Введение в процесс сухого охлаждения и оборудование.
2025-12-24
Сухое охлаждение — это метод охлаждения раскаленного кокса с использованием инертного газа. Во время сухого охлаждения раскаленный кокс загружается сверху в закалочную печь. Низкотемпературный инертный газ подается в слой раскаленного кокса в камере охлаждения циркуляционным вентилятором , поглощая тепло от кокса. Охлажденный кокс выгружается снизу закалочной печи. Высокотемпературный инертный газ, выходящий из кольцевого дымохода закалочной печи, подвергается теплообмену в котле сухого охлаждения, в результате чего образуется пар. Затем охлажденный инертный газ подается обратно в закалочную печь циркуляционным вентилятором для повторного использования.
Процесс сухого охлаждения в основном включает в себя систему загрузки раскаленного кокса, систему выгрузки холодного кокса, печь сухого охлаждения и устройство подачи газа, систему циркуляции газа, котельную систему и систему водоподготовки. Основные производственные мощности включают в себя печь сухого охлаждения, устройство загрузки, тележку для выгрузки кокса, элеватор, локомотив и тележку для коксовых банок, коксовые банки, первичный пылеуловитель, вторичный пылеуловитель, котельную установку сухого охлаждения, циркуляционный вентилятор, наземную станцию пылеудаления и установку водоподготовки. В зависимости от фактического проекта, основное оборудование, входящее в систему сухого охлаждения, может варьироваться.
После того, как электровоз тянет тележку с коксовыми банками и выравнивает её с вагонеткой для охлаждения кокса, вращающаяся коксовая банка начинает вращаться. Как только вращение стабилизируется, он подаёт команду на толкание вагонетки с коксом. После приёма кокса вращающаяся коксовая банка останавливается в исходном положении после замедления. После полной остановки электровоз тянет тележку с коксовыми банками к нижней части подъёмника печи сухого охлаждения. После позиционирования и фиксации с помощью системы автоматического разделения потока (APS) она принимает пустую банку. Затем полная банка выравнивается и поднимается, поднимая банку, заполненную раскалённым коксом, до верхней точки подъёмника. Достигнув верхней точки, подъёмник начинает движение. Когда он достигает верхней точки печи сухого охлаждения, загрузочное устройство открывается в нужное положение, и подъёмник начинает опускаться. После того как коксовая банка достигает своего положения, подъемник продолжает опускаться, и нижняя дверца коксовой банки под действием силы тяжести продолжает опускаться вместе со стрелой, автоматически завершая процесс открытия дверцы и выпуска кокса. После того как раскаленный кокс попадает в бункер загрузочного устройства, он равномерно загружается в печь сухого охлаждения через распределительную пластину и подающий колокол.
Система загрузки кокса для сухого охлаждения состоит из электровоза, коксовой тележки, вращающейся коксовой тележки, позиционирующего устройства APS, подъемника, погрузочного устройства и различных концевых датчиков и выполняет функции приема, подачи и загрузки кокса.
1 электровоз
Он перемещается по рельсам для охлаждения кокса со стороны коксового цеха, используется для перемещения и торможения тележки с коксовым резервуаром, а также для управления вращением вращающегося коксового резервуара и приемкой кокса.
2 вращающихся коксовых котла
Он используется для транспортировки раскаленного кокса, выталкиваемого из камеры карбонизации, и, совместно с другим оборудованием, для загрузки раскаленного кокса в печь сухого охлаждения. В процессе приема кокса коксовый бункер вращается вокруг центральной оси, обеспечивая равномерное распределение материала.
3 тележки с кока-колой
Он тянется электровозом и движется по пути коксования, перевозя банки с коксом туда и обратно между коксовой печью и подъемной платформой.
4- позиционное устройство выравнивания APS
Система обеспечивает точное позиционирование и безопасную эксплуатацию коксового танкера под подъемной стрелой и состоит в основном из гидравлической станции и гидравлических цилиндров.
5 подъемников
Перемещаясь по подъемной стреле и верхней направляющей печи сухого охлаждения, контейнеры с раскаленным коксом поднимаются и перемещаются вбок к верхней части печи сухого охлаждения. С помощью загрузочного устройства раскаленный кокс загружается в печь сухого охлаждения. После завершения загрузки пустые контейнеры поднимаются, перемещаются и опускаются на тележку для контейнеров с коксом.
- Загрузочное устройство
Расположенный в верхней части печи сухого охлаждения, он работает совместно с элеватором для загрузки раскаленного кокса из коксовых бункеров в печь. Он выполняет две основные функции: открытие и закрытие крышки печи по команде и загрузку раскаленного кокса в печь сухого охлаждения через бункер.
Система удаления кокса. Том 2.
Охлажденный кокс количественно выгружается электромагнитным вибрационным питателем и подается в поворотный уплотнительный клапан. Вращение поворотного уплотнительного клапана герметизирует циркулирующий газ внутри печи сухого охлаждения, предотвращая утечку наружу печи, а непрерывно выгружаемый кокс направляется на ленточный конвейер для вывода через коксовый разгрузочный желоб.
Оборудование для выгрузки кокса методом сухого охлаждения состоит из двух частей: устройства для выгрузки кокса и конвейерной ленты для кокса. Устройство для выгрузки кокса включает в себя задвижку с пластинчатым механизмом обслуживания, электромагнитный вибрационный питатель, поворотный уплотнительный клапан, вентилятор, автоматическое устройство смазки и разгрузочный желоб для кокса.
- Плоские ворота
Устанавливается на нижнем выходном отверстии печи сухого охлаждения. В нормальных производственных условиях плоский затвор полностью открыт. Во время ежегодного технического обслуживания или при необходимости ремонта устройства для выгрузки кокса плоский затвор закрывается, чтобы предотвратить выпадение кокса со дна печи сухого охлаждения.
- Магнитовибрационный питатель
Это устройство для дозирования и выгрузки кокса. Изменяя величину возбуждающего тока, изменяется амплитуда электромагнитного вибрационного питателя, что, в свою очередь, изменяет количество выгружаемого кокса. Электромагнитный вибрационный питатель оснащен датчиками амплитуды и температуры.
- Поворотный уплотнительный клапан
Кокс, дозированный и выгружаемый вибрационным питателем, непрерывно выгружается в замкнутой системе. Система имеет прямое и обратное вращение; в обычном режиме работы она вращается прямо, а в случае аварии – в обратном направлении.
4 ряда коксовых желобов
Разгрузочный желоб для кокса — это устройство, которое транспортирует кокс, выгружаемый из поворотного уплотнительного клапана, на ленточный конвейер для обеспечения непрерывной и нормальной работы установки сухого закаливания. Расположенный под поворотным уплотнительным клапаном, кокс, непрерывно выгружаемый из клапана, направляется на соответствующий ленточный конвейер посредством переключения перегородок внутри желоба.
5 вентиляторов
Вентилятор непрерывно подает воздух в электромагнитный вибрационный питатель и вращающийся уплотнительный клапан, поддерживая избыточное давление внутри корпуса оборудования, предотвращая попадание пыли, продлевая срок службы оборудования и снижая температуру катушки электромагнитного вибрационного питателя, которая не должна превышать заданное значение. При неисправности вентилятора трехходовой электромагнитный переключающий клапан автоматически переключается на подачу сжатого воздуха или азота в электромагнитный вибрационный питатель и вращающийся уплотнительный клапан.
6 автоматических жироусилителей
Автоматический насос смазки подает консистентную смазку на подшипники и уплотнительные кольца поворотного клапана через регулярные интервалы и в дозированных количествах. Интервал автоматической смазки устанавливается вручную, устройство включает в себя датчики низкого уровня масла и обнаружения реверса. Автоматический насос смазки имеет три режима работы: автономная работа на месте, автономная работа из центральной диспетчерской и работа в связке с ПЛК из центральной диспетчерской.
7 конвейерных лент для кокса
Охлажденный в секции охлаждения печи сухого охлаждения кокс выгружается на конвейерную ленту через плоский затвор, электромагнитный вибрационный питатель, поворотный уплотнительный клапан и разгрузочный желоб. Конвейерная лента перемещает охлажденный кокс. Конвейерная лента оснащена электронными весами, высокотемпературным измерителем радиации и устройством для распыления воды при перегреве. Электронные весы непрерывно взвешивают кокс, а отклонение между взвешенным значением и заданным значением передается на электромагнитный вибрационный питатель для контроля скорости выгрузки кокса в стабильном заданном диапазоне. Когда высокотемпературный измеритель радиации обнаруживает, что температура выгружаемого кокса превышает установленный верхний предел температуры выгрузки, активируется устройство для распыления воды для охлаждения и предотвращения повреждения конвейерной ленты. Точки сбора пыли расположены в начале и конце конвейерной ленты, а также предусмотрены устройство выравнивания ленты и выключатель с тросом для обеспечения безопасной и нормальной работы.
Печь для сухой закалки и система подачи газа. Том 3.
Печь сухого охлаждения является основным оборудованием для сухого охлаждения кокса. Для установок сухого охлаждения с различной производительностью выбираются печи сухого охлаждения различных модификаций.
Круглая печь сухого охлаждения состоит из секции предварительного хранения, зоны наклонных желобов и секции охлаждения. Конструкция печи сухого охлаждения показана на рисунке 3. Печь представляет собой прототип вертикальной желобчатой печи с внешней оболочкой из стальных пластин и конструкционной стали, облицованной теплоизоляционным и износостойким материалом, и кольцевым водонепроницаемым желобом в верхней части. Верхняя часть печи — это секция предварительного хранения, средняя — зона наклонных желобов, а нижняя — секция охлаждения.
Предварительное хранилище окружено кольцевым воздуховодом, который собирает воздушный поток из 36 наклонных каналов. Он разветвляется на две половины по окружности и сходится, ведя к основному пылесборнику. Предварительное хранилище оборудовано уровнемером, устройством измерения давления, устройством измерения температуры и вентиляционным устройством.
Кольцевой воздуховод оборудован устройством подачи воздуха, устройством обхода циркуляционного газа и устройством регулирования воздушного потока. Охлаждающая секция имеет порт для измерения температуры, дренажное отверстие для сушки, люк и отверстие для сушильной печи. Нижняя оболочка охлаждающей секции имеет два воздухозаборника, а в нижней части охлаждающей секции установлено устройство подачи воздуха.
Секция предварительного хранения используется для приема периодически загружаемого красного кокса и выполняет буферную функцию для компенсации колебаний производства. В секции охлаждения красный кокс обменивается теплом с низкотемпературным циркулирующим газом и после охлаждения выгружается. Наклонная секция расположена между секцией предварительного хранения и секцией охлаждения. Низкотемпературный циркулирующий газ, поступающий из нижнего газораспределительного устройства печи сухого охлаждения, поглощает теплоту красного кокса и выводится через наклонную секцию и кольцевой газопровод, после чего проходит через котел сухого охлаждения для теплообмена.
Оборудование для циркуляции газа. Том 4.
Оборудование для циркуляции газов при сухом закалочном производстве кокса включает в себя циркуляционный вентилятор, подогреватель питательной воды, печь для сухого закалочного производства, первичный пылеуловитель, котел и вторичный пылеуловитель.
1 Циркуляционный вентилятор
Он обеспечивает подачу энергии для циркуляции газа и регулирует скорость и объем циркулирующего воздуха в зависимости от условий эксплуатации.
- Первичный пылесборник
Принцип гравитационного пылеудаления используется для отделения крупных частиц кокса от циркулирующего газа, что снижает износ и истирание труб котла (в основном, труб вторичного пароперегревателя) под воздействием циркулирующего газа и защищает трубы котла.
3 Аварийный предохранительный клапан
Это необходимо для подготовки к аварийному сбросу пара в случае разрыва труб котла. В нижней части первичного пылеуловителя расположен зольный бункер для сбора коксовой пыли. Зольный бункер соединен с четырьмя водоохлаждаемыми рубашками, которые, в свою очередь, соединены с бункером для хранения золы. В верхней части водоохлаждаемых рубашек установлен уровнемер; как только уровень достигнут, клапан сброса золы в нижней части водоохлаждаемых рубашек сбрасывает коксовую пыль в бункер для хранения золы. Уровеньер также установлен в верхней части бункера для хранения золы; как только уровень достигнут, клапан сброса золы в нижней части бункера для хранения золы сбрасывает коксовую пыль на скребковый конвейер.
- Вторичный пылесборник
Для отделения мелких частиц кокса от циркулирующего газа используется вертикальный многотрубный циклонный сепаратор, что защищает вентилятор циркуляции газа. Зольный бункер оборудован верхним и нижним уровнемерами. Когда уровень достигает верхнего предела, клапан сброса золы на выходе из зольного бункера выгружает коксовый порошок на скребковый конвейер, расположенный под зольным бункером. Когда уровень достигает нижнего предела, выгрузка коксового порошка прекращается (для предотвращения попадания отрицательного давления в воздух).
-
- Устройство для сбора коксового порошка
Порошок кокса, выгружаемый из зольного бункера вторичного пылеуловителя, собирается скребковым конвейером и затем подается в силос для коксового порошка с помощью ковшового элеватора. Затем порошок кокса поступает в увлажнительный смеситель через зольный выпускной клапан и зольный затвор. После увлажнения и перемешивания порошок кокса транспортируется грузовиком.
Котел сухого охлаждения кокса, том 5
- Принцип работы
Котел сухого охлаждения — это устройство, работающее под давлением и нагревом, которое использует высокотемпературный циркулирующий газ, поглотивший тепло раскаленного кокса, для теплообмена с обессоленной и деоксигенированной чистой водой с целью получения пара с заданными параметрами (температурой и давлением) и качеством, который затем подается потребителям тепла. Это один из типов котлов-утилизаторов тепла.
- Схема процесса
Котел сухого охлаждения является важным компонентом системы сухого охлаждения. После того, как инертный циркулирующий газ охлаждает раскаленный кокс в печи сухого охлаждения, высокотемпературный циркулирующий газ, поглотивший тепло раскаленного кокса, поступает в котел после того, как первичный пылеуловитель удаляет крупные частицы кокса. Котел поглощает тепло для выработки пара, а охлажденный инертный циркулирующий газ проходит через вторичный пылеуловитель для удаления мелких частиц кокса. Затем он подается в печь сухого охлаждения циркуляционным вентилятором для продолжения циркуляции и охлаждения раскаленного кокса.
Ниже кратко описан процесс производства кокса методом сухого охлаждения, включающий в себя основной процесс системы отвода дымовых газов, основной процесс пароводяной системы и саму котельную систему:
1) Расход дымовых газов в системе котла
Циркулирующие дымовые газы, поглотившие тепло от раскаленного кокса, выходят из камеры сухого охлаждения. После удаления крупных частиц кокса первичным пылеуловителем они поступают во входное отверстие котла и текут вертикально вниз, проходя через вторичный пароперегреватель, первичный пароперегреватель, испаритель с открытыми трубами, испаритель с оребренными трубами и экономайзер, прежде чем, наконец, выйти из нижней части печи сухого охлаждения.
-
- 2) Поток пароводяной системы в корпусе котла
Питательная вода для котла подается в котел под давлением многоступенчатого центробежного насоса. Деминерализованная и деоксигенированная чистая вода предварительно нагревается экономайзером перед поступлением в барабан котла. Вода в барабане котла может быть разделена на секцию принудительной циркуляции и секцию естественной циркуляции.
① Часть, относящаяся к естественному циклу
Котельная вода поступает в водоохлаждаемую мембранную стенку через нисходящий трубопровод котла. Котельная вода поглощает тепло и испаряется, превращаясь в пароводяную смесь, которая затем возвращается в барабан котла через водоохлаждаемый мембранный стояк.
② Участок с принудительной петлей
Котельная вода перекачивается из нисходящего трубопровода котла в испаритель с оребренными трубами и в испаритель с открытыми трубами с помощью циркуляционного насоса. Котельная вода поглощает тепло и испаряется, образуя пароводяную смесь, которая затем возвращается в барабан котла через стояк испарителя.
- 2) Поток пароводяной системы в корпусе котла
Пароводяная смесь, образующаяся в этих двух частях, разделяется в паровом барабане. Насыщенный пар выходит из верхней части парового барабана, нагревается первичным перегревателем, а затем поступает в десупернагреватель для распыления воды с целью снижения его температуры. Затем он поступает во вторичный перегреватель для дальнейшего нагрева. Пар, отбираемый из вторичного перегревателя, является основным паром, подаваемым извне.
- Подсистема котла сухого охлаждения кокса
1) Основная система подачи питательной воды в котел
После создания давления насосом питательной воды котла, отработанная вода из деаэратора подается в котел сухого охлаждения через внешнюю тепловую сеть. Расход питательной воды регулируется в соответствии со скоростью испарения в котле сухого охлаждения и уровнем воды в паровом барабане. Открытие регулирующего клапана питательной воды котла автоматически регулируется в соответствии с сигналом обратной связи, тем самым регулируя расход питательной воды котла.
2) Главная паровая система
В котле с сухим охлаждением кокса пароводяная смесь в паровом барабане разделяется пароводяным сепаратором для получения насыщенного пара. Насыщенный пар подается в первичный пароперегреватель через коллектор, где он обменивается теплом с высокотемпературным циркулирующим газом, повышая температуру пара до определенного значения. Затем он направляется в десупернагреватель, где распыляется вода для охлаждения пара до определенной температуры, прежде чем он поступит во вторичный пароперегреватель. Там он снова обменивается теплом с высокотемпературным циркулирующим газом, повышая свою температуру. Перегретый пар, отбираемый из вторичного пароперегревателя, становится основным паром.
3) Система перегрева воды
Часть питательной воды котла поступает в распылительный пароперегреватель котла сухого кокса. В зависимости от температуры основного пара на выходе из вторичного пароперегревателя, количество перегревательной воды, поступающей в пароперегреватель, регулируется автоматическим регулирующим клапаном, обеспечивая тем самым соответствие температуры перегретого пара, подаваемого котлом сухого кокса, заданным требованиям.
4) Система отвода сточных вод и аварийного водоснабжения
В процессе работы котла лишь небольшая часть примесей, поступающих в котел через питательную воду, уносится насыщенным паром; большая часть остается в котловой воде. Со временем содержание солей и шлака в котловой воде накапливается, что потенциально может привести к засорению труб котла. Поэтому для поддержания содержания солей и кремния в котловой воде ниже допустимых пределов и удаления шлака из котловой воды необходимо регулярно сливать часть котловой воды и пополнять ее тем же количеством питательной воды во время работы котла; этот процесс называется продувкой котла. Продувка котла делится на непрерывную и периодическую.
① Непрерывный сброс сточных вод
Этот метод, также известный как поверхностная или верхняя продувка, предполагает непрерывный сброс сточных вод из той части барабана котла, где концентрация солей наиболее высока, для поддержания номинального уровня воды в котле. Объем продувки обычно составляет от 1% до 2% от номинальной испарительной мощности котла. При этом аварийный сливной патрубок и патрубок непрерывной продувки расположены на одном магистральном трубопроводе, что обеспечивает возможность быстрого открытия электрического клапана на аварийном сливном патрубке для слива воды из парового барабана в случае аварии, гарантируя безопасную и стабильную работу котла.
② Регулярный сброс сточных вод
Также известен как периодическая продувка или донная продувка. Этот метод дополняет непрерывную продувку, периодически и быстро сбрасывая котловую воду из самой нижней точки системы циркуляции котловой воды на короткий промежуток времени, тем самым удаляя осадок из котловой воды и улучшая ее качество.
5) Дренажная и вентиляционная система
Вытяжная система используется для слива и отвода отработанного газа во время запуска и работы котлов сухого коксования, чтобы обеспечить безопасную и экономичную эксплуатацию системы котлов сухого коксования и снизить потери пара и воды.
6) Система вторичного пара
В расширительном баке непрерывной продувки котла сухого закалочного кокса вода, продуваемая из этого котла, расширяется и отделяется. Отделенный вторичный пар по внешней сети тепловых труб подается в деаэратор на насосной станции подачи питательной воды деаэратора для повышения коэффициента использования котла сухого закалочного кокса.
7) Система циркуляции охлаждающей воды
Циркулирующая охлаждающая вода, подключенная к внешнему трубопроводу, охлаждает рабочее оборудование системы котла сухого охлаждения кокса и возвращается в градирню для повторного использования по внешнему трубопроводу.
Заключение
Сухое закаливание обладает значительными преимуществами в плане защиты окружающей среды и энергоэффективности, однако высокие инвестиционные и эксплуатационные затраты ограничивают его широкое распространение. Поэтому основной задачей продвижения технологии сухого закаливания является рациональный выбор и внедрение передовых производственных процессов и оборудования для снижения эксплуатационных расходов. Кроме того, преимущества сухого закаливания с точки зрения энергосбережения и сокращения выбросов, вероятно, будут привлекать все больше внимания и приведут к существенному развитию в будущем.
