1、煉焦?fàn)t及其設(shè)備,第四章 煉焦?fàn)t及其設(shè)備 Coke oven and its equipment,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,本章內(nèi)容： 第一節(jié) 煉焦?fàn)t 第二節(jié) 筑爐材料 第三節(jié) 護(hù)爐設(shè)備 第四節(jié) 煤氣設(shè)備 第五節(jié) 焦?fàn)t的砌筑、烘爐、開(kāi)工和修理 第六節(jié) 焦?fàn)t的大型化和高效 安排：6學(xué)時(shí),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,第一節(jié) 煉焦?fàn)t(coke oven) 一、煉焦?fàn)t的發(fā)展（evolution of coke oven） 焦?fàn)t的發(fā)展經(jīng)歷了如下四個(gè)階段: 堆式干餾（beehive coke oven）：1735年 倒焰爐（flame coke oven）：1840年 廢熱式焦?fàn)t（non-regenerative coke ）：

2、1881年 現(xiàn)代蓄熱式焦?fàn)t（modern regenerative coke oven）： 1884年(奧托焦?fàn)tOTTO),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,堆式干餾,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,堆式干餾,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,窯、蜂窩爐,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,焦炭,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,倒焰爐,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,蓄熱式焦?fàn)t,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,二、現(xiàn)代蓄熱式焦?fàn)t的基本構(gòu)成 炭化室（chamber） 燃燒室（flues） 斜道區(qū)（slope flue zone/port zone） 蓄熱室（regenerator） 爐頂區(qū)（top zone） 煙道與基礎(chǔ)（waste gas flue

3、 and foundation）,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Coke pushing machine,Larry car,guide,Quenching car,Coke oven,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,1、炭化室和燃燒室(chamber and flues) 炭化室是煤料隔絕空氣進(jìn)行炭化的地方。燃燒室煤氣燃燒向炭化室供給熱量的地方。二者相間排列。 錐度(taper)為了推焦的方便，炭化室的水平截面呈梯形，焦側(cè)寬機(jī)側(cè)窄，焦側(cè)與機(jī)側(cè)的寬度差，稱(chēng)為炭化室的錐度。機(jī)、焦側(cè)寬度的平均值，稱(chēng)為炭化室的平均寬度。 加熱水平（高度）為了焦餅上下均勻成熟，炭化室

4、高度要高于燃燒室，二者的高度差，稱(chēng)為焦?fàn)t的加熱水平（高度）。 為了燃燒室長(zhǎng)向加熱的均勻性和提高炭化室的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，將燃燒室分成各個(gè)立火道。立火道的連接方式有雙聯(lián)式、二分式、四分式、跨頂式等。 改善高向加熱均勻性的措施：廢氣循環(huán)、高低燈頭、分段加熱、不同爐墻厚度等,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,加熱水平（高度）,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Flue (vertical flue),Chamber,Silica wall,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,horizontal flue,Cross flue,Bi-cross flue,Crossover flue,Hairpin flue,煉焦

5、爐及其設(shè)備,水平火道焦?fàn)t,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Top zone,Slope flue zone,regenerator,stack,Total waste gas flue,waste gas flue,Foundation,Flues,COG main,Bus,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Slope flue 斜道,Gun flue 磚煤氣道,Regenerator 蓄熱室,flues 燃燒室,Carbonization chamber 炭化室,2、斜道區(qū) 位于燃燒室和蓄熱室之間，是連接燃燒室和蓄熱室的通道。結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,Recycle opening 廢氣循環(huán)

6、孔,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,3、蓄熱室(regenerator ) 位于焦?fàn)t的下部，是回收廢氣中的廢熱并用來(lái)預(yù)熱上升的空氣和高爐煤氣的地方。內(nèi)填格子磚作為熱交換的介質(zhì)。 下部設(shè)小煙道，頂部設(shè)蓄熱室頂部空間。,Checherbrick,Bus,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,單墻同向氣流間的蓄熱室隔墻 主墻逆向氣流間的蓄熱室隔墻 中心隔墻位于焦?fàn)t中心線上將蓄熱室分成機(jī)、焦側(cè)兩部分的隔墻 封墻位于端部將蓄熱室密封的墻。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,4、爐頂區(qū)(top zone of battery) 位于焦?fàn)t的頂部，炭化室蓋頂磚以上部分稱(chēng)為爐頂區(qū)。內(nèi)設(shè)裝煤孔、看火孔、上升管孔、烘爐孔和拉條溝等。,Wa

7、tching hole Watching opening,Charging hole Charging opening,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,5、煙道和基礎(chǔ)(waste gas flus and foundation) 蓄熱室下部設(shè)分煙道，匯集來(lái)自蓄熱室的廢氣，分煙道匯于總煙道，再接至煙囟。 焦?fàn)t基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和抵抗墻兩部分。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,6、我國(guó)主體焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 我國(guó)的主體焦?fàn)t為JN焦?fàn)t，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：雙聯(lián)火道(hairpin vertical flue)、廢氣循環(huán)(exhaust gas circulation)、焦?fàn)t煤氣下噴(COG underjet)、

8、復(fù)熱式(combination)。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,7、 7.63m焦?fàn)t結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,1、焦?fàn)t結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 7.63m焦?fàn)t為德國(guó)伍德公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的既有廢氣循環(huán)又有分段加熱的“組合火焰型（COMBIFLAME）”焦?fàn)t。 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為： 雙聯(lián)火道；廢氣循環(huán)；分段加熱；兩格蓄熱室，長(zhǎng)向、橫向均分格；焦?fàn)t煤氣下噴下調(diào)；高爐煤氣和空氣側(cè)噴下調(diào)；單側(cè)分煙道；加熱微調(diào)（雙跨越孔）；復(fù)熱式。 燃燒室由18對(duì)36個(gè)立火道組成；分三段供入空氣分段燃燒構(gòu)成三段加熱；雙跨越孔可改善爐頂空間溫度；蓄熱室長(zhǎng)向分36格、橫向分2格；采用金屬?lài)娮彀逑虏?/p>

9、調(diào)節(jié)。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,2、PROven 系統(tǒng),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,熱回收焦?fàn)t/無(wú)回收焦?fàn)t,8、 無(wú)回收焦?fàn)t/熱回收焦?fàn)t,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,第二節(jié) 筑爐材料(building material for cokeoven) 一、砌筑焦?fàn)t用耐火材料的基本要求 （1）荷重軟化溫度高于所在部位的最高溫度； （2）在所在部位溫度變化范圍內(nèi)，具有抗溫度急變性能； （3）能抵抗所在部位可能遇到的各種介質(zhì)的侵蝕； （4）炭化室墻具有良好的導(dǎo)熱性能，格子磚具有良好的蓄熱能力。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,二、耐火磚的性能與焦?fàn)t磚的選擇 1、耐火磚的性能 （1）耐火度 指耐火材料在高溫下抵抗熔融性能的能力或指標(biāo)。是

10、熔錐熔融現(xiàn)象發(fā)展到軟化彎倒的溫度。 耐火材料耐火度大于1580的材料。 試驗(yàn)方法：示溫熔錐，當(dāng)錐角與底盤(pán)接觸時(shí)的溫度。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（2）荷重軟化溫度 指在一定荷載下產(chǎn)生軟化變形時(shí)的溫度。 試驗(yàn)方法： 開(kāi)始變形溫度： 變形0.6% 變形終了溫度： 變形40% 荷重軟化溫度：開(kāi)始變形溫度 常用耐火磚的基本性能見(jiàn)表4-4,0.2MPa,Q,Q,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（3）高溫體積穩(wěn)定性 指耐火制品長(zhǎng)期在高溫下使用時(shí)，體積發(fā)生不可逆變化的性能。 試驗(yàn)方法：,Q,12001500,正值：殘余膨脹（重?zé)蛎洠?負(fù)值：殘余收縮（重?zé)湛s）,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（4）熱膨脹性 指耐火制品隨溫度升高

11、發(fā)生的熱膨脹變形性能。 線膨脹率： 體積膨脹率： 式中：l0、V0精通溫下試樣的原始長(zhǎng)度和體積； lt、Vt溫度升至t的長(zhǎng)度和體積。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,冷水,850,以碎裂、剝落部分的重量達(dá)到試樣初重的20%時(shí)次數(shù)為指標(biāo)。 硅磚：12次 普通粘土磚：1020次 粗粒粘土磚：25100次,（5）溫度急變抵抗性（抗急冷急熱性） 在溫度急劇變化時(shí)不開(kāi)裂、剝落的性能。,試驗(yàn)方法：,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（6）密度與孔隙 真密度：優(yōu)質(zhì)硅磚真密度要小，鱗石英要多 體積密度：優(yōu)質(zhì)硅磚體積密度要大，氣孔率要低,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（7）導(dǎo)熱率與熱擴(kuò)散率 導(dǎo)熱率制品導(dǎo)熱能力的大小 熱擴(kuò)散率a制品在傳熱過(guò)程中溫度變化的能力，

12、它影響制品內(nèi)層溫度分布的均勻性。 熱擴(kuò)散率： 式中：熱導(dǎo)率，kJ/(mh) 密度，kg/m3 cp比熱容， kJ/(kg),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,(8) 抗蝕性 指耐火制品高溫下抵抗灰分、氣體等侵蝕的能力。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,2、焦?fàn)t磚的選擇 （1）硅磚 1）組成：SiO2 93%以上的硅質(zhì)耐火材料 2）特點(diǎn)：荷重軟化溫度高，導(dǎo)熱性能好，抗蝕性強(qiáng)，600以上抗急熱急冷性能好，無(wú)殘余收縮等。 3）使用部位：炭化室（燃燒室），斜道區(qū)，蓄熱室隔墻（單墻、主墻、中心隔墻）,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,（2） 粘土磚 1）組成：Al2O3 3548%, SiO2 5265%的鋁硅質(zhì)耐火材料 2）特點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好 3）使用部

13、位：格子磚、箅子磚、小煙道襯磚、磚煤氣道第一層磚、爐頂用磚、爐門(mén)襯磚、上升管襯磚等。 （3）高鋁磚 1）組成：Al2O3 48%的鋁硅質(zhì)耐火材料 2）特點(diǎn)：耐磨，抗熱震性好 3）使用部位：爐頭,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,第三節(jié) 護(hù)爐設(shè)備(equipment for protection) 護(hù)爐設(shè)備又稱(chēng)為所爐鐵件，包括： 橫向：爐柱（鋼柱）、保護(hù)板、爐門(mén)框、大小彈簧、橫拉條、爐門(mén)等； 縱向：抵抗墻、縱拉條等。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,爐柱（鋼柱）buckstay 保護(hù)板 protecting plate 爐門(mén)框 door framework 大小彈簧 large and small springs

14、 橫拉條 cross tie rod 爐門(mén) door 抵抗墻 resistance wall 縱拉條 longitudinal tie rod,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,buckstay,door,spring,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,抵抗墻 Resistance wall,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煤塔 coalbin,縱拉條 Longitudinal tie rod,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Protecting plate 保護(hù)板,Buckstay 鋼柱/爐柱,Small Spring 小彈簧,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Buckstay 爐柱,Protecting plate保護(hù)板,Nu

15、t and spring 彈簧組,Up-cross tie rod 上部橫拉條,down-cross tie rod 下部橫拉條,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,護(hù)爐設(shè)備的主要作用： （1）利用可調(diào)節(jié)的彈簧勢(shì)能，連續(xù)不斷地向砌體施加數(shù)量足夠、分布合理的保護(hù)性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整、嚴(yán)密，從而保證焦?fàn)t正常生產(chǎn)。 （2）支撐機(jī)焦側(cè)操作臺(tái)、集氣管。 （3）保護(hù)板、爐門(mén)框和爐門(mén)之間的配合，完成焦?fàn)t的密封，防止荒煤氣外漏，造成冒煙冒火。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,第四節(jié) 煤氣設(shè)備(gas equipment) 包括：干餾煤氣（荒煤氣）導(dǎo)出設(shè)備 加熱煤氣供入設(shè)備 一、干餾煤氣導(dǎo)出設(shè)備 1、作

16、用 1）將荒煤氣順利導(dǎo)出，不致因爐門(mén)刀邊附近煤氣壓力過(guò)高而冒煙冒火，但又要使全爐各炭化室在結(jié)焦過(guò)程中始終保持正壓； 2）將荒煤氣適度冷卻，不致因溫度過(guò)高引起設(shè)備變形、阻力升高和鼓風(fēng)、冷凝的負(fù)荷增大，但又要保持焦氨水的良好的流動(dòng)性。,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,2、構(gòu)成 上升管橋管水封閥集氣管門(mén)型管吸氣管氣液分離器回收車(chē)間,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,集氣管,吸氣管,上升管,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,standpipe,gooseneck,Water-sealed valve,Collecting main,Foul gas Raw gas,Hinged lid,Liquor sp

17、ray (flushing liquor),ammonia Liquor pipe,Top (of coke-oven),煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Suck main (crossover main), main,Standpipe,Adjusting valve,Tar box,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,二、加熱煤氣供入設(shè)備(gas supply equipment ) 單熱式焦?fàn)t：配備一套加熱煤氣管系 復(fù)熱式焦?fàn)t：配備高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣兩套管系,COG system,BFG system,BFG main,COG main,COG preheater,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,COG system,BFG system,BFG main,COG main,COG preheater,orifice,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,Reversing cock,Riser pipe,Manifold,COG main,BFG main,煉焦?fàn)t及其設(shè)備,三、廢氣導(dǎo)出及換向開(kāi)閉器（廢氣盤(pán)）(valve box) 1、作用 1）供入高爐煤氣和空氣 2）排出廢氣 3）調(diào)節(jié)氣體流量 2、構(gòu)造 1）提桿式雙砣