焦?fàn)t爐體VAP全仿真組裝模型設(shè)計(jì)圖
本報(bào)通訊員 李俊玲 單傳俊 魏淑超
隨著國家“十三五”規(guī)劃的收官和“十四五”規(guī)劃的開啟，我國煉焦行業(yè)取得了長足發(fā)展，但也還面臨著諸多挑戰(zhàn)，尤其是山東、山西及河北等地，伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級及新舊動(dòng)能置換，對煉焦節(jié)能增效、清潔環(huán)保及智能化提出了更高的要求。這也促使煉焦行業(yè)必須朝著更加差異化、精細(xì)化、節(jié)能化、綠色化的方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)更加健康、可持續(xù)的發(fā)展。
山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司（以下簡稱山冶設(shè)計(jì)）在中國焦化領(lǐng)域與意大利PAUL WURTH（簡稱PW）公司獨(dú)家合作，根據(jù)國內(nèi)煤資源狀況，以用戶需求為導(dǎo)向，采用先進(jìn)的焦?fàn)t設(shè)計(jì)技術(shù)，定制化設(shè)計(jì)了7.3米頂裝焦?fàn)t、7.6米頂裝焦?fàn)t、6.73米搗固焦?fàn)t、6.25米搗固焦?fàn)t等一系列大型綠色智能焦?fàn)t，為用戶提供更加節(jié)能環(huán)保的焦?fàn)t設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t真正意義上的定制化設(shè)計(jì)，引領(lǐng)“私人訂制”煉焦技術(shù)新趨勢，并為促進(jìn)我國焦化行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和綠色持續(xù)發(fā)展提供了更好的技術(shù)支撐。
研發(fā)先進(jìn)的焦?fàn)t設(shè)計(jì)技術(shù)
FAN焦?fàn)t燃燒系統(tǒng)火焰分析技術(shù)。山冶設(shè)計(jì)采用FAN焦?fàn)t燃燒系統(tǒng)火焰分析技術(shù)，模擬分析焦?fàn)t燃燒室燃燒狀況，優(yōu)化焦?fàn)t爐體及加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證爐體高向加熱均勻性，降低煉焦耗熱量，減少氮氧化物和上升管根部石墨的產(chǎn)生，提高焦?fàn)t節(jié)能環(huán)保水平
焦?fàn)t爐體VAP全仿真組裝模型技術(shù)。山冶設(shè)計(jì)通過3D仿真模擬，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，綜合模擬分析炭化室中心距、炭化室寬度、爐頂厚度、墻體厚度、磚縫等影響因素，實(shí)現(xiàn)對焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，爐體結(jié)構(gòu)嚴(yán)密合理，避免爐體竄漏，有效提高爐體強(qiáng)度和使用壽命。
同時(shí)，焦?fàn)t爐體VAP全仿真組裝模型技術(shù)具有焦?fàn)t預(yù)砌筑、磚型碰撞檢查、自動(dòng)生成磚型圖、材料表等功能，可有效提高爐體設(shè)計(jì)水平和效率。
BAN鐵件系統(tǒng)分析建模技術(shù)。通過BAN 鐵件系統(tǒng)分析建模技術(shù)分析焦?fàn)t爐體不同部位在煤炭干餾膨脹壓力、推焦力等作用下的受力情況，優(yōu)化護(hù)爐鐵件系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)爐體的嚴(yán)密性及護(hù)爐鐵件系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，提高焦?fàn)t壽命。
為客戶提供定制化頂裝焦?fàn)t
7.3米頂裝焦?fàn)t最早應(yīng)用于山鋼日照鋼鐵精品基地焦?fàn)t工程，是2015年山冶設(shè)計(jì)聯(lián)合PW公司為山鋼日照鋼鐵精品基地焦?fàn)t工程量身定制的世界第一座7.3米頂裝焦?fàn)t。該爐型以節(jié)能和環(huán)保為目標(biāo)，結(jié)合山鋼日照鋼鐵精品基地焦?fàn)t工程的配合煤指標(biāo)及燃料特性，并充分考慮氣候和占地等制約因素而設(shè)計(jì)的大型綠色智能焦?fàn)t。
山鋼日照鋼鐵精品基地焦?fàn)t工程分兩步建設(shè)，共建設(shè)4座58孔7.3米頂裝焦?fàn)t。其中，一步工程于2017年10月出焦投產(chǎn)，二步工程于2019年3月出焦投產(chǎn)。這些焦?fàn)t投產(chǎn)后運(yùn)行穩(wěn)定，采用高爐煤氣加熱時(shí)，焦?fàn)t煙囪廢氣中的氮氧化物約80mg/m3~130mg/m3；采用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，焦?fàn)t煙囪廢氣中的氮氧化物約180mg/m3~220mg/m3；標(biāo)準(zhǔn)火道溫度和煉焦能耗均低于國內(nèi)同等焦?fàn)t，節(jié)能性和環(huán)保性實(shí)現(xiàn)了焦化行業(yè)新的突破。
鑒于山冶設(shè)計(jì)開發(fā)的7.3米頂裝焦?fàn)t在節(jié)能增效和潔凈環(huán)保方面的優(yōu)異性能，湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司焦化改造項(xiàng)目經(jīng)過招標(biāo)綜合評選，再次選擇山冶設(shè)計(jì)開發(fā)的7.3米頂裝焦?fàn)t?？紤]到華菱湘鋼配合煤及燃料指標(biāo)與山鋼日照鋼鐵精品基地的差別，山冶設(shè)計(jì)在山鋼日照鋼鐵精品基地7.3米頂裝焦?fàn)t（SWJ73-1型）基礎(chǔ)上進(jìn)行了蓄熱室和燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，為華菱湘鋼量身定制了SWJ73-2型7.3米頂裝焦?fàn)t，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)目節(jié)能和環(huán)保最優(yōu)化定制需求。目前，該項(xiàng)目兩座焦?fàn)t分別于2021年5月和10月相繼投產(chǎn)，采用焦?fàn)t煤氣加熱，焦?fàn)t煙囪廢氣中的氮氧化物約200mg/m3，給企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。
為滿足焦?fàn)t大型化需求，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)200萬噸以上焦?fàn)t規(guī)模配置，山冶設(shè)計(jì)聯(lián)合PW公司開發(fā)設(shè)計(jì)了7.6米頂裝焦?fàn)t。該爐型最初是為滿足韓國浦項(xiàng)喀拉喀托焦?fàn)t項(xiàng)目需求定制，山冶設(shè)計(jì)根據(jù)目前國內(nèi)配合煤指標(biāo)及燃料特性情況，針對昆鋼云煤集團(tuán)焦化項(xiàng)目和山西盛隆泰達(dá)焦化項(xiàng)目的產(chǎn)能和占地情況，分別定制化設(shè)計(jì)了SWJ76-1型和SWJ76-2型7.6米焦?fàn)t。目前，這兩個(gè)項(xiàng)目正在施工。
作為代表世界一流工藝水平的大型綠色智能焦?fàn)t，7.6米頂裝焦?fàn)t已分別在浦項(xiàng)印尼喀拉喀托公司、印度布山鋼鐵公司（Bhushan）、安塞洛米塔爾法國Fos公司、浦項(xiàng)巴西CSP公司、韓國浦項(xiàng)公司等多個(gè)焦化項(xiàng)目中應(yīng)用，技術(shù)成熟可靠，節(jié)能環(huán)保性能突出。隨著昆鋼云煤能源公司焦化項(xiàng)目和山西盛隆泰達(dá)焦化項(xiàng)目相繼選擇山冶設(shè)計(jì)開發(fā)的7.6米焦?fàn)t，可以預(yù)見，經(jīng)過針對性優(yōu)化定制后，山冶設(shè)計(jì)開發(fā)的7.6米頂裝焦?fàn)t將以更加優(yōu)異的性能，為促進(jìn)我國焦化行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和綠色持續(xù)發(fā)展提供更好的技術(shù)支撐。
為客戶量身定制搗固焦?fàn)t
搗固焦?fàn)t的大型化可提升焦?fàn)t的環(huán)保水平。山冶設(shè)計(jì)順應(yīng)焦?fàn)t大型化趨勢及國家環(huán)保需求，聯(lián)合PW公司為河北新興能源科技股份有限公司焦化項(xiàng)目量身定制了6.73米搗固焦?fàn)t。該爐型是在充分考慮該項(xiàng)目建設(shè)場地狹小的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目場地特點(diǎn)，并結(jié)合項(xiàng)目配合煤指標(biāo)及燃料特性而量身定制的世界首座6.73米搗固焦?fàn)t，同時(shí)也是國內(nèi)單孔容積最大的搗固焦?fàn)t。該項(xiàng)目建設(shè)2×69孔SWDJ673-1型復(fù)熱式搗固焦?fàn)t，目前正在施工。隨著該項(xiàng)目的順利實(shí)施，河北新彭楠焦化有限公司在充分比較了6.73米搗固焦?fàn)t在節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)勢后，也選擇了該爐型，項(xiàng)目建設(shè)4×51孔6.73米搗固焦?fàn)t，目前正在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。
6.25米搗固焦?fàn)t最早應(yīng)用于德國迪林根焦化項(xiàng)目，由PW公司為德國迪林根焦化項(xiàng)目量身定制。目前，國內(nèi)6.25米搗固焦?fàn)t應(yīng)用較多，生產(chǎn)技術(shù)成熟?；诖?，山冶設(shè)計(jì)聯(lián)合PW公司為河南利源新能科技有限公司4.3米焦?fàn)t升級改造項(xiàng)目量身定制了適合該項(xiàng)目配合煤指標(biāo)及燃料特性的新型6.25米搗固焦?fàn)t。該焦?fàn)t采用空氣兩段助燃+廢氣循環(huán)量控硝燃燒技術(shù)、高效薄爐墻技術(shù)、分格蓄熱室技術(shù)、單炭化室壓力調(diào)節(jié)技術(shù)等一系列世界先進(jìn)技術(shù)，有效提高了焦?fàn)t的節(jié)能環(huán)保水平，為新形勢下中國大型搗固焦?fàn)t用戶提供了新的選擇。
山冶設(shè)計(jì)本著精益求精的理念，從中國國情和用戶實(shí)際出發(fā)，已經(jīng)與PW公司聯(lián)合陸續(xù)定制開發(fā)了一系列大型節(jié)能環(huán)保型焦?fàn)t，實(shí)現(xiàn)了焦化能源流高效燃燒和高效傳導(dǎo)，有效降低了焦?fàn)t能耗和污染排放，為我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、低碳導(dǎo)向型的綠色鋼廠提供了新的選擇。
《中國冶金報(bào)》（2021年11月16日 05版五版）
