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[摘要]:干法熄焦是目前国外较广泛应用的一项节能技术,其英文名称为Coke Dry Quenching,简称CDQ。干熄焦技术是利用冷的惰性气体(燃烧后的废气),在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦。文章主要对这一技术的国内外发展做出阐述。
[关键词]:干熄焦 发展 研究
中图分类号:A715 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2012)32- 0009 -01
一、干熄焦的发展过程
干熄焦起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术,采取的方式各异,而且一般规模较小,生产不稳定。进入60年代,前苏联在干熄焦技术方面取得了突破性进展,实现了连续稳定生产,获得专利发明权,并陆续在其国内多数大型焦化厂建成。到目前为止,前苏联有40%的焦化厂采用干熄焦,单套处理量在50~70t/h。但前苏联干熄焦装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。
20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本,率先从前苏联引进了干熄焦技术,并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行了有效的改进。到90年代中期,日本的干熄焦技术不仅在日本国内被普遍采用,同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、南韩等国,其干熄焦技术水平已达到国际领先地位。
二、国内干熄焦技术的现状
我国自20世纪80年代初,宝钢一期从日本引进干熄焦至今,现有六个厂投产了干熄焦,各厂的使用状况也存在着一定差异。
(一)各厂的干熄焦状况
1.宝钢干熄焦
宝钢为配合12×50孔(6m)焦炉,共建了12套75t/h规模的干熄焦装置,年处理焦炭510万吨,共分三期建设。一期4×75t/h干熄焦装置于1985年5月建成设产,二期、三期分别于1991年6月和1997年12月建成设产。一期干熄焦装置是从日本全套引进的;二期干熄焦装置是在消化吸收一期的基础上,主要由我国自己设计建成的,设备国产化率占设备总重的80%,部分关键部件从日本引进;三期除极少数关键部件从日本引进外,绝大部分设备已国产化,国产化率达到了90%以上。宝钢只有干法熄焦,不用湿法熄焦作备用,采用“三开一备”的生产方式。
2.浦东煤气厂干熄焦
浦东煤气厂为配合年产56万吨焦炭的焦炉熄焦,1984年从前苏联(乌克兰)全套引进2×70t/h规模的干熄焦装置,由前苏联国立焦化设计院负责全套干熄焦装置核心设计,鞍山焦耐院和上海化工研究院参与了干熄焦的配套设计,并由鞍山焦耐院负责干熄焦工程的设计总承包。
3.济钢干熄焦
济钢为配合年产110万吨焦炭的焦炉熄焦,1994年从前苏联引进了2×70t/h规模的干熄焦装置,由前苏联国立焦化設计院与济钢设计院共同设计。在设备方面采取部分引进,部分合作制造的方式,工程于1996年开工,1999年3月建成投产。
4.首钢干熄焦
首钢一期1×65t/h规模的干熄焦装置,是利用日本政府的绿色援助计划建成的一套干熄焦装置,其主体设备由日本供给,辅助设备由首钢自己采购。该装置设计工作由新日铁与首钢设计院共同完成,工程于1999年动工,2001年1月投产。
5.武钢干熄焦
武钢7、8号焦炉为2×55孔6m焦炉,其干熄焦装置设计能力为1×140t/h,该装置由日本作核心设计,鞍山焦耐院作转接设计。该项目为国家经贸委的消化吸收项目,是目前国内单套处理能力最大的干熄焦装置。
6.马钢干熄焦
马钢5、6号焦炉为2×50孔6m焦炉,所配置的干熄焦装置能力为1×125t/h,该装置由鞍山焦耐院总承包,部分关键设备从日本、德国、美国引进,其它设备由国内制造,是目前国内干熄焦装置中国产化设备最多的一套,于2004年4月建成投产,也保留湿法熄焦备用。
随着国家环保法规的不断完善和全民环保意识的提高,发展干熄焦势在必行,各大钢厂筹建6m以上焦炉都要建设与之配套的干熄焦。
(二)过去干熄焦装置推广难的原因
自上世纪80年代宝钢一期引进日本干熄焦装置至今已近20年,但这期间干熄焦技术在我国却未能大量推广,其主要原因是:
1.规格单一
各企业根据各自需要自行引进,没有进行有组织的协调和整合,造成重复引进,资金投入多,但没能解决根本问题,使我国的单套干熄焦装置处理能力一直徘徊在70t/h、75t/h的中型规模水平上,规格单一,不能按照焦化厂的生产规模经济合理地配置干熄焦装置。
2.工程投资高
过去没有专业制造厂介入干熄焦设备的消化吸收,设备未能实现国产化。例如提升机、循环风机、电机车、排焦及装入装置等设备,建干熄焦就要引进;再加上干熄焦,控制系统复杂,要引进大量的电气和自控设备,导致工程投资居高不下。
3.能源价格不合理
长期以来我国能源价格一直处于比较低的状态,使干熄焦节能的经济效益不明显,造成投资收益率低,回收期长。但按照现在的能源价格,干熄焦回收能源所创造的效益是每t焦炭10元,比较可观。
4.没有考虑干熄焦的延伸效益
过去因钢铁企业内部管理问题,前后工序之间没有严格进行成本核算,未对焦炭质量对炼铁经济效益的影响进行单独考核,致使干熄焦对焦炭质量的提高未能在炼铁获得的经济效益中体现出来,这是造成干熄焦工程经济效益差的另一个原因。实际上每t干熄焦焦炭对炼铁系统带来的效益约14元。
(三)干熄焦的发展方向
随着我国国民经济的不断发展,能源价格已逐步趋向合理,同时,目前钢铁企业内部已经实行成本核算、成本否决制度。因此,如果能够有效地降低干熄焦装置的建设投资,这项技术就一定能够在我国得到广泛应用,并取得可观的经济效益和社会效益。
从前面的论述不难看出,降低干熄焦投资的关键,一是干熄焦装置系列化,使规模配置经济合理。二是干熄焦技术和设备全面国产化。
1.干熄焦装置系列化,使规模配置经济合理
宝钢一期引进的干熄焦投产以后,我国曾片面地追求100%干熄,即干熄焦的备用装置也必须是干熄,结果造成基建投资大大增加,尤其是在干熄焦装置大型化后,投资增加更加惊人。例如,100万吨焦化厂配套干熄焦装置,采用75t/h干熄焦装置,以干熄焦备用,需建3×75t/h干熄焦装置,能力将增大二分之一;采用126t/h干熄焦装置,以干熄焦备用,能力将增大一倍。其实,干熄焦完全可以用湿熄焦备用,因为,随着对干熄焦所用耐火材料的不断开发,装置的检修时间间隔也越来越长,日本已达到每1.5~2.0年检修一次,一次只有20天左右,所以以干熄焦为备用的意义越来越小。
干熄焦装置系列化是至关重要的。规模单一,不能形成系列,就不能按照焦炉的不同规模经济合理地配置干熄焦装置。干熄焦装置必须根据生产能力形成系列,也就是目前的75t/h处理能力是不够的,必须向大型化发展,其处理能力至少应满足110万吨焦化厂要求,即开发140t/h干熄焦装置,2003年底武钢7、8号焦炉干熄焦投产后,我国才初步形成处理能力70~140t/h系列干熄焦装置。
2.干熄焦技术和设备要全面国产化
我国干熄焦装置设备国产化比例较高的宝钢三期,只有提升机、循环风机、电机车、排焦装置的部分部件和电气、仪表元件从国外引进。但是,这部分所占投资比例为总设备投资的一半左右。就我国目前的机械制造水平而言,只要国家投入一定人力、物力、财力,将有相当实力的起重机厂、风机厂、锅炉制造厂(在干熄焦装置大型化之后需要进一步消化吸收)及炼焦专用设备制造厂有效地组织起来,通过引进,进行消化吸收和创新,这些设备实现国产化不成问题。
[关键词]:干熄焦 发展 研究
中图分类号:A715 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2012)32- 0009 -01
一、干熄焦的发展过程
干熄焦起源于瑞士,20世纪40年代许多发达国家开始研究开发干熄焦技术,采取的方式各异,而且一般规模较小,生产不稳定。进入60年代,前苏联在干熄焦技术方面取得了突破性进展,实现了连续稳定生产,获得专利发明权,并陆续在其国内多数大型焦化厂建成。到目前为止,前苏联有40%的焦化厂采用干熄焦,单套处理量在50~70t/h。但前苏联干熄焦装置在自动控制和环保措施方面起点并不高。
20世纪70年代的全球能源危机促使干熄焦技术得到了长足发展。资源相对贫乏的日本,率先从前苏联引进了干熄焦技术,并在装置的大型化、自动控制和环境保护方面进行了有效的改进。到90年代中期,日本的干熄焦技术不仅在日本国内被普遍采用,同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、南韩等国,其干熄焦技术水平已达到国际领先地位。
二、国内干熄焦技术的现状
我国自20世纪80年代初,宝钢一期从日本引进干熄焦至今,现有六个厂投产了干熄焦,各厂的使用状况也存在着一定差异。
(一)各厂的干熄焦状况
1.宝钢干熄焦
宝钢为配合12×50孔(6m)焦炉,共建了12套75t/h规模的干熄焦装置,年处理焦炭510万吨,共分三期建设。一期4×75t/h干熄焦装置于1985年5月建成设产,二期、三期分别于1991年6月和1997年12月建成设产。一期干熄焦装置是从日本全套引进的;二期干熄焦装置是在消化吸收一期的基础上,主要由我国自己设计建成的,设备国产化率占设备总重的80%,部分关键部件从日本引进;三期除极少数关键部件从日本引进外,绝大部分设备已国产化,国产化率达到了90%以上。宝钢只有干法熄焦,不用湿法熄焦作备用,采用“三开一备”的生产方式。
2.浦东煤气厂干熄焦
浦东煤气厂为配合年产56万吨焦炭的焦炉熄焦,1984年从前苏联(乌克兰)全套引进2×70t/h规模的干熄焦装置,由前苏联国立焦化设计院负责全套干熄焦装置核心设计,鞍山焦耐院和上海化工研究院参与了干熄焦的配套设计,并由鞍山焦耐院负责干熄焦工程的设计总承包。
3.济钢干熄焦
济钢为配合年产110万吨焦炭的焦炉熄焦,1994年从前苏联引进了2×70t/h规模的干熄焦装置,由前苏联国立焦化設计院与济钢设计院共同设计。在设备方面采取部分引进,部分合作制造的方式,工程于1996年开工,1999年3月建成投产。
4.首钢干熄焦
首钢一期1×65t/h规模的干熄焦装置,是利用日本政府的绿色援助计划建成的一套干熄焦装置,其主体设备由日本供给,辅助设备由首钢自己采购。该装置设计工作由新日铁与首钢设计院共同完成,工程于1999年动工,2001年1月投产。
5.武钢干熄焦
武钢7、8号焦炉为2×55孔6m焦炉,其干熄焦装置设计能力为1×140t/h,该装置由日本作核心设计,鞍山焦耐院作转接设计。该项目为国家经贸委的消化吸收项目,是目前国内单套处理能力最大的干熄焦装置。
6.马钢干熄焦
马钢5、6号焦炉为2×50孔6m焦炉,所配置的干熄焦装置能力为1×125t/h,该装置由鞍山焦耐院总承包,部分关键设备从日本、德国、美国引进,其它设备由国内制造,是目前国内干熄焦装置中国产化设备最多的一套,于2004年4月建成投产,也保留湿法熄焦备用。
随着国家环保法规的不断完善和全民环保意识的提高,发展干熄焦势在必行,各大钢厂筹建6m以上焦炉都要建设与之配套的干熄焦。
(二)过去干熄焦装置推广难的原因
自上世纪80年代宝钢一期引进日本干熄焦装置至今已近20年,但这期间干熄焦技术在我国却未能大量推广,其主要原因是:
1.规格单一
各企业根据各自需要自行引进,没有进行有组织的协调和整合,造成重复引进,资金投入多,但没能解决根本问题,使我国的单套干熄焦装置处理能力一直徘徊在70t/h、75t/h的中型规模水平上,规格单一,不能按照焦化厂的生产规模经济合理地配置干熄焦装置。
2.工程投资高
过去没有专业制造厂介入干熄焦设备的消化吸收,设备未能实现国产化。例如提升机、循环风机、电机车、排焦及装入装置等设备,建干熄焦就要引进;再加上干熄焦,控制系统复杂,要引进大量的电气和自控设备,导致工程投资居高不下。
3.能源价格不合理
长期以来我国能源价格一直处于比较低的状态,使干熄焦节能的经济效益不明显,造成投资收益率低,回收期长。但按照现在的能源价格,干熄焦回收能源所创造的效益是每t焦炭10元,比较可观。
4.没有考虑干熄焦的延伸效益
过去因钢铁企业内部管理问题,前后工序之间没有严格进行成本核算,未对焦炭质量对炼铁经济效益的影响进行单独考核,致使干熄焦对焦炭质量的提高未能在炼铁获得的经济效益中体现出来,这是造成干熄焦工程经济效益差的另一个原因。实际上每t干熄焦焦炭对炼铁系统带来的效益约14元。
(三)干熄焦的发展方向
随着我国国民经济的不断发展,能源价格已逐步趋向合理,同时,目前钢铁企业内部已经实行成本核算、成本否决制度。因此,如果能够有效地降低干熄焦装置的建设投资,这项技术就一定能够在我国得到广泛应用,并取得可观的经济效益和社会效益。
从前面的论述不难看出,降低干熄焦投资的关键,一是干熄焦装置系列化,使规模配置经济合理。二是干熄焦技术和设备全面国产化。
1.干熄焦装置系列化,使规模配置经济合理
宝钢一期引进的干熄焦投产以后,我国曾片面地追求100%干熄,即干熄焦的备用装置也必须是干熄,结果造成基建投资大大增加,尤其是在干熄焦装置大型化后,投资增加更加惊人。例如,100万吨焦化厂配套干熄焦装置,采用75t/h干熄焦装置,以干熄焦备用,需建3×75t/h干熄焦装置,能力将增大二分之一;采用126t/h干熄焦装置,以干熄焦备用,能力将增大一倍。其实,干熄焦完全可以用湿熄焦备用,因为,随着对干熄焦所用耐火材料的不断开发,装置的检修时间间隔也越来越长,日本已达到每1.5~2.0年检修一次,一次只有20天左右,所以以干熄焦为备用的意义越来越小。
干熄焦装置系列化是至关重要的。规模单一,不能形成系列,就不能按照焦炉的不同规模经济合理地配置干熄焦装置。干熄焦装置必须根据生产能力形成系列,也就是目前的75t/h处理能力是不够的,必须向大型化发展,其处理能力至少应满足110万吨焦化厂要求,即开发140t/h干熄焦装置,2003年底武钢7、8号焦炉干熄焦投产后,我国才初步形成处理能力70~140t/h系列干熄焦装置。
2.干熄焦技术和设备要全面国产化
我国干熄焦装置设备国产化比例较高的宝钢三期,只有提升机、循环风机、电机车、排焦装置的部分部件和电气、仪表元件从国外引进。但是,这部分所占投资比例为总设备投资的一半左右。就我国目前的机械制造水平而言,只要国家投入一定人力、物力、财力,将有相当实力的起重机厂、风机厂、锅炉制造厂(在干熄焦装置大型化之后需要进一步消化吸收)及炼焦专用设备制造厂有效地组织起来,通过引进,进行消化吸收和创新,这些设备实现国产化不成问题。