2021年焦炉的热平衡与热工评定样本.doc

焦炉热平衡及热工评定
一、 焦炉物料平衡及热平衡
焦炉物料平衡计算是设计焦化厂最基础依据, 也是确定多种设备操作负荷和经济估算基础。 而焦炉热平衡是在物料平衡和燃烧计算基础上进行。 经过热平衡计算, 可具体了解焦炉热量分配情况, 从理论上求出炼焦耗热量, 并得出焦炉热效率和热工效率, 所以对于评定焦炉热工操作和焦炉炉体设计是否合理全部有一定实际意义。 为了进行物料衡算, 必需取得以下原始数据:
(1)正确称量装入每个炭化室原料煤量, 取3～5昼夜平均值, 同时在煤塔取样测定平均配煤水分。 干煤和配煤水分为焦炉物料衡算入方。
以下为焦炉物料平衡出方:
(2)各级焦炭产量。 标定前要放空焦台和全部焦槽焦炭, 标定时间应正确计量冶金焦、 块焦和粉焦(要计入粉焦沉淀池内粉焦量)产量。 并对各级焦炭每班取平均试样以测定焦炭水分, 并考虑到水分蒸发损失量, 然后计算干焦产量。
(3)无水焦油、 粗苯、 氨产量, 通常按季度或年平均值确定, 不需标定。
(4)水汽量按季或年多出氨水量平均值确定。
(5)干煤气产量由洗苯塔后(全负压操作步骤为鼓风机后)流量表读数确定, 并进行温度压力校正。
在计算时, 通常以1000kg干煤或湿煤为基准。 以下列出某厂焦炉炭化室物料平衡实际数据。 如表8—9所表示。
依据物料平衡和温度制度, 计算出多种物料带入焦炉和带出焦炉显热和潜热, 然后作出焦炉热平衡计算。 具体计算方法可参考相关资料。 现列出依据表8-9物料平衡所作热平衡计算, 如表8-10数据, 并加以分析。
由热平衡可知, 供给焦炉热量有98%来自煤气燃烧热, 故在近似计算中可认为煤气燃烧热为热量惟一起源, 这么可简化计算过程。 在热量出方中, 传入炭化室有效热1～4项占70%, %, 换算到每吨赤热焦炭带走热量为:
kJ/t焦。 此值相当可观。 采取干法熄焦此热量可大部分回收。 降低焦饼中心温度和提升焦饼加热均匀性可降低此热量。
由水蒸汽带走热量占16%, 故降低配煤水分能够降低此热量。
另外, 采取降低炉顶空间温度、 上升管加水夹套回收余热等方法能够降低或部分回收煤气、 化学产品和水汽带走热量。
由废气带走热量也很大, %, 所以改善蓄热室操作条件, 提升蓄热效率, 是降低热量消耗关键路径之一。
通常散失于周围空间热量, 对于大焦炉约为10%, 小焦炉因为表面积大, 故散热损失大于10%。
二、 焦炉热效率和热工效率
依据焦炉热平衡, 可进行焦炉热工评定。 由表8-10可见, 只有传入炭化室热量(出方1～4项)是有效, 称为有效热。 为了评定焦炉热量利用程度, 以有效热(Q效)占供入总热量(Q总)百分比称为焦炉热工效率(η热工)即:
η热工= ×100％ (8-15)
因Q效等于供入焦炉总热量减去废气带走热量Q废和散失周围空间热量Q散, 所以:

η