CDQ机组吨焦发电量指标分析

CDQ机组吨焦发电量指标分析

王洪革

（临汾市特种设备监督检验所山西041000）

摘要：通过对2016年8至11月，某单位干熄焦系统的生产事件进行统计，对比国内同行业的先进指标，分析现干熄焦系统运行存在的不足。以提高余能利用率，提高干熄焦发电效率为目的，提出提高CDQ系统吨焦发电量的方案。

关键词：干熄焦技术；吨焦发电量；工业抽汽；干熄率

一、干熄焦发电技术在国内的的运行情况及其指标

目前，大多数国内大型钢铁厂的焦化工序，都配套有干熄焦系统。干熄焦的所产生的余热蒸汽，用于发电及供热。吨焦发电量（kwh/t）作为干熄焦系统的一项重要指标，直接体现CDQ机组运行的经济性和余能余热的利用水平。

据了解，国内钢铁厂中，首钢的吨焦发电量为142kwh/t，济钢为161kwh/t，梅钢为130kwh/t，某单位2016年8-11月的吨焦发电量为131.7kwh/t（焦炭产量738068t，发电量97234mw），宝钢及其他钢铁厂的干熄炉蒸汽多用于供热，该项指标无法进行比较。

在干熄率方面，济钢、首钢的干熄率均为100%，某单位的干熄率为97%。

二、影响指标的主要因素

（一）空冷岛布置

1.通风存在问题，空冷岛地势低且四周建筑林立，自然通风不畅，环境温度偏高

空冷岛设计参照太原市环境温度，其中最热月平均气温为24.27℃。但因空冷岛建筑地势较低，周围有干熄炉，烧结厂房，焦化皮带等高层建筑，造成通风不畅，环境温度偏高。根据实际运行，观察发现夏季环境的平均气温达27℃，较设计高2.73℃。在汽轮机排气温度t1、凝结水温度t2不变的情况下，作为冷源的空气温度t3升高，空冷岛平均温压Δtm将降低，即空冷岛的换热量减少，造成汽轮机排气压力升高，机组热耗增加。

2.周围环境较差，尤其湿法熄焦时，造成空冷岛表面敷有一层杂质，使空冷岛的热阻增加，传热减弱

由于空冷岛布置在焦炉湿熄塔的下风向，湿熄塔运行时，冷凝水和杂质落在空冷岛表面，造成换热管的壁厚δ及热阻1/λ增加，传热系数K降低，也将造成空冷岛换热量减少。汽轮机真空降低，机组热耗增加。

根据传热方程可知，平均温压Δtm及传热系数K降低，传热量Q减少，使汽轮机真空降低。据统计，8-11月汽轮机的平均排汽压力为24kpa，比设计的15kpa高，主蒸汽的在汽轮机内的焓降约减少50kJ/kg，折算减少发电量5365.6mw；折合吨焦发电量7.27kwh/t。

（二）投用工业抽汽，机组发电量减少

为平衡公司的蒸汽管网，满足各种情况下的生产及生活用汽，在二电系统供外蒸汽无法不能满足公司生产的情况下，需CDQ机组投用抽汽，补充中压蒸汽管网。汽轮机的平均抽汽压力为1.4Mpa，温度320℃，抽汽的焓值为3072kJ/kg。

在汽轮机主蒸汽量一定的情况下，抽汽量的增加将减少机组的发电量。CDQ机组主蒸汽压力为8.8Mpa，温度522℃，主蒸汽焓值为3442kJ/kg；排汽压力为27kpa，排气焓为2321kJ/kg，汽轮机焓降为1021kJ/kg。可见，抽汽的焓降为370kJ/kg，较排汽要减少651kJ/kg。即增加1t抽汽减少发电量180.8kwh。

据统计，2016年8月1日至2016年11月30日，CDQ汽轮机共投抽汽210小时，抽汽量约10500t，折算减少发电量1898.8mw；折合吨焦发电量2.57kwh/t。

（三）焦化检修频繁，启停造成热量损失

焦化厂因各种原因，如：循环风机故障、提升机故障、旋转密封阀卡等，需停炉检修，处理故障。从干熄炉处理故障后开始装焦干熄，到锅炉主蒸汽品质（压力8.83Mpa，温度535℃）合格并汽，送至汽轮机发电，共需1.5小时；其中，从循环风机风量正常后，干熄焦正常排焦，到锅炉并汽，需要0.5小时。期间，锅炉开排大气运行，蒸汽无做功；焦炭产量为70t，吨焦发电量减少。

据不完全统计，2016年8月1日至2016年11月30日，共停炉检修30次。即在主蒸汽排空不做功的情况下，生产2100t焦炭；折合吨焦发电量0.38kwh/t。

三、改进建议

（一）合理投用工业抽汽

面对公司不同的生产方式，在平衡公司蒸汽管网产用时，尽可能采用二电系统的供外蒸汽，减少使用CDQ机组的工业抽汽，以保证机组在纯凝工况下运行，可有效提高机组的发电量。

焦炉年修结合气温考虑，尽可能放在夏季高温时段。

由于夏季环境温度高，机组的真空较低，汽轮机的焓降减少，吨汽发电量降低。焦炉可选择在夏季（6-8月）进行年修，同时CDQ机组配合检修，减少在高温环境下运行时间。

（二）提高焦炭的干熄率

在焦炭产量及CDQ机组发电量不变的情况下，若焦碳干熄率提高1%，吨焦发电量也可相应提高1%。即焦化干熄率由97%提高至100%，我厂CDQ机组吨焦发电量可由现在的127kwh/t提高至131kwh/t。

（三）焦化设备故障集中进行检修，减少停机次数

干熄炉系统启停过程中，造成干熄焦系统的发电效率低，影响机组的吨焦发电量指标。可适当考虑对设备缺陷进行集中检修，以减少干熄焦系统启停次数，减少锅炉主蒸汽排空。

结语

为使CDQ机组运行更加经济，通过合理投用工业抽汽、调整焦化年修时间、提高干熄率等手段可有效提高CDQ机组的吨焦发电量。