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德国迪林根3号新焦炉主要技术参数目前节能减排已成为全球性的需求,对焦化行业来说,必须改进技术和设备,以适应环保要求。为此,意大利保尔沃特(P.W.)公司为德国迪林根ZKS设计的3号新焦炉使用了最现代化的设计工具和设备,以保证污染物排放控制方面达到最好水平。目前新焦炉已经投产,为了减少装煤过程中的排放,保持焦炉内外压力的恒定,在这座3号新焦炉上,保尔沃特公司特别开发了SOPRECOR系统。第二座焦炉(1号)现在也正在施工,预计2012年底投产。两座焦炉的年产量为130万t。1、新焦炉基本情况德国迪林根ZKS的3号新焦炉于2010年2月2日推出了第一炉焦炭。3号新焦炉50孔,炭化室高6.25m,是世界上最高的捣固焦炉,其主要参数与该厂已有的1号和2号捣固焦炉(共90孔)相同。焦炉主要参数见表1。表1:迪林根3号新焦炉的主要参数项目3号焦炉1号焦炉产量,万t/a6955孔数5040炭化室长,m16.216.2炭化室高,m6.256.25炭化室宽(平均),m0.500.50炭化室中心距,m1.51.5炭化室有效容积,m343.743.7结焦时间,h21213号新焦炉与原有1号、2号焦炉相比,炉体强度增加30%,极限负荷(SUGA)值为12kPa,炉体内部采用了新尺寸,但可以使用原来的焦炉机械。2、新焦炉主要新技术3号新焦炉采用世界最先进的焦化技术和环保措施,主要特点如下:2.1复热式该焦炉既可以用混合煤气加热,也可以用焦炉煤气加热。设置的自动加热控制系统可以实现多种加热方式:①1/3焦炉使用混合煤气,2/3焦炉使用焦炉煤气;②1/3焦炉使用焦炉煤气,2/3焦炉使用混合煤气;③焦炉全部使用混合煤气;④焦炉全部使用焦炉煤气。加热方式的切换可以不依靠人工操作,而由可控逻辑控制器(PLC)完成。图2展示的是废气开闭器的设计,它可以借助两个交换拉条完成加热的交换。一个拉条用于进风门的选择(一个大拉条用于混合煤气的加热,两个小拉条用于焦炉煤气的加热),另一个拉条用于废气的交换。2.2采用全仿真组装程序进行炉体设计3号新焦炉共用800多种不同形状的砖1.7万t,20名砌砖工需要7个月时间才能完成砌筑工作。砖型设计是由保尔沃特公司的意大利团队借助于全仿真组装程序(VAP)完成的,实现了精准设计、对耐火材料用量的精确估计和砌筑计划的优化。保尔沃特公司将砖层高度提高到140mm,以减少燃烧室的水平砖缝,避免串漏和减少CO有害气体的排放。2.3采用F.A.N系统对燃烧室进行精心设计从焦炉横截面图中可以看出,蓄热室被分为四个部分:机侧炉头(1、2、3、4火道)、机侧中间部分(5-18火道)、焦侧炉头(31、32、33、34火道)和焦侧中间部分(19-30火道)。废气开闭器内设置了两个调节板(上下各一个),使操作者轻松地控制炉头与中间部分空气和混合煤气的流量。炉头火道的微调是通过标准化调节板来实现的,使炉头加热得以控制,减少损耗,节省能源。采用火焰分析评价氮氧化物和温度分布(F.A.N)系统对燃烧室进行精心设计:建立一个3D的流体动力学模型来优化燃烧室的气流热循环,并对空气进气孔和废气循环进行测试,以保证加热均匀和减少氮氧化物的生成。2.4支撑系统的优化支撑的设计是基于用来验证焦炉结构的辅助工具。其目的是为耐火材料提供适当的压力,去除燃烧室上的张应力。设计主要分为几步来完成:确定支撑系统的基本尺寸(保护板、炉柱、炉门框、炉头)以及初步力学分布。使用有限元软件对炉头在热膨胀力、机械力下的状况分析(保护板,炉柱,炉门框)。燃烧室的有限元建模是基于在以下条件下计算施加的力:膨胀压力产生的张应力(煤的干馏)、推焦产生的张应力。为了将计算压力传给不同的燃烧室区域,保护板被设计成不同的单块。这种特殊的设计保证了支撑系统在正常的热态环境下,能够始终通过保护板,与耐火材料接触。这种方法尤其可以防止裂缝的出现,而对于安装有传统整块WPP高度高于5m的焦炉中,裂缝是常见的问题。2.5单孔炭化室压力控制系统在捣固焦炉装煤过程中,煤饼是通过机侧炉门装入的,送煤饼过程中会产生大量烟尘,为减少烟尘排放,过去开发了许多治理方法如使用密封框,但是密封框只能减少而不能消除这种烟尘排放。为此,保尔沃特公司开发了单孔炭化室压力控制系统(SOPRECOR)阀门,这种特殊的控制阀位于水封阀与桥管之间。焦炉装煤时,集气管内为400Pa的负压,抽吸装煤产生的大量烟尘而不外排。不装煤时的干馏过程中,炭化室内压力稳定在正值,在ZKS3号新焦炉中预设为130Pa。焦炉推焦时,借助于水封阀使焦炉炭化室与集气管完全切断。在结焦时间为22h,混合煤气加热时测试的结果见表2。表2:结焦时间22h后混合煤气检测情况参数结果焦炭温度,℃950-1050焦炭竖