1、郑文华郑文华 姬福顺姬福顺大型焦炉技术优化大型焦炉技术优化及其干熄焦及其干熄焦 目目 录录1.1.大型化是世界焦炉的发展趋势大型化是世界焦炉的发展趋势2.2.发达国家早已实现焦炉大型化进程发达国家早已实现焦炉大型化进程3.3.本世纪我国加快焦炉大型化步伐本世纪我国加快焦炉大型化步伐4.4.积极开发适合我国国情的大型焦炉技术积极开发适合我国国情的大型焦炉技术5.5.为大型焦炉配套的干熄焦装置为大型焦炉配套的干熄焦装置 5.1 5.1 大型焦炉配置干熄焦装置的两种方式大型焦炉配置干熄焦装置的两种方式 5.2 5.2 大型焦炉干熄焦备用的两种方式大型焦炉干熄焦备用的两种方式6.6.结论结论 1.1.
2、大型化是世界焦炉的发展趋势大型化是世界焦炉的发展趋势 焦化工业是钢铁产业链中的重要一环，焦化工业是钢铁产业链中的重要一环，经历了一百多年发展的今天，现代焦化工业正承受经历了一百多年发展的今天，现代焦化工业正承受优优质炼焦煤资源日益紧缺和环保法规日益严格的双重压质炼焦煤资源日益紧缺和环保法规日益严格的双重压力力，这种压力就是当前国内外焦化工业技术发展的基，这种压力就是当前国内外焦化工业技术发展的基本动力。为应对挑战，新一代钢铁流程的焦化厂不仅本动力。为应对挑战，新一代钢铁流程的焦化厂不仅要实现要实现焦化产品制造、能源转换、社会部分大宗废弃焦化产品制造、能源转换、社会部分大宗废弃物的处理和消纳物的
3、处理和消纳三大功能，而且在三大功能，而且在流程高效运行流程高效运行、资资源有效利用源有效利用、环境友好环境友好等方面等方面应更具优势应更具优势。为了应对挑战，新一代焦化厂应采用大型为了应对挑战，新一代焦化厂应采用大型焦炉，因为与常规中小型焦炉比较，大型焦炉的优点焦炉，因为与常规中小型焦炉比较，大型焦炉的优点显而易见：显而易见：1.1 1.1 有利于采用各种节能措施，降低炼焦工序能耗有利于采用各种节能措施，降低炼焦工序能耗 大型焦炉吨焦炉体表面积小，散热损失小，有大型焦炉吨焦炉体表面积小，散热损失小，有利于提高焦炉热效率。在相同生产规模条件下，利于提高焦炉热效率。在相同生产规模条件下，6 6米焦
4、炉米焦炉吨焦表面积吨焦表面积比比4.34.3米焦炉米焦炉减少减少5.3%5.3%。生产规。生产规模相同时，大型焦炉炉孔数少，其散热量较大的炉模相同时，大型焦炉炉孔数少，其散热量较大的炉门框、装煤孔、装煤孔盖和座、燃烧室顶、炭化室门框、装煤孔、装煤孔盖和座、燃烧室顶、炭化室顶就少，相应散热量也大幅度减少。顶就少，相应散热量也大幅度减少。大型焦炉的蓄热室长向分格、装备计算机加热大型焦炉的蓄热室长向分格、装备计算机加热自动控制系统等技术措施，自动控制系统等技术措施，综合起来节省综合起来节省3%3%4%4%炼炼焦耗热量焦耗热量。按此计算，。按此计算，每生产每生产1t1t焦炭可节约焦炭可节约COGCOG
5、约约6m6m3 3，同时明显减少，同时明显减少COCO2 2的排放。的排放。含有含有7 7水分的非捣固干煤相当炼焦耗热量水分的非捣固干煤相当炼焦耗热量 （吨焦耗干煤按（吨焦耗干煤按1.351.35吨计）：吨计）：大型焦炉为大型焦炉为560kcal/kg560kcal/kg108 kgce/t108 kgce/t焦焦；中型焦炉为中型焦炉为620kcal/kg620kcal/kg120 kgce/t120 kgce/t焦焦；小型焦炉为小型焦炉为700kcal/kg700kcal/kg135 kgce/t135 kgce/t焦焦;而节约而节约1t1t标准煤标准煤相当于减排相当于减排2.5tCO2.5
6、tCO2 2、0.00830.00830.0165tSO0.0165tSO2 2、0.0074tNO0.0074tNOX X。1.2 1.2 劳动生产率显著提高劳动生产率显著提高 同样推一孔炭化室焦炭，同样推一孔炭化室焦炭，4.34.3米顶装焦炉每孔推米顶装焦炉每孔推出焦炭出焦炭13.413.4吨吨、6 6米顶装焦炉米顶装焦炉21.421.4吨吨、6.986.98米米530mm530mm宽宽顶装焦炉顶装焦炉35.835.8吨吨、7.637.63米顶装焦炉米顶装焦炉43.843.8吨吨。大型焦炉。大型焦炉的劳动生产率远远高于中小型焦炉，如采用的劳动生产率远远高于中小型焦炉，如采用2 27272孔
7、孔4.34.3米焦炉、年产米焦炉、年产100100万吨焦炭的焦化厂炼焦车间万吨焦炭的焦化厂炼焦车间212212人人，人均年产焦炭，人均年产焦炭47174717吨吨；而首钢京唐采用；而首钢京唐采用4 47070孔孔7.637.63米焦炉、年产焦炭米焦炉、年产焦炭420420万吨，炼焦车间万吨，炼焦车间314314人人，人，人均年产焦炭均年产焦炭1337613376吨吨，其劳动生产率是，其劳动生产率是4.34.3米焦炉的米焦炉的2.842.84倍倍。提高劳动生产率就是节能提高劳动生产率就是节能。1.3 1.3 提高装炉煤密度，改善焦炭质量提高装炉煤密度，改善焦炭质量 4.3m4.3m顶装焦炉的装炉
8、煤堆比重（按干煤计）为顶装焦炉的装炉煤堆比重（按干煤计）为0.75 t/m0.75 t/m3 3，6m6m顶装焦炉为顶装焦炉为0.76 t/m0.76 t/m3 3，7.63m7.63m顶装焦炉顶装焦炉为为0.77 t/m0.77 t/m3 3。装炉煤堆比重的提高，有利于改善焦炭。装炉煤堆比重的提高，有利于改善焦炭质量，而优质焦炭可使高炉节能降耗。质量，而优质焦炭可使高炉节能降耗。我国某钢铁公司其我国某钢铁公司其7.637.63米焦炉和米焦炉和5 5米焦炉采用基本米焦炉采用基本相同的入炉煤，其焦炭质量对比如下表：相同的入炉煤，其焦炭质量对比如下表：项目项目M M4040（）（）M M1010（
9、）（）CRICRI（）（）CSRCSR（）（）7.637.63米焦炉米焦炉89.189.15.95.921.221.272.372.35 5米焦炉米焦炉86.286.26.56.521.921.970.670.67.637.635 52.92.90.60.60.70.71.71.77.637.63米焦炉生产的焦炭质量米焦炉生产的焦炭质量优于优于5 5米焦炉。米焦炉。1.4 1.4 大大减少出炉次数，减少装煤和推焦阵发性污染大大减少出炉次数，减少装煤和推焦阵发性污染 200200万吨万吨/年焦化厂采用不同炉型每天推焦次数对比年焦化厂采用不同炉型每天推焦次数对比炉型炉型4.34.3米米6 6米米6
10、.986.98米米7.637.63米米每天推焦次数每天推焦次数357357255255172172113113 焦炉越大，每天推焦孔数（次数）就越少，对环焦炉越大，每天推焦孔数（次数）就越少，对环境的污染就越小。境的污染就越小。对对200200万吨万吨/年焦化厂年焦化厂而言，采用而言，采用7.637.63米焦炉的每米焦炉的每天的推焦次数，仅为天的推焦次数，仅为4.34.3米焦炉的米焦炉的31.7%31.7%，其阵发性污，其阵发性污染大大减少。染大大减少。1.5 1.5 环保措施完善，泄漏点少，非阵发性污染减少环保措施完善，泄漏点少，非阵发性污染减少 非阵发性污染是指炉门、上升管和装煤孔等泄漏非
11、阵发性污染是指炉门、上升管和装煤孔等泄漏散发的有害气体，主要是散发的有害气体，主要是SOSO2 2(H(H2 2S)S)、NONOX X、COCO和其它和其它(主要是主要是BSOBSO和和BaPBaP等多环芳烃等多环芳烃)等。等。不同规格焦炉，由于每天打开各泄漏口次数不同，不同规格焦炉，由于每天打开各泄漏口次数不同，密封面长度不同，所以排放的粉尘量和有害气体量也密封面长度不同，所以排放的粉尘量和有害气体量也不同。以年产不同。以年产300300万万t t的焦炉规模为例，炭化室高的焦炉规模为例，炭化室高7m7m焦焦炉泄漏口数量比炉泄漏口数量比6m6m焦炉减少焦炉减少2020，密封面长度减少，密封面
12、长度减少12.3%12.3%，每天打开各泄漏口次数减少，每天打开各泄漏口次数减少30.930.9，从而大从而大大减少有害气体的排放。大减少有害气体的排放。不同炉型吨焦污染物排放量不同炉型吨焦污染物排放量 kgkg不同炉型不同炉型SOSO2 2CODCODNONOX XNHNH3 3-N-N6 6米以上焦炉米以上焦炉0.210.210.240.240.120.120.0180.0184.34.36 6米焦炉米焦炉0.250.250.340.340.180.180.030.033.23.24.34.3米焦炉米焦炉0.3960.3960.440.440.600.600.0480.0482.2.发达国
13、家早已实现焦炉大型化进程发达国家早已实现焦炉大型化进程 国际上主要焦炭生产国如日本、俄罗斯、德国、国际上主要焦炭生产国如日本、俄罗斯、德国、韩国、法国、比利时和英国等早在韩国、法国、比利时和英国等早在上世纪上世纪70708080年年代代就实施了焦炉大型化进程，建设了许多就实施了焦炉大型化进程，建设了许多高度高度7m7m左左右的大容积焦炉，右的大容积焦炉，为我国提供了为我国提供了参考和借鉴参考和借鉴。见。见“世界大型焦炉表世界大型焦炉表”。国名国名厂名厂名号别号别孔数孔数室高室高mmmm室容积室容积m m3 3投产时间投产时间法国法国Sollac.FOSSollac.FOSN NO O.1.1、
14、2 21081087590759050.0050.0019741974澳大利亚澳大利亚BHPBHPPort KemblaPort KemblaN NO O.7A.7A50507100710050.0050.0019871987中国台湾中国台湾中国制铁中国制铁 KaohsuiungKaohsuiungN NO O.5.5、6 650507340734049.7549.7519871987比利时比利时Sidmar ZelzateSidmar ZelzateN NO O.1.1、2 21001006700670049.4549.4519721972瑞典瑞典SSABSSABLuleaLuleaN NO
15、 O.1.154547130713047.4647.4619751975加拿大加拿大Stelco NanticokeStelco NanticokeN NO O.1.145456700670046.2046.2019811981韩国韩国光阳光阳N NO O1 1、2 2、3 33963966700670043.0543.058787、8888、9191光阳光阳N NO O.4.4、5 51201207630763076.2576.2520112011浦项浦项N NO O3 3、4 4、5 54464466700670038.8038.8078788383、0707现代现代N NO O.1.14
16、 42402407630763076.2576.2520102010芬兰芬兰Rautaruuki RaahensaloRautaruuki RaahensaloN NO O.1.135357000700041.6041.6019871987印度印度Sail BhilaiSail BhilaiN NO O.9.967677000700041.6041.6019881988日本日本新日铁大分（新日铁大分（SCOPE21SCOPE21）N NO O.5.564646700670020082008JFEJFE东日本（京浜）东日本（京浜）N NO O.1.1、2 219819875507550装煤装煤3
17、8.5t38.5tJFEJFE西日本（仓敷）西日本（仓敷）N NO O.6.6采用采用SCOPE21SCOPE212010.122010.12住友金属鹿岛住友金属鹿岛N NO O.1.1、2 233333371257125装煤装煤35.7t35.7t三井矿山三井矿山N NO O.2A.2A、2B2B10810871257125装煤装煤31.0t31.0t三菱化学坂出三菱化学坂出N NO O.2.2、3 322322369156915装煤装煤32.3t32.3t 20 20余年来，德国焦炉大型化的进程代表了国际炼焦余年来，德国焦炉大型化的进程代表了国际炼焦技术的发展趋势。技术的发展趋势。1984
18、1984年年，德国在，德国在MannesmannMannesmann钢铁厂建钢铁厂建设投产了当时世界最大的炭化室高为设投产了当时世界最大的炭化室高为7.85m7.85m大容积顶装焦大容积顶装焦炉炉；在萨尔；在萨尔DillingenDillingen建设投产了当时世界最大的炭化室建设投产了当时世界最大的炭化室高高6.25m6.25m捣固焦炉捣固焦炉。19851985年年，在，在ProsperProsper焦化厂建设投产焦化厂建设投产了当时世界炭化室了当时世界炭化室最宽（最宽（600mm600mm）的）的7m7m焦炉焦炉。19921992年年在在KaiserstuhlKaiserstuhl焦化厂建
19、设投产了炭化室高焦化厂建设投产了炭化室高7.63m7.63m大容积焦大容积焦炉炉。20032003年年3 3月，炭化室高月，炭化室高8.43m8.43m世界最大焦炉世界最大焦炉在德国在德国SchwelganSchwelgan钢铁厂建设投产。见下表。钢铁厂建设投产。见下表。德国现有德国现有6 6家焦化厂代表性焦炉情况家焦化厂代表性焦炉情况厂名厂名投产时间投产时间炭化室尺寸炭化室尺寸炉孔炉孔数数焦炭产量焦炭产量高高/m/m宽宽/m/m容积容积/m/m3 3万万t/at/at/a.mt/a.m3 3t/a.t/a.孔孔t/a.t/a.人人ThyssenThyssen197119716.06.00.4
20、0.43535104104136136369369130801308054905490SalzgitterSalzgitter198519856.26.20.470.47434310810814214230930913150131501060010600ProsperProsper198519857.07.00.600.60616114614620020021921913700137001280012800HKMHKM198419847.857.850.560.567070707010810822422415430154301060010600HKMHKM20102010建建7.637.630
21、.620.627979606010010022422415430154301060010600kaiserstuhlkaiserstuhl199219927.637.630.620.62797912012020020021121116670166701310013100TKS SchwelgenTKS Schwelgen200320038.438.430.600.60939314014026426420320318860188601790017900 日本现有的日本现有的1515家焦化厂家焦化厂中，先进的大型焦炉产能占中，先进的大型焦炉产能占总产能的总产能的70%70%。The new Sch
22、welgern coke plantThe new Schwelgern coke plantThe new Schwelgern coke plant8.438.43米焦炉机侧米焦炉机侧8.438.43米焦炉机侧米焦炉机侧8.428.42米焦炉炉顶、装煤车和稳定式熄焦塔米焦炉炉顶、装煤车和稳定式熄焦塔8.438.43米焦炉焦侧、拦焦车米焦炉焦侧、拦焦车8.438.43米焦炉焦侧、拦焦车和稳定式熄焦塔米焦炉焦侧、拦焦车和稳定式熄焦塔Schwelgern coke plantSchwelgern coke plant煤气净化部分煤气净化部分当前世界采用当前世界采用7.637.63米焦炉的厂家米焦
23、炉的厂家厂名厂名孔数孔数产能产能 万吨万吨/年年投产时间投产时间备注备注韩国现代韩国现代2 2707022022020102010大型高炉大型高炉韩国现代韩国现代2 2707022022020112011大型高炉大型高炉韩国光阳韩国光阳2 2707022022020112011大型高炉大型高炉韩国浦项韩国浦项2 2707022022020112011大型高炉大型高炉德国德国HKMHKM1 16060100100在建在建德国德国UHDEUHDE印度布珊印度布珊2 2707022022020122012意大利意大利PWPW设计设计印度尼西亚印度尼西亚2 27070220220在建在建意大利意大利P
24、WPW设计设计总计总计1313座座14201420已投产已投产4 4座座3.3.本世纪我国加快焦炉大型化步伐本世纪我国加快焦炉大型化步伐 本世纪，我国钢铁工业迅猛发展，尤其是特大本世纪，我国钢铁工业迅猛发展，尤其是特大型高炉日渐增多，促进我国建设大型焦炉的热潮。型高炉日渐增多，促进我国建设大型焦炉的热潮。20062006年年，我国首座，我国首座7.63m7.63m大容积焦炉在大容积焦炉在兖矿集团兖矿集团投产（引进迁建德国二手设备）；投产（引进迁建德国二手设备）；20072007年，太钢年，太钢引引进德国焦炉技术建设的进德国焦炉技术建设的2 27070孔孔7.63m7.63m大容积新焦炉大容积新
25、焦炉投产；从而在我国掀起了建设投产；从而在我国掀起了建设7.637.63米大型焦炉的热米大型焦炉的热潮，至潮，至20102010年，我国已投产年，我国已投产7.637.63米大型焦炉米大型焦炉1515座座，年焦炭产能达到年焦炭产能达到17401740万吨万吨，为，为40004000立方米立方米50005000立立方米大容积高炉生产出优质焦炭。现在我国方米大容积高炉生产出优质焦炭。现在我国7.637.63米米大型焦炉的大型焦炉的座数和产能均位居世界第一座数和产能均位居世界第一。我国我国7.637.63米焦炉投产厂家米焦炉投产厂家厂名厂名孔数孔数产能产能 万吨万吨/年年投产时间投产时间备注备注兖矿
26、集团兖矿集团2 2606020020020062006独立焦化厂独立焦化厂太钢太钢2 27070220220200820084000m34000m3高炉高炉马钢马钢2 27070220220200820084000m34000m3高炉高炉武钢武钢2 27070220220200820084000m34000m3高炉高炉京唐曹妃甸京唐曹妃甸4 4707038038044044020092009201020105500m35500m3高炉高炉沙钢沙钢2 2707022022020092009201020105800m35800m3高炉高炉平煤首山平煤首山2 2707022022020102010一
27、座一座独立焦化厂独立焦化厂总计总计1616座座17401740投产投产1515座座 首钢京唐首钢京唐和和太钢焦化厂太钢焦化厂7.637.63米大型焦炉为特大型米大型焦炉为特大型高炉生产了高炉生产了优质焦炭优质焦炭，满足了特大型高炉的生产需求。，满足了特大型高炉的生产需求。见下表：见下表：指指 标标 名名 称称计算单位计算单位首钢京唐首钢京唐太钢太钢配配煤煤比比焦煤比焦煤比%45.5645.5646.3946.39肥煤比肥煤比%23.2223.2234.5534.551/31/3焦煤比焦煤比%21.7521.756.476.47气煤比气煤比%0.940.940.110.11瘦煤比瘦煤比%7.78
28、7.7812.4912.49弱粘结弱粘结%0.760.76焦焦炭炭质质量量冶金焦抗碎强度冶金焦抗碎强度(M40)(M40)%91.2991.2989.9089.90冶金焦耐磨强度冶金焦耐磨强度(M10)(M10)%5.455.455.305.30CRICRI%23.0123.0124.4724.47CSRCSR%68.8468.8469.0569.05冶金焦灰分冶金焦灰分%12.3412.3412.2312.23冶金焦硫分冶金焦硫分%0.770.770.670.67冶金焦挥发分冶金焦挥发分%1.251.251.211.217.637.63米焦炉生产的焦炭质量米焦炉生产的焦炭质量7.637.63
29、米大型焦炉参数米大型焦炉参数序号序号项项 目目单单 位位数量（热态）数量（热态）1 1炭化室全长炭化室全长mmmm18800188002 2炭化室全高炭化室全高mmmm763076303 3炭化室平均宽炭化室平均宽mmmm5905904 4炭化室有效容积炭化室有效容积M3M376.2576.255 5每孔装干煤量每孔装干煤量t t57.1957.196 6每孔产焦炭每孔产焦炭t t42.8942.896 6周转时间周转时间h h25.225.27 7每孔年产焦量每孔年产焦量万万t t1.471.47首钢京唐焦化厂首钢京唐焦化厂首钢京唐首钢京唐7.637.63米焦炉机侧米焦炉机侧首钢京唐首钢京唐
30、7.637.63米焦炉炉顶米焦炉炉顶首钢京唐首钢京唐7.637.63米焦炉装煤车准备装煤米焦炉装煤车准备装煤太钢太钢7.637.63米焦炉推焦机米焦炉推焦机太钢太钢7.637.63焦炉机侧焦炉机侧 2005 2005年年,为适应我国钢铁企业建设大型焦炉的需为适应我国钢铁企业建设大型焦炉的需要和炼焦煤的资源状况要和炼焦煤的资源状况,我国在总结国内我国在总结国内JNJN系列焦炉系列焦炉经验及我国经验及我国8 8米实验炉实验的基础上，借鉴国外大型米实验炉实验的基础上，借鉴国外大型先进焦炉的长处，自行开发了先进焦炉的长处，自行开发了炭化室高炭化室高6.986.98米米JNX70JNX702 2型（炭化
31、室宽型（炭化室宽450mm450mm）焦炉）焦炉，即，即7 7米米单段加热顶装单段加热顶装焦炉焦炉。其特点是适用于强粘结性煤缺乏的地区，生产。其特点是适用于强粘结性煤缺乏的地区，生产满足大高炉要求的优质焦炭。满足大高炉要求的优质焦炭。20082008年初，邯钢和鞍钢年初，邯钢和鞍钢鲅鱼圈各鲅鱼圈各4 4座座JNX70JNX702 2型（炭化室宽型（炭化室宽450mm450mm）焦炉投产，）焦炉投产，为为30003000立方米和立方米和40384038立方米大型高炉生产出优质焦炭。立方米大型高炉生产出优质焦炭。现在已投产和在建的共计现在已投产和在建的共计2020座座。邯钢集团邯宝公司邯钢集团邯宝
32、公司1 1号号7 7米焦炉米焦炉20082008年年2 2月月2828日顺利投产日顺利投产鞍钢鲅鱼圈鞍钢鲅鱼圈7 7米焦炉米焦炉20082008年年4 4月投产月投产鞍钢鲅鱼圈鞍钢鲅鱼圈7 7米焦炉拦焦车米焦炉拦焦车鞍钢鲅鱼圈鞍钢鲅鱼圈7 7米焦炉装煤车米焦炉装煤车 2007 2007年为适应国内外年为适应国内外严格控制焦炉烟道废气中严格控制焦炉烟道废气中NONOX X量量的要求的要求,显著改善焦炉生产环保水平，我国在总结国内外显著改善焦炉生产环保水平，我国在总结国内外多段加热大容积焦炉设计理念多段加热大容积焦炉设计理念的基础上进行创新，又开发的基础上进行创新，又开发了高了高6.986.98米
33、多段加热的米多段加热的JNX3JNX370701 1和和JNX3JNX370702 2型焦炉型焦炉,其主要特点是：其主要特点是：贫煤气加热时，贫煤气和空气分三段供给；贫煤气加热时，贫煤气和空气分三段供给；焦炉煤气加热时，空气分三段供给。焦炉煤气加热时，空气分三段供给。使燃烧过程基本在供使燃烧过程基本在供氧不足的情况下进行，以降低燃烧强度，进而降低燃烧温氧不足的情况下进行，以降低燃烧强度，进而降低燃烧温度，减少度，减少NONOX X的生成。的生成。20102010年春，我国第一座多段加热年春，我国第一座多段加热7 7米米焦炉已在宝钢梅山投产。现在已投产和在建的多段加热焦炉已在宝钢梅山投产。现在已
34、投产和在建的多段加热7 7米焦炉米焦炉2020多座多座。宝钢梅山多段加热宝钢梅山多段加热7 7米焦炉米焦炉梅山多段加热梅山多段加热7 7米焦炉炉顶米焦炉炉顶梅山多段加热梅山多段加热7 7米焦炉焦侧拦焦机米焦炉焦侧拦焦机THANK YOUSUCCESS2022-11-10可编辑 “十一五十一五”期间，我国还新建了许多期间，我国还新建了许多6 6米顶装焦米顶装焦炉，使其总数达到近炉，使其总数达到近150150座座，产能超过，产能超过80008000万吨，进万吨，进而使我国而使我国6 6米顶装焦炉的产能超过了米顶装焦炉的产能超过了1 1亿吨亿吨，占总，占总产能的产能的2020多，多，位居世界第一位居
35、世界第一。建设大型焦炉大大提高了我国焦化行业的技术装建设大型焦炉大大提高了我国焦化行业的技术装备水平。现在我国一些大型钢铁企业焦化厂技术装备水平。现在我国一些大型钢铁企业焦化厂技术装备和生产管理水平已备和生产管理水平已位居世界前列位居世界前列。综上所述：综上所述：炼焦过程要达到动态炼焦过程要达到动态-有序、连续有序、连续-紧凑和高效紧凑和高效-精精准的运行目标，必须实现准的运行目标，必须实现“界面技术界面技术”的优化。即备煤、的优化。即备煤、炼焦、干熄焦、筛焦和煤气净化等工序之间具有经济的炼焦、干熄焦、筛焦和煤气净化等工序之间具有经济的衔接匹配、合理的接点、密切的协同、容量恰到好处的衔接匹配、
36、合理的接点、密切的协同、容量恰到好处的缓冲。缓冲。最经济的焦炉匹配是：一套操作人员、一套焦炉最经济的焦炉匹配是：一套操作人员、一套焦炉机械、配置一个煤塔和两座焦炉而能操作的最大孔数。机械、配置一个煤塔和两座焦炉而能操作的最大孔数。只有这样才能充分发挥操作人员、焦炉机械和焦炉本体只有这样才能充分发挥操作人员、焦炉机械和焦炉本体的最大潜力，才能创造高的最大潜力，才能创造高效率和低能耗。效率和低能耗。实际上，在充分发挥设备操作性能的前提下，实际上，在充分发挥设备操作性能的前提下，每种炉每种炉型都有自已最经济、最节能的匹配，型都有自已最经济、最节能的匹配，从而保证一次能源从而保证一次能源煤料向二次能源
37、煤料向二次能源焦炭等焦炭等能量转换的高能量转换的高效率，效率，能量能量流流加热煤气的加热煤气的“耗散耗散”最小化和近最小化和近“零排放零排放”。如：。如：焦炉炉型焦炉炉型座座孔数孔数经济规模（万吨经济规模（万吨/年）年）6 6米顶装米顶装2 250 50 2 26060100 100 120120（100100万吨级）万吨级）6.986.98米顶装米顶装2 260 60 2 27070150 150 175175（150150万吨级）万吨级）7.637.63米顶装米顶装(德德)2 260 60 2 27070200 200 220220（200200万吨级）万吨级）8.438.43米顶装米顶装
38、(德）德）2 27070 260 260 （250250万吨级）万吨级）5.55.5米捣固米捣固2 250 50 2 26262100 100 130 130（100100万吨级）万吨级）6.256.25米捣固米捣固2 250 50 2 25252120 120 125 125（120120万吨级）万吨级）4.4.积极开发适合我国国情的大型焦炉技术积极开发适合我国国情的大型焦炉技术 本世纪我国大型焦炉产能的快速增长，说明对大本世纪我国大型焦炉产能的快速增长，说明对大型焦炉技术和设备的型焦炉技术和设备的需求旺盛需求旺盛，但是现在我国建设，但是现在我国建设7.637.63米大型焦炉尚需引进德国焦炉
39、技术和焦炉机械技米大型焦炉尚需引进德国焦炉技术和焦炉机械技术，需要花费大量外汇，术，需要花费大量外汇，1212座新建的座新建的7.637.63米焦炉仅技米焦炉仅技术使用费就花掉了术使用费就花掉了1 1亿多欧元亿多欧元，使，使吨焦基建投资增加吨焦基建投资增加100100元人民币元人民币。为此，我国迫切需要开发一种具有自主。为此，我国迫切需要开发一种具有自主知识产权的大型焦炉炉型，以满足国内大型钢铁联合知识产权的大型焦炉炉型，以满足国内大型钢铁联合企业大型高炉的需求。企业大型高炉的需求。我国大型焦炉的研发理念是在吸取国外我国大型焦炉的研发理念是在吸取国外7.637.63米米和和Schwelgern
40、 Schwelgern 8.438.43米米大型焦炉经验教训的基础上，大型焦炉经验教训的基础上，升华我升华我国炼焦技术积聚的实践经验国炼焦技术积聚的实践经验，研发出，研发出适合我国国情适合我国国情的大型的大型焦炉。焦炉。其目标是其目标是：总体装备水平不低于国外：总体装备水平不低于国外7.637.63米和米和8.438.43米焦炉；在焦炉炉体结构、护炉系统、烟尘排放控制和降米焦炉；在焦炉炉体结构、护炉系统、烟尘排放控制和降低能耗等方面，既符合国情，又有明显改善和提高，最大低能耗等方面，既符合国情，又有明显改善和提高，最大限度地体现限度地体现“低碳化低碳化”和节省基建投资和节省基建投资。这种待开发
41、的新炉型应该：这种待开发的新炉型应该：两座焦炉为一组的年焦炭产能规模为两座焦炉为一组的年焦炭产能规模为200200220220万吨万吨，与德国与德国7.637.63米焦炉产能相当，填补我国适应大规模产米焦炉产能相当，填补我国适应大规模产能的大型焦炉炉型的空白；能的大型焦炉炉型的空白；应应适合我国适合我国炼焦煤资源的炼焦煤资源的国情国情，能够多使用我国储量，能够多使用我国储量相对丰富的气煤煤种，节省我国紧缺的强粘结性煤；相对丰富的气煤煤种，节省我国紧缺的强粘结性煤；其炼焦工艺、焦炉机械、自动控制、环境保护、操作其炼焦工艺、焦炉机械、自动控制、环境保护、操作环境和劳动条件等方面应环境和劳动条件等方
42、面应不低于国外大型焦炉的水平不低于国外大型焦炉的水平，从而，带动我国焦化行业整体装备水平的提高。从而，带动我国焦化行业整体装备水平的提高。依据上述要求，我国焦化工作者提出自主开发依据上述要求，我国焦化工作者提出自主开发8 8米米大型焦炉大型焦炉，完全替代引进的，完全替代引进的7.637.63米焦炉。其与米焦炉。其与7.637.63米米焦炉的参数对比如下：焦炉的参数对比如下：项目项目JNX3-80JNX3-80型焦炉（热态）型焦炉（热态）7.63m7.63m焦炉（热态）焦炉（热态）炭化室尺寸炭化室尺寸188801888081108110550550188801888076307630590590
43、炭化室有效尺寸炭化室有效尺寸180401804076507650550550180001800071807180590590炭化室锥度炭化室锥度50mm50mm50mm50mm有效容积有效容积75.9 m75.9 m3 376.25 m76.25 m3 3炭化室中心距炭化室中心距1650 mm1650 mm1650 mm1650 mm加热水平高度加热水平高度1300mm1300mm、1450mm1450mm 1400mm1400mm立火道个数立火道个数36363636周转时间周转时间242425.525.5炉顶坡度炉顶坡度50 mm50 mm0 0 JNX3-80JNX3-80型焦炉的设计理念
44、和主要创新如下：型焦炉的设计理念和主要创新如下：依据中国国情，炭化室不易太宽。依据中国国情，炭化室不易太宽。炭化室宽度大于炭化室宽度大于550mm550mm的焦炉界定为的焦炉界定为宽炭化室宽炭化室焦炉，焦炉，7.637.63米焦炉炭化室平均宽度为米焦炉炭化室平均宽度为590mm590mm,属于宽炭化室焦属于宽炭化室焦炉。其适合的入炉煤是以粘结性好、结焦性好、挥发炉。其适合的入炉煤是以粘结性好、结焦性好、挥发分为分为222225%25%肥煤和焦煤为主的配合煤。炭化室加肥煤和焦煤为主的配合煤。炭化室加宽后，宽后，会使炭化室中心部位胶质层升温速度降低和最会使炭化室中心部位胶质层升温速度降低和最终干馏
45、温度降低，使焦炭显微强度下降和气孔率增加，终干馏温度降低，使焦炭显微强度下降和气孔率增加，导致焦炭质量呈下降趋势导致焦炭质量呈下降趋势。然而，其对粘结性好、结。然而，其对粘结性好、结焦性好的入炉煤影响不大，而对粘结性差、结焦性差焦性好的入炉煤影响不大，而对粘结性差、结焦性差的入炉煤影响明显。的入炉煤影响明显。在我国，粘结性好、结焦性好的肥煤只占炼焦煤总在我国，粘结性好、结焦性好的肥煤只占炼焦煤总储量的储量的1414，焦煤只占，焦煤只占2424，而粘结性差、挥发分高的，而粘结性差、挥发分高的气煤却高达气煤却高达4747。因此。因此为适应我国气煤多的国情，炭化为适应我国气煤多的国情，炭化室宽度不易
46、过大室宽度不易过大。当然，。当然，宽度成就高度，高度需要宽度宽度成就高度，高度需要宽度支撑支撑。随着炭化室容积的加大、高度的增加，考虑到焦。随着炭化室容积的加大、高度的增加，考虑到焦饼的稳定性，需要适当加宽炭化室。理论和实践表明，饼的稳定性，需要适当加宽炭化室。理论和实践表明，JNX3-80JNX3-80型焦炉炭化室宽度最大限度以热态宽度不大于型焦炉炭化室宽度最大限度以热态宽度不大于550mm550mm为宜为宜。三段加热，保证高向加热均匀三段加热，保证高向加热均匀 JNX3-80JNX3-80型焦炉在燃烧室高向三个不同高度处开口型焦炉在燃烧室高向三个不同高度处开口立火道底部（即斜道口）、燃烧室
47、中部和上部立火道底部（即斜道口）、燃烧室中部和上部供入供入空气，而且上部出口断面可通过调节砖进行调节，以改变空气，而且上部出口断面可通过调节砖进行调节，以改变立火道高向温度分布，使炭化室高向受热均匀，保证焦炭立火道高向温度分布，使炭化室高向受热均匀，保证焦炭均匀成熟。均匀成熟。采用废气循环与分段加热相结合的结构采用废气循环与分段加热相结合的结构，形成分段燃烧，形成分段燃烧，降低燃烧强度，从而降低燃烧温度，最大限度降低燃烧废降低燃烧强度，从而降低燃烧温度，最大限度降低燃烧废气中气中NONOX X的排放。的排放。选择适宜的加热高度，调整好炉顶空间温度选择适宜的加热高度，调整好炉顶空间温度 炭化室顶
48、标高与燃烧室顶标高的炭化室顶标高与燃烧室顶标高的差值差值称为称为加热高度加热高度，其合适的标准是：当结焦时间其合适的标准是：当结焦时间2/32/3的时候，炉顶空间温的时候，炉顶空间温度度不高于不高于850850；并应使炉顶部煤料得到适当加热，不；并应使炉顶部煤料得到适当加热，不出现生焦。合适的出现生焦。合适的加热高度应使焦饼成熟后，其顶面加热高度应使焦饼成熟后，其顶面高高出燃烧室顶出燃烧室顶100100200mm200mm。结合以往焦炉设计经验，结合以往焦炉设计经验，JNX3-80-JNX3-80-型型焦炉加热高度焦炉加热高度应定为应定为1300mm1300mm和和1450mm1450mm，这
49、样既可保证焦炭均匀成熟，这样既可保证焦炭均匀成熟，又使炉顶空间温度不致过高，炉顶不易结石墨。又使炉顶空间温度不致过高，炉顶不易结石墨。7.63m7.63m焦炉加热高度开始为焦炉加热高度开始为1210-1400m1210-1400mm m，并设有小，并设有小跨越孔。生产时炉顶空间温度过高，造成炉顶结石墨严跨越孔。生产时炉顶空间温度过高，造成炉顶结石墨严重，焦油品质下降。京唐和沙钢将加热高度提高至重，焦油品质下降。京唐和沙钢将加热高度提高至14401440和和1500mm1500mm，炉顶空间温度趋于正常。，炉顶空间温度趋于正常。装煤采用除尘地面站装煤采用除尘地面站 依据我国入炉煤水分大、挥发份高
50、的特点，依据我国入炉煤水分大、挥发份高的特点，JNX3-JNX3-8080型焦炉装煤除尘采用型焦炉装煤除尘采用高压氨水喷射配合干式除尘地面高压氨水喷射配合干式除尘地面站的方式站的方式。高压氨水喷射产生负压，将装煤时产生部分。高压氨水喷射产生负压，将装煤时产生部分烟尘吸入集气管；另一部分烟尘则经装煤车除尘对接管烟尘吸入集气管；另一部分烟尘则经装煤车除尘对接管路，由风机抽吸至地面站进行除尘处理，使最终排放气路，由风机抽吸至地面站进行除尘处理，使最终排放气体达到环保要求。为了提高装煤烟尘捕集效果，推焦机体达到环保要求。为了提高装煤烟尘捕集效果，推焦机上还设有平煤小炉门密封装置。上还设有平煤小炉门密封
