32F=0.02275m²,d=0.157m,L=0.92mm/s,t=1095℃,查《焦化设计参考资料》附录十三得中=0.0022+0.0952+0.1472+0.1988+3.728=4.1714mmH₂OF=0.2139m²,d=0.437m,H=4.83m火道温度tHp=1650℃,查《焦化设计参考资料》附录十八得K=1.1下降气流m/s查《焦化设计参考资料》附录十八得K=1.14.)Z△P=△P₁+△P₂+△P₃=0.0020+0.0252+0.0071=0.0343mmH₂OF=0.0250m²,m/s事事Z△P=△P₁+△P₂+△P₃+△P₄+△P₅=0.8387+0.1073+0.0548+0.Σ△P=△P₁+△P₂=0.0133+0.7720=0.7850mmH₂O⑨算子砖(按中段计算)F=0.245m²,d=0.051m,H=0.09m,综合阻力系数K=1.5,F=0.339m²,m/sΣ△P=△P₁+△P₂+△P₃=0.6872+0.0508+0.⑩小烟道查《焦化设计参考资料》附录十八得K=1.5ZAP=△P₁+△P₂=1.6850+1.5468=3.2318mmH₂O(1)炉内加热系统各部分阻力的计算大气温度tk=30℃上升气流4.)蓄热室顶部空间t=1080℃,H=0.2376.)立火道(至跨越孔中心)t=1550℃,H=4.83m下降气流10.)斜道(至蓄热室顶空中心)t=1315℃,H=0.8m11.)蓄热室顶部空间中心(至格子砖顶)t=1300℃,H=0.237m(2)焦炉炉体各部分水压的计算计算所需炉内加热系统各部位的阻力及浮力见表5.16。部位阻力浮力部位阻力浮力小烟道算子砖下立火道斜道蓄热室格子砖降蓄热室顶部空间蓄热室顶部空间蓄热室格子砖斜道立火道气算子砖小烟道炉顶流小计小计按流体力学原理，对于上升气流，末端压力等于初始压力减去初末二端间之力，再加上二点间总浮力，如下式所示Z△P=5.7681+0.016+0.0093=5.7934mmH₂OP₁=5.7934—9.4620=—3.6686mmH₂O2.)算子砖底部P₂=-3.6686-0.2460+0.0436=-3.871mmH₂O3.)算子砖上部P₃=-3.871-0.7040+0.0204=-4.5546mmH₂O4.)蓄热室顶部空间P4=-4.5546-0.6220+1.7372+0.2120=-3.2274mmH2O5.)立火道底部P₅=-3.9190-4.1714+0.7180=-6.)跨越孔中心P₆=-7.3724-0.0247+4.6170=-2.7307mmH₂O7.)炉顶下降气流对下降气流而言，末端压力等于初始压力减去初末二端所有的阻力与浮力之和，如下式所示：8.)炉顶(此项仍须按上升气流公式计算)Pg=-2.7307-(0.016+0.0093)+2.1138=-0.6422mmH₂O9.)跨越孔中心10.)立火道底部P10=-2.7560-0.0343-4.5541=-7.3444mmH₂O11.)蓄热室顶部空间P1=-7.3444-1.0520-0.7464=-12.)算子砖上部P12=-9.1428-0.7850-1.8906-0.2206=-12.039mmH₂O13.)算子砖下部P13=-12.039-1.0836-0.0740=-13.1966mmH₂O14.)小烟道出口P14=-13.1966-3.2318-0.1765=-16.6049(1)计算烟囱高度的基本公式式中，H—烟囱高度，m;P—进入烟囱前加热系统的全部阻力和浮力，mmH₂O;△P₂—烟囱出口处的废气扩大损耗，mmH₂O;tk—大气温度，一般取30℃tr—烟囱内废气平均温度，℃(2)烟囱阻力计算1原始数据参看炉体水压计算的原始数据表5.3。2从交换开闭器到烟囱根部的阻力两叉部之一(通煤气蓄热室)的摩擦损耗两叉部之一的转弯损耗α=30°查《焦化设计参考资料》附录十八K=0.2查《焦化设计参考资料》附录十八K=1.1扩大损耗汇合损耗T形汇合，查《焦化设计参考资料》附录十八的K=1.0调节翻板损耗：翻板关20度查附录十八得K=1.5废气连接管摩擦损耗合计=0.2427+0.1882+1.035+0.1421+0.3519+0=2.5277mmH₂O(2)烟道连接管①摩擦损耗②1350转弯损耗查附录十八得K=0.3③进入分烟道900转弯和扩大的综合阻力取综合阻力系数K=1.5④合计Z△P=△P₁+△P₂+△P₃=0.0377+0.0988+0.4992=0.6357mmH₂O(3)焦侧烟道①集流损耗通过焦侧烟道的湿废气量为：查《焦化设计参考资料》附录十八得K=1.5t=240℃②摩擦损耗t=240℃,查《焦化设计参考资料》附录十三得μ=2.65×10-⁵kg/ms考虑到分烟道