1. 煉焦基本工藝參數

表1-1 煉焦主要工藝參數

序號	項     目		指    標
1	焦爐爐型		JNX3-70-2
2	炭化室孔數		4′65孔
3	炭化室有效容積		63.67 m3
4	裝爐煤堆比重（干）		0.75
5	每孔炭化室裝煤量（干基）		47.775 t
6	焦爐周轉時間		23.8 h
7	焦爐檢修時間		每天3次，每次40min
8	煤氣產率		433.3 m3/t（干焦）
9	裝爐煤水分		10 %
10	全焦率（含焦粉）		75 %
11	每孔炭化室干全焦產量（干基，含焦粉）		35.83 t
12	每小時干全焦量（進入干熄爐）		391.4 t
13	爐組計算年干全焦產量（干基，含焦粉）		3428960 t
14	焦爐年工作日數		365 d
15	焦爐緊張操作系數		1.07
16	每孔炭化室操作時間（計算值）		9.61 min
17	焦爐加熱用混合煤氣低熱值		4389 kJ/m3
	其中：焦爐煤氣		18520 kJ/m3
	高爐煤氣		3260 kJ/m3
18	裝爐煤水分7%時， 煉焦耗熱量	焦爐煤氣加熱	2083 kJ/kg煤
		混合煤氣加熱	2353 kJ/kg煤

2. 煉焦工藝流程

2.1 焦炭流程

裝煤車按作業計劃從煤塔取煤，計量后裝入炭化室內。煤料在密閉炭化室內經過一個結焦周期的高溫干餾形成焦炭。當焦炭成熟后，由推焦機推出，經攔焦機導入焦罐內，并由自驅動運載車牽引至干熄站進行干法熄焦，熄焦后的焦炭送往焦處理系統。

2.2 荒煤氣流程

煤在炭化室干餾過程中產生的荒煤氣匯集到炭化室頂部空間，經過上升管、橋管進入集氣管。橋管處設有氨水噴灑冷卻噴嘴，約800°C的荒煤氣在橋管內被噴灑的氨水冷卻至85°C左右?；拿簹庵械慕褂偷韧瑫r被冷凝下來。煤氣和冷凝下來的焦油等同氨水一起經吸煤氣管道送入煤氣凈化設施。

2.3 焦爐加熱系統流程

焦爐設有焦爐煤氣及高爐煤氣兩套加熱系統。當焦爐采用焦爐煤氣加熱時，加熱用焦爐煤氣經預熱站預熱后由外部管道引入到焦爐地下室。煤氣通過下噴管送入燃燒室立火道底部，與由廢氣交換開閉器進入并經過設在立火道隔墻中的三段出口送入的空氣匯合燃燒。燃燒后的廢氣通過立火道頂部跨越孔進入下降氣流的立火道，由斜道進入蓄熱室，由格子磚把廢氣的部分顯熱回收后，經過小煙道、廢氣交換開閉器、煙道、煙囪，排入大氣。

當焦爐采用混合煤氣加熱時，加熱用的混合煤氣由外部管道引入焦爐地下室，通過廢氣交換開閉器、小煙道、蓄熱室送到燃燒室立火道的二段混合煤氣出口，與同時引入的空氣（三段出口）匯合、燃燒。燃燒后產生的廢氣排入大氣，其途徑與燃燒焦爐煤氣時相同。

上升氣流的煤氣和空氣與下降氣流的廢氣由液壓交換機驅動交換傳動裝置定時進行換向。

上升氣流與下降氣流由交換傳動裝置定時進行換向。

3. 煉焦設施工藝布置

4×65孔JNX3-70-2型焦爐布置在同一條中心線上，兩座焦爐之間設一座三跨雙曲線斗槽煤塔，煤塔與焦爐之間設爐間臺。焦爐端部設爐端臺，兩側設機焦側操作臺。每兩座焦爐組成一個爐組，兩個爐組間設大間臺。每個爐組內的兩座焦爐共用一個布置在焦側的煙囪。

干熄站布置在大間臺區域熄焦車軌道外側。本項目焦炭全部采用干法熄焦，無濕法熄焦備用。干熄站由4套單套最大處理能力170t/h的干熄焦裝置與兩臺套橫移牽引裝置和起重機組成，處理4座焦爐生產的全部焦炭。正常生產時，4套干熄焦裝置同時工作，平均分配處理4座焦爐生產的焦炭；當其中某套干熄焦裝置出現故障或檢修時，其余3套干熄焦裝置按額定能力處理4座焦爐所生產的焦炭。

在間臺靠近煤塔處設余煤單斗提升機以接收推焦車平煤桿帶出的余煤。煤塔另一側間臺設電梯，可到達煤塔各工作層。

焦側頭尾焦是由攔焦機收集在尾焦斗內，然后卸到焦罐車內。機側頭尾焦是由推焦機收集在尾焦斗槽內，定時卸到汽車上外運。焦爐機、焦側操作臺外側設有欄桿。

4. 焦爐爐體

4.1 焦爐爐體的主要尺寸

表4.1-1 焦爐爐體的主要尺寸

序 號	名        稱	單  位	數  量
1	炭化室全長	mm	18640
2	炭化室有效長（h）	mm	18010
3	炭化室全高	mm	6980
4	炭化室有效高	mm	6670
5	炭化室平均寬（h）	mm	530
5.1	其中焦側（h）	mm	560
5.2	機側（h）	mm	500
6	炭化室有效容積（h）	m3	63.67
7	炭化室中心距	mm	1500
8	炭化室錐度	mm	60
9	炭化室墻厚	mm	95
10	燃燒室立火道中心距	mm	500
12	立火道個數	個	36
13	加熱水平（暫定）	mm	1250

4.2 焦爐爐體特點

JNX3-70-2型焦爐的結構為蓄熱室分格、高爐煤氣及空氣下調、空氣與高爐煤氣分段供入、雙聯火道廢氣循環、焦爐煤氣下噴的復熱下調式焦爐。

1) 炭化室墻壁和立火道隔墻上下層采用磚溝、磚舌咬合，保證了燃燒室的整體強度，避免了立火道與立火道之間、燃燒室與炭化室之間的竄漏；

2) 立火道跨越孔采用八邊形結構，保證了跨越孔整體結構強度，增強了燃燒室的靜力強度，延長了焦爐使用壽命；

3) 煤氣與空氣道設在立火道隔墻中，高向分為三段；空氣氣量分配比分別為60%、10%、30%；煤氣氣量分配比分別為90%、10%、0%；第三段出口斷面可通過調節磚進行調節以改變立火道高向溫度分布，從而適應生產要求；

4) 為使燃燒室長向的氣流分布均勻，在小煙道頂部設置可調箅子孔，可以使用調節磚對各分格蓄熱室的煤氣和空氣量進行調節；在斜道出口（即立火道底）則按照計算的尺寸預先放置調節磚，并在生產中不再進行調整；

5) 為了保證焦爐長向加熱的均勻性，蓄熱室沿焦爐機、焦側方向分成18格，并設置可調式篦子磚；

6) 為了保證爐頭火道溫度，設計將爐頭斜道口阻力與中部相接近，減小蓄熱室頂的吸力，減小外界與爐頭蓄熱室的壓力差，從而減少蓄熱室封墻的泄漏，保證了爐頭火道溫度；另外，為了使蓄熱室封墻更嚴密，由內而外分別用硅磚、無石棉硅酸鈣板、粘土磚及新型保溫涂料；內層用硅磚砌筑，使砌體的高向膨脹量達到一致，減少了封墻的裂縫；同時整塊的無石棉硅酸鈣板具有很好的密封性和隔熱性；最外層的新型保溫涂料確保封墻的嚴密性和隔熱效果，而且便于維修；

7) 由于出焦時炭化室爐頭墻面溫度波動較大、易剝蝕，因此燃燒室爐頭采用雙層結構，外層為高鋁磚，抗熱震性及耐腐蝕性好；爐頭硅磚和高鋁磚之間采用部分咬合，克服了烘爐過程中高向膨脹量不一致，避免了開工初期爐頭荒煤氣竄露；

8) 炭化室墻壁厚度為95mm，可以提高炭化室結焦速度，降低立火道溫度，進一步降低焦爐廢氣中NOx化物的產生，減少對大氣的污染；

9) 爐門襯耐材采用預制塊，為了確保爐門預制塊的使用壽命，在焦爐的兩端設置爐門預熱架。

4.3 焦爐用磚量

根據焦爐各部位的操作特點，分別選用硅磚、粘土磚、格子磚、高鋁磚、隔熱磚、缸磚和漂珠磚等砌筑。

表4.3-1 1′65孔JNX3-70-2型焦爐估算用磚量

序 號	名          稱	單  位	數  量
1	硅  磚	t	17692
2	粘土磚	t	4617
3	格子磚	t	3369
4	煙道襯粘土磚	t	1546
5	高鋁磚	t	153
6	缸  磚	t	293
7	爐門預制塊	t	253
8	漂珠磚	t	603
9	高強隔熱磚	t	236
10	膨脹珍珠巖磚	t	65
11	總計	t	28762

本表不含調節磚和烘爐用耐火材料。

5. 焦爐機械

5.1 焦爐機械的選型及數量

JNX3-70-2型焦爐配套的機械，是在總結國內外焦爐機械操作經驗的基礎上，吸取了國外各種超大型焦爐所使用的焦爐機械的先進技術，以提高機械效率、降低勞動強度和改善操作環境為出發點，以先進、安全、實用為原則進行選型。

表2.2.6.1-1 4×65孔JNX3-70-2型焦爐的焦爐機械配置

序號	名　　稱	臺　　　數
		操　作	備　用
1	裝煤除塵車	2	1
2	推焦機	2	1
3	攔焦機	2	1
4	液壓交換機	4	0
5	有驅動運載車	2	1
6	無驅動運載車	2	1

5.2 焦爐機械的主要性能及特點

由于2-1推焦串序具有加熱均勻，延長爐體壽命，減少走行距離，提高操作效率，減少焦爐機械車體長度等優點，故本項目全套焦爐機械是按2-1推焦串序進行操作。焦爐機械能實現手動操作、單元程序控制，并能實現有人值守、自動運行的半自動化操作。司機通過帶功能鍵的工控機進行操作。司機室的設計更加人性化。所有操作機械均采用一次對位；推焦機、攔焦機、裝煤車及運載車之間設置四車聯鎖；推焦機和運載車之間設有事故聯鎖裝置；通過作業管理及爐號識別系統傳送來的作業計劃和地址信號，各車輛能實現自動走行、自動對位。緊急事故突發停電時，各車由設置在煤氣精制部分柴油發電機提供的緊急供電電源，使各車可完成必要的應急保護操作，確保事故狀態下，焦爐和設備的安全。

JNX3-70-2型焦爐的各焦爐機械之間，以及焦爐機械與焦爐控制室﹑除塵地面站之間，采用無線或光纖通訊，實現可靠的數據和信息傳輸。

各機械的主要性能及特點如下。

5.2.1 裝煤車

裝煤車為除塵式裝煤車。采用一次定位，具有如下裝置和功能。

1) 走行裝置；

2) 揭裝煤孔蓋及導套裝置；

3) 給料裝置：螺旋給料，設有下煤密封導套；

4) 開閉煤塔漏嘴裝置：煤塔漏咀的開閉和煤塔震煤的操作均在司機室內控制；

5) 集塵裝置：采用高壓氨水噴射與裝煤除塵地面站相結合的方式實現無煙裝煤，為了實現無煙裝煤操作，裝煤車上設與焦側集塵干管對接的套筒；

6) 集氣系統操作機構及爐頂清掃裝置；

7) 四個煤斗自帶稱量系統。

裝煤車司機室設于一層主框架平臺下部，司機室采用大窗口設計，使其具有良好的視線，可四面觀察。司機室和電氣室密閉隔熱，內設空調。

5.2.2 推焦機

具有如下裝置和功能。

1) 走行裝置；

2) 機械化推焦裝置，推焦機齒條設壓縮空氣吹掃清洗裝置，推焦電流自動顯示和記錄；

3) 機械化平煤裝置，平煤小爐門設壓縮空氣密封導套；

4) 設有余煤回送裝置；

5) 啟閉爐門裝置，開門機構具有位置檢測及記憶系統（含傾斜角度及高度位置的檢測及記憶），以確保開閉爐門時爐門的重復性好，不損壞刀邊；

6) 機側爐門和爐門框機械化清掃裝置；為確保長期使用的可靠性，爐門清掃裝置采用機械清掃及高壓水清掃相結合方式；

7) 機側爐頭煙收集及導送裝置；

8) 頭尾焦回收裝置；

9) 吹掃上升管根部石墨裝置；

10) 清除炭化室頂部石墨裝置。

5.2.3 攔焦機

具有如下裝置或功能。

1) 走行裝置：其中第一軌設在焦側操作臺上，第二條軌設在熄焦車軌道外的土建框架上；

2) 機械化導焦裝置；

3) 啟閉爐門裝置：開門機構具有位置檢測及記憶系統（含傾斜角度及高度位置的檢測及記憶），以確保開閉爐門時爐門的重復性好，不損壞刀邊；

4) 焦側爐門和爐門框機械化清掃裝置；為確保長期使用的可靠性，爐門清掃裝置采用機械清掃及高壓水清掃相結合方式；

5) 頭尾焦回收裝置；

6) 集塵裝置：在焦側爐門上方﹑導焦柵兩側及頂部﹑焦罐上方設置集塵罩，對出焦時產生的煙塵加以收集并導入集塵干管中；

7) 采用新型結構導焦柵。

5.2.4 有驅動和無驅動焦罐運載車

本項目配備的焦罐運載車分為有驅動運載車和無驅運載車兩種。

有驅動運載車具有電機車及焦罐運載車的全部功能，并且能夠牽引和控制被牽引的無驅運載車在規定的時間內完成接焦、走行和對位、接送焦罐等操作。

正常情況，1臺有驅動運載車牽引和控制1臺無驅動運載車組成一個運載車組。有驅動運載車和無驅動運載車的焦罐臺車完全相同，可以在各運載車間互換使用。

5.2.5 液壓交換機

每臺液壓交換機設有液壓站、電控屏、操作臺及行程指示裝置等。液壓站采用雙泵、雙閥系統，互為備用，并設有手動裝置。在煤氣低壓時，采用自動報警和切斷煤氣供應等安全措施，交換機的操作全部采用PC機控制。液壓交換機設有高壓蓄能器，在停電時可以自動完成2次交換。

6. 工藝裝備

6.1 集氣系統

集氣系統主要包括上升管、橋管和閥體、集氣管及自動點火放散裝置、吸氣彎管及焦油盒、高低壓氨水管道以及相應的操作臺等。上升管上留有自動測溫孔，測溫位置設在避開氨水噴灑的區域。

焦爐的裝煤除塵采用高壓氨水噴射與裝煤除塵地面站相結合的方式。

JNX3-70-2型焦爐的集氣管為單集氣管，分三段設置，采用三吸氣管，橋管與水封閥承插處的安裝采用冷態預安裝，熱態固定的辦法。集氣系統還配有高、低壓氨水噴灑設施和上升管水封蓋、水封閥和高低壓氨水等開關切換系統。

6.2 護爐鐵件

護爐鐵件主要包括爐柱、縱橫拉條、彈簧、爐門、爐門框和保護板等。

JNX3-70-2型焦爐采用大保護板結構形式。根據國內保護板的制造和使用情況，適當增加了保護板的厚度。爐框為方形結構的厚爐門框。

比較國內外各類大型焦爐的爐門結構和使用效果后，JNX3 - 70 - 2型焦爐采用彈簧門栓、彈簧刀邊、腹板可調、懸掛式空冷爐門。小爐門采用上開式。

JNX3-70-2型焦爐采用大型焊接H型鋼爐柱，具有較好的強度和剛度。為使施加于焦爐砌體高向的保護性壓力更加均勻，增加了爐柱高向設置小彈簧的線數，蓄熱室區段設置小保護板配以彈簧壓緊，蓄熱室單墻上設置小爐柱，并用小彈簧壓緊。

爐柱頂部和底部設置的上、下橫拉條，可使焦爐砌體在機、焦側方向受到足夠的保護性壓力，從而保持砌體的完好和嚴密，能夠長期穩定地工作。上部橫拉條設兩根，每根拉條的機、焦側端部均設螺旋式壓縮彈簧組。上部橫拉條安裝在爐頂拉條溝內。下部橫拉條采用一根拉條和彈簧組將爐柱壓緊在焦爐基礎邊梁上。

JNX3-70-2型焦爐設置8根縱拉條，縱拉條的中間部分是扁鋼，兩端是帶螺紋的圓鋼。兩端穿過抵抗墻的預留孔，用彈簧組拉緊。

6.3 加熱交換與廢氣排出系統

焦爐采用焦爐煤氣和混合煤氣兩套加熱系統。為防止焦爐邊火道溫度低，對機焦邊火道1、2和35、36設有單獨調節的爐頭補充加熱系統。焦爐煤氣和混合煤氣系統均設有煤氣預熱器，以保證入爐煤氣溫度的穩定。

焦爐煤氣為下噴式，主管布置在地下室管溝內，管溝設有坡度，便于排水。焦爐煤氣采用交換旋塞、調節旋塞及孔板盒來進行煤氣交換和煤氣流量的調節?；旌厦簹鉃閭热胧?，采用交換旋塞、調節旋塞及孔板盒來進行煤氣交換和煤氣流量的調節。

焦爐加熱用的煤氣、空氣和燃燒后的廢氣在加熱系統內的流向由液壓交換機驅動交換傳動裝置來控制，每隔20 ~ 30分鐘換向一次。交換系統為自動控制系統，也可以手動控制，同時設有自動和手動事故控制系統。

焦爐煤氣和混合煤氣由交換拉條拉動交換旋塞搬桿實現按順序交換。廢氣交換開閉器采用了提桿式結構。交換傳動裝置中各交換旋塞及轉向鏈輪架實現自動集中潤滑。焦爐煤氣和混合煤氣的切換采用手動切換方式。

為保證加熱系統的穩定性與安全，設煤氣管道低壓事故時氮氣補充系統。

在廢氣系統中，每座焦爐的分煙道設自動調節翻板，總煙道設手動調節翻板。

6.4 熄焦

本項目熄焦全部采用干法熄焦，詳見干熄焦設施說明。

6.5 輔助裝置

在爐端臺的中層設有爐門修理站，推焦桿和平煤桿的試驗、更換站，以及導焦柵檢修站。在爐端臺外側設有10t電動葫蘆行車，這些設施既方便了生產操作，又減輕了工人的勞動強度。

7. 焦爐煙塵治理流程

7.1 裝煤除塵

焦爐裝煤時產生的部分煙塵通過橋管處高壓氨水噴射產生的吸力被吸入集氣管，其余則由裝煤車通過集塵干管輸送至干式除塵地面站，經凈化后排入大氣。

7.2 出焦除塵

焦爐出焦時產生的煙塵，由設置在攔焦機上的大型集塵罩進行收集，再經出焦除塵干管抽吸到干式除塵地面站，進行凈化后外排。

7.3 機側爐頭煙塵除塵

機側爐頭煙塵由推焦機上的集塵罩將其捕集，由機側除塵干管送干熄焦裝入除塵地面站，站凈化后排入大氣。

7.4 熄焦除塵

全部焦炭均采用干法熄焦，而干熄焦作為一項重要的環保設施，其本身具有完善的煙塵治理措施。