钢铁集团生产系统余热余压利用技术改造工程可行性研究报告

目录1概述111项目概况112项目建设的必要性、有利条件和意义213可行性研究的编制依据、原则及范围62工艺设计方案821高炉煤气余压透平发电装置（TRT）822转炉煤气回收1823转炉余热锅炉装置273总图运输3331厂区概况3332总平面布置3533竖向布置3534运输3535绿化及消防3636总图运输主要技术经济指标364电力3741概述3742高炉炉顶压差发电3743转炉煤气回收及余热锅炉3744照明385给排水4051概述4052高炉炉顶压差发电4053转炉煤气回收4154转炉余热锅炉4155排水416采暖通风4261当地气象资料4262通风4363采暖437自动化仪表4471概述4472设计原则4473高炉炉顶压差发电系统4574转炉煤气回收及余热锅炉系统478环境保护4981设计依据及标准4982工程概况4983环境影响分析及治理5084噪声5285厂区绿化5386环境监测和管理5387本次技术改造的环境效益539劳动安全和工业卫生5491编制依据5492采用的标准与规范5593工程概况5594生产过程中职业危险、危害因素分析及防范措施5510节能60101编制依据60102概述60103综合节能情况61104节能措施6111消防63111编制依据及采用的标准、规范63112工程火灾因素分析63113防范措施6412投资估算6621概况66122编制依据66123投资分析67124投资估算表67125说明6713技术经济分析73131资金来源73132项目实施进度73133流动资金74134成本预测74135销售收入74136利润分配74137评价指标计算75138盈亏平衡分析75139敏感性分析751310评价结论751概述11项目概况111厂址地理环境集团有限公司厂（以下简称西钢）位于小兴安岭南麓的伊春市西林区。北距伊春49KM，南距南岔55KM。地理位置为东经12917，北纬4727。四面环山，松花江支流汤旺河从厂东侧经过，汤旺河为西钢工业水源。西林河从厂区南侧经过并流入汤旺河。厂区距汤林线西林站西北约3KM，汤林铁路、鹤伊（高等级）公路在厂区东侧经过，交通运输便利。112企业现状集团公司始建于1966年，经过40多年的发展建设，现已成为大型钢铁企业集团，是中国制造业500强，2006年排名第422位。集团现有总资产44亿元人民币，两个生产基地分别位于伊春市和阿城市，形成由一个核心企业、五个全资子公司和两个控股子公司组成的企业集团。已形成年钢200万吨的综合生产能力，年钢产量占全省的70左右，是黑龙江省最大的钢铁联合企业，是全国75家重点钢铁企业和黑龙江省属13家重点企业之一，也是黑龙江省唯一的建筑钢材和中型钢材生产基地。被省企业管理协会、企业家协会、工业经济联合会联合誉名为“龙江钢铁的脊梁”。企业是伊春市的重要经济支柱之一，税收约占全市的40左右。西钢现有铁矿、石灰石矿、选矿、烧结、焦化、炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢、轧钢等主体生产厂矿和辅料、动力、电力、制氧、运输及机修铸造等辅助生产厂，还有检化验、计控、通讯、安全环保、原燃辅料供应与产品销售系统，是具有从采矿到轧材的全部主体工艺、辅助与公用设施各工序的钢铁联合企业。西钢1998年通过ISO19002质量体系认证，2002年完成了质量体系GB/T90012000标准转换。企业多年来先后获得“全国质量效益型先进企业”、“全国用户满意企业”、“黑龙江省用户满意企业”、“重合同守信誉企业”、“质量、品种、效益标兵企业”等诸多荣誉称号。有较高的知名度和信誉度。建筑钢材和中异型钢材质量稳定，获得了国家建筑钢材实物质量金杯奖，并获得国家产品质量免检证书。12项目建设的必要性、有利条件和意义121项目建设的必要性1211顺应形势，落实节约资源的基本国策我国经济高速发展，能源消耗迅速增加，但能源的开发和生产却严重滞后于消费增长，使得供需矛盾日益突出。随着经济的发展，预计在“十一五”期间及以后相当长的的时间内，我国能源需求将呈强劲增长态势，供需矛盾继续加大。目前，我国单位国内生产总值的能耗比世界平均水平高24倍，与国际先进水平比则高出更多。能源的粗放利用，也带来了环境的严重污染。与此同时，国际国内市场能源价格大幅度攀升，使得一些高耗能企业的生产成本也大幅度上升。为此，国家提出了实现“十一五”GDP能耗降低20左右的约束性目标目标。要实现节能降耗的目标，就必须做到资源开发与节约并举，把节约放在首位。就要以提高能源利用效率为核心，以企业为实施主体，大力调整和优化结构，加快推进节能技术进步。企业余热余压利用工程是解决我国能源短缺，缓解能源供需矛盾，保障国家经济发展的重大措施之一。加大余热余压利用力度，对生产工艺过程中产生的可燃气体和压差加以回收利用，不仅可以提高生产企业的能源利用效率，节约大量的能源，而且可以降低生产成本，为企业创造可观的经济效益，增强企业竞争力。钢铁行业是耗能大户，占全国总能耗的14（2003年）。近几年推行节能措施后，能耗虽逐年下降，但与先进国家相比仍有较大差距。目前，我国钢铁行业的余热余压还没有得到充分利用，如钢铁企业的高炉煤气、转炉煤气、高炉压差等。由此而产生的煤气的大量放空，不仅造成能源的严重浪费，同时也污染了环境。因此，迫切需要采取措施，减少能源消耗。1212抓住机遇，促进企业发展高炉炉顶余压发电技术（TOPGASPRESSURERECOVERYTURBINE简称TRT）是国家“十一五”十大重点节能环保推广项目，是利用高炉炉顶煤气的剩余压力，将高炉煤气导入透平膨胀机作功推动汽轮机转动，带动发电机发电。根据炉顶压力的不同，吨铁发电约2030KWH。该技术既回收原来由减压阀组泄放的能量，又降低噪音、同时稳定了炉顶压力，改善高炉生产条件，可实现不产生任何污染，做到无公害发电，是很有价值的二次能源回收及节能环保项目。TRT技术的先进性主要在于以下方面1、不消耗任何燃料TRT装置区别于传统的发电装置，它利用减压阀组前后的煤气压力差，将净化后的煤气导入煤气透平机械，使气体在机械内膨胀做功，推动与透平同轴的发电机旋转发电。做功后的高炉煤气进入厂区的能源分配管网，整个工艺过程中高炉煤气始终在密闭的管道和密封程度很高的透平机内运行。2、无污染公害的最经济的发电工艺采用TRT技术后，高炉煤气减压过程产生的噪声由原采用减压阀组的110140分贝降低到85分贝以下，防止震动造成管道破裂而产生煤气泄露。采用TRT发电，可减少等量燃煤火力发电的发电量，可以减少向大气中排放大量的二氧化碳气体，这对改善环境污染都将发挥积极的作用。同时TRT发电属于二次能量回收，除必要的运行成本外不需消耗新的能源，是最经济的发电工艺。转炉煤气是转炉在冶炼生产过程中产生的烟气，其平均热值约为8995KJ/M3（CO含量按70计算），产量约为7090M3/T钢。如能有效地加以利用，对企业节能降耗、降低生产成本、提高产品的市场竞争力将有极大的促进作用。与此同时，转炉高温烟气还带有大量的热能，其温度可达12001600，须将其冷却后方可进行除尘、回收利用。为了对这一部分热能进行回收，可在转炉炉口上部设置烟道式余热锅炉，既可利用炉气余热产生蒸汽，供发电VD炉等生产及制冷采暖等生活之用，又可将炉气冷却900以下，以满足除尘设施及回收煤气的要求，同时降低转炉炼钢成本。西钢本部现有550M3高炉1座，1080M3高炉1座、120T转炉2座。目前，西钢的高炉炉顶压差、转炉煤气及其余热均未能加以利用。综上所述，开展生产系统余热余压利用，建设高炉炉顶压差发电工程和转炉煤气及其余热的回收利用工程，不仅是国家实行可持续发展战略的需要，也是企业自身发展的需要。不仅会给社会带来巨大节能效益和环境效益，也会为企业带来巨大的经济效益。因此，尽快实施此项工程，是摆在在西钢面前十分必要也是十分紧迫的任务。122项目建设的有利条件和意义1）西钢具基础设施完备，水电供应充足，可满足项目建设需要；2）在西钢现有1座550M3高炉、1座1080M3高炉、2座120T转炉的基础上建设转炉煤气回收和高炉炉顶压差发电，不需要建设配套公用辅助设施及生活设施，可节约大量资金；3）TRT项目实施后，可以解决西钢目前由于高炉所用的原料产地杂，炉顶压力波动，影响高炉发挥最佳效益的问题。改善高炉生产条件，提高高炉生产效率；4）项目建成后，不仅可以回收利用大量的二次能源，进一步降低企业能耗和产品成本，提高产品的市场竞争能力和企业经济效益。而且可推进企业节能进步，并且使公司的装备水平和管理水平达到一个新的层面；5）本项目不仅具有显著的节能效益，同时也具有良好的环保效益，可做到节约能源与环保并举，实现真正的节能减排。13可行性研究的编制依据、原则及范围131编制依据1）国家有关法律、法规及相关设计规范；2）工程设计委托书；3）建设单位提供的有关资料。132编制原则根据集团的实际情况和发展要求，本工程设计遵循以下设计原则1）严格执行国家、部门、行业和地区现行的有关设计规范、标准及规定；2）采用成熟、先进、适用的工艺技术和设备，确保工程投产后能够可靠、安全、稳定、连续地生产，达到预期的设计效果；3）充分考虑公司的资金状况、承受能力、场地问题和实际需求的具体情况，充分利用西钢现有的工艺设备和公用辅助设施。在各个方面合理掌握降低造价，尽最大努力减少工程投资。4）综合布局、整体协调，总图布置合理，力争节省投资和建设用地；5）确保工艺顺畅，与所依托的主体工程合理对接，且充分考虑建设时不影响已运行设施的正常生产；6）在设计中严格执行国家和行业在环保、职业安全卫生、消防设计等方面的有关规定。133设计范围根据西钢设计委托书要求，本可行性研究范围包括西钢现有1座550M3高炉、1座1080M3高炉配套的高炉压差发电工程、现有2座120T转炉产生的转炉煤气回收利用工程的工艺及相关内容的设计。2工艺设计方案21高炉煤气余压透平发电装置（TRT）211主要建设内容和生产规模本项目主要建设内容为集团公司现有的1座550M3高炉和1座1080M3高炉分别各自配套建设1套高炉煤气余压透平发电装置（TRT）。550M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）发电能力为3500KW，1080M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）发电能力为6000KW，本项目发电能力合计为9500KW，全部输送并入国网。212高炉煤气余压透平发电装置（TRT）概述TRT的主要媒质为高炉煤气，传统的高炉煤气是经调压阀组减压后并入高炉煤气低压管网供用户使用的。高炉煤气余压发电，是钢铁企业一项有效的能源回收措施，高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是国际公认的钢铁企业重大能量回收装置，它是利用高炉煤气具有的压力能、热能，把煤气导入透平机膨胀，使压力能、热能转化为机械能，驱动发电机发电的一种装置。这种装置既回收了减压阀组白白泄放的能量，使投入高炉鼓风机的能量实现部分回收，二次能源的循环梯阶利用，又净化了煤气、降低了噪音、大大改善了高炉炉顶压力控制的品质。它具有结构简单、污染少、容量大、寿命长和节能显著的优点，因此在能源综合利用上获得越来越广泛的应用。TRT技术是先进的、成熟的。TRT的主要媒质为高炉煤气，传统的高炉煤气是经调压阀组减压后并入高炉煤气低压管网供用户使用，TRT装置就是利用高压高炉煤气到低压煤气用户的差压的能量进行节能发电的一套装置。其主要工艺流程为高炉煤气经重力除尘、干法布袋除尘后分为两路一路经TRT入口蝶阀、电动插板阀、快速切断阀后进入TRT透平机做功，并带动发电机做功发电。TRT装置设旁通快开阀、以保护机组的安全运行。TRT透平机出口设电动插板阀、电动蝶阀等设施与低压煤气管网相连。干法除尘后另一路作为TRT发电装置的备用系统，经电动减压阀组将高压煤气减为低压煤气后与低压煤气管网相连。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）不仅可以回收煤气的压力能和热能，又可净化煤气，降低噪音污染，同时TRT装置在正常运转时能代替减压阀组，很好地调节和稳定高炉炉顶压力，对保证高炉顺行、增产有良好的作用。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）在保持回收发电功能基础上，通过对高炉炉顶压力进行高精度的智能控制，不仅可以升高高炉炉顶压力的设定值，增大高炉送风的质量流量，从而提高高炉冶炼强度，达到提高高炉利用系数、降低焦比的功效。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）主要包括透平主机、液压伺服控制系统、润滑油系统、大型阀门、无刷励磁发电机组、氮气密封系统、给水系统、自动控制系统、高低压发配电系统等。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）在生产运行中不产生污染，不消耗燃料，无公害，具有显著的经济效益和社会效益。213西钢高炉现状集团公司现有1座550M3高炉和1座1080M3高炉。550M3高炉利用系数38T/M3D，年有效工作天数为355天，生铁生产能力为742万T/A，高炉煤气净化采用干式除尘工艺，高炉煤气从炉顶导出后，先经过重力除尘器，再经过高炉煤气布袋除尘器，煤气中的含尘量降至10MG/M3以下，最后经过减压阀组减压后通过管道送往煤气用户。550M3高炉煤气产生量为17万M3/H，煤气中的含尘量小于6MG/M3，经过高炉煤气布袋除尘器后的煤气压力正常值为120KPA，最大值为150KPA，煤气温度正常值为145，最大值为180。1080M3高炉利用系数28T/M3D，年有效工作天数为355天，生铁生产能力为1074万T/A，高炉煤气净化采用干式除尘工艺，高炉煤气从炉顶导出后，先经过重力除尘器，再经过高炉煤气布袋除尘器，煤气中的含尘量降至10MG/M3以下，最后经过减压阀组减压后通过管道送往煤气用户。1080M3高炉煤气产生量为25万M3/H，煤气中的含尘量小于10MG/M3，经过高炉煤气布袋除尘器后的煤气压力正常值为150KPA，最大值为180KPA，煤气温度正常值为150，最大值为200。214高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设计参数550M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设计参数见表21，1080M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设计参数见表22。550M3高炉TRT设计参数表21项目单位设计参数透平入口煤气量M3/H170000透平入口煤气压力KPA120透平出口口煤气压力KPA10透平入口煤气温度145透平入口煤气含尘量MG/M310透平输出轴功率KW4500发电量KWH/H35001080M3高炉TRT设计参数表22项目单位设计参数透平入口煤气量M3/H250000透平入口煤气压力KPA150透平出口口煤气压力KPA10透平入口煤气温度150透平入口煤气含尘量MG/M310透平输出轴功率KW8000发电量KWH/H6000215高炉煤气余压透平发电装置（TRT）工艺流程本项目高炉煤气余压透平发电装置（TRT）采用“单炉单机”干式透平发电工艺。经过高炉煤气布袋除尘器后的高温高压干燥洁净的煤气经DN1800入口电动蝶阀、电动插板阀、快速切断阀进入透平膨胀机，透平的第一级静叶可调，用其调节进透平膨胀机的煤气流速，并用其控制炉顶压力。通过倒流器使煤气转向，轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶栅组成的流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，转化为动能作用于工作叶轮使之旋转，工作叶轮通过连轴器带动发电机一起转动而发电，膨胀后的煤气压力约为10KPA，经过出口电动插板阀、出口电动蝶阀接入厂区煤气管网。当TRT发生故障时，引起快速切断阀动作时，快速切断阀在05S内关闭，此时连锁旁通快开阀打开，使高炉煤气短时间内快速减压至低压煤气总管压力，避免炉顶压力突然升高，同时打开减压阀组，旁通快开阀逐步关闭。炉顶压力转换至高炉侧控制。确保炉顶压力的稳定和TRT机组的安全。216高炉煤气余压透平发电装置（TRT）主要设备组成及设备选型550M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设备型号选择为GT60WD，1080M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设备型号选择为GT90WD，具体技术参数见表23。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）设备技术参数表23序号项目名称参数一参数二1高炉有效容积（M3）55010802设备型号GT60WDGT90WD3常用透平出力（KW/H）450080004适用发电量（KW/H）25006000350080005转速（R/MIN）30003600300036006级数227适用煤气量（104M3/H）17258常用TRT进口压力（MPA）0120159常用TRT进口温度（）15015010TRT最大进口温度（）200200高炉煤气余压透平发电装置（TRT）主要由以下设备组成透平主机、发电机、润滑油站、液压伺服控制系统、氮气密封系统、循环冷却水系统、大型阀门系统、自控系统和高低压发配电系统。1）透平主机采用干式轴流、两级反动式透平；两级静叶可调方式。采用静叶可调不仅能够扩大调节工况范围，减少噪音，提高效率、回收功率，而且可以更好地控制炉顶压力，减少压力波动。2）发电机发电机带双轴承座，轴瓦强制油润滑和冷却。发电机的冷却，采用封闭自闭循环通风，热空气由空气冷却器冷却，冷却水温度按35计算。冷却为下置式。发电机采用带主、辅励磁机的无刷励磁方式，满足自动和手动励磁调节及灭磁、强励磁的要求，并且设有按恒电压、恒无功、恒功率因数自动调节的功能。自动准同期并网技术，通过自动调节发电机转速，控制发电机升压、降压，实现发电机自动跟踪电网电压。3）润滑油站提供透平机、发电机等设备的润滑油。油站油泵采用两台电动油泵形式，两台电动油泵互为备用，同时系统配备有高位油箱。即系统采用主、辅电动油泵加高位油箱的润滑油系统。该系统同时向透平主机和发电机提供润滑油，透平机正常运转时，由主油泵供润滑油。在透平机启动、停机及主油泵发生故障时，由辅助油泵供润滑油。高位油箱在主、辅油泵同时发生故障时，提供机组惰走所需的润滑油量。润滑油站由三螺杆油泵、油箱、高位油箱、油冷却器滤油器九通风机、加热器、调节阀、油箱测温热电阻等组成。4）液压伺服控制系统控制对象为两级静叶可调机构、入口蝶阀、紧急切断阀、旁通阀。由动力油站、静叶可调伺服控制系统、入口蝶阀伺服控制系统等组成。5）氮气密封系统透平工质为高炉煤气，属于可燃有毒气体，故决不能让其外泄，其密封介质为氮气。透平轴端密封支路气源氮气压力为0405MPA，经气动调节阀调压后送至密封处的氮气压力高于被密封的煤气压力002003MPA左右，以保证煤气不外泄。6）循环冷却水系统一套“TRT”发电工程、循环冷却水主要用于润滑油站、动力油站、发电机的空气冷却器。循环冷却水量总计为300M3/H。217高炉煤气余压透平发电装置（TRT）操作TRT正常操作在TRT控制室内通过机组自控系统完成，高炉中控室仅保留减压阀组控制，TRT正常工作时高炉控制室不得擅自操作减压阀组，TRT开机或紧急停机，TRT控制室发出信号或信息，高炉控制室配合TRT控制室操作减压阀组。218工艺厂房布置在550M3高炉煤气布袋除尘器附近建设TRT厂房，厂房尺寸为24180M，16/32T检修吊车轨面标高15M，厂房端头设副跨3060M，机轴线与副跨长度方向垂直布置，采用岛式基础，设标高为50M的运行平台，平台下布置润滑油站、动力油站，副跨分二层一层布置变压器、低压配电室、高压配电室、二层为煤气净化控制室、更衣室、值班室、卫生间等，平台上副跨设“TRT”控制操作室、值班室、休息间。在1080M3高炉煤气布袋除尘器附近建设TRT厂房，厂房尺寸为30210M，20/5T检修吊车轨面标高15M，厂房端头设副跨3670M，机轴线与副跨长度方向垂直布置，采用岛式基础，设标高为60M的运行平台，平台下布置润滑油站、动力油站，副跨分二层一层布置变压器、低压配电室、高压配电室、二层为煤气净化控制室、更衣室、值班室、卫生间等，平台上副跨设“TRT”控制操作室、值班室、休息间。219主要技术经济指标主要技术经济指标见表24。主要技术经济指标表表24序号指标名称单位数量1高炉数量座22高炉有效容积合计M316303高炉煤气发生量合计万NM3/H424TRT装置数量套25TRT装置发电量万KWH/A80946主要动力消耗7电力万KWH/A1008新水M3/A70009氮气万M3/A5110新增劳动定员人1222转炉煤气回收西钢现有120T转炉2座，转炉煤气净化系统已随主体工程建成投产，本工程是为其配套的余热回收利用工程。221转炉煤气回收量及煤气成分根据转炉车间操作参数计算年产转炉钢2018万T/A，吨钢回收煤气量约为80M3/T，平均每小时可回收转炉煤气24914M3/H，年最多回收16144106M3转炉煤气。转炉煤气成分COCON2O27015145045222转炉煤气回收系统工艺流程转炉煤气（即转炉烟气）首先经过煤气净化系统进行净化。当净化后的煤气符合回收条件时，由三通阀切换至水封逆止阀，经过水封逆止阀和气柜进口水封后被送往煤气柜；当煤气不符合回收条件时，煤气经旁通阀、三通阀切换至放散烟囱，然后通过排放烟囱点火放散。被送入煤气柜的煤气含尘量100MG/M3，压力5500PA，热值773MJ/M3。从煤气柜出来的煤气再经过电除尘器，使煤气的含尘量由100MG/M3进一步降至10MG/M3。被进一步净化后的煤气经煤气加压机加压至10KPA后送往各用户。其流程为转炉煤气净化系统转炉煤气柜电除尘器煤气加压机用户。西钢目前仅采用全湿法“OG”（即“二文一塔”）工艺将转炉煤气进行初步净化后，高空放散点火烧掉。为了使转炉煤气达到回收利用的要求，本工程需新建配套的转炉煤气储柜、电除尘器和煤机加压站。223转炉煤气柜西钢炼钢车间的2座120T转炉采用2吹2生产制度，转炉煤气是周期性间断回收。为保证转炉煤气用户连续使用要求，需设置转炉煤气柜1座。2231柜容的确定转炉煤气柜的容积应包括以下几部分1）调节煤气发生量和使用量不平衡所需的容量即变动调节量；2）突发性安全量由于炉口喷渣等事故使煤气回收中断，煤气回收量突然减少，为了应付上述情况，气柜需要一定的储备量，以便对煤气进行调度，这部分储备量为突发性安全容量；3）气柜上下限安全容量，一般各取5。本工程转炉煤气小时回收量为24914M3，经计算选用容积50000M3气柜一座可以基本满足储气要求。2231气柜选型煤气柜分干式与湿式两种，本工程选用橡胶膜封型干式转炉煤气柜。干式转炉煤气柜与普通的湿式煤气柜相比具有以下优点1）占地面积小。干式煤气柜的高径大于湿式煤气柜，因此相同容积的干式柜与湿式柜相比较，干式柜占地面积比湿式柜小。2）煤气吞吐量大干式煤气柜活塞及侧板组装要求精度高，活塞升降速度快，因此煤气吞吐量大。3）含酚污水量少湿式煤气柜水封需经常加水、排水量多，气柜检修时大量的污水很难处理。而干式煤气柜只有少量的煤气冷凝水析出，容易处理。4）节能效果好北方地区湿式柜冬天需要防冻，消耗大量热能，而橡胶膜封型干式柜则无此需要，可节约大量的能源。5）使用年限长目前干式煤气柜使用寿命已有超过60年的，而湿式煤气柜使用寿命一般为2030年。6）橡胶膜封型干式煤气柜与其他干式柜相比，还具有塔体及基础构造简单，维修工作量小，造价和操作维护费较低的优点。223250000M3干式转炉煤气柜主要技术参数型式干式橡胶膜密封储存介质转炉煤气公称容积50000M3煤气压力25003500PA气柜直径46573M气柜侧板高度381M气柜全高381M活塞行程305M底面积1703M22233煤气柜工艺及附属设施1）侧板侧板是组成气柜外壳的主要部分，侧板全高1/3的下半部与煤气直接接触，要求气密，所余2/3的上半部及规定不要求气密，当作通风罩使用，在侧板上备有加强环，留有为了活塞上部空间换气的大量换气孔，而且还有几个为出入活塞上部空间的门洞。2）底板柜底板部分用钢板叠缝焊接拼制而成，做成圆拱型，紧贴基础面，目的是使煤气中的冷凝水容易排至设在柜外的排水坑中。3）柜顶柜顶能遮风雨并保护活塞和密封橡胶，柜顶中央部分设有换气用的通风口，此外，周围部分还设有通风口，同时兼作采光用的柜顶人孔。4）活塞活塞板做成和底板相同的拱顶型，是最适于承受内部压力的形状，同时也可减少贮存煤气部分的死区。在活塞外周备有连接并保护内侧橡胶密封而用型钢和钢板作成的活塞挡板。煤气压力的调整可用增减活塞上的混凝土块的配重来进行。5）T型挡板（又称升降保护板）T型挡板在活塞的外侧和侧板之间，由钢板和型钢制成。T型挡板开关类似上述活塞挡板，均为环状构架，其作用是支撑密封橡胶，并在升降过程中能使密封橡胶紧贴钢板面，具有保护密封橡胶的作用。在T型挡板的内外有两圈密封橡胶，外圈的密封橡胶连接于侧板和T型挡板之间，内圈的密封橡胶连接于T型挡板和活塞之间。为了容纳外圈密封橡胶在卷上或卷下时产生皱褶，故在T型挡板环状构架外侧敷以波形板。T型挡板的顶面构成一个环形走台，操作人员通过侧板上开设的门洞即可进到T型挡板的顶部走台上进行维修和检查。6）调平装置调平装置系统是因煤气量的增减而使升降的活塞自动的保持水平的装置。此装置沿圆周设有数套，每套装置都是由从活塞径向两点引出的钢绳、滑轮和配重组成。当活塞倾斜时，受拉的一段钢绳会反方向的对活塞自动校正。每套调平装置仅能调整活塞在一个方向上的水平度。7）密封装置气柜密封装置的作用是密封气体，因此可以说它是贮气柜的心脏。因气柜是依靠橡胶膜来到到密封目的，为此密封橡胶应具备以下条件对腐蚀及老化应具备耐久性；对贮存的气体应具有不透气性；对动作中引起的应力应具有足够的强度；应具有较好的弹性，以防止由于动作变形所引起的损伤；应尽量使之具有广泛的使用温度范围（适用气体温度范围4070，短时间内最高为80）。转炉煤气柜密封装置采用的是十分坚固的合成橡胶制成的薄膜密封材料，其厚度为3MM，橡胶内夹有二层帆布。与空气接触的一面采用氯丁橡胶，具有耐候性、耐日照、风吹、不易老化等特性。与煤气接触的一面采用氰基丁二烯橡胶，具有耐油、耐煤气腐蚀等特性。2234煤气柜安全生产措施为了保护煤气柜安全可靠的运行，上位机上考虑了如下措施1）活塞运行极限预警活塞运行上下限设置了预警点和警戒点。当活塞运行到达预警、警戒点时，发出声光信号，使操作人员活塞已到达预警戒位置，以便及时关闭进出气阀门。另外还设置了活塞升降速度报警。2）煤气自动放散管（兼作煤气其吹扫用）当活塞到达上限位置，而煤气继续送入的情况下，设置在煤气柜上部的放散管自动开启并放散煤气。当煤气柜内进行空气吹扫和煤气吹扫时，也使用该放散管。3）圆周阶梯沿煤气柜的侧壁装有可以从地面一直通到柜顶供检查用的阶梯。4）容量现场指示器本指示计是在现场指示柜内的煤气容量，由活塞引出的钢丝绳通过指示盘指示煤气柜容量，指示盘安装在侧板上的中间平台处。5）活塞上部CO浓度检测当活塞上部CO浓度超过2530PPM时，安装在操作室内的一氧化碳报警仪会自动报警。柜内一氧化碳超标警示，操作人员不得进入气柜内。224电除尘器经过初步净化的转炉煤气含尘量100MG/M3，为满足一般用户对煤气含尘量的要求，并减少转炉煤气对煤气加压机和管道阀门的冲刷和堵塞，本设计新增1套湿式电除尘器，可将转炉煤气含尘量降至10MG/M3。电除尘器的主要技术参数如下电除尘器型式湿式卧式水平流有效流通面积20M2处理煤气量30000M3/H电场数1个总集尘极面积400M2同极间距300MM压力损失400PA入口含尘量100MG/M3出口含尘量10MG/M3喷淋水量连续15T/H间断10T/H喷淋水压力05MPA高压电源400MA/600KV225转炉煤气加压站2251转炉煤气加压机根据转炉煤气回收量和煤气用户对煤气的要求，选用两台AI（M）48410677/1084型煤气加压机，1台生产，1台备用。加压机煤气流量29000M3/H台加压机煤气的提升压力10KPA每台电机功率200KW2252转炉煤气加压站房转炉煤气加压站设在建筑面积为369M2的厂房内（其中24M9M为辅助间），厂房高75M，厂房内设有1台手动单梁悬挂式SDXQ型5T起重机。2253工艺布置煤气加压机布置在加压机房内，加压机进口管道上设有电动蝶阀、翻板阀和调节阀，出口管道上设有电动蝶阀和翻板阀。为了防止加压机产生喘震，在煤气加压机进出口总管上设有一根回流管，回流管上设有一电动调节蝶阀。煤气加压机的进出口总管和回流管均设置在室外，为了方便加压机进出口阀门的操作和维修，管道阀门处均设有平台。2254煤气加压站安全生产措施为保障煤气加压站的安全运行，在加压站内采取以下安全措施1）煤气加压机房按1区防爆车间房设计，并采用必要的强制通风定期换气，换气次数不少于8次/H。2）煤气加压机用的电机、加压机房轴流风机、室内照明、电气开关等均采用防爆型，加压机及煤气管道设有静电接地。3）在加压机房安装了一氧化碳检测仪及一氧化碳超标自动报警仪，并与通风设备联锁，一旦报警便自动启动通风设备进行换气。4）进、出加压站的煤气主管设置低压报警和联锁装置，当压力低至500PA时，加压机停止运转。5）在加压机给水总管上设置低压报警信号（当压力降至01MPA时）。6）在值班室和加压机房之间设有较大的密闭玻璃观察窗，既可隔音，又可在值班室观察加压机运行情况。226柜区煤气管网50000M3转炉煤气柜入口管道选用DN2200钢板管；气柜出口管道选用DN1000钢板管。加压机入口总管道为DN1000；加压后的出口煤气管道选用DN1000的钢板管送往用户。在加压站出口煤气总管和转炉煤气柜之间另设一条DN600的煤气回流管。23转炉余热锅炉装置231系统组成2311系统设计的基本数据1）转炉操作条件转炉公称容量及座数120T2座经常生产转炉座数2座作业制度2吹15转炉最大装入量150T/H转炉平均出钢量130T转炉最大出钢量130T吹氧时间1618MIN/炉平均冶炼周期38MIN/炉平均日产钢量65002）炉气特性出炉口最大炉气量819104M3/H炉气温度燃烧期14501600回收期12001400炉气含尘量120150G/M32312系统方案炉口段烟道固定段烟道末段烟道锅筒采用自然循环系统，设计压力245MPA靠其回路内部汽水混合物产生的动压头维持循环。用热水循环泵将活动烟罩、氧枪口、下料溜槽、除氧器组成强制循环系统。用除氧水进行低压强制循环复合冷却方式既能回收蒸汽，又安全可靠使用寿命长，是一种较为先进的烟道烟气冷却方式。设计将活动烟罩、氧枪口、下料溜槽与除氧水箱连接，采用低压热水强制循环冷却系统。工作压力0203MPA,工作温度132143,循环水量大约260T/H。选用低压热水循环泵流量Q610M3/H，H028MPA，配电机功率75KW,电压380V。2台/炉，1用1备。除氧水经低压热水循环泵送入活动烟罩、氧枪口、下料溜槽,再回到除氧水箱。既达到冷却的目的,又可将回收的这部分热量作为热力除氧器热源的一部分。炉口段烟道固定段段段烟道末段烟道,采用自然循环汽化冷却系统设计工作压力245MPA工作温度225。靠其回路内部汽水混合物产生的动压头维持循环。吸热后的汽水混合物经上升管进入锅筒。活动烟罩与炉口段烟道之间采用氮封。2313系统参数1）自然循环系统工作压力245MPA工作温度2252）除氧水低压循环系统工作压力03MPA工作温度1321433）系统蒸发量瞬时最大蒸发量约78T/H每吨钢产蒸汽量100KG冶炼周期平均产汽量167T/H2314供汽系统转炉余热锅炉所产生的蒸汽是随转炉间断性吹炼而周期性变化，为利用这种波动性的蒸汽，在供汽系统中设置了蓄热器，通过蓄热器的调节作用，使得系统能连续而稳定地向外供汽。向外供汽压力为0608MPA。5315补给水系统1）补给水水质利用公司中心软水站向余热锅炉供给软水，水质符合GB15762001工业锅炉水质的要求。2）补给水除氧补给水进入锅筒前先要除氧，本系统选用1座余热锅炉配1台50T/H全补给水除氧器。厂区软化水送入除氧器，经除氧的软化水由锅炉电动给水泵送入锅筒及蓄热器。给水泵2台/炉，1用1备。232主要设备及性能2321余热锅炉本体余热锅炉烟道本体由活动烟罩、炉口段烟道、固定段I段、II段烟道、末段烟道组成。氧枪口外径下料口外径将在下阶段设计确定烟道截面为圆形，炉口段烟道固定段段段烟道末段烟道其节圆直径2960拐点角度550。烟道为圆筒形管板式结构，受热蒸发管束纵向布置，管子与隔板之间进行气密性焊接。蒸发管用的锅炉无缝钢管炉气经中段烟道顶部后,折向进入末段烟道，再垂直向下进入烟气净化装置。1）炉口段烟道炉口段烟道为圆筒形管板式结构，受热蒸发管束纵向布置，管子与隔板之间进行气密性焊接。蒸发管为424MM的锅炉无缝钢管，炉口段烟道节圆直径为2960MM在此烟道上开有氧枪孔及下料溜槽孔，该两孔上的孔套或槽套的冷却采用低压循环除氧水冷却系统。炉口段烟道和固定段烟道段之间设补偿器。2）固定段烟道固定段烟道亦为圆筒形管板式结构,受热蒸发管束纵向布置，管子与隔板之间进行气密性焊接。蒸发管为424的锅炉无缝钢管，烟道节圆直径为2960MM。3）末段烟道末段烟道亦为圆筒形管板式结构，烟道节圆直径为2960MM，424锅炉无缝钢管围成，炉气经斜烟道顶部后折向进入末段烟道，再垂直向下进入烟气净化装置。4）活动烟罩活动烟罩为515和7MM扁钢焊制而成的管板式结构。活动烟罩与固定烟道之间采用氮封连接，以保证活动烟罩升降行程的要求。活动烟罩与氧枪孔及下料溜槽孔的冷却采用低压循环除氧水冷却系统。活动烟罩与炉口段烟道之间的密封采用氮封；为使活动烟罩每根受热管流量分配均匀，在每根受热管入口处装节流装置。为使活动烟罩和炉口段烟道,忍受高温含尘烟气的冲刷,延长使用夀命,应当采用合金热喷镀,可找专业公司进行2322锅筒一座余热锅炉配置1个锅筒,直径为2600,锅筒直段长度105M，容积约61M3。工作压力245MPA。锅筒布置在炉子跨平台上。锅筒内装有汽水分离装置，分离后的饱和蒸汽被送至蓄热器。2323除氧器及水箱除氧器及除氧水箱2套，出力50T/H,水箱容积25M3，布置在炉子跨平台上。2324蓄热器选变压式蓄热器2台，压力变化范围24508MPA，即充汽压力为245MPA，放汽压力为127MPA，蓄热器直径为3200,蓄热器长度约18M，容积150M3，蓄热器产生微过热1015OC即204OC214OC,127MPA的蒸汽可供VD炉,RH炉或发电等用户使用。2325电动给水泵选用多级离心式电动给水泵3台，型号DG4650X8,Q46M3/H,H40MPA，配电机功率90KW,电压380V，2用1备。2326加药装置等为防止锅筒内壁产生水垢，选用磷酸盐加药装置1套，以便向锅筒加入磷酸三钠。加药装置为两罐三泵组装。2327热水循环泵每座余热锅炉系统设置两台热水循环泵,型号IC125100200型，280T/H，045MPA，耐温1750C，耐压16MPA。电动机Y250M2型，功率55KW/台。转炉余热锅炉所产生的245MPA蒸汽,经蓄热器的调节后，以0608MPA向外供汽，除车间自用外，多余蒸汽送往厂区换热站。3总图运输31厂区概况311厂区地理位置西钢位于小兴安岭南麓的伊春市西林区。北距伊春49KM，南距南岔55KM。四面环山，松花江支流汤旺河从厂区东面由北向南流过，西林河从厂区南侧经过并流入汤旺河。汤林铁路、鹤伊公路在厂区东侧经过，交通运输非常方便。现有550M3、1080M3高炉所在的炼铁厂位于公司厂区东端，120T转炉所在的炼钢厂位于厂区西端。312厂区工程地质和水文地质拟建场地位于低山丘陵地区的河谷地段，地基土主要为粉质粘土、圆砾及风化花岗岩等，在圆砾上部分布有不均匀的中砂、粗砂、砾砂等，地层地质结构简单。场地一带不良地质作用不发育，不具备产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的地质条件，场地稳定性较好。根据建筑抗震设计规范（GB500212001）的规定和黑龙江省抗震设计工作图的划分，本区抗震设防烈度为6度。场地所处地区为季节性冻土地区，标准冻结深度为240M。场地地下水位埋深一般为26337M，地下水对混凝土结构无腐蚀性。313气象条件西林地区属寒温带大陆性气候，冬季多西北风，常年受山谷风影响，河谷地带气流活动频繁，年主导风向为西南风，年平均风速24M/S，年平均降水量670MM，年平均湿度71。西林地区冬季长达6个月之久，冬季一月气温最低可达427，平均气温245。夏季7月气温最高可达344，平均气温201。32总平面布置本工程包括高炉炉顶煤气压差发电和转炉煤气回收两部分高炉炉顶煤气压差发电工程主厂房布置于炼铁厂区内预留厂址上；煤气回收工程的50000M3煤气柜、煤气加压站等设施布置在转炉分厂二次除尘西面的台地上。33竖向布置331竖向布置形式和分区平土标高根据场地自然地形条件，并尽可能节省土石方工程量，煤气站场地拟采用台阶布置形式，高炉余压发电区域场地采用连续式平土方式。煤气柜区平土标高为11570M高炉余压发电厂房平土标高为10250M332场地排水考虑到厂区现有雨水排除方式，并结合厂区采用城市型道路。布置较紧等情况，本区场地雨水仍采用管道排除方式。34运输本工程为余热余压利用项目，原料和产品为煤气及电力，故无铁路和公路运输运输量。35绿化及消防351绿化为美化厂区，消除或减弱噪声对人们的危害，改善劳动条件，应在建设工程区域内，利用路旁及一切场地，进行绿化，使其绿化系数不低于20。352消防本工程的消防，仍由西钢公司消防部门统一考虑。36总图运输主要技术经济指标1）厂区新增占地面积8778M2；2）新建建、构筑物占地面积3567M2；3）建筑系数4064；4）新增绿化面积1756M2；5）绿化系数20；6）新增7M宽道路长度280M；7）新增4M宽道路长度80M。4电力41概述本工程包括西钢550M3、1080M3高炉炉顶压差发电（TRT）、2座120T转炉煤气回收利用及转炉余热锅炉等部分的供、配电设计。42高炉炉顶压差发电550M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）低压用电设备总容量为180KW，年电力消耗量为40万KWH，由高炉煤气布袋除尘系统配电室供电，要求采用两路供电；发电机发电量为2982万KWH/A，全部并入国网，并网电压105KV。1080M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）低压用电设备总容量为240KW，年电力消耗量为60万KWH，由高炉煤气布袋除尘系统配电室供电，要求采用两路供电；发电机发电量为6112万KWH/A，全部并入国网，并网电压105KV。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）由设备制造厂家成套供货，其中包括电控设备，本项目电力设计主要内容为厂房内桥式起重机和通风换气用防爆轴流风机供配电，以及厂房内照明。43转炉煤气回收及余热锅炉转炉煤气回收部分包括转炉煤气柜、转炉煤气余热锅炉及转炉煤气加压站等部分。AC0380KV，低压安装负荷1070KW，年用电量798104KWH。电源自转炉分厂水泵站变电所低压配电室配出。44照明本工程设有工作照明、事故照明、区域照明和检修照明，重要场所设有应急照明。高炉压差发电主厂房、煤气加压站机房采用防爆灯，各主控室、电气室及办公室等采用高效节能萤光灯具。45电缆敷设及防火电缆敷设采用电缆夹层、电缆沟、电缆桥架、地坪下配管等方式。在易燃区域采用阻燃耐高温电缆。电缆敷设路径应尽可能避免通过高温、爆炸、易燃等区域，否则要采取相应的防火措施。电气室、操作室、电缆夹层等处的出入处采用防火堵料加以封堵在高低压配电室、电气室、操作室及变压器室等地方均设置手提式化学灭火器。46防雷与接地高炉压差发电主厂房均设置单独防雷接地系统。防雷接地和电气设备的工作接地，保护接地共用接地系统。主厂房的防雷利用屋面四周加设钢筋作接闪器，土建柱内主钢筋作为引下线，桩基内钢筋作为接地体。特殊场所按有关防雷接地要求作防雷接地装置。正常不带电金属外壳均应可靠接地。根据工程建设内容的需要，设置以下接地系统1）电气设备、构件等保护接地和重复接地。2）所用变压器的工作接地。3）电控及仪控系统的PLC工作接地。4）室外煤气柜煤气管道防雷和防静电接地。防雷、接地的设计及接地电阻的要求按相应的国家标准。5给排水51概述本工程包括西钢550M3、1080M3高炉炉顶压差发电（TRT）、2座120T转炉煤气回收利用及转炉余热锅炉装置部分的给排水设计52高炉炉顶压差发电高炉煤气余压透平发电装置（TRT）生产用水全部为净循环冷却水，用于设备冷却，生产过程水质不产生污染，仅水温升高，供水压力035MPA，悬浮物50MG/L，进水温度35，出水温度45，PH值6085。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）生产用水由各自的高炉循环水泵房供给，使用后温度升高的水利用余压返回高炉冷却水池循环利用。550M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）生产用循环冷却水量为8M3/H，1080M3高炉煤气余压透平发电装置（TRT）生产用循环冷却水量为12M3/H，循环冷却水总量为20M3/H，全年补充新水量为7000M3/H。53转炉煤气回收转炉煤气回收生产用水主要有湿式电除尘器及煤气加压机的循环用水，水量为3040M3/H，均由自转炉车间循环水泵站提供。生产、消防和生活用水分别就近引自厂区生产、消防和生活给水管网。消防管道围绕煤气储柜及加压泵房构成环状。为满足室外消防需求，在扩建环状消防管网上设三处室外地下室消火栓。54转炉余热锅炉转炉余热锅炉生产需要供应软化水，本设计利用公司中心软水站向余热锅炉供给软水，水质符合GB15762001工业锅炉水质的要求。55排水高炉煤气余压透平发电装置用水全部循环利用，没有废水外排。干式煤气储柜在正常生产运行中一般不产生排水，只有在事故和检修时排放少量的排污水。主要有气柜进出口水封室排水以及煤气管道冷凝排水等。上述排水中含有微量酚、氰化合物，排至容积为40M3的积水池内，由厂方定期用槽车抽出送至焦化厂酚氰污水处理站集中处理。转炉余热锅炉系统用水全部为净循环水，汽包、蓄热器、除氧器循环水联箱设定期排污，排入厂区排水管网。生活粪便污水经化粪池处理后与达标的生产废水合流排放，排入厂区排水管网。6采暖通风61当地气象资料西钢地区气象资料计算参数冬季室外采暖计算温度30室外通风计算温度冬季24夏季25室外空调计算温度冬季33夏季292室外计算相对湿度冬季75夏季78室外风速冬季21M/S夏季22M/S大气压力冬季9920HPA采暖天数197D62通风煤气加压机站房和TRT主厂房为有爆炸危险和一氧化碳中毒危险的生产厂房，均设置机械通风，换气次数不少于每小时8次。同时在站房内设有一氧化碳检测报警装置并与通风装置联锁。当空气中的一氧化碳超标报警时，通风装置自动启动进行通风换气。63采暖按工业企业设计卫生标准及生产工艺要求，本工程新增TRT厂房、煤气加压占等设施均需设集中采暖。各操作室、值班室的采暖室内计算温度为18，采暖热媒为的热水，由西钢集团热网统一供给。7自动化仪表71概述本工程包括高炉炉顶压差发电（TRT）和转炉煤气回收利用两部分生产过程的自动检测与控制设计。72设计原则设计遵循的基本原则是认真执行现行的国家标准、规范和有关的规程、规定；控制设备的选型充分考虑工艺流程的特点及工艺对自动化的要求，充分考虑生产实际情况和今后的发展，做到能满足安全、经济运行，技术成熟、质量可靠、维护方便。设置技术先进、功能