干熄焦余热锅炉省煤器内传热的特性研究_孙娜娜
干熄焦锅炉及基本知识
一、干熄焦锅炉原理干熄焦锅炉主要作用是降低干熄焦系统惰性循环气体的温度并吸收其热量，产生蒸汽用以供热和发电，以达到使惰性循环气体的热量得到有效利用，节省能源的目的。
在循环风机的作用下，惰性循环气体在干熄槽内将1000℃左右的赤热焦炭冷却，吸收焦炭显热的惰性循环气体被加热到880-960℃，高温惰性循环气体经一次除尘器除尘后，进入干熄焦锅炉，与干熄焦锅炉内的汽水换热，温度降至160 -180℃，惰性循环气体再经过二次除尘器、循环风机和热管换热器后，温度降至130℃，再进入干熄槽冷却赤热焦炭。
经过除氧的104℃锅炉给水，首先进入省煤器，经省煤器换热使水温升至320℃进入干熄焦锅炉汽包，汽包压力约为11MPa,汽包内水的饱和温度约为~325℃，炉水由下降管进入膜式水冷壁，吸热后在热压的作用下进入汽包，此循环过程为自然循环，因此，干熄焦锅炉的汽水循环为自然循环方式。
汽水混合物在汽包内经汽水分离装置分离，产生饱和蒸汽，饱和蒸汽通过汇流管进入一次过热器，在一次过热器内与高温惰性循环气体换热，使蒸汽温度上升到~530℃，再经过喷水式减温器将蒸汽温度调整至430℃，然后进入二次过热器，经换热升温，最终使蒸汽达到需要的温度，在二次过热器出口至主蒸汽切断阀之间的主蒸汽管道上设有过热蒸汽压力自动调节装置，确保干熄焦锅炉供出的蒸汽压力满足要求。
蒸汽管道采用单母管制系统，将蒸汽送至汽轮发电站。
二、锅炉的基础知识1. 温度：是标志物体冷热程度的物理量。
按分子运动学解释温度是大量分子移动动能平均值的标志，温度升高，分子运动的速度加快，反之，温度降低，分子运动的速度减慢，如果分子运动完全停止，此时温度为"绝对零度"。
2. 温标：是测量物体温度的尺度。
工程上常用的温标有华氏温标和摄氏温标。
2.1 华氏温标：用符号℉表示。
把标准大气压下冰融点定为320，水沸点定为2120，两点间分为180分格，每格称为华氏一度，即表示为1℉。
大型焦化项目环保技术提升节点分析
·61大型焦化项目环保技术提升节点分析文_田艳丽 上海电气集团国控环球工程有限公司摘要：本文从余热利用、化产回收、三废控制三方面，分析了大型焦化企业的环保技术提升节点，为环境管理提供参考。
关键词：余热利用；化产回收；三废控制Node Analysis of Environmental Protection T echnology Promotion in Large Coking ProjectTian Yan-li[ Abstract ] This paper analyzes the environmental protection technology promotion nodes of large-scale coking enterprises from three aspects of waste heat utilization, chemical recovery and three wastes control, so as to provide reference for environmental management.[ Key words ] waste heat utilization; chemical recovery; three wastes control1 焦化企业目前存在的主要环境问题炼焦化学企业目前体现出的主要环境问题概括如下：未对红焦显热、荒煤气显热、焦炉烟气显热等进行全面余热回收，正常生产时仍需配置燃焦炉煤气锅炉，造成资源浪费和环境污染。
直接蒸汽蒸氨工艺和常压汽提法脱苯工艺会产生较多的蒸氨废水和粗苯分离水，增加了废水处理负荷，对焦化企业实现废水零排放带来的困难。
因炉体存在串漏现象、未设计分段燃烧等，导致焦炉烟气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物无法稳定达标，成为当前焦化企业最主要的污染环节。
装煤、推焦废气集尘罩偏小，收集效率不高，集尘干管采用翻板阀或集尘皮带采用硬连接方式，漏风率大，导致装煤、推焦瞬间无组织逸散较严重。
高温高压余热发电技术在干法熄焦中研究与应用
【 关键词 】高温高压 ；汽轮发电机 ；干法熄焦
干熄 焦 是采 用惰 性 气体 将红 焦在 无 氧 的环境 下 降温 冷 却 的一种 熄焦 方 法 ，在干 熄焦 过 程 中 ，红 焦从 干 熄炉 的顶 部装 入 ，低 温惰 性 气体 由循环 风机 鼓入 干 熄炉 冷却 段 红焦 层 内 ，冷 却 后 的焦炭 从干 熄 炉底 部 排除 ；吸 收 红焦 潜热 后温 度 升高 的惰 性循 环气 体 从干 熄 炉环 形烟 道 排 出后 ，进入 干 熄焦 余热 锅炉 进 行换 热 ，锅 炉产 生 的蒸汽 进 入汽 轮 机带 动发 电机 发 电 ，从干 熄焦 余 热锅 炉冷 却后 的低温 惰 性气 体进 入循 环 风机 重新 鼓入 干熄 炉循 环使 用 。 为 实 现 红 焦 显 热 的 高 效利 用 ，通 过 对 高 温 高 压汽 轮发 电机 与 中温 中压汽 轮发 电机 的设备 参数 、机 组 容量 、运 行 经济 性等 进 行 比 较 ，选 用高 效机 组 。
表１ １ ２ ５ ｔ ／ ｈ 干熄焦配套高温高压与 中温 中压机组 比较
单位 主蒸汽压力 主蒸汽温度 பைடு நூலகம்
锅炉蒸发量
＝，运行中的优化与完善
２ Ｏ １ ５ 年７ 月１ ８ 日投 产后 ，机 组运 行 相对 稳 定 ，但 由于 干熄 焦 工 艺特 点所 限 ，锅 炉蒸 汽发 电量 变 化较 大 ，发 电负荷 调整频 繁 ，而 汽 轮机 运行 中。凝 汽器 热井 液位 需 保持 一定 范 围内 ，否则会 影 响机 组 真空 ，进 而导 致 效率 降低甚 至停 机 。 凝 汽 器 内凝 结 水 通 过 凝 结 水 泵送 入 干 熄 焦 锅 炉 除盐 水 箱 ，依 靠泵 出 口管道 阀门开 度控 制热 井 水位 ， 阀门为 手动 闸 阀，水 位调 节 时 ，需 岗位 人员 到现 场进 行开 关 操作 ，工 作量 大 ，且调 节不 及时 ， 造成 水位 不稳 定 ，还会 影 响发 电量 。 通过 对 工艺 分析 ，制 定方 案 ，在 凝结 送 出管道 上安 装调 节 阀 ， 并对 系统 控制 程序 进行 修 改，实 现热 井水 位 的 自动调 节控 制 。
干熄焦循环气体热传递效率的计算及分析
干熄焦循环气体热传递效率的计算及分析摘要：通过对惰性气体在密闭空间循环换热的热效率的计算和分析来提高干熄焦产气率，根据所得数据结果最优化工艺参数指标，并提出改进措施。
关键词：干熄焦；余热锅炉；热效率；计算干法熄焦的运用在很大程度上提高了环境的保护，其产生的压力蒸汽用来发电也给企业带了效益，国家相关规定也明确指出干熄炉作为安全环保投入设施必须与焦炉同时施工作业，在生产规模和管理上也进一步规范化。
我临涣焦化现有2座75t/h处理能力的干熄焦装置，湿熄焦系统作为备用。
1#干熄炉与2009年3月投入使用，2#干熄炉与2010年4月份投产。
自投产以来干熄焦装置存在预存室压力波动大，焦炭烧损率偏高，产气率低等问题，因此本文通过对干熄焦风料比，红热焦炭热能的传递以及锅炉热效率等热工参数的研究，来实现每吨焦产气率的最大化，优化工艺操作。
1.惰性气体吸收红焦显热的热效率：（表1）名称质量温度比热红焦1t 1030℃ 1.465kj/kg.℃冷焦1t 160℃0.985kj/kg.℃焦粉0.1t 28893kj/kg高温循环烟气设定940℃ 1.2942kj/Nm3.℃低温循环烟气设定140℃ 1.2942kj/Nm3.℃我干熄焦目前最大的难点是如何提高热能的传递效率，减少热能损失以提高产气率，这里通过对焦炭放热和惰性气体吸收红焦显热的计算来研究论证得出合理的工艺参数供同行参考。
根据计算数据可以知道，我单位干熄焦装置的实际热传递效率只为76.5%低于同行的80%的平均效率。
根据数据分析发现，我干熄焦在循环风量进风挡板的开度不合理，周边进风和中央进风均为50%，这造成周边进风量多大，大量的气体不断往炉壁汇集，使气体在干熄炉冷却段上部形成一个空心的锥形体，使中央部位焦炭冷却效果下降，换热不充分。
另外，我干熄焦冷却段四点温度分布不均，最高点和最低点相差可达200度。
经过调整，把周边进风开度设定为60%，中央进风设定30%并在排出装置下锥斗处打入调节棒来控制焦炭均匀下降，现在热效率已基本控制在80%左右。
干熄焦余热发电综述
干熄焦余热发电综述【摘要】本文主要介绍了干熄焦工艺原理和特点，及国内外干熄焦的现状。
【关键词】：干熄焦；综述一、干熄焦工艺1.1 干熄焦CDQ（Coke DryQuenching）技术国内外钢铁企业回收产品显热普遍采用的成熟技术，是相对于常规的应用水熄灭炙热红焦的湿熄焦而言的，即采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法。
干熄焦能回收利用红焦的显热，改善焦炭质量，减轻熄焦操作对环境的污染。
1.2 干熄焦的工作原理利用冷惰性气体（主要为氮气，温度170-190℃）在干熄炉中与炼焦炉推出的大约为1050℃的赤热焦炭逆向流动（惰性气体被加热到700-850℃）直接换热，从而冷却焦炭（200℃）。
吸收焦炭热量的惰性气体（950℃）经除尘后将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽。
最后将产生的余热蒸汽送往汽轮机发电。
1.3 干熄焦工艺流程二、干熄焦的优点和缺点2.1 优点干熄焦与湿法熄焦相比能提高焦炭强度和降低焦炭反应性，对高炉操作有利，尤其对质量要求严的大型高炉用焦炭，干熄焦更有优势（降低高炉燃料比、增加出铁比，提高炉顶温度，增加煤粉喷吹量），同时减少对大气的污染。
（见表1）干熄焦回收红焦废热产生蒸汽，可用于发电，避免了生产等量气燃煤而对大气的污染（5-6吨蒸汽需要1吨动力煤）。
对规模为100万t/a焦化厂而言，采用干熄焦技术，每年可以减少8-10万吨动力煤燃烧对大气的污染。
相当于少向大气排放144-180吨烟尘、1280-1600吨SO2，尤其是每年可以减排10 -17.5万吨CO2。
采用干熄焦平均每吨焦炭节水大于0.44吨。
2.1.1 提高焦炭质量同湿法熄焦相比，避免了湿熄焦急剧冷却对焦炭结构的不利影响，其机械强度、耐磨性、真比重都有所提高。
焦炭M40提高3%-8%，Ml0降低0.3%-0.8%，且焦炭的热反应性（CSR、CIR）均有所改善，焦炭M40提高1%，这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果更加明显。
干熄焦余热锅炉该如何设计？其优势在哪？
4）循环气体成分：
成分
C
H
C
O
N
H
O
2
O2
2
2
2O
百分
0
比%
.3
.2 4.1
3.4 1.9
5）锅炉额定蒸发量：（红焦处理量 110t/h）62t/h
6）汽包工作压力：4.71MP（G）
汽包允许最大工作压力：4.9MPa（G）
7）主蒸汽压力
二次过热器出口：4.42MPa（G）
锅炉出口主蒸汽调节阀后：3.82MPa ± 0.2MPa（G）
浅析干熄焦及余热发电利用
工况一：纯凝工况。
汽 轮 机 进 口 蒸 汽 温 度 暂 定 535 ℃，8.83MPa，焓 值 3473.84kJ/kg
汽 轮 机 出 口 温 度 暂 定 36.17 ℃，0.006MPa，焓 值 2566.48kJ/kg
有效焓差为 907.36kJ/kg 按照项目最大蒸汽量 121.425t/h 测算，项目纯凝工况下 全年发电量为：
三、典型案例 1. 焦炉基本情况。
** 公司现有 4×65 孔 4.3 米捣固焦炉 , 其配套焦炉基本 参数如下：
2. 干熄焦能力计算。 焦 炉 每 小 时 产 焦 量：4×65 孔 ×17.8t/ 室 ÷22.5=205.689t/h 焦炉紧张操作系数取 1.05，干熄焦最大能力：215.973t/h 干熄焦装置每年工作 345 天，其余 20 天年修，则全年焦 炭总产量计算： 216×24×345=1788480t/a 据此，本项目干熄焦装置选择容量为 220t/h，可以满足 最大焦炭产量。 3. 熄焦热量。 项目可回收利用的热量为焦炭显热及焦炭燃烧放热（烧 损 按 1%，忽 略 挥发 分 燃 烧 放 热），项目出炉 红 焦 温 度 按 照 1050℃计算，干 熄完成后出炉温 度按照 150℃计算，参考煤 结焦过程中的实验室及实际比热容数据 1，采用插值法计算 1050℃与 150℃时焦炭比热容，其中不同煤采其真实比热进行
平均计算：
1050℃时比热容：1.5254kJ/kg℃ 150℃时比热容：0.9779kJ/kg℃ 焦炭燃烧热：30543kJ/kg 干熄 1 吨焦炭可产生理论热量为：（1050℃ ×1.5254kJ/ kg ℃ -150 ℃ ×0.9779kJ/kg ℃）×1000kg+10kg×30543kJ/ kg=1760415kJ
干熄焦复习题
干熄焦复习题干熄焦复习题一、填空1. 耐火材料是耐火度不低于(1580)的无机非金属材料。
2. 焦炉用耐火材料主要有(莫来石砖)、(莫来石炭化硅砖)、(致密粘土砖)、(高强隔热砖)、(浇注料)、耐火泥等。
3. 涉及焦化行业的耐火材料从化学组分角度来看，主要为(SiO2)、(Al2O3)。
4. 干熄炉用耐火材料主要有(定型耐火材料)和(不定型耐火材料)两种，其中定型砖有(硅质)、(硅酸铝质)、(镁质)、(刚玉质)，不定型材料有浇注料、陶瓷纤维矿棉散装料、陶瓷纤维矿棉毡。
5. 莫来石耐火材料理论组成:Al2O3(?85% )，SiO2(?90% )。
6. 粘土质耐火材料Al2O3含量为(30%,40%)。
7. 粘土质耐火材料的特点:耐火度低，强度低，但(热振稳定)好。
8. 干熄炉从结构上分为三级:(预存区)、(斜道区)、(冷却区)，其中预存区和斜道区一循环气道顶为界，斜道区和冷却室一斜道牛腿根部为界;从焦碳流程管理上可分为预存室和冷却室，界限为(斜道区)。
9. 5#、6#干熄炉预存室有效容积为420m3，最大处理能力125吨/小时，正常处理能力(100)吨/小时，1—4#焦炉预存室有效容积344m3;冷却室486m3，最大处理能力125吨/小时，正常处理能力(75)吨/小时。
10. 干熄炉最易损坏的部位有(斜道区、预存室、冷却室 )部位以及一次除尘器内部。
11. 干熄炉施工后存留水分约(50 )吨，这些水分在温风干燥、煤气烘炉阶段要全部排除。
12. 莫来石晶型转化温度在( 1150~~1300)之间。
13. 温风干燥阶段，常温——100?。
T6温度?18?/天，时间为(5 )天，100——120?，T6温度?7?/天，时间(3 )天。
14. 干熄槽内耐火材料内衬在气料( 装焦)、(焦碳下落速度 )、(导入空气量 )等使用条件下，磨损、开裂、断砖极有可能发生。
15. 干熄炉预存室有近300吨左右的重力倾压在斜道(36)个牛腿上，斜道牛腿断裂是相当危险的，生产过程中一旦发现旋转密封阀处有耐火砖排出，必须(停第 1页共92页干熄焦复习题炉)进行处理。
关于干熄焦问题的考察报告
530
590
457
CDQ发电机装机容量MW
25
50
50
吨焦发电量kwh/t
161焦炭产量未包括焦灰
142
四、建议
1、加装循环气体旁通管,作为调节锅炉入口温度的应急手段；
2、组织人员对空气导入量及气料比进行试验攻关,尽早摸索出适合我公司的操作标准；
我公司的排灰操作是每40分钟排灰1分钟,只有高料位报警,没有低料位报警,容易造成料位低进空气的问题,建议加以改进.
二、干熄炉浮焦
我公司焦化厂发现自去年干熄炉检修完投运后,系统循环风量加不上来,技术人员分析可能是干熄炉内系统阻力大,造成干熄锅炉入口循环气体负压增大,当风量增大的同时易产生浮焦现象.根据干熄焦岗位人员运行经验,循环风机运行效率达80－85%,即风机转速达到1200－1250rpm时,循环风量为18－19万m3/h时,此时会经常性的产生浮焦现象.为防止产生浮焦现象,焦化厂目前循环风机转速一般控制在78%即1170rpm左右运行,使得气料比偏低.
在与兄弟单位对比以及与相关专业技术人员深入探讨后,初步认为,我公司干熄焦锅炉入口温度高的主要原因有：
1、缺少循环气体旁通管
首都京唐公司和济钢公司的干熄焦都采用了中日联新日铁的技术,与他们比对,我公司干熄焦采用双斜道技术,在循环气体控温上没有安装旁通管.如下图所示：
以京唐公司260t/h干熄焦为例,该干熄焦配有一台37万m3/h的循环风机.按照设计要求,其中的万m3/h的循环风量需要放散 ,用于调节干熄炉压力,万m3/h的循环风量直接通过旁通管进入干熄炉气体出口,用于调节锅炉入口温度.在实际运行当中,该风机的实际运行效率一直保持在80%以上,旁通管流量约为1万m3/h,锅炉入口温度控制在930℃以下.
干熄焦蒸汽热量
干熄焦技术是一种将红焦降温冷却的方法，在干熄焦过程中会产生大量的蒸汽热量。
这些蒸汽热量可以通过多种方式进行利用，如用于发电、供热等。
在干熄焦过程中，红焦被送入干熄炉中，与循环气体进行热交换，红焦降温冷却后排出。
在这个过程中，循环气体被加热后送入余热锅炉中进行热能回收，产生高温蒸汽。
这些蒸汽可以用于发电、供热等领域，提高能源的利用率。
根据不同的干熄焦工艺和设备，产生的蒸汽热量也有所不同。
一般来说，每吨红焦可以产生约3.34吨的高温蒸汽。
这些蒸汽热量的利用不仅可以降低能源消耗和成本，还可以减少环境污染和排放，对于推动节能减排、发展循环经济具有重要意义。
综上所述，干熄焦技术是一种有效的红焦降温冷却方法，其产生的蒸汽热量可以用于发电、供热等领域，具有较高的能源利用价值和环保意义。
《工业锅炉》2020年第1~6期分类索引
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CFB生物质锅炉运行问题分析及对策........................牛讲伟，白周方,薛东晓，等(3•60)电极式锅炉水位示控及联锁保护装置可靠性分析及建议…................熊伟东，任强,冯维君，等(4・58)锅炉集箱鼓包原因分析及预防措施...............................................邱卓,华江峰(4・61)75t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整的试验研究........................王凤阳，华海峰，任海，等(5・41)垃圾焚烧炉烟气再循环技术分析及应用..................................王沛丽，许岩韦，王进，等(5-46)锅炉煤改气送风道振动问题的分析及处理.........................................常峥嵘，任林(5-50)一台针状焦煅烧装置余热锅炉节能改造…谭少军(5・55)燃煤锅炉改燃成型生物质燃料的案例分析.........................................杜军堂，李云(6・49)直接喷淋+空冷工艺在75t/h循环流化床锅炉烟气综合治理中的应用............万大阳，吕凤,程宁宁，等(6・53)一起水位计玻璃板破裂引发的锅炉爆燃事故分析...................................毕新泗，张勇(6・57)冷凝水回收系统管道水锤原因分析及措施.................................................林晓巍(6-60)GONGYE GUOLU。
浅析干熄焦余热锅炉
排 出焦炭 温度 比热容
２ ｏ ０ ℃ ０ ． ９ ４ ０ ８ ｋ Ｊ ／ （ ｋ ｇ ・ Ｋபைடு நூலகம்）
焦炭燃烧产生热量 焦炭烧损率
干熄焦槽 的进炭量 ， 小时 散失到大 气 中的热损 失率
３ ３ ８ ５ ０ ｋ Ｊ ＆ ｇ 叩 ｌ ＝ Ｏ ． １ ％
１ ４ ０ ０ ０ ０ ｋ ￣ 口 ＝ １ ． ２ ％
回路饱和水经下降管直接进入蒸发器 ，水循环更为
简单 。
一
３ Ｏ一
重工与 起重 技术
ＨＥＡＶＹ Ｉ ＮＤＵ ｎＵＡＬ＆ Ｈ０Ｉ Ｓ Ｔ Ｉ ＮＧ ＭＡＣＨＩ ＮＥＲＹ
４ 热平衡计算 及锅炉参数选择
如何合理地选择锅炉 的参数 ，使之与干熄焦处 理能力配套 ， 对于提高锅炉的热效率、 保证锅炉的安 全运行等方面都具有重要意义 。热平衡计算是一种 简单有效的方法 。热平衡法是 以热力学第一定律为 理论基础 ，从能量守恒的数量关系上考虑余热资源
泵 的流量和压 头与锅 炉的循环 倍率选 择及锅 筒 的高 度、 水 循环 回路 阻力 、 蒸 汽压力 等 因素 均有 关。强制
图 １ 混合 循 环 锅炉 工 艺流 程
沿着烟气流动的方向，烟气从焦炉流入余热锅 炉， 随即进入燃烬室， 燃烬室的主要受热面是膜式水 冷壁 和蒸 发器悬 吊管两 部分 ，主要 吸 收烟 气空 间的 辐射放热量 。从燃烬室出来的烟气依次流过二级过
炉的工艺流程如图 １ 所示。 却的一种熄焦方法。相较于湿熄焦 ， 干熄焦在节能、 环保和改善焦炭质量方面都有明显优势。
干熄焦余热锅炉是干熄焦工艺系统设备中的关 键设备之一， 它是一种特殊的余热锅炉， 是利用吸收
了红焦显热的高温循环气体与除盐除氧水进行热交 换， 产生额定参数 （ 压力和温度） 和品质的蒸汽 ， 并将
干熄焦余热锅炉膜式水冷壁的自然循环情况分析
干熄焦余热锅炉膜式水冷壁的自然循环情况分析黄海苏 ,郁鸿凌 ,杜艳艳 ,李瑞阳(上海理工大学 ,上海 200093 )摘 要 :分析了作为辐射蒸发受热面的膜式水冷壁布置于干熄焦余热锅炉的竖直烟道内 , 在低热负荷下水循环安全问题 。
干熄焦余热锅炉中的膜式水冷壁与传统锅炉中的膜式水冷壁 的受热情况 、自然水循环情况均不相同 ,对膜式水冷壁的布置及影响其自然循环安全性的因素 进行分析 ,并提出相应的改善措施 ,为干熄焦余热锅炉的研发提供设计依据 。
关键词 :干熄焦余热锅炉 ;膜式水冷壁 ;自然循环 第 一 作 者 : 黄 海 苏( 1983 - ) ,硕士研究 生 。
中图分类号 : TK212. 2文献标识码 : AThe Ana l ysi s on the N a t ura l C i rcul a t i on of the M em br aneW a l l i n the CD Q W a s te - hea t Bo il erHUAN G H a i 2su, Y U Hong 2ling, DU Yan 2yan, L I R u i 2yang(U n i ve rsity of Shangha i f o r Sc i ence&Techno l o gy, Shangha i 200093 , Ch i na )A b s tra c t :A s the rad i a t i o n hea t ing su r face , the m e m b r ane wa l l is in s ta l led in the d own p a s s of the C DQ wa s te - hea t b o ile r . Stud ie s the wa te r c ircu la tion safe ty of the m e m b rane wa ll un de r l o w hea t flux . The hea t ing cond iti o n and the na t u r a l c ircu la ti o n of the m e m b rane wa ll in the CDQ wa ste - hea t b o ile r a re d iffe ren t fr om tha t in the trad itiona l b o il e r s . The a r 2 rang em en t of the m e m b rane wa ll and the influenc in g fac to r on the na t u ra l c ircu la tion safe ty a s we ll a s the co rre spond i n g i m 2 p rovem en t m ea su re s a re ana lyzed . It a i m s a t offe ring som e de sig n ba sem en t of the C DQ wa ste - hea t b o ile r fo r f u r the r r e 2 sea r ch and deve l opm e n t .Key word s : CD Q wa st e - hea t bo i ler; m e m bran e wa l l; na t ura l c i rcu l a t i o n干熄焦余热锅炉 (简称 CDQ 锅炉 )是干熄焦系 统的核心设备 ,它利用热惰性气体与纯水热交换来 产生蒸汽 ,起着回收能量的作用 。
干熄焦余热锅炉低负荷运行探究与优化
干熄焦余热锅炉低负荷运行探究与优化摘要：本文通过对干熄焦余热锅炉低负荷运行效果进行分析，结合其中的故障问题，提出相应防范措施，以此提升干熄焦余热锅炉运行的稳定性，保证设备实际生产效率。
关键词：干熄焦；余热锅炉；低负荷运行；优化干熄焦锅炉属于余热锅炉中比较特殊的一种，是通过单锅筒、强制循环以及自然循环水管锅炉组成的，设备的实际工作原理是吸收红焦显热高温循环气体以及除盐除氧纯水热交换，过程中会产生相应的额定参数，也就是温度因素以及压力因素，同时结合相应品质的蒸汽，将其输送到热用户中的受压以及受热设备。
设备主要结构是锅和炉以及相应的附属设备，其中锅为锅炉的本体部分，炉是通过炉墙以及钢架构成，将干熄焦锅炉应用过程中的参数设置为最大蒸发量70吨/小时，额定蒸汽压力控制在4.52MPa，额定蒸汽温度设置在470摄氏度。
1.设备使用过程中存在的问题分析干熄焦在投入生产直至现在，使用时间较长，锅炉应用过程中也出现过管道泄漏的情况，这一情况的出现会导致锅炉停炉检修，对生产效果造成较大影响，其中泄漏出的水汽也会损伤干熄炉耐材以及除尘系统，其中可燃成分超过标准也会造成循环系统，存在较大的安全隐患[1]。
其次是锅炉改造问题，锅炉的使用连接到中温中压蒸汽管网中运行，这一过程中产生的运行参数数值显示为蒸汽压力4.0MPa，流量参数数值为60吨/小时。
将锅炉进行停炉检修，过程中存在2-3个月时间需要按照原有负荷运行，之后保证单座焦炉运行，息焦量为每小时产生的数值为原来设计值的一半，其中锅炉的蒸发量需要下降到数值大于在30吨/小时。
处于低负荷状态下运行，极易造成过热器中的导热管出现爆管情况。
基于这一情况，在停炉检修过程中，需要改造过热器管，满足额定蒸发量60吨/小时负荷运行，同时可以保证蒸发量减半，数值为30吨/小时负荷运行，过程中保证锅炉安全以及稳定的运行。
1.分析设备出现故障原因1.现场检查阶段在现场检查之后，过热器的使用其表面存在一定程度的腐蚀情况，在切割状态下管段的外部附着可脱落的腐蚀产物，在管内壁表面位置存在不明显的氧化皮现象。
干熄焦余热锅炉用水研究
干熄焦余热锅炉用水研究发布时间：2021-02-03T09:33:40.567Z 来源：《基层建设》2020年第27期作者：孟浩[导读] 摘要：受到国家发展的影响，干熄焦技术在中国的应用还存在很大的不足。
临涣焦化股份有限公司安徽淮北 235000摘要：受到国家发展的影响，干熄焦技术在中国的应用还存在很大的不足。
与发达国家相比，我国干法熄焦技术的应用有一定的差距，在干法熄焦技术应用的初级阶段，这导致很多问题存在于操作、干法熄焦余热锅炉锅炉系统的稳定性有一定的缺点，干法熄焦设备本身原因不能有效地发挥作用。
关键词：干熄焦；余热锅炉；用水引言干熄焦余热锅炉是一种新型的锅炉，其主要是基于干熄焦技术研制而成，其主要通过对焦炭干熄期间所产生的热量回收从而产生相应的蒸汽，帮助汽轮机组发电动力得以提升。
干熄焦余热锅炉具有较好的节能降耗功效故得到了业内的全面推广，但由于干熄焦余热锅炉在使用期间，经常性会遭遇各种故障问题，对其运用带来的一定的影响。
本研究结合干熄焦余热锅炉的常见故障进行探讨，旨在进一步提高干熄焦余热锅炉的使用安全性。
1干熄焦工艺1.1焦炭工艺流程装满红焦的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，提升机将焦罐提升并送至干熄炉顶部，通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内，在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至200℃以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。
1.2循环气体流程循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与干熄炉内约1000℃左右的赤热焦炭逆流换热，吸收焦炭显热的热循环气体的温度约为900—980℃，自干熄炉环行气道排出，经重力沉降除尘（一次除尘器）除去粗粒焦粉或焦丁后进入干熄焦余热锅炉，在由膜式水冷壁行成的锅炉通道内，高温循环气体依次流经二次过热器、一次过热器、两级蒸发器、两级省煤器与炉内的水汽换热，温度降至160—180℃。
由锅炉出来的冷循环气体经二次除尘器除去粒度较小的粉尘后，进入循环风机加压，再经热管换热器冷却至约130℃后进入干熄炉循环使用。
热回收焦炉干熄焦装置传热过程的计算与模拟
热回收焦炉干熄焦装置传热过程的计算与模拟
张超;邹力;韩艳娜;余江龙
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】2014(042)003
【摘要】对干熄焦装置在热回收焦炉中的传热过程进行了理论计算,结果表明,随着焦块粒度增加,熄焦时间延长.借助Aspen Plus软件中的换热模块对干熄炉内高温焦炭与循环气体的换热过程进行模拟,模拟结果与工业运行数据基本吻合.借助Aspen Plus软件中的灵敏度分析工具,研究了排焦量、循环气体量对锅炉入口温度的影响,结果表明,为防止锅炉入口温度过高烧损锅炉管、耐火材料,最简单的方法是减少排焦量、增加循环气体量.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】张超;邹力;韩艳娜;余江龙
【作者单位】辽宁科技大学先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,辽宁鞍山114051;辽宁科技大学工程技术有限公司,辽宁鞍山114051;辽宁科技大学先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,辽宁鞍山114051;辽宁科技大学先进煤焦化技术辽宁省重点实验室,辽宁鞍山114051;沈阳航空航天大学热能工程研究所,辽宁沈阳110136【正文语种】中文
【中图分类】TQ522.16
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1.干熄焦炉内流动及传热行为研究 [J], 常庆明;张浩;程钊;袁丹丹;潘成刚
2.干熄焦技术在清洁型热回收焦炉中的应用 [J], 黄岭
3.干熄焦炉内三维流动及传热的数值模拟 [J], 常庆明;靳振伟;程平平;李亚伟;董良君
4.回收蒸汽可与干熄焦蒸汽并网发电焦炉上升管显热回收技术 [J], ;
5.不同类型焦炉共用1套干熄焦装置的方法及装入装置 [J],
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干熄焦锅炉“四管”爆管的主要原因即预防爆管的主要措施
干熄焦锅炉“四管”爆管的主要原因即预防爆管的主要措施发布时间：2022-09-13T07:15:47.989Z 来源：《科学与技术》2022年第9期30卷作者：宋延娜和丽宾和燕红[导读] 干熄焦锅炉在干熄焦工艺中起着回收能源、产生蒸汽同时冷却循环气体的作用1宋延娜 2和丽宾 3和燕红1（河北中煤旭阳能源有限公司） 2（平顶山旭阳兴宇新材料有限公司） 3（河北中煤旭阳能源有限公司）河北邢台 054000摘要:干熄焦锅炉在干熄焦工艺中起着回收能源、产生蒸汽同时冷却循环气体的作用。
作为干熄焦系统最重要的组成部分之一，锅炉安全性能的高低直接关系到干熄焦能否正常运行，还关系到干熄焦操作及检修人员的人身安全。
本文通过对干熄焦锅炉“四管”爆管原因开展深度分析，并在此基础上提出了针对性的措施建议，以期为干熄焦锅炉“四管”爆管事故的避免提供一定的参考。
关键词:干熄焦；爆管事故；人身安全 1、干熄焦锅炉“四管”爆管的主要原因 1.1过热器管爆管的主要原因二次过热器管外表面磨损最为严重。
国内外的大量研究表明，循环烟气中所含焦粉的磨损作用，将大大加速了金属管壁的减薄速度。
另外因减温喷水品质不高及蒸汽品质不合格导致管内结垢，造成垢下局部过热。
再者是因为干熄焦余热锅炉受干熄炉负荷影响较大，锅炉入口温度变动的影响，减温喷水量很不稳定，导致炉管温度波动较为频繁，容易造成炉管局部受热不均匀，很容易导致传热恶化。
最终导致炉管的爆管。
1.2蒸发器管爆管的主要原因蒸发器的位置比较特殊，在干熄焦锅炉中处于过热器与省煤器之间，锅炉给水通过省煤器到达蒸发器时，给水中的溶解氧由于在省煤器部位的氧腐蚀消耗而含量降低。
因此，只要严格控制给水的含氧量，蒸发器管内壁一般也不会发生很严重的氧腐蚀。
一般蒸发器发生爆管，主要是长期在高温下运行，上蒸发管发生了材质积累损伤，晶界松弛与蠕胀使其强度大大下降，因此蒸发器的上升管为蒸发器管的最薄弱环节，管内水垢、盐垢的不断沉积，也会导致炉管传热恶化出现裂纹甚至破裂爆管。
提升干熄焦副省煤器换热效率的途径和方法
提升干熄焦副省煤器换热效率的途径和方法
刘东
【期刊名称】《山东冶金》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】概述了干熄焦副省煤器换热器的换热原理,分析了影响换热器热负荷的因素以及传热的边界层理论。
指出提升换热器换热效率的途径和方法,其中工艺途径是副省煤器切换为旁路并在线酸洗清除U型管内壁的垢层;设备途径是改进换热盘管的形状、长度、壁厚以及外部增加鳍片等方式,也可以尝试采用新型高导热率换热材料。
通过以上措施,可以提升换热器热效率,减少除氧器低压蒸汽用量,提升干熄炉处理能力,起到了降本节支、提质提效的效果。
【总页数】3页(P67-69)
【作者】刘东
【作者单位】山东泰山钢铁集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ520.5
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干熄焦余热锅炉用给水泵优化设计
干熄焦余热锅炉用给水泵优化设计
郝迎宇;王生举;战继成;郝迎旭;徐秀生
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2024(62)3
【摘要】针对干熄焦余热回收发电的抽汽量受下游负荷影响较大存在频繁波动,造成余热锅炉外供蒸汽量波动、锅炉压力波动、锅炉用高压给水泵处于间断或连续小流量(流量Q<30%设计点流量)运行状态,容易发生汽蚀、振动大、平衡盘研磨、轴承温度高等问题,以DGB150-140×15型多级给水泵为研究对象,采用高稳定性、长轴转子结构系统设计方法,提高转子系统扭转刚度与强度;减弱泵的“二次回流”强度,确保泵在小流量工况的运行稳定性与可靠性;设计轴承托架与泵进口、出口段一体化结构及大、小平衡鼓组合平衡机构,确保稀油自润滑轴瓦、滚动轴承温度及振动均符合国家标准及国外客户要求。
【总页数】5页(P148-152)
【作者】郝迎宇;王生举;战继成;郝迎旭;徐秀生
【作者单位】沈阳工业泵制造有限公司;沈工泵(沈阳)集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.1;TM621.2
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的具体情况 ,模型中参数有
K =δshαd
(9)
αd
=
0.
14 Cs ,4
λ
Cz ,4 d (
uy d) 0. 68 u
(10)
式中 δsh ———对模型中所作假设进行的修正 ;
Cs ,4 ———分别对省煤器中横向节距和排数的修正 ;
Cz ,4 ———分别对省煤器中纵向节距和排数的修正 ;
λ———烟气的导热系数 ;
4 腐蚀磨损对换热量分配的影响
比较干熄焦余热锅炉鳍片管省煤器的进出口处试
省煤器里的腐蚀有管外低温腐蚀和管内氧腐
— 65 —
专题研讨
上海电力
2009 年第 1 期
蚀 。低温腐蚀属于硫酸腐蚀 ,也叫管外腐蚀 ,是指 锅炉烟气在通过省煤器段时 , 当进余热锅炉的烟 气中含有较多 SO2 时 ,其中一部分会进一步转化 为 SO3 ,并与烟气中水蒸汽结合生成硫酸 。由于 省煤器管壁温度较低 ,烟气中的硫酸蒸汽便凝结 成酸液而附着在省煤器外管壁上 ,从而造成对省 煤器的酸腐蚀 。氧腐蚀是指进入锅炉的水里通常 仍溶解有一定的氧 ,溶解氧能引起碳钢的吸氧腐 蚀 。余热锅炉烟气中含灰量高 ,这样飞灰就会对 管子造成磨损 ,在加上腐蚀作用 ,对管子换热造成 的影响更大 。
模型控制体如图 2 所示 ,应用能量守恒方程 , 则有 :
(1) 烟气侧 — 63 —
专题研讨
上海电力
2009 年第 1 期
图 2 模型微元体
uyρy Fy Cp ,y ty - K Fv ab x ( ty - tj ) = uyρy Fy Cp ,y
( ty +ΔΔtxyΔx)
(1)
式中 ty ———烟气温度 ;
s2
ab
×1000/ (3600 Fj )πd2 ×(4. 2 ×103 )
( ty
-
tj )
(16)
再把此边值问题转化为初值问题 。采用定步 验测量数据值 、数值计算值和实际工况下热力计
长四阶五级龙格 - 库塔 ( Runge – Kutta) 数值解 法[13 ] 编程求解 。
3 模型的初步检验
(
ty
K +
Fv ab 273)
/
273ρy
Cp
,y
(
ty
-
tj ) (7)
Δtj Δx
=
1
000
Z1
4 K Fv ab D/ (3 600 Fj )πd2
Cp ,y
( ty
-
tj )
(8)
式 (7) 、式 (8) 即为计算过热器内部烟气和蒸
汽温度以及传热的数学物理模型 。
2. 2 模型的求解
文献[ 7 ]～[ 10 ] ,结合干熄焦余热锅炉过热器
换热量/ GJ ·h - 1 4. 626 4. 637 4. 627 4. 595 4. 540 4. 462 4. 361 4. 239 4. 093 3. 931 44. 108
Qj - Qj +1
- 0. 011 0. 010 0. 032 0. 055 0. 078 0. 101 0. 123 0. 144 0. 163
烟气和水按照图 1 中标示的 X 和 Z2 组合方 式流动换热时 ,具体的模型控制体参见图 2 。
如图 1 所示 ,沿着烟气流动方向 ,截面之间的 控制体 (即一排管子) 依次称为第 1 排管子 、第 2 排管子 ……第 i 排管子 , 其 中的 传热 量依 次为 Q1 、Q2 、Q3 ……Qi ,省煤器的总换热量为 Q 。
u ———烟气的运动黏度 。
根据文献[ 11 ] ,加上模型中的假设 ,有
Fv
=
F abz 2 s2
(11)
式中 F ———省煤器的总换热面积 ;
z2 ———省煤器管束的纵向排数 ;
s2 ———省煤器管束的纵向节距 。
又假设烟气为理想气体 ,有
ρy
=
p ×M R M ×ty
(12)
式中 p ———炉内压力 ;
Δtj Δx
=
4 K Fv ab ujρjπd2 z1 Cp ,j
( ty
-
tj )
(4)
过热器中如果蒸汽与烟气按照图 1 中标示的
X 和 Z1 组合方式流动时 , 需要在式 (4) 的右边加
上负号 ;如果蒸汽和烟气按照图 1 中标示的 X 和
Z2 组合方式流动时 , 不需要在式 ( 4) 的右边加负
注 1) j = 1 ,2 ,3 …9 。
表 2 中 ,第一排管子的换热量约占总换热量
的 10. 5 % ,较平均值略大 ,第一排管子的换热量
约是最后一排 (第 10 排) 管子换热量的 1. 18 倍 , 这表明沿着烟气流动方向 ,在垂直于烟气流动方 向管排上的总换热量分配不均匀 ,且是越来越小 , 但是不均性不是很强 ,且同时各排管子的换热量
以某高温高压干熄焦余热锅炉为研究对象 , 该锅炉的主要基本参数为 :循环烟气量为 210 260 m3 / h ;烟气进口温度为 960 ℃;蒸汽量为 86. 6 t/ h ;蒸汽出口温度为 540 ℃;蒸汽出口压力为 9. 8 M Pa 。
在该锅炉设计热力计算中 ,鳍片管蒸发器的 出口烟气温度为 417 ℃,在此就以该温度为鳍片 管省煤器传热模型中的初始条件 ,设定以该温度 为基础的 5 个温度 为研 究工 况点 , 70 %、80 %、 90 %、100 %和 110 %即 : 292 ℃、334 ℃、375 ℃、 417 ℃和 459 ℃。图 4～9 为不同管排数在相同 程度腐蚀下对换热及热量分配的影响 。
(3) 在垂直于省煤器烟气流动方向的管排上 , 忽略管内水的吸热和流量不均匀 ,即采用均一化 处理 。
(4) 仅显示对流换热对温度的影响 ,辐射换热 用系数对换热进行修正 。
(5) 管子内的导热热阻忽略不计 。 则省煤器传热简化成理想一维传热模型 ,物 理模型参见图 1 ,仅以 4 排管子为例 。
图 1 省煤器的物理模型
tj ———管内水温度 ;
Fy ———烟气的流通面积 ;
Fv ———单位体积内烟道内换热面积 ;
K ———换热系数 ;
αd ———烟气的对流换热系数 ;
Байду номын сангаас
B ———烟气的流量 ;
uy ———烟气流速 ;
ρy ———烟气密度 ;
Cp ,y ———烟气比热容 ; α———炉膛的宽度 ;
b ———炉膛的深度 ;
表 2 中显示出 ,模型计算的总换热量为
44. 108 GJ / h ,而采用热力计算[8] 结果为 45. 458 GJ / h ,两者的绝对误差不超过 5 % ,在允许的范围 之内[8] ,所以通用模型是合理的 。
表 2 省煤器各层管子的换热1)
名称 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q
2009 年第 1 期
上海电力
专题研讨
干熄焦余热锅炉省煤器内传热的特性研究
孙娜娜 ,张忠孝 ,郁鸿凌
(上海理工大学 ,上海 200093)
摘 要 :针对干熄焦余热锅炉炉内省煤器传热特点 ,建立描述其内部传热的简化数学物理模型 ,并应用该模型 对一台 63. 2 t/ h 的干熄焦余热锅炉炉内省煤器烟气和蒸汽温度分布进行模拟 ,计算结果与实际运行过程具 有较好的一致性 ,在此基础上分析了省煤器内部不同腐蚀及磨损情况对换热量分配的影响 ,并得出干熄焦余 热锅炉省煤器内传热特性的研究结论 。 关键词 :干熄焦余热锅炉 ;省煤器 温度分布 ;换热量分配 ;腐蚀磨损 中图分类号 : T K229. 92 文献标识码 :A
Δx ———模型控制体的步长 。
Δty ———模型控制体烟气进出口温差 。
化简式 (1) 得烟气温度的微分方程为
Δty Δx
=
-
K Fv ab
Fy Cp ,y uyρy
( ty
-
tj )
(2)
(2) 水侧
ujρj
1 4
πd2
z1
Cp
,j
tj
+
K Fv abΔx ( ty -
tj )
= ujρj
1 4
表 1 省煤器主要结构参数
管径/ mm
横向 节距/ mm
纵向 节距/ mm
横向 排数/ 排
纵向 排数/ 排
38
92
105
64
20
排列 方式
错列
模型的边界条件是锅炉实际运行中测量的鳍
片管省煤器进口烟气温度 ,定步长长度为 2 倍的
纵向节距 ,则模型对温度的模拟计算结果参见图 3 ,对内部换热量的计算结果见表 2 。
M ———烟气平均摩尔质量 ,与烟气成分及其份额有
关;
RM ———理想气体常数 , RM = 8. 314 J / (mol ·k) 。
Cp ,y采用多项式拟合法及烟气物性参数计算
法[12 ] ,有
Cp ,y = 1. 087 3 + 0. 003 13 ty -
3 . 800 7 ×10 - 8 t2y
— 64 —
号 。针对微分方程式 (2) 、式 (4) 中的部分参数 ,结 合受热面的实际情况 ,有
Fy
uy
=
3
B 600
×ty
+ 273 273
(5)
ujρj
=
1 3
000 600
D Fj
(6)
式中 D ———管内水流量 。
建立的微分方程式 (2) 、式 (4) 可改写成
Δty Δx
=B/ 3
600
πd2
z1
Cp ,j
( tj
+ΔΔtxjΔx)