1.序言
隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展,制磚日趨小型化和現(xiàn)代化,制磚炭化室的高度從4m左右增加到6m、7m 、7.63m,甚至達(dá)到8m或8.65m,長(zhǎng)度從13m增加到17m, 18m, 個(gè)別達(dá)到20.8m,容積從25m3左右增加到40 m3, 50m3,80m3,,最大可達(dá)100m3,以上;建設(shè)大容積制磚,也就是建設(shè)小型制磚,可降低基建投資和操作費(fèi)用,增加焦炭產(chǎn)量,提高生產(chǎn)效率,同時(shí),隨著煤炭資源日趨緊張,煉焦煤價(jià)格的大幅上揚(yáng),高爐的小型化與富氧噴吹控制技術(shù)的發(fā)展對(duì)焦炭的機(jī)械性能和高溫反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度提出了更高要求,也促使制磚向小型化和自動(dòng)化方向發(fā)展,結(jié)合目前亞洲地區(qū)占主導(dǎo)的炭化室高6m制磚,新近建設(shè)的7m制磚和我國(guó)馬鋼、太鋼、武鋼和兗州礦業(yè)從德國(guó)引進(jìn)的7.63m制磚,本文從制磚爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)械配置,車輛自動(dòng)化水平和環(huán)境保護(hù)和投資等方面對(duì)不同爐型制磚的優(yōu)缺點(diǎn)作一對(duì)比,提出一條較為可行的制磚THF1方法和原則。
2.6m制磚,7m制磚和7.63m制磚的爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
常見6m制磚為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、制磚煤氣下噴、高爐煤氣側(cè)入的復(fù)熱(或)單熱下調(diào)式大容積制磚,7m制磚爐體采用高低燈頭、蓄熱室長(zhǎng)向分格和空氣下調(diào)控制技術(shù), 7.63m制磚與6m相比爐體采用分段加熱、蓄熱室長(zhǎng)向分格和空氣下調(diào)控制技術(shù),具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)先進(jìn)、嚴(yán)密,功能性強(qiáng),加熱均勻等特點(diǎn)。6m,7m和7.63m制磚的爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝控制技術(shù)參數(shù)比較見下表1。揚(yáng)州電液推桿廠家
表1 6m、7m和7.63m制磚的爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝控制技術(shù)參數(shù)表(以220噸/年為基準(zhǔn))
序號(hào) | 項(xiàng)目 | 單位 | 6m制磚 | 7m制磚 | 7.63m制磚 |
1 | 生產(chǎn)規(guī)模 | ||||
設(shè)計(jì)能力 | 104t/a | 220 | 220 | 220 | |
制磚孔數(shù) | 孔 | 4X55 | 4X46 | 2X70 | |
2 | 爐體主要尺寸 | ||||
2.1 | 炭化室全高 | mm | 6000 | 7000 | 7630 |
2.2 | 炭化室有效高 | mm | 5930 | 6980 | 7180 |
2.3 | 炭化室全長(zhǎng) | mm | 15980 | 16960 | 18800 |
2.4 | 炭化室有效長(zhǎng) | mm | 15140 | 16100 | 18000 |
2.5 | 炭化室平均寬 | mm | 450 | 450 | 590 |
2.6 | 炭化室錐度 | mm | 50 | 50 | 50 |
2.7 | 有效容積 | m3 | 38.5 | 48 | 76.3 |
2.8 | 加熱水平 | mm | 900~1000 | 950~1005 | 1500~1600 |
2.9 | 立火道個(gè)數(shù) | 個(gè) | 32 | 34 | |
2.10 | 蓄熱室分格情況 | 不分 | 分19格 | 分格 | |
3 | 制磚用耐材量 | ||||
3.1 | 1座制磚用耐材量 | 噸 | 17000 | 16500 | 29000 |
3.2 | 磚型總數(shù) | 個(gè) | 540~589 | 650 | 1235揚(yáng)州電液推桿廠家 |
3.3 | 1座制磚用硅磚量 | 噸 | 10300 | 10500 | 17800 |
4 | 主要工藝控制技術(shù)參數(shù) | ||||
4.1 | 裝入煤水份 | % | 10.8 | 10.8 | 10~11 |
4.2 | 裝爐煤密度 | kg/m3 | 750 | 750 | 780 |
4.3 | 成焦率 | % | 75 | 75 | 80.4 |
4.4 | 周轉(zhuǎn)時(shí)間 | h | 18~19 | 18.5~19 | 25~25.7 |
4.5 | 每孔焦炭產(chǎn)量 | 噸 | 21.4 | 27 | 48 |
3.6m制磚,7m制磚和7.63m制磚的制磚機(jī)械配置與自動(dòng)化水平比較
隨著亞洲地區(qū)機(jī)加工設(shè)備的改進(jìn)和數(shù)控加工控制技術(shù)的推廣與電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,以及新材料和新控制技術(shù)的應(yīng)用,大容積制磚機(jī)械在總結(jié)亞洲地區(qū)外制磚機(jī)械操作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,吸取目前成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的制磚機(jī)械的長(zhǎng)處,主要從提高制磚機(jī)械效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善操作環(huán)境出發(fā),并以安全、可靠、實(shí)用進(jìn)行和配置的,亞洲地區(qū)常見6m制磚,7m制磚和7.63m制磚的制磚機(jī)械配置與機(jī)車自動(dòng)化配置水平列表比較見表2。
表2 6m,7m和7.63m制磚的機(jī)械配置與機(jī)車性能對(duì)比表(以220噸/年為基準(zhǔn))
序號(hào) | 項(xiàng)目 | 6米制磚 | 7米制磚 | 7.63米制磚 |
1 | 制磚機(jī)械配置 | |||
1.1 | 推焦車 | 3臺(tái) | 3臺(tái) | 2臺(tái) |
1.2 | 攔焦機(jī) | 4臺(tái) | 4臺(tái) | 2臺(tái) |
1.3 | 裝煤車 | 3臺(tái) | 3臺(tái) | 2臺(tái) |
1.4 | 熄焦車(含電機(jī)車) | 4臺(tái) | 4臺(tái) | 2臺(tái) |
1.5 | 液壓交換機(jī) | 4臺(tái) | 4臺(tái) | 2臺(tái) |
設(shè)備總重(噸) | 3758.3 | 3959 | 3178 | |
2 | 制磚機(jī)械性能對(duì)比與自動(dòng)化水平比較 | |||
2.1 | 推焦力測(cè)定、推焦桿自動(dòng)測(cè)溫控制技術(shù) | 無 | 無 | 有 |
2.2 | 推焦桿、平煤桿拉出裝置。 | 手動(dòng)拉出 | 手動(dòng)拉出 | 設(shè)有柴油發(fā)電機(jī),電動(dòng)絞車 |
2.3 | 推焦電機(jī)調(diào)速 | 渦流調(diào)速 | 渦流調(diào)速 | 變頻調(diào)整 |
2.4 | 平煤電機(jī)調(diào)速 | 渦流調(diào)速 | 渦流調(diào)速 | 變頻調(diào)整 |
2.5 | 攔焦車軌道布置方式 | 焦側(cè)操作臺(tái)上 | 焦側(cè)操作臺(tái)上 | 熄焦車軌道兩側(cè) |
2.6 | 熄焦車形式與熄焦方式 | 常規(guī)濕熄焦或低水分熄焦車 | 常規(guī)濕熄焦或低水分熄焦車 | CSQ車,主要底部進(jìn)水熄焦 |
2.7 | 裝煤煙塵控制方式 | 導(dǎo)套與裝煤孔不完全密封,允許部分空氣與煙氣混合通過煤車管道進(jìn)入地面站除塵,裝煤時(shí)間為90s,裝煤過程需平煤,機(jī)側(cè)小爐門冒煙冒火嚴(yán)重。 | 導(dǎo)套與裝煤孔不完全密封,允許部分空氣與煙氣混合通過煤車管道進(jìn)入地面站除塵,裝煤時(shí)間為90s,裝煤過程需平煤,機(jī)側(cè)小爐門冒煙冒火嚴(yán)重。 | 導(dǎo)套密封無煙裝煤,裝煤時(shí)間為50s,裝煤車保證在同步裝煤時(shí),每個(gè)裝煤孔處的裝煤精度公差為250mm,裝煤過程不平煤減少機(jī)側(cè)煙塵污染。 |
2.8 | 爐頂除塵 | 采用地面站干式除塵,與地面站接口為翻板閥形式。 | 采用地面站干式除塵,與地面站接口為翻板閥形式。 | 采用上升管單孔壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)PROVEN與裝煤車配合完成消除裝煤時(shí)煙塵。揚(yáng)州電液推桿廠家 |
2.9 | 爐蓋、爐座清掃及泥漿密封裝置 | 人工 | 人工 | 設(shè)置爐蓋、爐座清掃及泥漿密封裝置,使導(dǎo)套及爐蓋密封確保裝煤及結(jié)焦時(shí)爐頂不冒煙。 |
2.10 | 平煤余煤料斗計(jì)量裝置 | 無 | 無 | 余煤料斗設(shè)有稱量裝置,可以測(cè)量裝煤車實(shí)際裝煤量。 |
2.11 | 裝煤導(dǎo)套壓力控制方式 | 無 | 無 | 設(shè)置導(dǎo)套壓力傳感器,確保裝煤過程中導(dǎo)套始終與爐座密封。 |
2.12 | 走行制動(dòng)方式 | 電液推桿閘瓦制動(dòng)。 | 電液推桿閘瓦制動(dòng)。 | 液壓缸驅(qū)動(dòng)盤式制動(dòng)制動(dòng)精確可靠。 |
2.13 | 走行對(duì)位控制方式 | 人工控制 | 人工控制 | 自動(dòng)對(duì)位控制方式,操作人員輔助監(jiān)視作用。 |
2.14 | 四大車聯(lián)鎖控制 | 滑線聯(lián)鎖控制。 | 滑線聯(lián)鎖控制。 | 以太網(wǎng)無線通迅聯(lián)鎖控制。 |
2.15 | 液壓系統(tǒng) | 泵為葉片泵,油缸為集成行程測(cè)量式,精度高 | 泵為葉片泵,油缸為集成行程測(cè)量式,精度高 | 泵為恒壓變量柱塞泵, 油缸為外置式 |
2.16 | 地面上各車電源方式 | 各車均采用滑線導(dǎo)軌式。 | 各車均采用滑線導(dǎo)軌式 | 推焦機(jī)、攔焦機(jī)采用電纜卷筒,熄焦車、裝煤車采用滑線導(dǎo)軌式。 |
4.6m制磚,7m制磚和7.63m制磚的環(huán)境保護(hù)與投資
4.1環(huán)境保護(hù)
煉焦過程是一個(gè)能源轉(zhuǎn)化過程,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢氣和粉塵,亞洲地區(qū)目前在建的大容積制磚均設(shè)置有高效的除塵裝置,可以對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染進(jìn)行有效的控制,均能達(dá)到國(guó)家環(huán)保清潔生產(chǎn)的要求, 6m制磚和7m制磚均設(shè)有常規(guī)的地面除塵站或在車輛上配備專門的除塵裝置,但7.63m制磚與6m制磚和7m制磚相比,存在收下明顯優(yōu)勢(shì):揚(yáng)州電液推桿廠家
4.1.1 按年產(chǎn)220萬噸焦炭產(chǎn)量計(jì)算,采用7.63米制磚,每天出焦124次,7米制磚每天出焦223次,7米制磚每天出焦282次,可減少推焦時(shí)產(chǎn)生的大量煙塵;同時(shí)7.63米制磚密封長(zhǎng)度比7米制磚少1400米,比6米制磚少2600米,相應(yīng)減少了泄漏的幾率。
4.1.2 7.63m制磚采用單個(gè)炭化室壓力控制Proven系統(tǒng),確保在整個(gè)周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)炭化室壓力的穩(wěn)定,減少了爐門、裝煤口等處煙 塵的外逸;而7米制磚與6米制磚水平相同。
4.1.3 7.63m制磚爐體采用3段加熱和廢氣循環(huán),爐體高向加熱均勻,廢氣中的氮氧化物含量低,約為200-300mg/m3,而6m和7m制磚大于500mg/m3。
4.1.4 7.63米制磚濕熄焦系統(tǒng)采用CSQ控制技術(shù),采用特殊配置的翅狀阻擋式分離器除去粉塵,其向環(huán)境排放的粉塵量為20g/t焦,而常規(guī)濕熄焦和低水分熄焦排放的粉塵量為130g/t焦,單純從環(huán)境保護(hù)方面考慮,7.63米制磚明顯優(yōu)于6m和7m制磚。揚(yáng)州電液推桿廠家
4.2投資比較
采用7.63m制磚,噸焦投資約890元;6m 制磚噸焦投資約760元;7m制磚噸焦投資約750元,按年產(chǎn)220萬噸焦計(jì)算,7.63m制磚總投資多投資2.9~3億元。主要是因?yàn)?.63m制磚由德國(guó)伍德(Uhde)引進(jìn)控制技術(shù)(包括自動(dòng)化控制技術(shù)),并且德國(guó)伍德(Uhde)對(duì)7.63m制磚設(shè)計(jì)和控制技術(shù)擁有專利權(quán)和多項(xiàng)專有權(quán),亞洲地區(qū)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)無權(quán)參考其設(shè)計(jì),配套的制磚機(jī)械由德國(guó)夏爾克公司設(shè)計(jì),關(guān)鍵設(shè)備從夏爾克公司引進(jìn),造成噸焦投資偏高。
另外,從焦炭產(chǎn)品質(zhì)量方面比較,當(dāng)然焦炭質(zhì)量與煤種、配煤指標(biāo)、煉焦加熱制度、炭化室堆比重等有關(guān),但從爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面來講,在高向加熱方面,7.63m與7m、6m制磚均采用廢氣循環(huán)控制技術(shù),7.63m制磚還采用了空氣分段加熱控制技術(shù),但三種制磚均能滿足高向加熱要求,在炭化室寬度方面,7.63m制磚炭化室寬590mm,7m制磚炭化室寬450mm,寬炭化室對(duì)粘結(jié)性較好的煤料生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量較好,但對(duì)粘結(jié)性差的煤種,會(huì)導(dǎo)致焦炭耐磨性能和顯微強(qiáng)度變差,因此總體上三種制磚對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量各有利弊,但均能滿足目前高爐需要。
免責(zé)聲明
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