新建焦化厂能耗设计及计算方法
焦化厂新建必须把能耗设计放在第一位，因为布局建设完成后再改动非常不易，所以在建设前期在目前技术水平上达到既先进合理又节能有效。
一是电耗，一说电耗有人就认为液体流量、扬程确定后，电机配置也就确定了，这个道理不错，但是扬程是否有改变是我们研究的基础，扬程降低，电耗降低，我们有这方面的技术。
二、焦化厂能源结构在改变，配套干熄焦投运后，蒸汽在焦化厂变得多起来，利用蒸汽还是电力，需重新评估确定能耗基础。包括乏汽回收。
1 钢铁焦化厂采取节能降耗措施的重要意义
改革开放以来，我国的经济取得了突飞猛进地发展和进步，以钢铁工业为例，我国的钢产量已经跃居世界第一，这极大地促进了我国社会生产和生活的发展。但与此同时我们也要清醒地认识到，伴随着经济发展而产生的能源浪费和环境污染问题，已经给国民经济的进一步发展造成了制约。同样以钢铁工业为例，据相关资料显示，钢铁业的能耗已经占据了我国工业总能耗的10%以上，并且这其中存在着相当程度的能源利用率低和浪费现象。与国外先进的生产技术水平相比，我国钢铁工业的能源利用水平明显较高，这显然不利于我国钢铁业的持续健康发展，也与当前我国推进工业生产方式转型和走可持续发展道路的战略目标背道而驰，必须引起我们的重视。
现实中，考虑到铁前系统是钢铁工业中的“耗能大户”，所以铁前系统必须承担起钢铁工业节能降耗的重任。对铁前系统能源流程（如图1所示）的分析中不难发现，焦化工序又是其中的主要能源消耗环节和二次能源制造环节，所以其节能降耗潜力十分巨大。因此，有必要加强对焦化工序节能降耗措施的研究和应用工作，通过引进节能技术和改善生产工艺等措施来提高焦化企业的能源利用率和发展循环经济，进而促使我国焦化行业取得持续和谐的发展。
图1 铁前系统的能源流程图
2 节能降耗措施探讨
2.1 降低炼焦煤耗
在焦化工序中，洗精煤消耗与焦炭产量是衡量其能耗的重要指标，所以降低炼焦煤耗是焦化厂提高节能降耗水平的重要途径之一。首先，应该采取措施提高炼焦煤的使用效率。一方面要对炼焦煤进行妥善的保管和存放，避免因暴风雨等自然气候环境影响而带来的炼焦煤损失或变质等问题的发生；另一方面要加强对煤场的均质化管理和尽量降低煤场库存，通过稳定煤质和降低焦化运行成本来保障炼焦煤的使用效率。其次，提高单炉装煤量，稳定单炉产量。对炼焦车间的给料器等装置进行改造，并结合单种炼焦煤性质，对不同配比条件下的小焦炉实验以及工业实验产量最大化的粒度分布进行研究，通过找准规律来确保实际生产中的炭化室煤能够装满、装匀、装实，进而最大程度地提升单炉产量。
2.2 应用蒸汽回收过滤技术
焦化工序是钢铁业中的二次能源制造环节，其产生的蒸汽具有非常大的回收利用潜力。在这种背景下，有必要加强对蒸汽回收过滤技术的应用。实践已经证明，在焦化工序中应用蒸汽回收过滤技术，可以有效地将熄焦工序产生的蒸汽加以回收利用，这促进了焦化企业发展循环经济，提高了其节能降耗水平。
2.3 其他降耗措施
2.3.1 降低电耗
焦化厂在进行生产过程中会消耗大量的电能，而这些电能消耗中有一部分是完全可以避免的。首先，应该对焦化厂的生产车间进行全方位的技术改造和优化，通过降低皮带空转率和优化各类泵组等措施来降低电能损耗。其次，对炼焦中用到的各类循环风机和除尘风机等装置加装变频调速装置，这也可以在不影响焦化厂正常生产的前提下大幅度降低电能损耗。
2.3.2 降低蒸汽消耗
现实中，焦化厂的蒸汽消耗主要集中在化产回收车间，其消耗的蒸汽主要被用来进行蒸氨、脱苯、脱硫以及保温。鉴于此，可以考虑对化产回收车间的相关装置进行改造和升级，进而达到降低蒸汽消耗的目的。例如可以对蒸氨塔进行技术改造，通过使用斜孔蒸氨塔代替浮阀蒸氨塔就可以大幅度降低蒸汽消耗。
2.3.3 降低氮气消耗
在焦化厂中，干熄焦车间的干熄炉通常设计使用氮气来进行充氮。当前虽然很多焦化企业建成并投入使用了干熄焦及发电系统，但这些系统在使用后却并未充分发挥其应有的作用，究其根本原因主要在于焦炉、废水处理以及配煤工艺等运行管理方式比较落后，不能充分支持干熄炉的稳定生产。鉴于此，必须根据焦化厂的实际生产情况，及时转变焦炉、废水处理以及配煤工艺等运行方式，通过降低可燃气体成分及生产负荷波动等措施来达到降低氮气消耗和提高发电量的目的。此外，焦化企业还可以从焦炉炉温管理、干熄炉内的稀有气体成分控制和干熄焦系统内的温度料位控制这三方面入手，通过对工艺操作过程进行优化来降低氮气使用量。
2.3.4 降低水耗
除了对电能、蒸汽以及氮气的消耗之外，焦化厂也是耗水大户。现实中，焦化厂消耗的水主要被用于冷却，还有一小部分为活耗水。为了降低水资源的消耗，焦化厂也应该在节水方面下功夫。具体而言，首先应该尽量提高水资源的利用率。如炼焦煤气初冷器用工业新水冷却煤气，而工业水冷却完煤气后完全可以作为焦化厂软水站生产软水，这样就提高了水资源的循环利用水平，降低了水资源的消耗。
3 下一阶段节能降耗工作
随着国家对节能降耗工作的重视度不断提高，各种节能降耗技术措施也在不断被开发出来，这为焦化厂提高节能降耗水平奠定了技术基础。未来为了促进焦化行业取得持续和谐的发展，除了继续加强对节能降耗技术的引进和应用外，还需要加强对现有生产工艺和设备的技术改造力度，通过加强工艺升级，比如采用干熄焦发电系统、烟道气余热余能回收利用、焦炉上升管余热回收技术、初冷器上段余热回收技术等等，来达到提高能源利用率和降低生产成本等目的，进而实现以最少的能源消耗来实现最大效益的目的。
4 结束语
总的来说，焦化企业必须提高对节能降耗工作的重视，一方面要求加强对各种节能降耗技术措施的引进和应用工作，另一方面还应不断研究各种新技术和新工艺，通过提高生产过程中的能源利用水平和二次能源的回收率来促进焦化行业的持续健康发展，进而为整个钢铁业的发展做出更大的贡献。
附：焦化厂焦炭单位产品综合能耗在GB 21342中规定
电力折算标准煤系数为当量值时焦炭单位产品能耗限额参考值
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单位产品综合能耗限额，限定值（kgce/t） |
单位产品综合能限额，准入值（kgce/t） |
单位产品综合能耗限额，先进值（kgce/t） |
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155 |
125（若使用捣固焦，为130） |
115 |
焦炉是一种大型的复杂的加热炉。如对焦炉的热工操作的好坏进行评价，除检查分析焦炉温压制度的合理性外，很重要的一项综合指标是供给焦炉加热热量的利用效率。生产中常以炼焦耗热量作为评定指标。但要全面分析焦炉的热量利用率和节能的可能性，必须对焦炉进行热平衡测定与计算，并由此得出炼焦炉的热效率。
焦炉的炼焦耗热量是指1kg入炉煤炼成焦炭需要供给焦炉的热量，单位是KJ/kg煤。炼焦耗热量指标除了作为用来加热焦炉的煤气消耗量的计算依据以外，还是评定焦炉结构完善、热工操作和管理水平好坏以及决定炼焦消耗定额高低的一项主要指标。由于应用的方面不同，采用的计算基准各异，所以炼焦耗热量的计算方法不同。
炼焦耗热量计算如下：
1、湿煤耗热量计算
焦炉加热湿煤耗热量：qar＝V0,MQ ·QDW/1000 (kJ/kg)
V0,MQ—每吨入炉煤（湿基）所需的加热煤气量，m3/t；
QDW—加热煤气低位发热量，kcal/ m3；
V0,MQ＝V总/G
V总—焦炉加热总煤气流量（机侧+焦侧），m3/h；
G—焦炉每小时处理的配合煤量，t/h；
G=G1*N/τ
G1—焦炉单孔装煤量，t；
N—焦炉孔数；
τ—周转时间，h
2、换算为水分7%的相当耗热量
用焦炉煤气加热时，
q=q湿-29（Mar-7）
用贫煤气加热时，
q=q湿-33（Mar-7）
Mar—配合煤料水分，%；
当焦炉操作条件一定时，湿煤耗热量随入炉煤水分的变化而改变。由于各焦炉装入煤水分不同，所以湿煤耗热量相互之间缺乏可比性，其数值的大小，也不能真实地反映出焦炉热工操作的水平。
在统一计算基准的前提下，将实际湿煤耗热量换算为水分含量相同（7%）的湿煤的耗热量即采用相当耗热量便于国内各企业相互比较和交流。
用炼焦耗热量作为焦炉热工评价指标，虽没有热效率那样全面而且随着炉体老化耗热量还发生变化，但耗热量是基本反映焦炉的能耗情况。计算方法简单，所以仍将它作为焦炉热工的考核指标。
原冶金部焦炉等级标准 kJ/kg煤(含水7%)
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炉龄(年) |
加热煤气类别 |
特级 |
一级 |
二级 |
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3～10 |
焦炉煤气 |
2290 |
2340 |
2390 |
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贫煤气 |
2570 |
2630 |
2690 |
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11～18 |
焦炉煤气 |
2340 |
2390 |
2440 |
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贫煤气 |
2630 |
2690 |
2750 |
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19～25 |
焦炉煤气 |
2390 |
2440 |
2490 |
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贫煤气 |
2690 |
2750 |
2810 |
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＞25 |
焦炉煤气 |
2440 |
2490 |
2540 |
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贫煤气 |
2750 |
2810 |
2870 |