第三篇第三篇 干熄焦干熄焦第一章第一章 干熄焦工艺干熄焦工艺本章教学要点本章教学要点主要知识点包括：（1）干熄焦的发展过程；（2）各国和地区干熄焦装置的建设及技术选择情况； （3）国内宝钢、武钢等大型钢铁企业干熄焦的发展概况及装置建设情况；（4）国内外干熄焦的综合运 用情况；（5）干熄焦今后的发展方向及应注意的问题；（6）干熄焦工艺流程及原理；（7）干熄焦的焦 炭冷却机理及节能、环保等经济效益；（8）攀钢新 1、2焦炉干熄焦技术特点及优点。第一节第一节 干熄焦的发展干熄焦的发展1.11.1 干熄焦的发展过程干熄焦的发展过程 20 世纪 40 年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术，采取的方式各异，而且一般规模较小，生产 不稳定。 20 世纪 70 年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本，率先从前苏 联引进了干熄焦技术，并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行了有效的改进。到 90 年代中期， 日本已建成干熄焦装置 31 套，其中单套处理能力在 100t/h 以上的装置有 17 套，日本新日铁和 NKK 等公 司建成的干熄焦单套处理量可达到 200t/h 以上；装焦方式采用了料钟布料，排焦采用了旋转密封阀连续 排焦，接焦采用了旋转焦罐接焦等技术，使气料比大大降低，极大地降低了干熄焦装置的建设投资和装 置的运行费用；在控制方面实现了计算机控制，做到了全自动无人操作；在除尘方面，采用了除尘地面 站方式，避免了干熄焦装置可能带来的二次污染。日本的干熄焦技术不仅在日本国内被普遍采用，同时 它将干熄焦技术输出到德国、中国、南韩等国，其干熄焦技术水平已达到国际领先地位。 20 世纪 80 年代，德国又发明了水冷壁式干熄焦装置，使气体循环系统更加优化，并降低了运行成本。 德国蒂森斯蒂尔奥托（TSOA）公司成功地将水冷栅和水冷壁置入干熄炉，并将干熄炉断面由圆形改成方 形，同时在排焦和干熄炉供气方式上进行了根本改进，干熄炉内焦炭下降及气流上升，实现了均匀分布， 大大提高了换热效率，使气料比降到了 1000m3/t 焦以下，进一步降低了干熄焦装置的运行费用。TSOA 干 熄焦技术在德国得到推广，同时该技术还输出到南韩和中国的台北。 目前，全世界正在生产的干熄焦装置约 130 套，各国和地区干熄焦装置的建设及技术选择情况见表 3-1-1。 表 3-1-1 世界各国和地区干熄焦装置建设及技术选择情况序 号设 计建设国家或地区数 量日 本16 南 韩3 中 国91新日铁德 国12NKK日 本11 日 本123石川岛播磨南 韩2 德 国3 南 韩24蒂森斯蒂尔奥托中国台北1 前苏联国家27 中 国6 印 度125乌克兰罗马尼亚5波 兰6 芬 兰26鞍山焦耐院中 国47意大利巴 西58罗德洛基芬兰1 合计128 1.21.2 干熄焦技术状况干熄焦技术状况国外具有代表性的干熄焦技术是以德国 TSOA 公司设计干熄焦工艺和日本新日铁设计的干熄焦工艺为 代表，这两种典型的干熄焦工艺在消化吸收前苏联干熄焦成熟技术的基础上都有所创新，形成各自的特 点，并使干熄焦技术及其应用达到了较先进的水平。 我国自 20 世纪 80 年代初，宝钢一期从日本引进干熄焦至今，现有 10 余个厂投产了干熄焦，各厂的 使用状况也存在着一定差异，如马钢、昆钢、济钢等。国内干熄焦装置建设情况见下表 3-1-2。 1.2.11.2.1 宝钢干熄焦宝钢干熄焦宝钢为配合 1250 孔（6m）焦炉，共建了 12 套 75t/h 规模的干熄焦装置，年处理焦炭 510 万吨， 共分三期建设。一期 475t/h 干熄焦装置于 1985 年 5 月建成设产，二期、三期分别于 1991 年 6 月和 1997 年 12 月建成设产。一期干熄焦装置是从日本全套引进的；二期干熄焦装置是在消化吸收一期的基础 上，主要由我国自己设计建成的，设备国产化率占设备总重的 80%，部分关键部件从日本引进；三期除极 少数关键部件从日本引进外，绝大部分设备已国产化，国产化率达到了 90%以上。宝钢只有干法熄焦，不 用湿法熄焦作备用，采用“三开一备”的生产方式。 1.2.21.2.2 浦东煤气厂干熄焦浦东煤气厂干熄焦浦东煤气厂为配合年产 56 万吨焦炭的焦炉熄焦，1984 年从前苏联（乌克兰）全套引进 270t/h 规 模的干熄焦装置，由前苏联国立焦化设计院负责全套干熄焦装置核心设计，鞍山焦耐院和上海化工研究 院参与了干熄焦的配套设计，并由鞍山焦耐院负责干熄焦工程的设计总承包。工程于 1991 年 12 月开工 建设，1994 年 12 月建成设产。该套干熄焦装置设备全套从前苏联引进，并保留了湿法熄焦作为备用。 1.2.31.2.3 济钢干熄焦济钢干熄焦济钢为配合年产 110 万吨焦炭的焦炉熄焦，1994 年从前苏联引进了 270t/h 规模的干熄焦装置，由 前苏联国立焦化设计院与济钢设计院共同设计。在设备方面采取部分引进，部分合作制造的方式，工程 于 1996 年开工，1999 年 3 月建成投产。投产后发现苏联技术可靠性不高，达产时间较长。该装置与浦东 煤气厂的干熄焦装置一样，自动化水平并不高，也保留了湿法熄焦作为备用。 1.2.41.2.4 首钢干熄焦首钢干熄焦 首钢一期 165t/h 规模的干熄焦装置，是利用日本政府的绿色援助计划建成的一套干熄焦装置，其 主体设备由日本供给，辅助设备由首钢自己采购。该装置设计工作由新日铁与首钢设计院共同完成，工 程于 1999 年动工，2001 年 1 月投产。首钢干熄焦装置投产后运行可靠，而且自动化控制水平和环保效果 都比较理想。首钢也保留了湿法熄焦作备用。 1.2.51.2.5 武钢干熄焦武钢干熄焦武钢 7、8 号焦炉为 255 孔 6m 焦炉，其干熄焦装置设计能力为 1140t/h，该装置由日本作核心设 计，鞍山焦耐院作转接设计。该项目为国家经贸委的消化吸收项目，是目前国内单套处理能力最大的干 熄焦装置。干熄焦关键设备从日本引进，部分设备由日方设计和监制，国内厂家制造，其中干熄焦的自 动控制部分由武钢自行设计，工程于 2002 年 10 月动工，2003 年 12 月建成投产，2004 年 5 月份该装置 已全面达产。武钢 7、8 号焦炉干熄焦仍保留了湿法熄焦作备用。 1.2.61.2.6 马钢干熄焦马钢干熄焦马钢 5、6 号焦炉为 250 孔 6m 焦炉，所配置的干熄焦装置能力为 1125t/h，该装置由鞍山焦耐院 总承包，部分关键设备从日本、德国、美国引进，其它设备由国内制造，是目前国内干熄焦装置中国产 化设备最多的一套，于 2004 年 4 月建成投产，也保留湿法熄焦备用。 随着国家环保法规的不断完善和全民环保意识的提高，发展干熄焦势在必行，各大钢厂筹建 6m 以上 焦炉都要建设与之配套的干熄焦。1.2.71.2.7 攀钢干熄焦攀钢干熄焦 攀钢新 1、2 号焦炉干熄焦工程为 255 孔 6m 焦炉，配置干熄焦生产能力为 1145 t/h，由鞍山焦耐 院总承包，部分关键设备从日本、德国引进，其它设备由国内制造，保留湿法熄焦备用。表 3-1-2 国内干熄焦装置建设情况项目内容宝钢一期宝钢二期宝钢三期济 钢浦东煤气厂首 钢武 钢马 钢攀钢处理能力475 t/h475 t/h475 t/h270 t/h270 t/h165 t/h1140t/h1125t/h1145t/h技术来源新日铁新日铁新日铁乌克兰乌克兰新日铁新日铁华泰华泰基本设计新日铁新日铁焦耐院哈尔克夫设计院哈尔克夫设计院新日铁新日铁华泰华泰详细设计新日铁焦耐院焦耐院济钢设计院转化设计焦耐院转化设计新日铁焦耐院转化设计华泰华泰气料比（ m3/t焦）15001500150020001750150012001250提升机引进引进大部分引进买进制造图 国内制造引进引进引进国产国产锅炉引进国产国产国内外联合设计 国内 制造关键部件引进引进引进国产国产国产电机车引进引进引进引进引进引进引进一台 国产 一台国产国产鼓风机引进引进引进国产引进引进引进引进引进装入装置引进引进国外方案设计，焦 耐院详细设计，国 内制造关键部件引进买进制造图，国内制造引进引进国产国产国产排焦装置引进引进国外方案设计，焦 耐院详细设计，国 内制造关键部件引进引进引进引进引进引进引进主 要 设 备 设 计 制 造 情 况供气装置引进焦耐院设计 国内制造焦耐院设计国内制造引进引进引进国产国产国产控制方式PLC+DCSPLC+DCS三电一体化PLC+DCSPLC+DCSPLC+DCS三电一体化三电一体化 三电一体化装 备 水 平软件编制国外焦耐院焦耐院济钢设计院国外国外武钢华泰华泰投产时间（年）19851991199719991994200120032004投 资（亿元）未单独计算未单独计算4523102.031.351.31.3 干熄焦技术的发展方向干熄焦技术的发展方向 干熄焦工艺发展至今，逐渐将向大型化、全自动无人操作、发电技术、干熄焦技术和设备国产化、设 备性能提高及工艺参数优化等方面进行发展。同时将干熄焦装置系列化，使规模配置经济合理,且将所产 生的蒸汽用于发电。 1.3.11.3.1 大型化大型化 从表3-1-3可以看出，日本新日铁和NKK等公司建成的干熄焦单套处理量可达到200t/h以上；92年底投 产的德国凯泽斯图尔（Kaiserstuhl）焦化厂配备了一套世界上最大的250t/h干熄焦装置，因此通过改善 旋转焦罐接焦、装焦方式及排焦方式，实现气料比大大降低，降低了干熄焦装置的建设投资和装置的运 行费用。 1.3.21.3.2 系统操作自动化系统操作自动化 在控制方面实现计算机控制，做到全自动无人操作，同时在电气系统的设备的旋转上进行改善，以满 足干熄焦电气系统的需求。 1.3.31.3.3 发电技术发电技术 干熄焦锅炉产生的蒸汽用来发电，实行热电联产是比较好的热能利用方式，即通过汽轮发电机将蒸汽 的部分热能转化为电能，同时提供低压蒸汽供化产工序或其它用户使用。 1.3.41.3.4 设备性能和工艺产生优化设备性能和工艺产生优化因干熄焦技术工艺条件的满足，必须有配套的设备，如电机车对位准确性、循环风机耐磨性能、提升 机的走行、对位等关键设备的性能必须不断提高，才能满足干熄焦投用率不断趋向100的高要求。 1.3.51.3.5 干熄焦技术和设备国产化干熄焦技术和设备国产化 我国干熄焦装置设备国产化比例较高的宝钢三期，只有提升机、循环风机、电机车、排焦装置的部 分部件和电气、仪表元件从国外引进，但这部分所占投资比例为总设备投资的一半左右。这几件设备中， 电机车属专用设备，其特点是起动速度快、走行速度快、对位要求准确；循环风机国内目前尚无可选产 品，要求耐磨性好，并能在较高温度下长期连续稳定运行；提升机是干熄焦专用设备，其特点提升速度 快、走行速度快、对位准确、自动化程度高；排焦装置的部分部件主要是由于以前没有用过，选国内设 备没把握。就我国目前的机械制造水平而言，在干熄焦装置大型化之后需要进一步消化吸收的同时，必 须将有相当实力的起重机厂、风机厂、锅炉制造厂及炼焦专用设备制造厂有效地组织起来，通过消化吸 收和创新，应该能满足国产化需求。 1.3.61.3.6 干熄焦装置系列化干熄焦装置系列化干熄焦装置系列化是至关重要的。规模单一，不能形成系列，就不能按照焦炉的不同规模经济合理 地配置干熄焦装置。以 100 万吨焦化厂为例，如果干熄焦装置处理能力不成系列，只能配置我国当时已 掌握的 75t/h 干熄焦装置，形成 275t/h 一组干熄焦装置，即使以湿熄焦作备用，其处理能力也将浪费 约 20%。对 7080 万吨焦化厂，仍配置 275t/h 一组干熄焦装置，处理能力将浪费约 60%。因此，干熄 焦装置必须根据生产能力形成系列，也就是目前的 75t/h 处理能力是不够的，必须向大型