先进炼焦技术的典范

　　意大利卢基尼皮翁比诺焦化厂45孔新焦炉建设项目按照合同时间，于2002年6月28日正式完工，在合同生效的24个月后推出第一炉焦。性能测试工作在该年10月份成功实现，达到了所期望的环保与生产指标要求。自6月份开始生产以来，该焦炉即成为先进炼焦技术的典范，其原因是选择了正确的技术与专业的项目管理。在技术方面，最主要的标准是做到安全、可靠，大量使用先进的工程设计工具。在项目管理方面，每个阶段的严密控制和积极进取的专业队伍是项目成功的关键。

　　项目特点
　　新焦炉建在了原来的30孔和32孔奥托焦炉的原址上，原有下喷式焦老炉高4．5m。原有的钢筋混凝土结构被重新利用，以前的喷嘴孔基础台变成了喷枪式焦炉耐火砖结构的基础。新设计方案的大幅度削减成本不仅体现在土木工程上，而且最大程度地利用了原有结构和附属设备，如副产品设备、熄焦塔、煤塔、装煤设备和推焦设备等。焦炉耐火材料的装配工作于2001年11月完成。

　　基础结构的重新利用将焦炉的长度限定在以前的喷嘴孔基础台的长度范围内。为了获得可用容积，新焦炉的高度增加到6．2m，还修改了煤塔，使其适应新的装料车。表1给出了新焦炉的主要尺寸参数和质量参数。新焦炉投产不久，焦炭质量就达到了如下指标：挥发分0-80％、M40—76、M10—7.6、CRI～26、CSR—62。这个质量甚至超过了双方的合同规范。

　　软件工具
　　新焦炉在设计过程中使用了大量的专用软件工具进行优化。SAW加热墙静态分析软件建立在计算方法的基础之上，该方法能够校验不同膨胀压下的焦炉结构，并考虑了来自焦炉顶部和锚锭系统的力。VAP虚拟组装计划模型能演示复杂的焦炉内衬，防止出现设计错误，防止在焦炉建设中出现问题。FAN主要用来评估氮氧化物和温度分布，三维流体动力模型优化了加热墙烧嘴系统和完整的氮氧化物放散分析。COPS炼焦模拟软件是一套集成系统，分析模拟工厂物流，动态生产模型的目标是优化炼焦厂物流，改进维护制度。FAS强制空气系统用于燃烧优化和炉柱冷却，改善工作环境。BEST焦炉内窥镜系统能在建造过程中观察、检测内部情况。
　　上述工具的广泛使用将设计、建造和投产过程中的错误隐患将到最低程度。其最终的结果是焦炉的设计基本没有错误，这是实现所有保证值的基础。

　　投产运营
　　2002年3月份，焦炉开始加热。实际加热曲线准确地沿着由加热控制系统得出的规划曲线发展。91天后，加热结束，焦炉保持在一个稳定的、狭窄的温度范围内，允许进行最终的测试和热试工作。最终，在2002年6月28日推出第一炉焦炭，完全符合双方约定的质量标准。
　　然后，焦炉进入微调阶段。2002年10月成功地进行了两次为期5天的性能测试，分别进行焦炉煤气加热和混合煤气(高炉煤气和焦炉煤气)加热。在此阶段实现的技术参数为：煤炭吞吐量1540t／d，单位焦炉煤气消耗量492keal／kg(保证值535kcal／kg)，单位混合煤气消耗548kacl／kg(保证值575kcal／kg)，加热墙水平温度分布±30℃，焦炉垂直温度分布±40℃。

　　环境保护
　　由于焦化厂位于旅游胜地，距离皮翁比诺城非常近，故生态保证要求非常严格。为符合EIPPCB法规、美国法律和EPA标准，要保证达到以下标准，即烟囱排放：废气中粉尘量最大50mg／m3(stp)，废气中氮氧化物最大500mg／m3(stp)；焦炉扩散：焦炉门最大放散4％，焦炉盖最大可见放散0.4％，上升管最大可见放散2.5％。
　　所有这些保证都成功实现，某些放散物甚至低于保证值50％以上，如使用混合煤气时氮氧化物的放散量不到200mglm3(stp)。

　　自动控制
　　先进的自动化控制系统——炼焦设备的调节与优化是保持长期的优异生产状态的先决条件。该系统的主要目标是：
　　*通过精确计算结焦过程的终点，处理加工煤气温度曲线，来获得稳定的焦炭质量，降低放散量。
　　*因为应用了焦炉热量控制模型，燃料消耗降低，焦炉寿命延长。该模型根据产量要求和煤炭的物理化学性质定义、设定最佳的燃烧系统设定点。
　　*集中式焦炉设备管理系统，主要由集线器管理接口站构成，显示炼焦设备、机械和附属设备的相关信息。
　　*报告并记录工艺和生产数据，用于静态分析和预防性维护。

　　该系统将推焦与装料时间表、焦炉热量控制与机械自动化高度集成在一起，其主要功能有：
　　*集中式设备监管使得中心控制室内的生产人员能监控所有焦炉设备。
　　*根据生产要求来制定推焦与装料时间，并考虑到了计划性与非计划性生产延误和可能的停工。
　　*监控干馏进度，显示所有焦炉的结焦进度，通过工艺煤气温度来决定焦炉何时能推焦。
　　*焦炉热量控制。供应焦炉的热流率根据生产要求(计划的结焦时间)、煤炭的湿度与灰分、工艺规范等通过热平衡计算得出。在当前的结焦时间和焦炉温度的基础上进行反馈修正。

　　结语
　　为了能以极高的专业水准来完成工程，整个项目在实施过程中应用了非常先进且灵活的控制工具。而且，具有丰富经验的管理队伍、技术纯熟的工程队伍及现场人员的整体配合是整个项目得以胜利完成的关键。这个现代高效的焦炉遵守着合同约定的时间在24个月内建成投产。

表1  新焦炉的主要参数