焦化干熄焦工艺培训教材Word格式文档下载.docx
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3、除尘设备
主要分为系统除尘设备及环境除尘设备
（1）系统除尘设备
系统除尘设备主要包括一次除尘和二次除尘。
一次除尘为重力沉降型除尘，主要利用循环气体内含焦粉自身重力除尘。
设置于干熄炉与锅炉之间。
二次除尘为旋风除尘，二次除尘主要有单体旋风器、旋风子固定板、导气管固定板、外壳、下部灰斗及附属设备组成。
（2）环境除尘设备
包括干熄炉本体环境除尘、炉前焦库除尘、筛焦楼除尘三个除尘站。
第四节：
工艺流程及特点
一、焦碳运行流程
推焦车1000+500C的红焦
炭化室————>
拦焦车导焦栅一焦罐（置于焦罐台车上）————>
提升塔顶加盖子装入装置
提升塔下————>
炉顶走行————>
干熄炉顶————>
与冷惰性气体热交换
干熄炉预存室————>
干熄炉冷却室————————>
排焦装置—
＜2000C的焦碳
—————>
皮带运输————>
炉前焦库—————>
筛焦处理
二、惰性气体流程
1700C~1800C的冷惰性气体
循环风机——————————>
气体冷却器————>
干熄炉底供气
与红焦进行热交换
装置——>
干熄炉冷却室—————————>
双斜道——>
环行烟道
烟气温度8000C—9000C焦粉沉下烟气温度将至
—————————>
一次除尘——————>
余热锅炉——————
170~1800C焦粉沉下
——>
二次旋风除尘器————>
循环风机
三、锅炉汽水系统流程
除盐水罐——>
除氧给水泵——>
水水热交换器——>
除氧器——>
锅炉给水泵
下联箱—三级蒸发器-上联箱
锅炉循环泵
省煤器—>
汽包—>
下降管集箱——>
吊顶管—>
集箱
下联箱————>
水冷壁————>
上连箱
—>
上升管——>
汽包——>
过热器——>
减温器——>
主蒸汽压力调节阀—>
主蒸
汽——>
减温减压后抽汽、并网发电
四、干熄焦系统工艺流程示意如下：
2、干熄焦技术主要特点：
回收余热、节约能源：
采用干熄焦技术可回收约80%的红焦显热，即熄1吨红焦可产生中压过热蒸汽约0.5～0.6吨。
也就是说节约了产生相同吨数蒸汽的锅炉所消耗的标煤量。
减少环境污染：
干熄焦锅炉产生蒸汽用于发电或供用户使用，可节约产生相同吨数蒸汽的燃煤（或油、气等）,减少了这些燃煤（或油、气等）燃烧后对大气的污染，尤其减少了SO2、CO2向大气的排放。
改善焦炭质量。
可以看出，干熄焦锅炉系统是干熄焦工艺系统中的一个重要组成部分，其作用是降低干熄焦系统循环冷却气体的温度并吸收其热量，产生蒸汽用于发电或外送用户。
目前，我国在干熄焦锅炉系统工艺技术方面的研究有了很大的进展，对设备和系统进行了较大的改进，从而减少了一次性投资，降低了能源消耗，提高了热效率，延长了设备的使用寿命等，系统自动化控制水平也有了很大程度的提高，从而使锅炉运行更趋安全，可靠，稳定。
编制本培训教材的主要目的，是使操作人员能够尽快掌握干熄焦锅炉系统所涉及到的一些基本理论知识，能尽快熟悉工艺系统的流程和主要设备的结构、性能、作用及原理。
第五节：
工艺参数与指标
1）、干熄焦工艺参数
温度
热管换热器进/出口温度
170～190℃/约130℃
T2（干熄炉入口温度）
≤130℃
T6（锅炉入口温度）
910℃≤T6≤940℃
锅炉出口温度
≥160℃
二过入口温度
265℃≤二过≤300℃，正常值280℃
主蒸汽温度
450℃±
10℃
给水温度
104℃
T5
800～1000℃
排焦温度
冬≤150℃
夏≤180℃
压力
预存段压力
控制-100Pa≤压力≤0Pa
锅炉入口压力
控制-1100Pa≤极限值为-1300Pa
除氧器压力
0.02MPa
主蒸汽阀后压力
3.82MPa
汽包压力
4.14±
0.1MPa
循环风量
170000～180000m3/h
气料比
1200左右
排焦量
约为140t/h
汽包液位
0±
10mm
除氧器液位
0～600mm
横移牵引速度/距离
40m/min，15m/min，5m/min14.6m
提升机速度/高度
30、10、4m/min约34.6m
走行速度/距离
40、3.5m/min13.1m
焦罐重量/容量
35t/22t
循环气体计算成份
H2：
1%；
O2：
0.5%；
CO：
4%；
H2O：
6%；
CO2：
15%；
其余为：
N2
第二章、干熄焦热力系统基本知识
第一节、常用热力学基本概念
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℉。
2.2摄氏温标：
用符号℃表示。
把标准大气压下冰融点定为00，水沸点定为1000，两点间分为100分格，每格称为摄氏一度，即表示为1℃。
现普遍采用摄氏温标。
两者换算：
摄氏温标℃＝5/9华氏温标℉－32
华氏温标℉＝9/5摄氏温标℃+32
3.压力：
指单位面积上所受的垂直作用力，又称压强。
在国际单位制（SI）中，压力单位为〝帕斯卡〞，简称帕（Pa）.
1帕（Pa）＝1牛顿（N）/平方米（㎡）
4.绝对压力、表压力：
4.1绝对压力P绝：
是指设备内部或某处真实压力，它等于表压力P表与当地大气压力B之和。
P绝＝P表+B
4.2表压力P表：
是指设备内部或某处绝对压力P绝与当地大气压力B之差。
P表＝P绝－B
5.密度、重度：
5.1密度ρ：
是单位容积V内所含物质的质量m。
单位为kg／m3。
ρ＝m／V
5.2重度γ：
是单位容积V内所含物质的重量G。
单位为N／m3。
γ＝G／V
密度和重度的关系：
γ＝ρg
式中，g：
重力加速度g＝9.807≈9.81m／s2
6.比容ν：
是单位质量m的物质所占有的容积V。
单位是m3／kg。
ν＝V／m
7.热量和比热
7.1热量：
是能量的一种形式，它表示物体吸热和放热多少的物理量。
热量单位有焦耳（J）或卡（cal）
1J＝0.2389cal或1kJ＝0.2389kcal（千卡或大卡）
7.2比热：
单位质量的物体温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量。
物体比热与物体的性质和所处温度有关。
8.导热系数（热导率）：
是表示材料导热性能的指标，仅与材料本身有关，是说明材料物理性质的参数。
物体的导热系数在数值上等于一个厚度为1m，表面积为1m2的平壁两侧维持1℃温差时，单位时间传导给该平壁的热量。
导热系数的单位为W／（m·
℃）。
导热系数该数值越小，物质的导热性能越差。
通常把导热系数低于0.2W／（m·
℃）的材料称为保温材料。
9.汽化：
物质由液态转变成气态的过程叫汽化。
液体的汽化有蒸发与沸腾两种方式。
9.1蒸发：
在任何温度下液体表面发生的汽化现象叫蒸发。
蒸发的速度与下列条件有关：
温度越高，蒸发越快；
蒸发表面积越大，蒸发越快；
液体表面上蒸汽分子密度越小，蒸发越快。
9.2沸腾：
当液体被加热，液体内部产生汽泡，当汽泡内部压力等于或大于汽泡外部所受压力时，汽泡升至液面而破裂，此时即为沸腾。
9.3沸点：
液体开始沸腾时的温度叫沸点，也称沸腾温度，或称饱和温度。
水的沸点与压力有关，在一定压力下水沸腾时，沸点保持不变，压力越高，沸点也越高。
蒸发与沸腾均是由液相转变为气相，但两者区别是在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾只有在液体温度达到沸点时才会发生。
10.冷凝：
物质从气态转变为液态的过程叫做冷凝。
冷凝是汽化的逆过程，冷凝时所形成的液体叫凝结液。
11.水与水蒸汽的性质：
11.1水的特性：
水的一个特性是水在4℃时，密度最大、体积最小；
当水温低于4℃或高于4℃时，其密度逐渐减小，体积逐渐增大。
水的另一特性是比热容较大。
由于水有上述两个特性，又容易获得，因此常被用来作为吸热和放热（如冷却和采暖）的介质。
11.2水蒸汽的焓：
热焓简称焓，是热工计算中常用的一个复合的状态参数。
焓常用符号i表示，单位是J/kg。
从热力学的观点，蒸汽的热焓就是蒸汽的能量，对于一定状态下（温度、压力）单位重量的蒸汽，其热焓是一定的。
11.3熵：
是一个常用导出的状态参数，是表示工况状态变化时，其热量传递的程度。
在一定条件下，熵在数值上等于热量除以温度的值。
单位是J／K。
11.4汽化潜热：
将1千克处于沸腾温度下的水，全部变为干饱和蒸汽时所消耗的热量叫做汽化潜热。
单位是kJ／kg。
水的汽化潜热是随压力的升高而减小的。
11.5.水的三相点：
是指固态、液态、汽态三相共存的状态点。
11.6.水蒸汽：
水在一定温度和压力时的沸腾汽态即为水蒸汽。
蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽。
11.6.1饱和蒸汽：
在封闭容器内，当蒸发与凝结进行到一定时，液、汽两相动态平衡时为饱和状态，此时蒸汽为饱和蒸汽，液体为饱和液体，液、汽两相温度为饱和温度，对应的压力为饱和压力。
饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽。
干饱和蒸汽即组成部分均为饱和蒸汽，湿饱和蒸汽即组成部分为饱和蒸汽和饱和液体，由饱和液体变成干饱和蒸汽所吸收的热量称汽化潜热。
其过程温度不变。
通常所说蒸汽是指干饱和蒸汽。
11.6.2过热蒸汽：
在一定压力下，对干饱和蒸汽继续加热使其温度升高，此时蒸汽为过热蒸汽。
其过热温度又称为过热度。
11.6.3蒸汽的干度、湿度：
干度：
水蒸汽中干饱和蒸汽所占的重量百分数叫蒸汽的干度。
湿度：
水蒸汽中干饱和水所占的重量百分数叫蒸汽的湿度。
对于干饱和蒸汽，其干度为1。
11.6.4蒸汽的状态参数：
表明蒸汽状态特征的物理量称为蒸汽的状态参数。
蒸汽状态参数有压力、温度、比容、热焓、内能和熵。
12.热量传递的方式（传热）
传热现象是一个非常复杂的过程，通常将它分为三种基本方式：
热传导、对流和热辐射。
12.1热传导（导热）：
是指物体或相邻两个物体热量从一方转移到另一方，各部分之间无相对位移。
这种现象在气体、液体、固体中均可能发生。
12.2对流：
只能在气体、液体中产生，它是流体所特有的一种传热方式，它是由于各部分之间发生相对位移而引起了热量传递。
对流换热的强弱与流体的种类、流速、温度、固体壁表面形状及大小等因素有关。
12.3热辐射：
热辐射现象与导热、对流都不同，是通过电磁波进行热量传递。
物体在任何温度下都要放射和吸收辐射能。
温度越高辐射越强。
13.闪点：
标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。
14.功、功率：
功是力所作用的物体在力的方向上的位移与作用力的乘积。
功的大小根据物体在力的作用下，沿力的作用方向移动的位移来决定，改变它的位移，就改变了功的大小。
功的单位为焦耳。
其计算式为：
W=FS（J）
式中：
F-作用力，N
S-位移，m.
功率是功与完成功所用的时间之比，也就是单位时间内所做的功。
功率的单位为瓦特。
P=W／tW
式中W－功，J
t-做功的时间，s
15.能：
物质作功的能力称为能。
能的形式一般有：
动能、位能、光能、电能、热能等。
热力学中应用的有动能、位能和热能等。
15.1动能：
物体因为运动而具有作功的本领叫动能。
动能与物体的质量和运动的速度有关。
速度越大，动能就越大；
质量越大，动能就越大。
动能按下式计算：
EK＝mc2/2kJ
式中m-物体质量，kg
c-物体速度，m/s
15.2位能：
由于相互作用，物体之间的相互位置决定的能称为位能。
物体所处高度位置不同，受地球的吸引力不同而具有的能，称为重力位能。
15.3热能：
物体内部大量分子不规则的运动称为热运动。
这种热运动所具有的能量叫做热能，它是物体的内能。
16．机械能：
物质有规律的运动称为机械运动。
机械运动一般表现为宏观运动。
物质机械运动所具有的能量叫做机械能。
17.热力循环：
工质从某一状态点开始，经过一系列的状态变化又回到原来这一状态点的封闭变化过程。
18.循环热效率：
工质每完成一个循环所做的净功W和工质在循环中从高温热源吸收的热量q的比值，即：
η＝W/q
19.节流：
工质在管内流动时，由于通道截面突然缩小，使工质流速突然增加，压力降低的现象。
20.爆炸极限：
易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，及易燃固体的粉尘或纤维等与空气混合，形成爆炸性气体混合物的浓度，叫爆炸极限。
其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。
爆炸极限通常以可燃介质在混合物中的体积百分比表示
21.设计压力、设计温度：
设计压力：
一般指设备或管道运行中，内部介质的最大工作压力。
设计温度：
一般指设备或管道运行中，内部介质的最高工作温度。
第二节、常用专业基本知识
1、锅炉、水管锅炉、火管锅炉、蒸汽锅炉、热水锅炉：
1.1锅炉：
是利用燃料燃烧释放的热能或其它热能加热传递给水或其它工质，以获得额定参数（温度和压力）和品质的蒸汽、热水或其它工质的一种受压、受热设备。
1.2水管锅炉：
是指水和蒸汽在锅筒和水管内部流动，高温烟气在管外流动并冲刷管壁的一种锅炉。
反之为火管锅炉。
现代锅炉一般均采用水管锅炉。
锅炉按所生产的工质不同，分为蒸汽锅炉和热水锅炉。
1.3蒸汽锅炉：
用以生产蒸汽的锅炉，锅炉内的水发生物态的变化，由液态汽化成蒸汽。
1.4热水锅炉：
用以生产热水的锅炉，锅炉内的水未发生物态的变化，只是提高了水温。
锅炉机组包括：
锅炉本体、附属设备、管道及测量仪表等。
2、干熄焦锅炉：
是吸收干法熄灭赤热焦炭的部分热量后，又将热量传递给水，从而产生额定参数（温度和压力）和品质的蒸汽，并输送给热用户的一种受压、受热的设备。
3、干熄焦锅炉系统：
是保证干熄焦锅炉能正常生产，包括所必需的介质供应设备及附件的组合。
4、干熄焦锅炉的热平衡：
干熄焦锅炉的热平衡是计算外部热量在锅炉中利用的情况，如热量的有效利用情况、热损失情况等，其目的是为了研究有效地提高锅炉的热效率。
干熄焦锅炉热平衡的计算是为了使进入锅炉的热量Q’与有效利用热量Q1及各种损失的总和相平衡，再在热平衡的基础上计算干熄焦锅炉的产汽量。
锅炉热平衡方程式如下：
Q’＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4kJ／h
式中：
Q’—进入锅炉的总热量；
kJ／h
Q1—锅炉的有效利用热量；
Q2—排烟损失；
Q3—散热损失；
Q4—其它热损失；
进入锅炉的总热量包括烟气带入的热量Qy、烟尘带入的热量Qh、漏入空气带入的热量QLk。
干熄焦循环气体系统中，对漏入系统的空气处理方法，无论采用完全燃烧或不完全燃烧等方式，其可能发生的反应一般均不设在干熄焦锅炉区域，其对锅炉循环气体入口侧的变化主要体现在循环气体量的变化或温度的变化。
因此，如考虑因锅炉密封不严密等各种原因而漏入锅炉的空气，因其带入的热量很少，一般QLk可不计，则进入锅炉的热量可按下式计算：
Q’＝Qy＋QhkJ／h
锅炉热损失中，因干熄焦循环气体的循环流动特点，锅炉排烟损失Q2最大。
锅炉的散热损失Q3，主要与炉内温度、炉墙结构及保温情况有关。
锅炉有排污、有放汽、有疏放水等，均属于其它热损失Q4。
5、干熄焦锅炉烟道阻力计算：
锅炉烟道阻力计算的目的，在于求得烟气通过炉内时的阻力，为整个干熄焦工艺系统的循环气体系统选择循环风机时提供数据。
同时，通过烟道阻力计算，还可以发现并纠正锅炉受热面和烟道的不合理布置。
5.1锅炉烟道阻力一般可分为摩擦阻力和局部阻力两类。
摩擦阻力是指气流在等断面的直流通道中流动时因介质粘性引起的阻力。
局部阻力是指气流在断面的形状或方向改变的通道中流动时因涡流耗能引起的阻力。
5.2锅炉烟气阻力计算时，通常把阻力分成以下三个部分来考虑：
摩擦阻力：
包括烟气等在断面的直流通道中流动时的阻力和烟气纵向冲刷管束的阻力。
局部阻力：
烟气在断面的形状或方向改变的通道中流动时（包括分流、合流）的阻力。
6、烟气横向冲刷管束的阻力。
烟气通过干熄焦锅炉的总阻力，为上述三者之和。
即：
ΔP＝ΔP1＋ΔP2＋ΔP3Pa
式中ΔP－烟气流动的总阻力Pa
ΔP1－烟气的摩擦阻力Pa
ΔP2－烟气的局部阻力Pa
ΔP3－烟气横向冲刷管束的阻力Pa
锅炉蒸发量、额定蒸发量：
6.1锅炉蒸发量：
又叫锅炉出力，表示锅炉每小时能够产生的蒸汽量。
6.2额定蒸发量：
设计制造锅炉时，按额定蒸汽参数、给水温度和烟气参数所保证的蒸发量称为额定蒸发量或额定出力。
锅炉蒸发量常用符号“D”来表示，单位是“t/h”或“kg/h”。
7、额定蒸汽压力：
是指蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内，长期连续运行时应予保证的出口蒸汽压力。
8、额定蒸汽温度：
是指蒸汽锅炉在规定的负荷范围、规定的蒸汽压力和额定给水温度下，长期连续运行时必须保证的出口蒸汽温度。
9、给水温度：
蒸汽锅炉进口处给水的温度。
10.锅炉给水：
是指符合一定质量要求，并用给水装置送入锅炉的水。
11.凝结水：
热力系统中蒸汽经冷凝而成的水。
12.补给水：
热力系统中因各种汽水损失或无生产回水而从热力系统外部补充的给水。
13．炉水：
锅炉循环回路中的水。
14．疏水：
将受热面或管道中所产生的凝结水放出。
15．排污量：
连续排污的排污水流量。
16．排污率：
排污量占锅炉蒸发量的百分数。
17．喷水量：
喷入减温器的减温水量。
18．锅炉效率：
是指锅炉有效利用热量与单位时间内输入锅炉热量的百分比。
又叫锅炉热效率。
19．受热面：
是指锅炉中凡一面有火焰或烟气加热，另一面有水或蒸汽等介质吸收热量进行热交换的表面称为的受热面，其面积（从烟气侧计算）称为受热面积，单位是“m2”。
按烟气放热的性质进行划分，受热面有辐射受热面和对流受热面。
20．锅炉金属耗率：
锅炉制造时耗用的金属重量与其额定蒸发量之比，称为锅炉金属耗率，俗称“钢水比”。
21．锅筒：
锅炉的锅筒，又称为汽包或汽锅，是用钢板制成的圆柱形容器，两端是凸形的封头。
在锅筒的一端或两端的封头上开有人孔，以便安装和检修锅筒内部装置。
干熄焦锅炉的锅筒是汇集汽水混合物和使汽水分离的装置，它同时接受从省煤器来的给水，并接受蒸发器和锅炉水冷壁产生的饱和蒸汽，经分离后向过热器输送饱和蒸汽。
因此，锅筒是炉水加热、蒸发、过热这三个过程的连接枢纽。
为了改善炉水的品质，锅筒装有汽水分离器和连续排污装置、定期排污装置等。
由于锅筒内部储存一
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