山冶设计7.3米大型绿色智能焦炉的应用

环保窑炉

国家发改委于2013年3月核准山东钢铁集团有限公司日照钢铁精品基地项目。身为山东钢铁子公司的项目规划咨询单位，山东省冶金规划院此刻更应发挥专业优势为集团公司决策供给技能支撑，深刻理解时代背景，评脉未来技能发展方向，集成今世科技作用运用尽用，立异规划是完结项目演示效应和继续竞争力的源泉。本文将对山东省冶金规划院用技能立异全力打造山东钢铁日照精品基地绿色智能梦工厂的作用进行系列报道，以飨读者。
山钢日照钢铁精品基地7.3m焦炉经过选用大容积宽炭化室技能，两段加热、双联火道、废气循环、蓄热室分格、薄炉墙等低氮节能焚烧技能，焦炉炉内脱硝技能，四段式保护板技能，SOPRECO单孔调压技能，非对称式烟道技能，SUPRACOK焦炉二级主动化体系，焦炉机车智能作业办理体系等一系列先进设备和技能，使焦炉氮氧化物排放浓度到达国家和山东省特别限值排放规范，焦炉炼焦耗热量到达特级炉规范，在焦炉炉体、焦炉机械、工艺配备、主动化和环保水平等方面到达世界先进水平。
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7.3m大型焦炉首要特征技能
1.1大容积宽炭化室技能
日照精品基地7.3m焦炉炭化室均匀宽度550mm，长度19846mm，单孔容积71.5m3，平等高度系列焦炉单孔容积最大，平等规划焦炉所需炭化室孔数少，占地面积小。
1.2低氮节能焚烧技能
7.3m焦炉选用两段加热、双联火道、废气循环、蓄热室分格及薄炉墙等技能，而且选用FAN火焰剖析体系（焦炉加热体系数据库及仿真模仿体系）剖析焦炉焚烧室焚烧情况，最优化焦炉炉体及加热体系规划，确保炉体高向加热均匀性，削减氮氧化物和上升管根部石墨的发作，且下降炼焦耗热量。
1）两段加热技能。7.3m焦炉焚烧室分两段供应空气进行焚烧，比较加热煤气和空气均分段供应的焦炉，空气两段供应办法既到达了拉长立火道火焰的意图，又不至于使焚烧室各焚烧点温度和炉顶空间温度过高，有利于炉体高向加热的均匀性，且削减了焦炉氮氧化物和上升管根部石墨的发作。
2）双联火道及废气循环技能。7.3m焦炉焚烧室由36个共18对双联火道组成，在每敌对火道隔墙间上部设有跨过孔，下部设有废气循环孔，将下降火道的废气吸入上升火道的可燃气体中，起到拉长火焰作用，有利于焦炉高向加热的均匀性，一起下降焚烧点的温度，削减氮氧化物的发作。
3）分格蓄热室技能。7.3m焦炉蓄热室分为煤气蓄热室和空气蓄热室，蓄热室沿焦炉机焦侧方向分为18格，每一格蓄热室下部设可调理孔口尺度的调理板来操控单格蓄热室的气流散布，使加热混合煤气和空气在蓄热室长向分配愈加合理，焚烧室长向的气流散布愈加均匀，有利于焦炉长向加热的均匀性。
4）薄炉墙技能。7.3m焦炉炭化室炉墙厚度规划为90mm，薄炉墙导热性好，热效率高，下降了焦炉加热的能耗及立火道温度，从源头上削减了氮氧化物发作。
1.3四段式保护板技能
经过护炉铁件体系有限元模型剖析焦炉炉体不同部位在煤炭干馏胀大压力、推焦力等作用下的受力情况，最优化护炉铁件体系规划，保护板优化规划为四段式结构，有用消除机械应力和保护板的曲折，最大极限地防止保护板的变形，使保护板一直与炉体严密贴合，有用延伸了炉体寿数，根绝炉体冒烟冒火。
1.4焦炉炉内脱硝技能
借鉴电厂老练牢靠的SNCR脱硝经历，在焦炉蓄热室950-1050℃区间通入含氨气体，氨气与NOx发作化学反应生成N2和H2O，经沈阳炼焦制气厂6m顶装焦炉一年多的工业试验验证，氮氧化物的脱除率能到达45%-60%。
焦炉炉内脱硝技能，不运用催化剂，无二次污染，一次出资和运转成本低，仅为炉外脱硝的20%。
1.5 SOPRECO单孔调压技能
单孔调压体系对每个炭化室压力进行主动调理，然后完结在装煤和结焦进程负压操作的集气管对炭化室有满足的吸力，使炭化室内压力不致过大，以确保荒煤气不外泄，而在结焦晚期又能确保炭化室内不呈现负压，然后防止炭化室压力过大导致炉门冒烟和炭化室负压吸入空气影响焦炉寿数和焦炉窜漏，别的，代替高压氨水或蒸汽喷射消烟，省去装煤除尘地面站，完结无烟装煤。
该7.3m大型焦炉选用的SOPRECO单孔调压体系为半球型反转阀结构，与其他办法单孔调压体系比较，结构简略，故障率低，运转安稳牢靠。
1.6非对称式烟道技能
运用流体动力学特性，依据焦炉机焦侧炭化室锥度特色，从机侧到焦侧需求更多加热煤气量且相应发作更多废气量，废气开闭器及烟道安置在焦炉焦侧，混合煤气及空气导入设备安置在焦炉机侧，非对称式烟道技能便于调理从机侧到焦侧各立火道煤气流和空气流，且便于废气流的排出，有利于焦炉长向加热的均匀性。别的，单侧烟道的废气开闭器和混合煤气及空气导入设备削减一半，有利于节省设备出资。
1.7 SUPRACOK焦炉二级主动化体系
日照钢铁精品基地7.3m焦炉选用SUPRACOK焦炉二级主动化体系，是一套焦炉焚烧模型操控与出产优化体系，体系集数学模型和监督辅导功用于一体，具有焦炉主动加热调理与操控、结焦进程监控、装煤和推焦作业计划编制及和谐，以及与一级主动化体系和其他计算机体系的数据通讯等功用，可到达如下作用：1）进步焦炉操作安稳性、安全性和出产率；2）削减加热燃气耗费，下降炼焦耗热量；3）削减氮氧化合物生成，易于到达环保要求；4）进步和安稳焦炭质量；5）延伸焦炉炉体寿数；6）为操作者供给及时、准确和归纳的信息。
1.8焦炉机车智能办理体系
焦炉机车智能作业办理体系选用码牌定位技能+无线数据通讯技能。码牌技能选用射频辨认办法，各炉有独立的定位符号，无累计差错，定位办法简略牢靠，定位精度高，对位精度达±2mm；无线数据通讯技能分别在推焦车、拦焦车、电机车、装煤车设无线通讯子站，在主控室设无线通讯主站，完结无线组网通讯，完结四大车之间及与出焦除尘站、机侧炉头烟除尘站之间的数据交换。焦炉机车智能作业办理体系完结了四大机车的主动化出产运转和计算机出产办理，完结焦炉机车“有人监督、全主动运转”智能化目标。
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7.3m大型焦炉绿色化、智能化运用
2.1大型焦炉
日照钢铁精品基地7.3m焦炉炭化室高度7305mm，单个炭化室容积71.5m3，平等高度系列焦炉单孔容积最大，平等规划焦炉需求装备的炭化室孔数最少，焦炉机车严重操作系数也更低。
2.2绿色化焦炉
2.2.1环保
1）阵发性污染少。日照钢铁精品基地7.3m焦炉出炉次数少，能削减装煤及推焦阵发性污染，而且选用水封槽式机侧炉头烟除尘地面站和出焦除尘地面站等完善的环保措施，改进炼焦出产操作环境。
2） 非阵发性污染少。选用有限元模型优化护炉铁件体系，削减炉体及炉门等处烟尘走漏，改进炼焦出产操作环境。选用单孔调压体系调理每个炭化室压力，削减炉门及装煤孔等处荒煤气的走漏，且取代除尘地面站，完结无烟装煤。
3）氮氧化物排放低。日照钢铁精品基地7.3m焦炉选用火焰剖析模型、两段加热等低氮焚烧技能和炉内脱硝技能，能有用下降氮氧化物的发作量，使烟道废气氮氧化物的浓度操控在100mg/Nm3以下。
当运用混合煤气加热时，烟道废气氮氧化物浓度操控在120mg/Nm3以下，炉内脱硝设备投用后，氮氧化物排放浓度可到达国标（GB 16171-2012）大气污染物特别排放限值和山东省规范（DB37-2376-2013）重点区域（第四时段）大气污染物排放要求。
2.2.2节能
7.3m焦炉选用薄炉墙技能，利于进步炭化室炉墙的传热速率，进步焦炉热效率；选用的火焰剖析模型技能、两段加热技能、分格蓄热室、非对称式烟道技能等技能，优化了焦炉高向和长向加热均匀性，下降炼焦耗热量；选用SUPRACOK焦炉二级主动化技能，完结焦炉加热主动操控与调理，下降炼焦耗热量。
归纳以上技能的实施，使7.3m焦炉炼焦耗热量到达了我国炼焦行业协会《大容积焦炉情况等级鉴定规范》中规则的特级炉炼焦耗热量目标。
2.3智能化焦炉
日照钢铁精品基地7.3m焦炉选用的SUPRACOK焦炉二级主动化体系，能完结焦炉主动加热与调理、结焦进程监控、装煤和推焦作业计划编制及和谐等功用，该体系的运用进步了焦炉操作安稳性、安全性和出产率，一起为操作者供给及时、准确和归纳的信息。
7.3m焦炉机车智能作业办理体系选用码牌定位技能+无线数据通讯技能，主动化操控三车推焦联锁和四车和谐，完结了四大机车的主动化出产运转和计算机出产办理，在焦炉机械的主动化水平﹑高牢靠性和低保护量以及焦炉环保操控等方面到达世界领先水平。
单孔调压技能可在整个结焦时间内主动操控单个炭化室压力，处理因炭化室加高而带来的炭化室压力操控困难。
焦炉换向阀会集光滑技能完结了焦炉换向设备的主动光滑，下降了工人劳动强度。

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