加载中…沙钢焦化厂科技创新之路
(2011-03-13 19:02:19)
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沙钢焦化厂科技创新之路杂谈 |
分类： 节能减排 |
江苏沙钢集团焦化厂 王 谨 李世清
摘要：本文主要介绍沙钢集团焦化厂投产5年来通过技术革新、工艺改进、更新设备，提高各项技经指标，减低能源消耗，改善周边环境，减少污染物排放。
关键词：工艺改进，节能降耗，环保治理
1、前
言
沙钢焦化厂作为沙钢集团650万吨钢板工程的配套项目，于2002年开工建设，至2005年6月全线建成330万吨焦炭生产能力。共装备有55孔JN60-6型焦炉6座，并有配套的3座140t/h干熄焦和发电装置、全套化产回收装置，以及装煤出焦除尘和污水处理系统。1#、2#焦炉分别于03年10月、04年2月投产；3#、4#焦炉于2004年8月投产；5#、6#焦炉于05年4月、6月投产。
五年来，沙钢焦化厂通过技术革新、工艺改进、更新设备，提高各项技经指标、降低能耗、改善环境，实现可持续发展。
2、工艺技术改进
2.1、优化配煤专家系统
沙钢焦化厂和焦耐院合作，在2008年初建起炼焦优化配煤专家系统，合理优化配煤。本系统主要包括以下功能：
1、建有煤资源信息管理数据库，通过公司计算机网络系统，能够查询煤资源信息。包括来煤的地区、该地区煤资源情况、煤质参数、运距、运输方式、价格及单种煤炼焦质量评价参数（M40、M10）等，并通过网络实现信息共享。
2、实现煤场信息自动化管理。根据来煤时间、来煤总量、堆放地点、存煤量、出煤量等了解煤场存储信息。可以查询煤场内的各种信息（堆煤量、存放时间、用煤时间警示等），查询煤堆综合信息（按年、季、月、旬、周、日统计煤场和各煤堆存储信息）。
3、建立生产数据管理数据库。对历史生产数据（单种煤、配合煤、配比、焦炭、焦炉操作等）进行查询，并能了解常用单种煤各指标的趋势、波动情况。
4、根据历史生产数据和单独煤采样分析，提供实用单种煤品质、稳定性、实用约束条件等所有单种煤信息，为合理控制配煤提供技术支撑。
5、通过小焦炉实验及成套煤焦对应生产数据，确立单种煤、配合煤及大高炉焦炭质量之间的模型关系，
6、在给出焦炭质量要求的前提下，结合配煤专家经验，能够给出较为准确的配煤比方案。
运用本系统后，焦煤配比减低了3％，肥煤配比降低了2％，适当增加了1/3焦煤和瘦煤的配比，焦炭质量预测准确率提高，焦炭质量稳定性提高。
2.2、硫铵预热器改造
我厂之前使用的硫铵预热器，煤气为下进上出，且预热器管径与煤气管道相仿，换热面积偏小且上下无盲板可拆卸清扫，加上鼓冷的电捕焦油器除油效果不好，导致预热器内部立管粘焦油较多，预热器阻力增大，正常情况下阻力达4000Pa，最高时可达6500Pa，鼓风机后压力超过20kpa，严重影响到化产系统的运行，且清洗时不得不用吊车进行拆卸，工作量大、费时费力。
现沙钢焦化厂对预热器进行改造，煤气为侧进侧出，且预热器上下为螺栓连接。预热器更换后，阻力仅为800pa，现已运行3个月，阻力没有增加。
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2.3、脱硫废液提盐
沙钢焦化厂采用的是HPF法前脱硫，运用氨水来吸收煤气中的硫化氢，硫泡沫用熔硫釜生产硫磺，脱硫塔后煤气含硫能稳定在100mg/m3左右，硫磺含硫能达到90％。脱硫废液的处理一直是在煤场进行喷洒，造成煤场环境差，加大了煤场的管理难度，增加煤质波动。
沙钢焦化厂和有关院校共同合作，建成一套提取硫代硫酸铵、硫氰酸铵、硫酸铵固体从而处理脱硫废液的系统。建成本系统，脱硫废液将不用到煤场喷洒，极大的改善了煤场的环境，减少了煤质波动，稳定焦炭质量。废液提取出三种盐后进入脱硫系统，可以减少脱硫催化剂的消耗。
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2.4、新增洗苯塔
沙钢焦化厂一回收最初建有一座洗苯塔，预留有一座洗苯塔的基础和煤气连接阀门。由于洗苯塔使用的是螺旋喷头，雾化程度高，仅采用煤气出口迷宫式捕雾器，没有捕雾层填料，造成出塔煤气夹带洗油严重，洗苯塔后煤气水封冷凝水带有大量洗油，尽管我们将洗苯塔后两个水封槽满流水回收静置，以回收其中的部分洗油，但一回收苯耗洗油仍高达80kg/t，洗苯塔后煤气含苯在3.5～4g/m3。
现沙钢焦化厂新增一座洗苯塔，两塔串联操作，新塔上部设置捕雾层填料，将会极大的减少出塔煤气夹带洗油，并可降低洗苯塔后含苯。苯耗洗油可控制在50kg/t以内，洗苯塔后煤气含苯可控制在2g/m3左右。
2.5、硫铵全自动打包机
沙钢焦化厂最初使用的硫铵打包机为半自动打包机，所需人员多（每班4人），工作环境差，空气中含有大量的硫酸铵粉末，称重精确度不高。沙钢焦化厂对打包机进行更换，采用全自动打包机，自动吸袋、装料、封口、堆放，现整个打包过程仅需一人巡检，极大的降低了工人的劳动强度，且周围环境达到较大改观。
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2.6、集气管煤气压力计算机无级模糊控制系统
沙钢焦化厂于2007年底运用集气管压力计算机无极模糊控制系统，本系统采用集中控制方式，将5#、6#焦炉压力检测信号、初冷器前吸力信号、焦炉翻板电动执行器、控制信号电缆均集中至鼓冷仪表室，构成多回路自动控制系统，由计算机系统进行模糊智能测控。采用三项创新技术平衡压力：
1、焦炉发生煤气、冷鼓输送煤气、机后用户阻力整体分析技术。
2、初冷器前吸力无级动态控制技术。
3、焦炉间吸力动态调配技术
焦炉集气管压力稳定控制在设定值±20Pa；加煤期间焦炉压力在20秒内快速接近正常。
3、节能降耗
3.1、焦炉加热优化串级调控系统（简称OCC）
沙钢焦化厂5#、6#焦炉在2006年底开始使用加热使用优化串级调控系统，3#、4#焦炉与2007年10月份使用加热使用优化串级调控系统。本系统每座焦炉机、焦侧各设10个测温点，通过调节吸力和流量来控制炉温，并设有水分修正、热值修正和焦饼中心温度修正。使用前后节能效果非常明显，炉温稳定。通过对2006年12月份的煤气量进行统计，投用前，5#、6#炉每天使用高炉煤气313.44万m3，投用后，每天使用高炉煤气303.68万m3，能耗降低3.11％。炉温稳定，直行温度波动≤±5℃、安定系数达到特级炉水平。自调能力强，能自动克服外部干扰。当煤气热值的波动在±5%以内、煤水分波动在±1%以内，均能有效地排除干扰。
3.2、干熄焦
沙钢焦化厂现建有3座140t/h干熄焦，并有配套的高、低压发电，产生蒸汽直接发电。刨除每年一次的干熄焦大修，全年干熄率在99.5％以上，年发电量在3.47亿kwh。沙钢焦化厂干熄焦所用锅炉为高压锅炉，蒸汽压力为12.8Mpa，温度为450℃，吨焦产蒸汽0.6t，
沙钢焦化厂干熄焦采用圆形旋转焦罐接焦、旋转密封阀排焦、鼓入空气烧掉可燃气体、高温高压锅炉（蒸汽压力为12.8Mpa，温度为450℃），其中有三项独有的技术：双烟道设计、提升机卷扬装置地面设置、干熄炉采用微波料位计。
焦罐采用圆形焦罐，焦罐底部设有焦罐旋转装置，在接焦过程中边旋转边接焦，可提高焦罐的装载系数，减轻焦罐的重量，延长焦罐的使用寿命，同时可解决焦炭在焦罐中的分布不均的问题。
提升机主要由地面卷扬装置和运行于高空的提升机本体两部分组成。卷扬装置地面化，卷筒和驱动装置安装在地面上的卷扬机房里，提升机本体（含走行装置）运行于提升井架及干熄炉构架上。沙钢焦化厂提升机的一大特点就是卷扬装置地面放置，检修方便，运行环境好，减少干熄焦钢结构支架的负重。
本干熄焦排焦采用旋转密封阀，进行连续排焦。旋转密封阀的气密性好，内部转子衬板的耐磨性好，使用寿命长。
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3.3、新型蒸氨塔
沙钢焦化厂蒸氨塔最初使用的是泡罩塔盘，蒸汽消耗在150kg/t，加碱量（40％氢氧化钠溶液）达10kg/t废水，废水氨氮含量在150mg/l以上，蒸汽耗量大，碱消耗大，蒸氨塔塔阻大，蒸氨效果不理想。
沙钢焦化厂于今年7月份开始对蒸氨塔进行改造，采用导向塔盘，减小塔组增加蒸氨效果，降低氨氮含量，并使用热泵技术，回收刚出蒸氨塔蒸氨废水中的显热，减少蒸汽消耗，同时降低蒸氨废水温度，减少冷却废水所需循环水的量。蒸汽消耗控制在100kg/t～110kg/t，废水氨氮含量稳定在100mg/l。
4、环保治理
4.1、鼓冷尾气洗涤项目
沙钢焦化厂鼓冷工段的机械化氨水澄清槽、循环氨水中间槽、焦油分离器、除焦油器等系统的放散气体由放散管直接排到大气中，由于这些尾气中含有NH3、H2S、CmHn等，造成大气中弥漫着很浓的氨气、焦油味，对厂区环境造成污染，影响职工的身体健康。
沙钢焦化厂与有关院校合作，对鼓冷的排气系统进行了改造，将各槽体的直排气体收集进洗涤塔内洗涤，取出气体中的氨、焦油等。现鼓冷工段已基本没有氨气、焦油味。
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4.2、大型煤筒仓
现沙钢焦化厂正在建设大型煤筒仓，每个筒仓贮煤1万吨，共建设64个，总贮煤量64万吨，总计投资4.97亿，今年年底具备受煤条件，将完全取代现有的露天煤场。
建设贮煤筒仓，不再使用露天煤场，将会极大的改善煤场四周的空气，雨季跨煤现象将不复存在，将因刮风和下雨而损失的煤降至最低。同时减少煤质的波动，稳定焦炭质量。
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4.3、新增一套脱硫再生系统
沙钢焦化厂脱硫液再生所用的压缩空气为公司管网供的，压力有所波动，造成进再生塔压缩空气流量波动大，有时甚至为0，会造成大量的悬浮硫进入到脱硫塔中，造成脱硫塔及捕雾器阻力增大，几个月就需停塔更换捕雾器，脱硫再生系统一般2年就会大修一次，一次大修需1～2个月，在脱硫定修、大修期间，煤气含硫会达到5～6g/m3，严重影响到煤气质量。沙钢焦化厂新建一座脱硫塔和再生塔作为备用，以解决在脱硫定修、大修期间引起的煤气质量的波动。
4.4、焦化废水处理站
沙钢焦化厂建有两级污水处理系统，
