YBT《干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算方法》編制說明

1、干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) （征求意見稿 ） 編制說明一、工作簡況1、任務(wù)來源本項目是依據(jù)工業(yè)和信息化部工信廳科 201873 號文“關(guān)于印發(fā) 2018年第四 批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知”下達的項目計劃，項目編號為2018-1993T-YB,項目名稱為“干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算方法”，本項目是制定項目，主要起草單位： 鞍鋼股份有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等。2、工作過程20 1 7年1 1月，根據(jù)工業(yè)和信息化部下達的項目申報要求，主要起草人對標(biāo)準(zhǔn)的 格式、規(guī)范重點、步驟和進度交換了意見，隨后成立了標(biāo)準(zhǔn)起草小組，鞍鋼股份有限 公司為主編制單位，正式開展標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的編制工作。201

2、7年 12月至 2018年 5月進行資料收集工作，將與本方法有關(guān)的已發(fā)布的國 際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等認真比對，盡可能做到不重復(fù)、不矛盾。2018年6月至 2018年9月，在查閱收集整理國內(nèi)外干熄焦系統(tǒng)相關(guān)熱平衡基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，形成標(biāo)準(zhǔn)編制的基本框架。2018年10月至 2018年12月，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)計劃落實會的要求，確定了標(biāo)準(zhǔn)的 編制計劃。2019 年 1 月至 2 月，主編單位按照標(biāo)準(zhǔn)的基本框架，結(jié)合主編單位干熄焦的運 行實際，進行干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試，并對測試的數(shù)據(jù)進行整理計算，驗證標(biāo)準(zhǔn)中測 試方法的可操作性，為標(biāo)準(zhǔn)的起草奠定基礎(chǔ)。2019 年 3 月至 8 月，各參編單位按照標(biāo)

3、準(zhǔn)編制框架進行標(biāo)準(zhǔn)初稿的起草工作， 主編單位綜合匯總各參編單位提交的初稿，形成標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。2019年9月至 2020年3月，由主編單位發(fā)起與參編單位共同對標(biāo)準(zhǔn)草案初稿進 行討論，匯總意見和建議，對標(biāo)準(zhǔn)草案初稿部分修改后，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。2020年4月至 5月，在行業(yè)內(nèi)開展廣泛征求意見。3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)由鞍鋼股份有限公司、 冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、 中冶焦耐工程技術(shù)有限 公司、中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司共同起草。主要成員：甘秀石、李衛(wèi)東、郝博、所做的工作：樸志民任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負責(zé)對各階段標(biāo)準(zhǔn)的審 核；甘秀石、李衛(wèi)東為本標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)筆人，負

4、責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制；李衛(wèi)東、 郝博負責(zé)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、性 能和使用經(jīng)驗進行總結(jié)和歸納； 甘秀石、李衛(wèi)東負責(zé)對國內(nèi)外產(chǎn)品和技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā) 展情況進行全面調(diào)研；甘秀石、李衛(wèi)東負責(zé)對各方面的意見及建議進行歸納、整 理。二、國內(nèi)外情況及編制原則1、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀干熄焦技術(shù)在國內(nèi)最早應(yīng)用是1985年，上海寶鋼引進日本4X 75t/h干熄焦裝置 投產(chǎn)運行，隨后干熄焦技術(shù)在國內(nèi)開始發(fā)展并逐漸國產(chǎn)化，目前，干熄焦技術(shù)在國內(nèi) 鞍鋼、寶鋼、濟鋼、首鋼、攀鋼等各鋼鐵企業(yè)得以應(yīng)用，得到鋼鐵企業(yè)的一致認可。華菱漣源鋼鐵對干熄爐和鍋爐進行了熱平衡測試， 僅對紅焦和冷焦

5、溫度進行了測 試，但循環(huán)氣體各參數(shù)（成份、壓力、溫度、循環(huán)氣體量） 、空導(dǎo)量、排焦量、焦粉 量、水等關(guān)鍵數(shù)據(jù)沒有進行實際測試，均采用干熄焦系統(tǒng)記錄值，容易造成誤差，因 此可操作性不強，同時對干熄焦系統(tǒng)沒有進行相關(guān)測試。安陽鋼鐵、濟鋼、宣鋼也對干熄焦進行了熱平衡測試，但其所有的數(shù)據(jù)來源均為 系統(tǒng)記錄值，沒有進行測試，對系統(tǒng)顯示值的真?zhèn)螞]有進行測試和識別，科學(xué)性和可 操作性較低，同時缺少干熄焦系統(tǒng)熱平衡的相關(guān)測試。干熄焦作為一項國家推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，同時隨著鋼鐵企業(yè)干熄焦裝置的投 產(chǎn)、運行，干熄焦技術(shù)人員需要對其各項運行參數(shù)的變化實時掌握和調(diào)整，以提高紅 焦顯熱的回收效率、 降低焦炭的燒損率和減

6、少系統(tǒng)的熱支出， 從而降低煉焦工序能耗。2、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時 修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)制定與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推 廣相結(jié)合，本著先進性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào) 性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中，主要按 GB/T 1.1 2009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第 1 部分：標(biāo) 準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則的要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)的測試和計算方法時，綜合考慮干 熄焦系統(tǒng)的生產(chǎn)實際和設(shè)備運行現(xiàn)狀，充分體現(xiàn)了本標(biāo)準(zhǔn)的可操作性、實用性、合理 性和先進性，達到規(guī)范和引導(dǎo)技術(shù)進

7、步與應(yīng)用，提高管理水平，起到保護環(huán)境和節(jié)能 減排的作用。3、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性中國制造 2025中“全面推行綠色制造”重點領(lǐng)域中提到，組織實施鋼鐵、有 色、化工等傳統(tǒng)制造業(yè)能效提升，大力推進清潔生產(chǎn)、循環(huán)利用等專項技術(shù)改造，開 展余熱余壓回收等重大節(jié)能環(huán)保、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范，實施重點區(qū)域、行業(yè)清潔生 產(chǎn)水平提升計劃，強化綠色監(jiān)管，健全節(jié)能環(huán)保法規(guī)、 標(biāo)準(zhǔn)體系，加強節(jié)能環(huán)保監(jiān)察， 推行企業(yè)社會責(zé)任報告制度，開展綠色評價，努力構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠 色制造體系。干法熄焦技術(shù)是相對于濕法熄焦而言的， 主要是利用冷的惰性氣體， 在干熄爐中 與熾熱紅焦換熱從而冷卻紅焦。 吸收了紅焦熱量的惰性氣體

8、將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn) 生蒸汽， 產(chǎn)生的蒸汽用以發(fā)電， 被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機鼓入干熄爐繼續(xù)冷卻 紅焦。在干熄焦過程中， 80的紅焦顯熱被回收，同時與濕法熄焦相比，避免了濕法 熄焦急劇冷卻對焦炭結(jié)構(gòu)的不利影響，其機械強度、耐磨性、真比重都有所提高。焦 炭M40提高了 3-6%, M10降低了 030.8%，反應(yīng)性指數(shù)CRI明顯降低。而且杜絕了酚、 氰化物、硫化氫、氨等有毒氣體的排放和減少了 CO、SQ對環(huán)境的污染，具有明顯的 節(jié)能、環(huán)保和改善焦炭質(zhì)量的作用。干熄焦技術(shù)不僅可以大幅降低企業(yè)能耗、節(jié)約能 源而且還能改善環(huán)境質(zhì)量， 是焦化企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一， 在鋼鐵聯(lián)合企 業(yè)已經(jīng)得

9、到大力的推廣。目前與干熄焦相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 32975干熄焦節(jié)能技術(shù)規(guī)范 ，但該標(biāo)準(zhǔn) 側(cè)重于干熄焦節(jié)能技術(shù)， 未重點突出干熄焦節(jié)能技術(shù)應(yīng)用后的效果分析即具體的熱平 衡（包括相關(guān)參數(shù)）測試方法與計算標(biāo)準(zhǔn)，無法對干熄焦系統(tǒng)的熱回收效率、焦炭燒 損率等重要參數(shù)進行有效考量。因次有必要制定干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算的標(biāo) 準(zhǔn)，通過熱平衡測試，可以有效地對干熄焦的實際運行效果做出評估，對干熄焦運行 系統(tǒng)優(yōu)化提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐， 也對干熄焦技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化改進、 推廣和應(yīng)用提供幫 助。因此，有必要制定“干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算方法” 的標(biāo)準(zhǔn)，填補行業(yè)空白。三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定本標(biāo)準(zhǔn)共分 10章，

10、主要內(nèi)容包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、熱平衡測試與計算基準(zhǔn)、設(shè)備及爐子概況、爐子近期生產(chǎn)情況、測試的準(zhǔn)備、測試步驟、 測試內(nèi)容、部位與方法、計算方法、熱平衡測試報告主要內(nèi)容。3.1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了干熄焦系統(tǒng)熱平衡測試與計算的術(shù)語和定義、 熱平衡測試與計算基 準(zhǔn)、測試步驟、測試內(nèi)容、部位與方法、熱平衡計算、熱平衡測試報告。3.2 規(guī)范性引用文件 本標(biāo)準(zhǔn)中焦炭的工業(yè)分析及干熄焦排焦溫度的確定均采用我國現(xiàn)行有效國家標(biāo) 準(zhǔn)。3.3 術(shù)語和定義對本標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的、 具有特定意義的專業(yè)術(shù)語進行了定義。 本標(biāo)準(zhǔn)共定義和解釋 了 9 個術(shù)語，術(shù)語的定義僅限于本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)使用。3.4 熱平衡測試與計算基準(zhǔn)

11、 明確了熱平衡測試與計算的基準(zhǔn)溫度與壓力、燃料發(fā)熱量、測試范圍、測試時間 及計算單位等內(nèi)容。3.5 干熄焦系統(tǒng)概況、爐子近期生產(chǎn)情況 主要是統(tǒng)計干熄焦系統(tǒng)各設(shè)備最近一個月的生產(chǎn)運行狀況。3.6 測試的準(zhǔn)備主要包括測試人員熟悉設(shè)備狀況、 制定測試方案、組織測試人員并進行工作分工、 準(zhǔn)備相關(guān)測試設(shè)備及工具并進行預(yù)備性測試。3.7 測試步驟按測試內(nèi)容進行測試與記錄， 以實際測試為主以系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)為輔的方法， 對所 測數(shù)據(jù)進行分析整理，并按本標(biāo)準(zhǔn)的計算方法進行計算。3.8 測試內(nèi)容、部位與方法測試內(nèi)容、部位與方法是本標(biāo)準(zhǔn)的核心之一。主要包括（ 1）紅焦的裝入量、溫 度、工業(yè)分析等參數(shù)的測試與分析； （

12、2）冷焦的排出量、溫度、工業(yè)分析等參數(shù)的測 試與分析；（3）循環(huán)氣體的溫度、壓力、成份、流量等參數(shù)的測試； （4）空導(dǎo)氣體的 溫度、壓力、流量等參數(shù)的測試； （5）空導(dǎo)氣體的溫度、流量等參數(shù)測試； （6）一除 塵器、二除塵器焦粉排出量的測定； （7）鍋爐蒸汽溫度、壓力、流量等參數(shù)； （ 8）鍋 爐給水的壓力、溫度、流量等相關(guān)參數(shù)； （9）鍋爐排污水的壓力、溫度、流量等相關(guān) 參數(shù)；（10）干熄爐水封水的進出口溫度、流量等參數(shù)； （11）干熄爐、余熱鍋爐及相關(guān)附屬設(shè)備、管道表面溫度； (12)爐體四周大氣及室內(nèi)環(huán)境參數(shù)。3.8.1 紅焦a) 紅焦裝入量 由干熄焦提升機處的計量裝置讀取或者利用軌道衡

13、稱量得到。具體為計 1h 內(nèi)重 罐重量和空罐重量，然后相減，統(tǒng)計紅焦裝入量。優(yōu)先采用軌道衡，沒有條件的企業(yè) 也可采用提升機稱重計量。b) 紅焦溫度在裝滿紅焦的焦罐到提升井架底部時， 在提升井架平臺處用熱電偶對焦罐內(nèi)的紅 焦進行測量，共抽取 3 爐，取平均值。c) 入爐焦炭工業(yè)分析 在焦?fàn)t出焦時或在裝滿紅焦的焦罐到達提升井架底部時進行取樣，按 GB/T2001 焦炭工業(yè)分析測試方法進行分析。3.8.2 冷焦a) 冷焦排出量 首先對排焦皮帶的皮帶秤進行校核，然后直接讀取。皮帶秤計量不準(zhǔn)確或沒有皮帶秤時，應(yīng)首先對皮帶轉(zhuǎn)速進行測量，然后取1m長度皮帶上的焦炭進行稱重，最后進行計算。b) 冷焦溫度用紅外

14、測溫儀對在排焦皮帶上的焦炭溫度進行測試，或按YB/T4706干熄焦排焦溫度的測定與計算方法進行測試。c) 出爐焦炭工業(yè)分析在排焦皮帶處取樣，按GB/T2001焦炭工業(yè)分析測試方法進行分析。3.8.3 循環(huán)氣體a) 循環(huán)氣體量的測試 從現(xiàn)場的管道儀表上讀取?，F(xiàn)場儀表計量不準(zhǔn)確時，用煙塵采樣儀測試。b) 溫度可直接讀取現(xiàn)場儀表的數(shù)值， 也可分別在余熱鍋爐前、 余熱鍋爐后、循環(huán)風(fēng)機前、 循環(huán)風(fēng)機后、干熄爐前及干熄爐后用熱電偶測試。c) 壓力可直接讀取現(xiàn)場儀表的數(shù)值，也可在溫度測試處用壓力表進行壓力測試。d）循環(huán)氣體取樣和分析在溫度測試處用便攜式或在線煙氣分析儀進行測試， 亦可采用直接取樣裝袋送實 驗

15、室進行成分分析。3.8.4 空導(dǎo)氣體a）空導(dǎo)氣體量 從現(xiàn)場的管道儀表上讀取?，F(xiàn)場儀表計量不準(zhǔn)確時，用煙塵采樣儀測試。b）空導(dǎo)氣體溫度 用熱電偶對空導(dǎo)氣體的溫度進行測試。3.8.5 放散氣體a）放散氣體量 一般認為與空導(dǎo)氣體量相同，或用煙塵采樣儀測試。b）放散氣體溫度 用熱電偶對放散氣體的溫度進行測試。3.8.6 焦粉排出量a） 一次除塵器焦粉量排空冷卻套管下的儲灰倉， 在上料位開始報警 5min 后開始排放焦粉（開始計時）， 待上料位報警停止（計時結(jié)束），對排出的焦粉進行稱重，按照從開始計時到計時結(jié) 束的時間來換算焦粉排出量。b） 二次除塵器焦粉量排焦粉至下料位報警處， 報警開始停止排焦粉，

16、并開始計時 1h 后繼續(xù)排焦粉（開 始計時），至下料位再次報警（計時結(jié)束），對排出的焦粉進行稱重，按照從開始計 時到計時結(jié)束的時間來換算焦粉排出量。3.8.7 鍋爐產(chǎn)蒸汽 蒸汽的壓力、溫度、流量等相關(guān)參數(shù)由現(xiàn)場計量儀表直接讀取。3.8.8 鍋爐給水 鍋爐給水的壓力、溫度、流量等相關(guān)參數(shù)由現(xiàn)場計量儀表直接讀取。3.8.9 鍋爐排污 鍋爐排污水的壓力、溫度、流量等相關(guān)參數(shù)由現(xiàn)場計量儀表直接讀取。3.8.10 干熄爐水封a）干熄爐水封水量干熄爐水封流量用超聲波流量計進行測試，測試位置在進干熄爐水封平臺上的進 水管道處。b）進、出口水溫進口溫度，有循環(huán)水箱的測量水箱中水的溫度，沒有循環(huán)水箱的按照大氣溫

17、度考 慮。出口溫度，測水封出口處滿流水溫度。3.8.11 干熄爐、余熱鍋爐及相關(guān)附屬設(shè)備、管道表面溫度測試干熄爐、余熱鍋爐及相關(guān)附屬設(shè)備、管道等外表面溫度，可將體系表面分成 若干個溫度相近的區(qū)域，然后用熱流計直接測出各部分的平均熱流量和平均溫度，或用便攜式紅外測溫儀、熱像儀等測出各部分平均溫度，計算出熱流量，測定內(nèi)容參照 附錄D。3.8.12 爐體四周大氣及室內(nèi)環(huán)境參數(shù)a）大氣溫度、環(huán)境溫度、風(fēng)速應(yīng)與爐體表面溫度測量同時進行。b）用氣壓計測定大氣壓力。c）用風(fēng)速儀測定干熄爐爐頂、爐底、爐腹的風(fēng)速。3.9 計算方法計算方法是本標(biāo)準(zhǔn)的另外一個核心，主要包括干熄爐熱平衡、鍋爐熱平衡、干熄 焦系統(tǒng)熱平

18、衡三個方面。3.9.1 干熄爐熱平衡叢損熱他其 A-r!am; 熱散面表爐熄干 fr*4 +14 nK BriB Ba abB rL- 失損熱水封水紅焦帶入熱 入爐氣體帶入熱 焦炭燃燒熱焦炭揮發(fā)分顯熱匚空導(dǎo)氣體帶入熱 干熄爐冷焦帶出熱 循環(huán)氣體帶出熱焦粉帶出熱熱支出項熱收入項圖1干熄爐熱平衡干熄爐熱平衡的熱收入項和支出項如圖 1所示。其中熱收入項包括紅焦帶入熱、入爐氣體帶入熱、焦炭燃燒熱、焦炭揮發(fā)分顯熱及空導(dǎo)氣體帶入熱，熱支出項包括冷 焦帶出熱、循環(huán)氣體帶出熱、水封水熱損失、焦粉帶出熱、干熄爐表面散熱及其他熱 損失。3.9.2 鍋爐熱平衡1- ! i 耳表爐鍋循環(huán)氣體帶出熱余熱鍋爐鍋爐蒸汽帶出

19、熱_| 焦粉帶出熱1其他熱損失1熱支出項熱收入項.執(zhí)八、散循環(huán)氣體帶入熱.鍋爐給水（除氧器）帶入熱一焦粉帶入熱圖2鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡的熱收入項和支出項如圖2所示。其中熱收入項包括循環(huán)氣體帶入熱、鍋爐給水（除氧器）帶入熱、焦粉帶入熱，熱支出項包括循環(huán)氣體帶出熱、鍋爐 蒸汽帶出熱、焦粉帶出熱、鍋爐外排污水帶出熱、鍋爐表面散熱及其他熱損失。3.9.3 干熄焦系統(tǒng)熱平衡干熄焦系統(tǒng)是將干熄爐、鍋爐、一除塵器、二除塵器、熱管換熱器當(dāng)做一個整體 來考慮，干熄焦系統(tǒng)熱平衡的熱收入項和支出項如圖 3所示。其中熱收入項包括紅焦 帶入熱、焦炭燃燒熱、焦炭揮發(fā)分顯熱、鍋爐給水帶入顯熱、補充氣體帶入熱、低壓 蒸汽帶入

20、顯熱。熱支出項包括冷焦帶出熱、干熄爐表面散熱、焦粉帶出熱、放散氣體帶出熱、污 水帶出熱、水封水熱損失、鍋爐蒸汽帶出熱、鍋爐表面散熱、一除塵器熱損失、二除 塵器熱損失、換熱器系統(tǒng)熱損失。紅焦帶入熱入爐氣體帶入熱熱散面表 站出帶焦冷失損熱水封水 IB m 3 失損熱散_焦炭燃燒熱_焦炭揮發(fā)分顯熱干熄爐:焦循環(huán)氣體空導(dǎo)氣體帶入熱焦粉帶入熱塵器循環(huán)氣體循環(huán)氣體帶 帶出熱A 入熱循環(huán)氣體帶- 入熱焦粉帶焦粉帶入熱出熱一次除余熱鍋爐環(huán)熱循帶帶熱污水帶出熱蒸汽帶出熱表面散熱I放散氣體帶出熱循環(huán)氣體帶出熱-散熱損失熱帶換熱器循環(huán)氣體帶入熱O循環(huán)風(fēng)機熱入帶甲一 汽蒸壓低耳_循環(huán)氣體帶岀熱散熱損失體熱 循入帶熱

21、焦入二次除塵器熱收入項熱支出項系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)項 - - 圖3干熄焦系統(tǒng)熱平衡按照“3.8測試內(nèi)容、部位與方法”中的測試方法對熱平衡收入項和支出項中的 流量、溫度等參數(shù)進行測試，然后按照公式Q MCt,kJ/h對各收入項和支出項的熱量進行計算。其中Q表示物質(zhì)帶入或帶出的熱量kJ/h , M表示質(zhì)量或流量，t/h或 mVh ； C表示對應(yīng)的物質(zhì)的比熱容，kJ/kg. °C或kJ/m3. °C； t表示溫度，°C。3.9.4 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)a）干熄爐熱效率gxiQxhgl100% (1)式中：gxl 干熄爐熱效率，%Qxhg1 循環(huán)氣體帶出熱，kJ/h ；Qrs1 干熄爐熱收入項總和，kJ/hb）余熱鍋爐熱效率glQzqQrs2100% 式中：gl 余熱鍋爐熱效率，%Qzq 鍋爐蒸汽帶出熱，kJ/h ；Qrz2 余熱鍋爐熱支出總和，kJ/hc）干