YBT 《干熄焦系统热平衡测试与计算方法》 编制说明.docx

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YBT《干熄焦系统热平衡测试与计算方法》编制说明

《干熄焦系统热平衡测试与计算方法》行业标准（征求意见稿）编制说明

一、工作简况

1、任务来源

本项目是依据工业和信息化部工信厅科〔2018〕73号文“关于印发2018年第四批行业标准制修订计划的通知”下达的项目计划，项目编号为2018-1993T-YB，项目名称为“干熄焦系统热平衡测试与计算方法”，本项目是制定项目，主要起草单位：

鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院等。

2、工作过程

2017年11月，根据工业和信息化部下达的项目申报要求，主要起草人对标准的格式、规范重点、步骤和进度交换了意见，随后成立了标准起草小组，鞍钢股份有限公司为主编制单位，正式开展标准内容的编制工作。

2017年12月至2018年5月进行资料收集工作，将与本方法有关的已发布的国际标准、国家标准、行业标准等认真比对，尽可能做到不重复、不矛盾。

2018年6月至2018年9月，在查阅收集整理国内外干熄焦系统相关热平衡基础数据的基础上，形成标准编制的基本框架。

2018年10月至2018年12月，根据国家标准计划落实会的要求，确定了标准的编制计划。

2019年1月至2月，主编单位按照标准的基本框架，结合主编单位干熄焦的运行实际，进行干熄焦系统热平衡测试，并对测试的数据进行整理计算，验证标准中测试方法的可操作性，为标准的起草奠定基础。

2019年3月至8月，各参编单位按照标准编制框架进行标准初稿的起草工作，主编单位综合汇总各参编单位提交的初稿，形成标准草案初稿。

2019年9月至2020年3月，由主编单位发起与参编单位共同对标准草案初稿进行讨论，汇总意见和建议，对标准草案初稿部分修改后，形成标准征求意见稿。

2020年4月至5月，在行业内开展广泛征求意见。

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、中冶焦耐工程技术有限公司、中钢集团鞍山热能研究院有限公司共同起草。

主要成员：

甘秀石、李卫东、郝博、……

所做的工作：

朴志民任工作组组长，主持全面协调工作，负责对各阶段标准的审核；甘秀石、李卫东为本标准主要执笔人，负责本标准的具体起草与编制；李卫东、郝博负责国内外相关技术文献和资料的收集、分析及资料查证，对产品生产工艺、性能和使用经验进行总结和归纳；甘秀石、李卫东负责对国内外产品和技术的现状与发展情况进行全面调研；甘秀石、李卫东负责对各方面的意见及建议进行归纳、整理……。

2、国内外情况及编制原则

1、国内外发展现状

干熄焦技术在国内最早应用是1985年，上海宝钢引进日本4×75t/h干熄焦装置投产运行，随后干熄焦技术在国内开始发展并逐渐国产化，目前，干熄焦技术在国内鞍钢、宝钢、济钢、首钢、攀钢等各钢铁企业得以应用，得到钢铁企业的一致认可。

华菱涟源钢铁对干熄炉和锅炉进行了热平衡测试，仅对红焦和冷焦温度进行了测试，但循环气体各参数（成份、压力、温度、循环气体量）、空导量、排焦量、焦粉量、水等关键数据没有进行实际测试，均采用干熄焦系统记录值，容易造成误差，因此可操作性不强，同时对干熄焦系统没有进行相关测试。

安阳钢铁、济钢、宣钢也对干熄焦进行了热平衡测试，但其所有的数据来源均为系统记录值，没有进行测试，对系统显示值的真伪没有进行测试和识别，科学性和可操作性较低，同时缺少干熄焦系统热平衡的相关测试。

干熄焦作为一项国家推广的节能环保技术，同时随着钢铁企业干熄焦装置的投产、运行，干熄焦技术人员需要对其各项运行参数的变化实时掌握和调整，以提高红焦显热的回收效率、降低焦炭的烧损率和减少系统的热支出，从而降低炼焦工序能耗。

2、编制原则

本标准在编制过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的原则，注重标准制定与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定工作。

本标准在编制过程中，主要按GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》的要求编写。

在确定本标准的测试和计算方法时，综合考虑干熄焦系统的生产实际和设备运行现状，充分体现了本标准的可操作性、实用性、合理性和先进性，达到规范和引导技术进步与应用，提高管理水平，起到保护环境和节能减排的作用。

3、标准制定的必要性

《中国制造2025》中“全面推行绿色制造”重点领域中提到，组织实施钢铁、有色、化工等传统制造业能效提升，大力推进清洁生产、循环利用等专项技术改造，开展余热余压回收等重大节能环保、低碳技术产业化示范，实施重点区域、行业清洁生产水平提升计划，强化绿色监管，健全节能环保法规、标准体系，加强节能环保监察，推行企业社会责任报告制度，开展绿色评价，努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。

干法熄焦技术是相对于湿法熄焦而言的，主要是利用冷的惰性气体，在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦。

吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，产生的蒸汽用以发电，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉继续冷却红焦。

在干熄焦过程中，80％的红焦显热被回收，同时与湿法熄焦相比，避免了湿法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提高了3-6%，M10降低了0.3-0.8%，反应性指数CRI明显降低。

而且杜绝了酚、氰化物、硫化氢、氨等有毒气体的排放和减少了CO2、SO2对环境的污染，具有明显的节能、环保和改善焦炭质量的作用。

干熄焦技术不仅可以大幅降低企业能耗、节约能源而且还能改善环境质量，是焦化企业实现节能减排的重要措施之一，在钢铁联合企业已经得到大力的推广。

目前与干熄焦相关的现行标准为GB/T32975《干熄焦节能技术规范》，但该标准侧重于干熄焦节能技术，未重点突出干熄焦节能技术应用后的效果分析即具体的热平衡（包括相关参数）测试方法与计算标准，无法对干熄焦系统的热回收效率、焦炭烧损率等重要参数进行有效考量。

因次有必要制定干熄焦系统热平衡测试与计算的标准，通过热平衡测试，可以有效地对干熄焦的实际运行效果做出评估，对干熄焦运行系统优化提供相应的数据支撑，也对干熄焦技术的持续优化改进、推广和应用提供帮助。

因此，有必要制定“干熄焦系统热平衡测试与计算方法”的标准，填补行业空白。

三、标准主要内容的确定

本标准共分10章，主要内容包括：

范围、规范性引用文件、术语和定义、热平衡测试与计算基准、设备及炉子概况、炉子近期生产情况、测试的准备、测试步骤、测试内容、部位与方法、计算方法、热平衡测试报告主要内容。

3.1范围

本标准规定了干熄焦系统热平衡测试与计算的术语和定义、热平衡测试与计算基准、测试步骤、测试内容、部位与方法、热平衡计算、热平衡测试报告。

3.2规范性引用文件

本标准中焦炭的工业分析及干熄焦排焦温度的确定均采用我国现行有效国家标准。

3.3术语和定义

对本标准中出现的、具有特定意义的专业术语进行了定义。

本标准共定义和解释了9个术语，术语的定义仅限于本标准内使用。

3.4热平衡测试与计算基准

明确了热平衡测试与计算的基准温度与压力、燃料发热量、测试范围、测试时间及计算单位等内容。

3.5干熄焦系统概况、炉子近期生产情况

主要是统计干熄焦系统各设备最近一个月的生产运行状况。

3.6测试的准备

主要包括测试人员熟悉设备状况、制定测试方案、组织测试人员并进行工作分工、准备相关测试设备及工具并进行预备性测试。

3.7测试步骤

按测试内容进行测试与记录，以实际测试为主以系统记录数据为辅的方法，对所测数据进行分析整理，并按本标准的计算方法进行计算。

3.8测试内容、部位与方法

测试内容、部位与方法是本标准的核心之一。

主要包括

（1）红焦的装入量、温度、工业分析等参数的测试与分析；

（2）冷焦的排出量、温度、工业分析等参数的测试与分析；（3）循环气体的温度、压力、成份、流量等参数的测试；（4）空导气体的温度、压力、流量等参数的测试；（5）空导气体的温度、流量等参数测试；（6）一除尘器、二除尘器焦粉排出量的测定；（7）锅炉蒸汽温度、压力、流量等参数；（8）锅炉给水的压力、温度、流量等相关参数；（9）锅炉排污水的压力、温度、流量等相关参数；（10）干熄炉水封水的进出口温度、流量等参数；（11）干熄炉、余热锅炉及相关附属设备、管道表面温度；（12）炉体四周大气及室内环境参数。

3.8.1红焦

a）红焦装入量

由干熄焦提升机处的计量装置读取或者利用轨道衡称量得到。

具体为计1h内重罐重量和空罐重量，然后相减，统计红焦装入量。

优先采用轨道衡，没有条件的企业也可采用提升机称重计量。

b）红焦温度

在装满红焦的焦罐到提升井架底部时，在提升井架平台处用热电偶对焦罐内的红焦进行测量，共抽取3炉，取平均值。

c）入炉焦炭工业分析

在焦炉出焦时或在装满红焦的焦罐到达提升井架底部时进行取样，按GB/T2001《焦炭工业分析测试方法》进行分析。

3.8.2冷焦

a）冷焦排出量

首先对排焦皮带的皮带秤进行校核，然后直接读取。

皮带秤计量不准确或没有皮带秤时，应首先对皮带转速进行测量，然后取1m长度皮带上的焦炭进行称重，最后进行计算。

b）冷焦温度

用红外测温仪对在排焦皮带上的焦炭温度进行测试，或按YB/T4706《干熄焦排焦温度的测定与计算方法》进行测试。

c）出炉焦炭工业分析

在排焦皮带处取样，按GB/T2001《焦炭工业分析测试方法》进行分析。

3.8.3循环气体

a）循环气体量的测试

从现场的管道仪表上读取。

现场仪表计量不准确时，用烟尘采样仪测试。

b）温度

可直接读取现场仪表的数值，也可分别在余热锅炉前、余热锅炉后、循环风机前、循环风机后、干熄炉前及干熄炉后用热电偶测试。

c）压力

可直接读取现场仪表的数值，也可在温度测试处用压力表进行压力测试。

d）循环气体取样和分析

在温度测试处用便携式或在线烟气分析仪进行测试，亦可采用直接取样装袋送实验室进行成分分析。

3.8.4空导气体

a）空导气体量

从现场的管道仪表上读取。

现场仪表计量不准确时，用烟尘采样仪测试。

b）空导气体温度

用热电偶对空导气体的温度进行测试。

3.8.5放散气体

a）放散气体量

一般认为与空导气体量相同，或用烟尘采样仪测试。

b）放散气体温度

用热电偶对放散气体的温度进行测试。

3.8.6焦粉排出量

a）一次除尘器焦粉量

排空冷却套管下的储灰仓，在上料位开始报警5min后开始排放焦粉（开始计时），待上料位报警停止（计时结束），对排出的焦粉进行称重，按照从开始计时到计时结束的时间来换算焦粉排出量。

b）二次除尘器焦粉量

排焦粉至下料位报警处，报警开始停止排焦粉，并开始计时1h后继续排焦粉（开始计时），至下料位再次报警（计时结束），对排出的焦粉进行称重，按照从开始计时到计时结束的时间来换算焦粉排出量。

3.8.7锅炉产蒸汽

蒸汽的压力、温度、流量等相关参数由现场计量仪表直接读取。

3.8.8锅炉给水

锅炉给水的压力、温度、流量等相关参数由现场计量仪表直接读取。

3.8.9锅炉排污

锅炉排污水的压力、温度、流量等相关参数由现场计量仪表直接读取。

3.8.10干熄炉水封

a）干熄炉水封水量

干熄炉水封流量用超声波流量计进行测试，测试位置在进干熄炉水封平台上的进水管道处。

b）进、出口水温

进口温度，有循环水箱的测量水箱中水的温度，没有循环水箱的按照大气温度考虑。

出口温度，测水封出口处满流水温度。

3.8.11干熄炉、余热锅炉及相关附属设备、管道表面温度

测试干熄炉、余热锅炉及相关附属设备、管道等外表面温度，可将体系表面分成若干个温度相近的区域，然后用热流计直接测出各部分的平均热流量和平均温度，或用便携式红外测温仪、热像仪等测出各部分平均温度，计算出热流量，测定内容参照附录D。

3.8.12炉体四周大气及室内环境参数

a）大气温度、环境温度、风速应与炉体表面温度测量同时进行。

b）用气压计测定大气压力。

c）用风速仪测定干熄炉炉顶、炉底、炉腹的风速。

3.9计算方法

计算方法是本标准的另外一个核心，主要包括干熄炉热平衡、锅炉热平衡、干熄焦系统热平衡三个方面。

3.9.1干熄炉热平衡

图1干熄炉热平衡

干熄炉热平衡的热收入项和支出项如图1所示。

其中热收入项包括红焦带入热、入炉气体带入热、焦炭燃烧热、焦炭挥发分显热及空导气体带入热，热支出项包括冷焦带出热、循环气体带出热、水封水热损失、焦粉带出热、干熄炉表面散热及其他热损失。

3.9.2锅炉热平衡

图2锅炉热平衡

锅炉热平衡的热收入项和支出项如图2所示。

其中热收入项包括循环气体带入热、锅炉给水（除氧器）带入热、焦粉带入热，热支出项包括循环气体带出热、锅炉蒸汽带出热、焦粉带出热、锅炉外排污水带出热、锅炉表面散热及其他热损失。

3.9.3干熄焦系统热平衡

干熄焦系统是将干熄炉、锅炉、一除尘器、二除尘器、热管换热器当做一个整体来考虑，干熄焦系统热平衡的热收入项和支出项如图3所示。

其中热收入项包括红焦带入热、焦炭燃烧热、焦炭挥发分显热、锅炉给水带入显热、补充气体带入热、低压蒸汽带入显热。

热支出项包括冷焦带出热、干熄炉表面散热、焦粉带出热、放散气体带出热、污水带出热、水封水热损失、锅炉蒸汽带出热、锅炉表面散热、一除尘器热损失、二除尘器热损失、换热器系统热损失。

图3干熄焦系统热平衡

按照“3.8测试内容、部位与方法”中的测试方法对热平衡收入项和支出项中的流量、温度等参数进行测试，然后按照公式

对各收入项和支出项的热量进行计算。

其中

表示物质带入或带出的热量kJ/h，

表示质量或流量，t/h或m3/h；

表示对应的物质的比热容，kJ/kg.℃或kJ/m3.℃；

表示温度，℃。

3.9.4主要经济技术指标

a）干熄炉热效率

（1）

式中：

—干熄炉热效率，%；

—循环气体带出热，kJ/h；

—干熄炉热收入项总和，kJ/h。

b）余热锅炉热效率

（2）

式中：

—余热锅炉热效率，%；

—锅炉蒸汽带出热，kJ/h；

—余热锅炉热支出总和，kJ/h。

c）干熄焦系统热效率

（3）

式中：

—干熄焦系统热效率，%；

—锅炉蒸汽带出热，kJ/h；

—干熄焦系统热收入总和，kJ/h。

d）气料比

（4）

式中：

—干熄焦气料比，m3/t焦；

—循环气体量，m3/h；

—冷焦排出量，t/h。

e）吨焦产汽量

（5）

式中：

—吨焦产汽量，kg/t焦；

—锅炉蒸汽量，m3/h；

—冷焦排出量，t/h。

f）焦炭烧损率

（6）

式中：

—焦炭烧损率，%；

—红焦装入量、冷焦排出量、焦粉量，t/h。

3.10热平衡测试报告主要内容

热平衡测试报告主要包括前言、主要设备概况及生产状况、主要测定数据、热平衡表、主要技术经济指标、分析及改进意见、测定单位、负责人、报告执笔人、审核人（签字）等7项内容。

四、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系

本标准是落实国家相关节能减排产业政策，与相关的法律、法规、标准之间不冲突。

五、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧意见。

六、标准属性和水平

本标准是推荐性行业标准，标准技术内容达到国际先进水平。

七、预期的社会经济效果

本标准为新制定标准。

通过标准的制定和实施，可以有效地对干熄焦技术的实际运行效果进行评估，对干熄焦运行系统优化提供相应的数据支撑，也对干熄焦技术的持续优化改进、推广和应用提供帮助，为焦化工序全面实现降本增效、节能减排的管理目标提供坚实的基础。

八、贯彻标准的要求和措施建议

一般情况下，建议本标准批准发布6个月后实施。

九、废止或代替现行相关标准的建议

无。

十、其他应予说明的事项

无。

标准编制工作组