莱钢降低焦化工序能耗的生产实践 .doc

莱钢降低焦化工序能耗的生产实践 李明富，杜庆平 （莱芜钢铁集团有限公司，山东 莱芜 271104） 摘 要介绍了莱钢降低焦化工序能耗的技术措施，通过强化焦炉热工制度及炉体维护，降低炼焦耗热量；通过应用节电新技术及工艺技术改造，降低动力消耗; 降低炼焦煤消耗、提高化产品收率，减少了能源转换过程中的损失; 大力发展循环经济、创建资源节约型企业等；使焦化工序能耗持续降低，已达到100kg/t以下。 关键词焦化；节能；工序能耗；生产实践 中图分类号TQ520.6 文献标识码B 文章编号1004-4620（2006）06-0047-02 Production Practice of Reducing Coke Process Energy Consumption in Laigang LI Ming-fu, DU Qing-ping （Laiwu Iron and Steel Group Co., Ltd., Laiwu 271104, China） Abstract Technology measures of reducing coke process consumption in Laigang are introduced .they are as followsdecreasing the hot consumption of coking by intensifying thermal regime of coke oven and the maintenance of oven body; reducing the Power consumption by using new technology of power economy and actualizing technology alteration; decreasing the loss of energy sources conversion by reducing coking coal consumption and increasing the recovery of chemical industry product; establishing resource-saving enterprise by developing cycle economy energetically. Then coke process energy consumption is reduced persistently and reaches less than 100kg/t. Key words coking; energy saving; process energy consumption; production practice 1 莱钢焦化工序能耗现状 焦化工序消耗的能量约占钢铁企业总能耗的6，节能降耗始终是焦化工作的重点，在确保焦炭质量的前提下，降低焦化工序能耗，创建资源节约型企业是持续追求的目标。莱芜钢铁股份有限公司（简称莱钢）焦化工序现有焦炉7座，目前在建焦炉2座，设计焦炭年产能410万t，并拥有配套的备煤及煤气净化等系统。多年来，莱钢焦化厂非常重视节能降耗、发展循环经济，焦化工序能耗持续降低，2006年上半年已达到100kg/t以下（见表1）。 表1 莱钢2001-2006年上半年焦化工序能耗 kg/t 2001 2002 2003 2004 2005 2006上半年 148.71 138.75 132.02 126.39 115.22 98.56 2 节能降耗的技术措施 2.1 强化焦炉热工及炉体维护，降低炼焦耗热量 在焦化工序能耗构成中，焦炉热耗约占80以上，因此降低焦炉炼焦耗热量尤为重要。莱钢在用的7座焦炉中，炉型、工艺配置水平、炉体状况等差异较大，燃用煤气种类也不一样，根据不同情况采取了不同的措施。 （1）1、2分别是投产25年和34年的JN43-58型焦炉，工艺配置水平较低，炉体老化严重。为达到焦炉高产、低耗、生产优质焦炭的目的，对1、2焦炉实施了持续了十几年的“特护”管理，在资金、原料等方面优先考虑老焦炉的维护。在实践中研发应用了新型喷补炉料及补炉方法，大大提高了补炉效果，探索出了一套炉体维护保养的新方法。在1焦炉实现了中期炉龄改烧高炉煤气及计算机自动控制加热。使进入寿命晚期的老焦炉不仅维持了较高的焦炭产量，炼焦耗热量也保持在行业一级红旗炉标准之内。 （2）其它5座焦炉投产时间都不长，在投产初期制订了科学的焦炉热工管理制度，并通过生产实践逐步完善。其中5、6、新1是JN60-6型焦炉，投产时都创出了同类型焦炉6～8天快速达产的纪录。在焦炉加热方面，实现了微机自动控制，使炼焦耗热量都保持在行业特级红旗炉标准之内，焦炉五大系数也保持了较高的水平。 （3）为适应莱钢煤气平衡的要求，焦炉燃用煤气种类经常调整，由于高炉煤气热值偏低，在用高炉煤气加热时通过搀烧焦炉煤气，既可确保炉头温度和高向加热均匀性，又能做到焦炉低耗，炉温反映灵敏稳定。通过理论计算，并经生产实践，将焦炉煤气搀混比确定为3～5，并根据实际情况优化调整。 （4）根据高炉煤气状态和焦炉炉温情况，及时调整加热制度。如高温季节高炉煤气温度在40℃以上，炉温反应迟钝，通过改变煤气孔板大小，利用吸力差法对进风门开度和烟道吸力、蓄顶吸力等加热制度进行调整，确保了炉温均匀稳定和反应灵敏，有效地降低了煤气消耗。 2.2 实施节能技改，降低动力消耗 2.2.1 通过工艺改造，实现了废水零排放 莱钢水资源紧张，危及正常生产，莱钢焦化厂在节水方面做了大量工作。先后采取了气浮除油、蒸氨废水再加热、废水再脱氮等三大核心技术以及清污分流，综合利用、末端治理等管理和技术措施。并结合蒸氨系统改造、优化用水工艺等，提高了循环水复用率，吨焦耗新水不断降低（见表2），实现了废水零排放。 表2 莱钢2000-2005年吨焦耗新水 t 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2.78 2.42 1.72 1.41 1.15 0.96 2.2.2 推广应用节电新技术 近几年来，随着生产规模的扩大及工艺的变革，莱钢焦化厂机电设备的装机容量、用电负荷大幅提高。为节约用电，推广应用了液力偶合器及变频调速技术;安装了无功补偿柜，应用就地补偿技术，实现了自动无功补偿; 推广应用节能型电机、变压器等; 推广应用节能开关;优化输焦物流等，使供用电功率因数大大提高，吨焦耗电逐年降低。 2.2.3 实施技术改造，降低蒸汽消耗 焦化厂是化工生产企业，耗用蒸汽设备多，消耗量大，在焦化工序能耗中占的比重较大。由于莱钢蒸汽供应不足，蒸汽压力低，无法满足正常生产需要，节汽就显得尤为重要。近年来莱钢焦化厂实施了多项技术改造措施，如精苯车间采用导热油代替蒸汽进行苯的蒸馏，蒸氨塔采用蒸汽引射技术节汽，制冷机蒸汽冷凝水回收利用，循环氨水余热代替蒸汽采暖、预热焦炉煤气、焦油氨水分离等，都取得了较好的节汽效果。 2.3 提高化产品收率，降低能源转换过程中的损失 焦化工序是能源转换工序，投入的炼焦煤是一次能源，产出的焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等是二次能源，因此降低炼焦煤消耗、提高化产品收率、减少能源转换损失，对于降低工序能耗就非常重要。 2.3.1 降低炼焦煤消耗 炼焦煤消耗主要取决于配煤的结构和配合煤的性质，另外炼焦煤的损耗也有很大影响。为准确掌握配合煤性质对煤耗的影响，利用40kg实验焦炉进行了配合煤成焦率试验，通过试验得出了配合煤挥发分与成焦率的回归方程，从而掌握了真实的炼焦耗煤量，当实际生产中偏离较多时，可以断定是其它方面的问题。并通过严格计量、化验等环节，尽可能减少炼焦煤的亏吨及损耗。 2.3.2 提高化产品收得率 焦炉煤气发生量、煤焦油、轻苯等化产品产率也主要取决于配煤的结构和配合煤的性质，但受生产操作及管理的影响也较大。近年来莱钢焦化厂开发应用了焦炉集气管压力模糊控制技术，通过鼓风机吸力的合理控制与调节，基本消除了焦炉冒烟现象;严格执行各项煤气管理制度和规程，杜绝了煤气泄漏及不合理放散，最大限度地增加了煤气发生量。进行了机械化澄清槽自动压油技术改造，并通过合理操作与调节，改善了焦油氨水分离效果，减少了氨水带油量;采用电捕焦油器，应用溴化锂制冷技术，确保煤气冷却净化效果，减少煤气夹带焦油量，使焦油收率得到了保证。围绕提高轻苯收率，长期开展技术攻关，在洗苯、蒸苯等环节上优化操作，使轻苯收率达到了全国前三名水平。 2.4 大力发展循环经济，创建资源节约型企业 当前能源等资源持续紧张，发展循环经济、创建资源节约型企业是企业降本增效、实现可持续发展的必由之路。 2.4.1 应用干法熄焦技术 干熄焦具有节约能源、提高焦炭质量、改善环境等优点，是国家鼓励发展的循环经济项目。莱钢焦化厂5、6焦炉干熄焦项目于2005年底建成投产，取得了较好的经济效益和社会效益。出炉红焦的显热约占焦炉能耗的35～40，采用干熄焦可回收约80的红焦显热，平均每熄1t焦炭可产生5.2MPa、480℃的蒸汽0.5t以上。莱钢干熄焦投产后，外供蒸汽量在60t/h以上，焦化工序能耗降低10kg/t左右，节能效果非常显著，而且焦炭质量明显提高，周围环境改善。 2.4.2 化工废渣用于配煤 焦化厂在生产过程中产生的焦油渣、酸焦油及化工残渣（如脱硫废液），污染重，毒性大，难处理，是焦化行业污染治理难题。莱钢焦化厂将这部分废渣掺混到煤中供炼焦用，使废物得到了利用，不仅替代了部分炼焦煤，减轻了环境污染，而且使配合煤质量有了一定改善。 2.4.3 利用焦炉烟道废气代替硫酸分解酚盐，产生的废液替代纯碱 莱钢焦化厂焦油车间原来采用硫酸分解酚盐工艺，需要大量的硫酸作原料，由于硫酸与酚盐混合搅拌产生大量的酸雾，腐蚀周围设备，污染环境，且外排硫酸钠废液含酚量较高，既损失了酚，又严重污染了水系。为此进行了工艺改造，利用焦炉烟道二氧化碳废气代替硫酸分解酚盐，减少了硫酸的消耗量，具有明显的经济效益和社会效益。 焦油在送入管式炉前必须脱盐，焦油脱盐一般是在焦油进入管式炉一段最终脱水前加入碳酸钠溶液。废气分解系统投产后产生了大量的废水，通过技术改造，应用这部分废水来代替工业纯碱配制的Na2CO3溶液来提高无水焦油的pH值，可以满足二段泵前原料焦油的pH值，既节约了纯碱，又由于减少了含酚废水的排放量，缓解了废水处理系统的压力，降低了废水处理成本，减少了环境污染。 2.4.4 工艺除尘灰、干熄焦焦粉的回收利用 莱钢焦化厂3、4、5、6、新1焦炉均建有装煤推焦除尘设施，正常生产时每年产生除尘灰约1800t，5、6焦炉干熄焦系统投产后每年产生焦粉约1万t，这些除尘灰及焦粉都已经在莱钢其它工艺中使用。 3 结 语 莱钢焦化厂在节能降耗、发展循环经济等方面效果显著，焦化工序能耗已达到了较好水平。但由于受资金及技术等因素的影响，还有许多资源没有得到充分利用，如焦炉废气余热、除5、6焦炉外的红焦余热、焦炉荒煤气余热、焦油馏分（如沥青）余热等。应充分做好技术储备，结合2干熄焦、苯加氢、煤焦油深加工等项目的建设，采用先进的生产工艺，充分回收利用余热余能，进一步降低焦化工序能耗，创建一流的资源节约型企业。