表1-1 炼焦主要工艺参数

序号

项     目

指    标

1

焦炉炉型

JNX3-70-2

2

炭化室孔数

4´65孔

3

炭化室有效容积

63.67 m3

4

装炉煤堆比重（干）

0.75

5

每孔炭化室装煤量（干基）

47.775 t

6

焦炉周转时间

23.8 h

7

焦炉检修时间

每天3次，每次40min

8

煤气产率

433.3 m3/t（干焦）

9

装炉煤水分

10 %

10

全焦率（含焦粉）

75 %

11

每孔炭化室干全焦产量（干基，含焦粉）

35.83 t

12

每小时干全焦量（进入干熄炉）

391.4 t

13

炉组计算年干全焦产量（干基，含焦粉）

3428960 t

14

焦炉年工作日数

365 d

15

焦炉紧张操作系数

1.07

16

每孔炭化室操作时间（计算值）

9.61 min

17

焦炉加热用混合煤气低热值

4389 kJ/m3

其中：焦炉煤气

18520 kJ/m3

高炉煤气

3260 kJ/m3

18

装炉煤水分7%时，

炼焦耗热量

焦炉煤气加热

2083 kJ/kg煤

混合煤气加热

2353 kJ/kg煤

2. 炼焦工艺流程

装煤车按作业计划从煤塔取煤，计量后装入炭化室内。煤料在密闭炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏形成焦炭。当焦炭成熟后，由推焦机推出，经拦焦机导入焦罐内，并由自驱动运载车牵引至干熄站进行干法熄焦，熄焦后的焦炭送往焦处理系统。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。桥管处设有氨水喷洒冷却喷嘴，约800°C的荒煤气在桥管内被喷洒的氨水冷却至85°C左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经吸煤气管道送入煤气净化设施。

焦炉设有焦炉煤气及高炉煤气两套加热系统。当焦炉采用焦炉煤气加热时，加热用焦炉煤气经预热站预热后由外部管道引入到焦炉地下室。煤气通过下喷管送入燃烧室立火道底部，与由废气交换开闭器进入并经过设在立火道隔墙中的三段出口送入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气通过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，由斜道进入蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、烟道、烟囱，排入大气。

当焦炉采用混合煤气加热时，加热用的混合煤气由外部管道引入焦炉地下室，通过废气交换开闭器、小烟道、蓄热室送到燃烧室立火道的二段混合煤气出口，与同时引入的空气（三段出口）汇合、燃烧。燃烧后产生的废气排入大气，其途径与燃烧焦炉煤气时相同。

上升气流的煤气和空气与下降气流的废气由液压交换机驱动交换传动装置定时进行换向。

上升气流与下降气流由交换传动装置定时进行换向。

4×65孔JNX3-70-2型焦炉布置在同一条中心线上，两座焦炉之间设一座三跨双曲线斗槽煤塔，煤塔与焦炉之间设炉间台。焦炉端部设炉端台，两侧设机焦侧操作台。每两座焦炉组成一个炉组，两个炉组间设大间台。每个炉组内的两座焦炉共用一个布置在焦侧的烟囱。

干熄站布置在大间台区域熄焦车轨道外侧。本项目焦炭全部采用干法熄焦，无湿法熄焦备用。干熄站由4套单套最大处理能力170t/h的干熄焦装置与两台套横移牵引装置和起重机组成，处理4座焦炉生产的全部焦炭。正常生产时，4套干熄焦装置同时工作，平均分配处理4座焦炉生产的焦炭；当其中某套干熄焦装置出现故障或检修时，其余3套干熄焦装置按额定能力处理4座焦炉所生产的焦炭。

在间台靠近煤塔处设余煤单斗提升机以接收推焦车平煤杆带出的余煤。煤塔另一侧间台设电梯，可到达煤塔各工作层。

焦侧头尾焦是由拦焦机收集在尾焦斗内，然后卸到焦罐车内。机侧头尾焦是由推焦机收集在尾焦斗槽内，定时卸到汽车上外运。焦炉机、焦侧操作台外侧设有栏杆。

表4.1-1 焦炉炉体的主要尺寸

序 号

名        称

单  位

数  量

1

炭化室全长

mm

18640

2

炭化室有效长（h）

mm

18010

3

炭化室全高

mm

6980

4

炭化室有效高

mm

6670

5

炭化室平均宽（h）

mm

530

5.1

其中焦侧（h）

mm

560

5.2

    机侧（h）

mm

500

6

炭化室有效容积（h）

m3

63.67

7

炭化室中心距

mm

1500

8

炭化室锥度

mm

60

9

炭化室墙厚

mm

95

10

燃烧室立火道中心距

mm

500

12

立火道个数

个

36

13

加热水平（暂定）

mm

1250

4.2 焦炉炉体特点

JNX3-70-2型焦炉的结构为蓄热室分格、高炉煤气及空气下调、空气与高炉煤气分段供入、双联火道废气循环、焦炉煤气下喷的复热下调式焦炉。

1) 炭化室墙壁和立火道隔墙上下层采用砖沟、砖舌咬合，保证了燃烧室的整体强度，避免了立火道与立火道之间、燃烧室与炭化室之间的窜漏；

2) 立火道跨越孔采用八边形结构，保证了跨越孔整体结构强度，增强了燃烧室的静力强度，延长了焦炉使用寿命；

3) 煤气与空气道设在立火道隔墙中，高向分为三段；空气气量分配比分别为60%、10%、30%；煤气气量分配比分别为90%、10%、0%；第三段出口断面可通过调节砖进行调节以改变立火道高向温度分布，从而适应生产要求；

4) 为使燃烧室长向的气流分布均匀，在小烟道顶部设置可调箅子孔，可以使用调节砖对各分格蓄热室的煤气和空气量进行调节；在斜道出口（即立火道底）则按照计算的尺寸预先放置调节砖，并在生产中不再进行调整；

5) 为了保证焦炉长向加热的均匀性，蓄热室沿焦炉机、焦侧方向分成18格，并设置可调式篦子砖；

6) 为了保证炉头火道温度，设计将炉头斜道口阻力与中部相接近，减小蓄热室顶的吸力，减小外界与炉头蓄热室的压力差，从而减少蓄热室封墙的泄漏，保证了炉头火道温度；另外，为了使蓄热室封墙更严密，由内而外分别用硅砖、无石棉硅酸钙板、粘土砖及新型保温涂料；内层用硅砖砌筑，使砌体的高向膨胀量达到一致，减少了封墙的裂缝；同时整块的无石棉硅酸钙板具有很好的密封性和隔热性；最外层的新型保温涂料确保封墙的严密性和隔热效果，而且便于维修；

7) 由于出焦时炭化室炉头墙面温度波动较大、易剥蚀，因此燃烧室炉头采用双层结构，外层为高铝砖，抗热震性及耐腐蚀性好；炉头硅砖和高铝砖之间采用部分咬合，克服了烘炉过程中高向膨胀量不一致，避免了开工初期炉头荒煤气窜露；

8) 炭化室墙壁厚度为95mm，可以提高炭化室结焦速度，降低立火道温度，进一步降低焦炉废气中NOx化物的产生，减少对大气的污染；

9) 炉门衬耐材采用预制块，为了确保炉门预制块的使用寿命，在焦炉的两端设置炉门预热架。

根据焦炉各部位的操作特点，分别选用硅砖、粘土砖、格子砖、高铝砖、隔热砖、缸砖和漂珠砖等砌筑。

表4.3-1 1´65孔JNX3-70-2型焦炉估算用砖量

序 号

名          称

单  位

数  量

1

硅  砖

t

17692

2

粘土砖

t

4617

3

格子砖

t

3369

4

烟道衬粘土砖

t

1546

5

高铝砖

t

153

6

缸  砖

t

293

7

炉门预制块

t

253

8

漂珠砖

t

603

9

高强隔热砖

t

236

10

膨胀珍珠岩砖

t

65

11

总计

t

28762

本表不含调节砖和烘炉用耐火材料。

JNX3-70-2型焦炉配套的机械，是在总结国内外焦炉机械操作经验的基础上，吸取了国外各种超大型焦炉所使用的焦炉机械的先进技术，以提高机械效率、降低劳动强度和改善操作环境为出发点，以先进、安全、实用为原则进行选型。

表2.2.6.1-1 4×65孔JNX3-70-2型焦炉的焦炉机械配置

序号

名　　称

台　　　数

操　作

备　用

1

装煤除尘车

2

1

2

推焦机

2

1

3

拦焦机

2

1

4

液压交换机

4

0

5

有驱动运载车

2

1

6

无驱动运载车

2

1

5.2 焦炉机械的主要性能及特点

由于2-1推焦串序具有加热均匀，延长炉体寿命，减少走行距离，提高操作效率，减少焦炉机械车体长度等优点，故本项目全套焦炉机械是按2-1推焦串序进行操作。焦炉机械能实现手动操作、单元程序控制，并能实现有人值守、自动运行的半自动化操作。司机通过带功能键的工控机进行操作。司机室的设计更加人性化。所有操作机械均采用一次对位；推焦机、拦焦机、装煤车及运载车之间设置四车联锁；推焦机和运载车之间设有事故联锁装置；通过作业管理及炉号识别系统传送来的作业计划和地址信号，各车辆能实现自动走行、自动对位。紧急事故突发停电时，各车由设置在煤气精制部分柴油发电机提供的紧急供电电源，使各车可完成必要的应急保护操作，确保事故状态下，焦炉和设备的安全。

JNX3-70-2型焦炉的各焦炉机械之间，以及焦炉机械与焦炉控制室﹑除尘地面站之间，采用无线或光纤通讯，实现可靠的数据和信息传输。

各机械的主要性能及特点如下。

装煤车为除尘式装煤车。采用一次定位，具有如下装置和功能。

1) 走行装置；

2) 揭装煤孔盖及导套装置；

3) 给料装置：螺旋给料，设有下煤密封导套；

4) 开闭煤塔漏嘴装置：煤塔漏咀的开闭和煤塔震煤的操作均在司机室内控制；

5) 集尘装置：采用高压氨水喷射与装煤除尘地面站相结合的方式实现无烟装煤，为了实现无烟装煤操作，装煤车上设与焦侧集尘干管对接的套筒；

6) 集气系统操作机构及炉顶清扫装置；

7) 四个煤斗自带称量系统。

装煤车司机室设于一层主框架平台下部，司机室采用大窗口设计，使其具有良好的视线，可四面观察。司机室和电气室密闭隔热，内设空调。

具有如下装置和功能。

1) 走行装置；

2) 机械化推焦装置，推焦机齿条设压缩空气吹扫清洗装置，推焦电流自动显示和记录；

3) 机械化平煤装置，平煤小炉门设压缩空气密封导套；

4) 设有余煤回送装置；

5) 启闭炉门装置，开门机构具有位置检测及记忆系统（含倾斜角度及高度位置的检测及记忆），以确保开闭炉门时炉门的重复性好，不损坏刀边；

6) 机侧炉门和炉门框机械化清扫装置；为确保长期使用的可靠性，炉门清扫装置采用机械清扫及高压水清扫相结合方式；

7) 机侧炉头烟收集及导送装置；

8) 头尾焦回收装置；

9) 吹扫上升管根部石墨装置；

10) 清除炭化室顶部石墨装置。

具有如下装置或功能。

1) 走行装置：其中第一轨设在焦侧操作台上，第二条轨设在熄焦车轨道外的土建框架上；

2) 机械化导焦装置；

3) 启闭炉门装置：开门机构具有位置检测及记忆系统（含倾斜角度及高度位置的检测及记忆），以确保开闭炉门时炉门的重复性好，不损坏刀边；

4) 焦侧炉门和炉门框机械化清扫装置；为确保长期使用的可靠性，炉门清扫装置采用机械清扫及高压水清扫相结合方式；

5) 头尾焦回收装置；

6) 集尘装置：在焦侧炉门上方﹑导焦栅两侧及顶部﹑焦罐上方设置集尘罩，对出焦时产生的烟尘加以收集并导入集尘干管中；

7) 采用新型结构导焦栅。

本项目配备的焦罐运载车分为有驱动运载车和无驱运载车两种。

有驱动运载车具有电机车及焦罐运载车的全部功能，并且能够牵引和控制被牵引的无驱运载车在规定的时间内完成接焦、走行和对位、接送焦罐等操作。

正常情况，1台有驱动运载车牵引和控制1台无驱动运载车组成一个运载车组。有驱动运载车和无驱动运载车的焦罐台车完全相同，可以在各运载车间互换使用。

每台液压交换机设有液压站、电控屏、操作台及行程指示装置等。液压站采用双泵、双阀系统，互为备用，并设有手动装置。在煤气低压时，采用自动报警和切断煤气供应等安全措施，交换机的操作全部采用PC机控制。液压交换机设有高压蓄能器，在停电时可以自动完成2次交换。

集气系统主要包括上升管、桥管和阀体、集气管及自动点火放散装置、吸气弯管及焦油盒、高低压氨水管道以及相应的操作台等。上升管上留有自动测温孔，测温位置设在避开氨水喷洒的区域。

焦炉的装煤除尘采用高压氨水喷射与装煤除尘地面站相结合的方式。

JNX3-70-2型焦炉的集气管为单集气管，分三段设置，采用三吸气管，桥管与水封阀承插处的安装采用冷态预安装，热态固定的办法。集气系统还配有高、低压氨水喷洒设施和上升管水封盖、水封阀和高低压氨水等开关切换系统。

护炉铁件主要包括炉柱、纵横拉条、弹簧、炉门、炉门框和保护板等。

JNX3-70-2型焦炉采用大保护板结构形式。根据国内保护板的制造和使用情况，适当增加了保护板的厚度。炉框为方形结构的厚炉门框。

比较国内外各类大型焦炉的炉门结构和使用效果后，JNX3 - 70 - 2型焦炉采用弹簧门栓、弹簧刀边、腹板可调、悬挂式空冷炉门。小炉门采用上开式。

JNX3-70-2型焦炉采用大型焊接H型钢炉柱，具有较好的强度和刚度。为使施加于焦炉砌体高向的保护性压力更加均匀，增加了炉柱高向设置小弹簧的线数，蓄热室区段设置小保护板配以弹簧压紧，蓄热室单墙上设置小炉柱，并用小弹簧压紧。

炉柱顶部和底部设置的上、下横拉条，可使焦炉砌体在机、焦侧方向受到足够的保护性压力，从而保持砌体的完好和严密，能够长期稳定地工作。上部横拉条设两根，每根拉条的机、焦侧端部均设螺旋式压缩弹簧组。上部横拉条安装在炉顶拉条沟内。下部横拉条采用一根拉条和弹簧组将炉柱压紧在焦炉基础边梁上。

JNX3-70-2型焦炉设置8根纵拉条，纵拉条的中间部分是扁钢，两端是带螺纹的圆钢。两端穿过抵抗墙的预留孔，用弹簧组拉紧。

焦炉采用焦炉煤气和混合煤气两套加热系统。为防止焦炉边火道温度低，对机焦边火道1、2和35、36设有单独调节的炉头补充加热系统。焦炉煤气和混合煤气系统均设有煤气预热器，以保证入炉煤气温度的稳定。

焦炉煤气为下喷式，主管布置在地下室管沟内，管沟设有坡度，便于排水。焦炉煤气采用交换旋塞、调节旋塞及孔板盒来进行煤气交换和煤气流量的调节。混合煤气为侧入式，采用交换旋塞、调节旋塞及孔板盒来进行煤气交换和煤气流量的调节。

焦炉加热用的煤气、空气和燃烧后的废气在加热系统内的流向由液压交换机驱动交换传动装置来控制，每隔20 ~ 30分钟换向一次。交换系统为自动控制系统，也可以手动控制，同时设有自动和手动事故控制系统。

焦炉煤气和混合煤气由交换拉条拉动交换旋塞搬杆实现按顺序交换。废气交换开闭器采用了提杆式结构。交换传动装置中各交换旋塞及转向链轮架实现自动集中润滑。焦炉煤气和混合煤气的切换采用手动切换方式。

为保证加热系统的稳定性与安全，设煤气管道低压事故时氮气补充系统。

在废气系统中，每座焦炉的分烟道设自动调节翻板，总烟道设手动调节翻板。

本项目熄焦全部采用干法熄焦，详见干熄焦设施说明。

在炉端台的中层设有炉门修理站，推焦杆和平煤杆的试验、更换站，以及导焦栅检修站。在炉端台外侧设有10t电动葫芦行车，这些设施既方便了生产操作，又减轻了工人的劳动强度。

焦炉装煤时产生的部分烟尘通过桥管处高压氨水喷射产生的吸力被吸入集气管，其余则由装煤车通过集尘干管输送至干式除尘地面站，经净化后排入大气。

焦炉出焦时产生的烟尘，由设置在拦焦机上的大型集尘罩进行收集，再经出焦除尘干管抽吸到干式除尘地面站，进行净化后外排。

机侧炉头烟尘由推焦机上的集尘罩将其捕集，由机侧除尘干管送干熄焦装入除尘地面站，站净化后排入大气。

全部焦炭均采用干法熄焦，而干熄焦作为一项重要的环保设施，其本身具有完善的烟尘治理措施。