jn4.3804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目初步设计方案(代可行性研究报告).doc
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1、 JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目四川*能源股份有限公司JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目初步设计(代可研)总经理:分管领导:设计经理:济钢集团国际工程技术有限公司二九年十二月 JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目目录1 总论12工艺方案73工艺及设备84 热工系统及设备195 总图运输326 电气357 自动化仪表及控制系统498 热力569 给排水7010 通风、空调及除尘7611 工业建筑和结构8512 节能9013 环境保护9214 安全与工业卫生9715 消防10516 劳动定员10917概算11018 技术经济115附表:工程设计设备
2、表。附图:1、总平面布置图 WS0903-CD09_L0002、干熄焦工艺平立面布置图 WS0903-CD09_A1013、焦炭输送系统工艺布置图 WS0903-CD09_A3004、环境除尘地面站 WS0903-CD09_D1015、干熄焦本体高压系统图 WS0903-CD09_E101-16、干熄焦电站高压系统图 WS0903-CD09_E101-27、干熄焦低压供配电系统图 WS0903-CD09_E101-38、本体及锅炉系统过程检测和控制流程图 WS0903-CD09_R1009、发电厂房布置图 WS0903-CD09_P20010、循环水泵站 WS0903-CD09_W121 总论
3、1 总论1.1 概述1.1.1 项目名称四川*能源股份有限公司JN4.3-804型机械化焦炉干法熄焦节能技改项目1.1.2 设计依据四川省达州钢铁集团有限责任公司(以下简称:达钢集团)与济钢集团国际工程技术有限公司(以下简称:济钢国际)的双方会议纪要精神。相关的法律法规文件等。达钢集团提供的资料。1.1.3 设计的基本原则在工艺流程选择上做到先进、合理、技术成熟、可靠,并符合国家的行业政策和焦化技术发展方向,采用成熟先进的技术、设备、材料,使主要技术经济指标、整体技术水平、自动化程度达到干熄焦的先进水平。本方案按现有用户提供资料设计,具体进行施工图设计时需要根据现场实际情况进行调整。1.1.4
4、 建设规模及范围四川*能源股份有限公司现有3座JN4.3-804型焦炉,其中1焦炉36孔,2焦炉42孔,3焦炉65孔。单孔炭化室装煤量17.9吨,每孔焦炭产量13.96吨;全年产量84万吨,平均小时焦炭产量96吨。干熄焦本体用户要求按125t/h的规格进行设计,而实际最大熄焦量还是按110t/h,因此余热锅炉和电站的能力是按110t/h干熄焦进行设计。根据用户要求建设125t/h干熄装置1套。本工程为现有3座焦炉配套建设1座125t/h的干熄焦装置,以及发电系统。配套建设的设施有:环境除尘装置、辅机室、主控楼、皮带运输系统、循环水泵房、发电站。干熄焦本体包括:干熄焦装置、一次除尘器、二次除尘器
5、、余热锅炉、锅炉辅机设备、红焦装入设备、焦粉回收设备、冷焦排出设备、提升机调速及控制系统、风机调速系统、电气控制及设备、PLC控制系统、检测仪表。 本项目不包括外供的能源介质,不包括特殊地基处理和原设备设施的拆除或改造。1.2 干熄焦主要技术指标表1-1干熄焦主要技术指标序号指 标 名 称单 位指 标备 注一装置能力1干熄焦额定处理能力t/h1252干熄焦实际处理能力t/h96二产品产量1除尘焦粉万t/a1.59345天(2%)2发电量104kWh12917三原材料消耗1焦炭烧损104t0.72四动力消耗1生产水m3/h168压力:0.4MPa2生活用水m3/h10.3MPa3除盐水m3/h8
6、0.3MPa4用电量104kWh20505蒸汽t/h5.50.61.0MPa6氮气(平均用量)m3/h4220.350.6MPa7仪表用压缩空气m3/min7.20.40.6MPa8普通压缩空气m3/min20.50.40.6MPa9焦炉煤气(烘炉用)m3/h400200017590kJ/m31.3 工艺过程红焦从焦炉中送到安放在电机车拖挂的平板车上的焦罐里。焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭(13.96t)。平板车及焦罐由电机车运送到干熄焦装置前,并与牵引装置的轨道对正。牵引装置将焦罐从电机车轨道上移到提升机提升井的中心线上,提升机用护板把焦罐顶部盖上。提升机将焦罐提升并横移至干
7、熄炉炉顶,通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。装焦完毕焦罐升起(这时焦罐底板自动关闭)并被运送到提升机提升井前。这时装焦装置自动走开,干熄炉装焦口盖上盖子。空焦罐放下,安放到移动的平板车上,之后,由牵引装置移到电机车上。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换,焦炭被冷却至180(设计值)以下,经排焦装置卸到带式输送机上,然后送往筛贮焦系统。1.4 总图布置干熄焦系统布置于No.焦炉焦侧,焦炉烟囱与熄焦塔之间的区域。干熄焦装置布置于No.焦炉端台处,现湿法熄焦粉焦沉淀池及焦炉上煤带式输送机需进行改造,耐材库拆除;运焦系统,从干熄槽下设地下带式输送机,经转运绕过焦炉烟囱后送至凉焦台尾轮机房;
8、主控楼、辅机室及除盐水槽布置于干熄焦装置左侧,现焦油库泵房区域;汽轮发电站及其循环水泵站布置于现热电车间区域。1.5 工业建筑本专业设计内容主要包括:125t/h干熄焦装置构架,APS液压站,地下及地上运焦皮带通廊及转运站,环境除尘,辅机室,主控楼,发电厂房,外部地上架空电缆通廊及区域内蒸汽管道支架,设备基础等内容。1.6 公辅设施简述氮气、压缩空气、电力等公辅介质由设计方提出要求,业主接至干熄焦区域。电站发出的电送至电站边界,后续由业主配套。干熄焦系统的排水接入业主干熄焦区域的排水系统。1.6.1 电力本工程所需的两路10kV电源联络线引自中区110kV/10kV变电站的不同母线,每路均能承
9、担100的用电负荷,且可分别作为发电联络线进行并网。汽轮发电机出口电压10.5kV。按工作时间按8280小时/年,干熄焦工程:年用电量:20.5106kWh年发电量:129.17106kWh 1.6.2 自动化仪表及控制系统本工程设计三电自动化控制系统,完成1座处理能力125t/h的干熄焦装置及配套设施的检测和控制;以及干熄焦区域各种介质的计量。自动化仪表及控制系统的工程范围包括以下子项:干熄焦主体;锅炉;公辅设施;汽轮机。1.6.3 热力压缩空气:普通压缩空气用户消耗量20.5Nm3/min,净化压缩空气消耗量7.2Nm3/min,压缩空气使用压力0.40.6MPa。业主供应。氮气:由业主供
10、应。管道供气能力1450Nm3/h,正常使用量为422Nm3/h,压力0.40.6MPa。1.6.4 给排水本项目不需新建除盐水站,除盐水由业主除盐水站统一供应。本项目建设循环水泵站和冷却塔,设备能力按两座干熄焦同时使用考虑。生产循环水用量: 5400m3/h。除盐水用量:正常8m3/h。生产新水用量: 168m3/h。生活用水量:1m3/h,最大2m3/h。生产废水排放量:56 m3/h。1.6.5 暖通、除尘通风:干熄焦主控楼高、低压配电室、电缆夹层、干熄焦底部焦炭外送地下皮带通廊、干熄炉底部、锅炉辅机室等需设机械通风降温和排除有害气体,换气次数均不小于8次/小时。空调:干熄焦主控室及PL
11、C室需设空调,以保证电气、仪表设备的正常运行。空调设备均采用风冷式空调机。除尘:干熄焦装置除尘系统主要用于控制并捕集干法熄焦生产及焦炭在转运过程中散发的有害气体和大量焦粉尘,干熄焦除尘最大风量200000m3h。1.7 概算投资本概算建设项目总投资为16280.93万元。总投资概算表1-2。表1-2 总投资构成表序号项 目 名 称投资额(万元)占静态投资(%)1建筑工程费2378.8714.662安装工程费3615.3422.293设备购置费8698.7853.634工程建设其他费用904.065.575基本预备费623.883.85静态投资合计16220.931006建设期贷款利息0.00动
12、态投资合计16220.937铺底流动资金60.00建设项目总投资16280.93111 工艺方案2 工艺方案2.1 干熄焦工艺布置干熄焦装置布置于No.焦炉端台处,现湿法熄焦粉焦沉淀池及焦炉上煤带式输送机需进行改造;运焦系统,从干熄槽下设地下带式输送机,经转运绕过焦炉烟囱后送至凉焦台尾轮机房;主控楼、辅机室及除盐水槽布置于干熄焦装置左侧,现焦油库泵房区域;汽轮发电站及其循环水泵站布置于现热电车间区域。CDQ环境除尘布置于干熄焦装置左侧,粉焦沉淀池下侧区域。红焦运输系统采用横移装置,将焦罐从熄焦线横移至提升框架。牵车台不含在于本工程,由四川*能源股份有限公司根据干熄焦生产运行情况进行适应性改造。
13、 工艺及设备3 工艺及设备3.1 设计采用的规程、规范及标准(1)机械设备安装工程施工及验收通用规范(GB50321-98)(2)钢制焊接常(低)压容器(JB4735-1997)(3)凸面板式平焊钢制法兰(JB/T81-1994)(4)对焊钢制法兰(JB/T82.14-1994)(5)钢制管法兰盖(JB/T86.12-1994)(6)现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50236-98)(7)冶金设备安装工程施工及验收规范(通用规定)(YBJ201-1983)(8)冶金机械设备安装工程施工及验收规范(焦化设备)(YBJ214-1988)(9)工业金属管道工程施工及验收规范(GB502
14、35-97)3.2 干熄焦工艺参数干熄焦主要工艺参数见表3-1。表3-1 干熄焦主要工艺参数( 1125t/h干熄焦装置)项目名称主要工艺参数焦炉配置143孔、4.3m焦炉每孔炭化室出焦量13.96t焦炉循环检修时间1.5h(每班)每孔焦炉操作时间6.5min紧张操作系数1.07干熄焦配置能力1125t/h焦炭温度:干熄前9501050干熄后180系统循环气体流量154000Nm3/h循环气体温度:进干熄炉135出干熄炉900980干熄焦产汽率0.575t/t焦干熄炉日操作制度24h连续干熄站年工作制度:工作345d连续检修20d3.3 工艺流程红焦从焦炉中送到安放在电机车拖挂的平板车上的焦罐
15、里。焦罐容量设计为可以接受一个焦炉炭化室的全部焦炭(13.96t)。平板车及焦罐由电机车运送到干熄焦装置前,并与牵引装置的轨道对正。牵引装置将焦罐从电机车轨道上移到提升机提升井的中心线上,提升机用护板把焦罐顶部盖上。提升机将焦罐提升并横移至干熄炉炉顶,通过带布料器的装入装置将焦炭装入干熄炉内。装焦完毕焦罐升起(这时焦罐底板自动关闭)并被运送到提升机提升井前。这时装焦装置自动走开,干熄炉装焦口盖上盖子。空焦罐放下,安放到移动的平板车上,之后,由牵引装置移到电机车上。在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换,焦炭被冷却至180(设计值)以下,经排焦装置卸到带式输送机上,然后送往筛贮焦系统。循环风机将
16、冷却焦炭的惰性气体从干熄炉底部的供气装置鼓入干熄炉内,与红热焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为900980,经一次除尘器除尘后进入干熄焦锅炉换热,温度降至160180。由锅炉出来的冷循环气体经两台并联的单管旋风二次除尘器除尘后,由循环风机加压,再经换热器冷却至135后进入干熄炉循环使用。一二次除尘器分离出的焦粉,由专门的输送设备将其收集在焦粉仓内,汽车外运。3.4 干熄焦设备主要技术性能、参数按照干熄焦装置工艺成熟技术先进运行可靠以及生产操作自动化原则,基本实现设备国产化。3.4.1 干熄焦冷焦输送系统负责将干熄完的焦炭从干熄炉底部运至晾焦台皮带。冷焦运输皮带配有洒水装置和焦炭称
17、量装置。该焦炭输送系统的带式输送机均按带宽1000mm(能力按140t/h设计)。系统采用PLC控制。操作为三班制。 主要设备技术规格皮带机采用耐温220的耐热胶带。冷焦炭运输系统设有电子皮带秤对焦炭进行连续称量,电子皮带秤由自动化专业设计。主要设备选型及技术参数:胶带机: (共3条)带宽:1000mm带速:1.25m/s能力:140t/h焦炭比重:0.5t/m33.4.2 红焦输送系统红焦输送系统将炭化室中推出的红热焦炭运送至干熄炉炉顶,并与装入装置相配合,将焦炭装入干熄炉内。主要设备包括电机车焦罐车(运载车及焦罐)对位装置、牵引装置及提升机等。当干熄焦装置年修或出现事故时,电机车牵引和操纵
18、备用的一台湿熄焦车去熄焦塔湿法熄焦。3.4.2.1 焦罐台车两层结构,上层为承托焦罐的移动托车,底部4个车轮,轨道垂直于运载车长度中心线,轨距7500mm,前后端有焦罐上下运动的导向架。下层为8轮平板车,轨距1435mm,主要由台车框架制动器及焦罐提升导向轨道等组成。主要技术规格:数量:2台(1台操作1台备用)结构:型钢与钢板焊接结构台车重量:约42t移动方式:由电机车牵引轨距:1435mm轨型:QU100制动方式:气闸制动3.4.2.2 焦罐焦罐主要由焦罐体及摆动的底闸门和吊杆组成。焦罐体由型钢构架和铸铁内衬板构成。焦罐两侧设有导向辊轮供升降导向,还设有与底闸连动的提吊罐体的吊杆。在罐体底部
19、,设有中隔梁将焦炭导向对开底闸门。焦罐的主要技术规格:数量:3个(2个操作1个备用)形状:矩形结构:型钢与钢板焊接结构装焦重量:14吨焦罐重量:约41t(不含焦炭重量)主要材质:焦罐本体:Q235-A内衬板:耐热球墨铸铁及耐热铸钢绝 热:陶瓷纤维闸门本体:不锈钢304N装焦温度:最大11003.4.2.3 电机车电机车运行在焦炉焦侧的熄焦车轨道上,用于牵引和操纵焦罐车或湿熄焦车。该电机车既能满足干法熄焦的作业要求,又能满足湿法熄焦的作业要求。具有运行速度快,调速性能好,对位准确且行车安全的特性。主要有车体、走行装置、控制系统、气路系统、电气系统及安保系统等组成。干熄焦系统需电机车2台,一开一备
20、。电机车的主要技术规格:车体型式: 两层固定双轴台车式轨距:1435mm 牵引重量:97t(满罐时)走行速度:240、60、25、10m/min走行调速形式:变频调速(VVVF)电机车对位精度:100mm电机车自重:约40t3.4.2.4 APS对位装置为确保焦罐车横向轨道与牵引装置轨道对接准确,在熄焦车轨道外侧设置了一套液压强制驱动的自动对位装置,主要由液压站及液压缸组成。主要技术规格:数量:1套类型: 由液压缸控制的强制对位定位精度:由锁紧前的100mm至锁紧后的10mm液压缸:2个,100250 压 力 :约14MPa自动对位装置总重:约3t自动对位装置总功率:约35.5kW3.4.2.
21、5 横移牵引装置将焦罐运载车上的移动托架连同焦罐横向拖动至提升井架下。主要技术规格:数量: 1套轨距:6000mm横移距离:12350mm横移速度:0.6m/s设备重量:44t3.4.2.6 焦罐提升机提升机运行于提升井架及干熄炉框架上,将装满红焦的焦罐提升并横移至干熄炉炉顶,与装入装置相配合,将红热焦炭装入干熄炉内,装完红焦后又将空焦罐放回到移动托车上,牵引装置再将移动托车和空焦罐反向送回到焦罐车上。提升机的特点是运行速度快、自动控制水平高,正常操作时由PLC自动控制,与其它设备连动,车上无司机操作。提升机的电控系统置于地面的电气室内。 设备特征提升机工作制度为起重机械设计标准GB3811-
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