xxxx 焦化厂烟道气余热回收项目可行性研究报告

中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 1 - 化 厂烟 道 气余 热 回收 项 目 1. 概 述 目 名 称 及 承 办 单 位 项 目 名称 ： 化 厂烟 道 气余 热 回收 项 目 承 办 单位 ： 投 资 单位 ： 位 概况 限 公 司于 2001 年 10 月 注 册 登 记 成 立 ， 注 册 资 本金 2000 万 元人民币，现有职 工 490 人 ， 公司法定代表 人 营范围包括原煤 洗 选 、 炼铁 、 煤炭冶炼生产加工 、 销售 。 主要产品有洗精煤 、 生铁 、 焦煤 、 焦油 、 煤气 、 粗苯 、 硫铵 、 硫磺 等 。 限公司制焦公司 有 2 座 250 孔 捣固焦炉、年产焦炭 吨 ，采用 湿 熄焦 系 统 。 于 2009 年 5 月 建 成投 产 ， 煤 气 立 方 米 ， 煤 焦 油 吨 ， 硫 铵 9031 吨 ， 粗 苯 9031 吨 ， 硫 磺 817 吨 。 2011 年 2 月 通 过了 由 省市 县 三级 环 保 部 门 联 合 组 织的 焦 化项 目 竣工 环 境保 护 验收 。 制 依据 工 程 咨询 协 议； 中 华 人民 共 和国 节 约能 源 法 (主 席 令第 七 十七 号 )； 焦 化 行业 准 入条 件 (2008 年 修 订 )； 国 家 发展改 革 委 “关 于 加快焦 化 行业结 构 调整的 指 导意见 的 通 知 ”发 改 产 业 2006328 号； 建 设 单位 提 供的 相 关工 程 设计 条 件和 资 料。 建 设 单位 提 供的 有 关气 象 及地 质 等基 础 设计 资 料 钢 制压 力 容器 国家 相 关标准 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 2 - 建 设项 目 经济 评 价方 法 与参 数 (第 三 版 )； 投 资项 目 可行 性 研究 指 南 (试 用 版 ) ； 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 2 - 国 家 其他 有 关政 策 、法 律 、法 规 ； 相 关 技术 规 范、 标 准。 目 建 设 的 必 要性 在 工 业企 业 生产 过 程 中 ， 由 各 种换 能 设 备 、 用 能 设备 和 化学 反 应设 备 中 产生 而 未被 利 用的 余 热资 源 数量 很 大 ， 据 美 国 20 世纪 70 年 代 对部 分 专 业部 门 统计 ， 余 热 约占 用 能总 量 的一 半 以 上 。 随 着 生产 水 平的 不 断 提高 ， 余 热 比例 有 所下降 ， 但 仍 占用 能 总量的 相 当大 部分 ， 若 加 以利 用 ， 可 节 约大 量 的能 源 。 焦化企业开展节能工作，建设余热回收系统，这样既能实现企业节 能减排，降耗增效，又能取得良好的社会效益、经济效益和环境效益。 面对国际金融危机的冲击以及国内行业竞争的压力，部分焦化企业开始 考虑节能降耗，降低生产成本，增强市场竞争力。其中一种节能措施就 是将焦炉排出的废烟气进行再回收利用，产蒸气后并网供厂内生产和生 活使用。在国内回收利用焦炉烟道气产蒸气的焦化企业已达 10 家左右。 降低能耗，减少污染，对现有的焦炉烟道气进行余热回收十分必要。 品 规 模 与 产 品 方 案 设规模 化 厂 现 公 司 目前 有 2 座 250 孔 捣 固 焦炉、 年 产 焦 炭 吨 ， 采 用 湿 熄 焦 系 统 。 于 2009 年 5 月建成 投 产， 煤 气 立方米 ， 煤焦 油 吨，硫 铵 9031 吨 ， 粗 苯 9031 吨， 硫 磺 817 吨 ， 两座 焦 炉配 备 一套 烟 气余 热 回收 系 统。 品方案 余 热 锅 炉 生产 蒸 气 压 力 为 温 度 为 饱和 温 度， 2 座 焦 炉年 产 蒸气 51840 吨。 设 条件 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 3 - 然条件 本 项 目厂 址 位 于 委 会天 生 桥 村 ， 位 于 东部、 中部。距 离 城区直线距离 约 16 公里、 距 城 10 公里 、距 11 公里 。 项目区铁路 、 公路交通方 便 ， 速 公路 从 厂 区南 面 约 1 通 过。 地 理位 置 优越 ， 适合 项 目建 设 。 项 目 厂址 所 处区 域 地质 环 境历 史 上曾 经 历多 次 构造 运 动 ， 海 水 进退 频繁 ， 古 地 理环 境 多 变 ， 使 该 区地 层 发育 较 为齐 全 ， 从 前 震旦 系 到第四 系 (白 垩 系除外 )均 有 出露 ， 区 内 总的 地 势为 北 高南低 。 评 价 区位 于 滇东 岩 溶 高原 湖 盆区 ， 呈 高 原山 地 与小 型 盆地 相 间的 地 貌特 征 ， 主 要 受构 造 、 侵蚀 、 剥 蚀 、 岩 溶 以及 堆 积作 用 等地 貌 营力的 控 制 。 评 价 区所 处 的坝区 基 本 呈南 北 走向 ， 地 势 较平 坦 ， 高 差 不大 ， 海 拔 在 1950 2150 米 之 间。 象条件 地 处回 归 线以 北 ，属北 亚 热带 季 风气 候 区。 境 内地 形 复杂 ， 立 体 气候 明 显， 具 有年 温 差小 、 日温 差 大， 雨 热同 季 ，冬 春 干冷 风 大， 干 、 湿季 节 分明 的 气候 特 征。 若 以 候 均 温 划 分季 节 ， 则 四 季 不明 显 。 平 均 气 温 小 于 5 的 寒 冷 气 候 与大 于 或等 于 22 的 夏 季很 少 见 ， 平 均 气 温 10 22 的 春 秋季 节 从 3 月 1 日至 11 月 15 日 止 ，长达 260 天 。 而平 均 气温 大 于 5 ， 小于 10 的 冬 天 ， 从 11 月 16 日 至 次年 2 月底 ， 长 105 天 ， 故 境 内气 温具有 夏 无 酷暑 ， 冬 无 严 寒 ， “四 季 如春 ”的 特 点 。 四 季 虽不明 显 ， 但 因受季 风环 境 影响，干 、 湿季节 分 明，每 年 11 月至 次年 4 月为 干 季，盛行 热 带 大 陆气团 ， 受 青 藏高 原 南支西 风 急流 控 制 ， 降 雨 稀少 ， 湿 度 不大 ， 蒸 发量 大 ，气候干 燥 ，光照 充 足。但风 大 ，全年大 于 等 于 17 米每秒 的 大 风， 日 数基本 上 都出现在 冬 春的干 季 ，气温较 低 ； 5 10 月为雨 季，盛 行赤 道 海洋气团 ， 受印度洋 西 南季风或 西 太平洋东 南 季风天 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 4 - 气 系 统 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 5 - 影 响 ， 降雨充 沛 ，气候 潮 湿，具 有冬 半 年 暖和， 夏 兰年温 凉 湿润的 气候特 点 。全 年 最多 风 向为 西 南风 。 气候 特 征见表 1 表 1 区 域 气候 特 征一 览 表 项 目 单 位 数 值 年平均气压 平均气温 端最高气温 端最低气温 平均降水量 大一日降水量 平均蒸发量 平均相对湿度 % 71 历年平均无霜期 天 252 年平均风速 m/s 多风向 S、 工 程 地 质 见 有 关地 质 勘测 报 告 排水 生 产 用 水 由 焦 化 厂 现有 设 施 提 供 ， 用 水 量 约 h， 焦 化 厂 现 有 供 水 系统 能 够满 足 本项 目 需求。 项 目 的主 要 排水 为 锅炉 排 污 水 、 浓 盐 水和 和 生活 污 水 ， 排 污 水由公 司 现 有的 污 水处 理 厂处 理 。 电 本 项 目 为 单回 路 电源 供 电 , 10 统 的 供 电电 缆 由业 主 负 责 接 至 烟 气 回收 主 控室内 。 380V 系 统 的供 电 电缆 由 业主 负 责接 至 烟气 回 收主控 室 内 ，电 源 能承担 100%的 负 荷。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 6 - 它 本 项 目消 防 、 环 境 管理 机 构 、 环 境 监测站 、 劳 动 安全 、 职 业 卫生机 构 、 中 心 化验室 、 绿 化 机构及 设施 、 机 、 电 、 仪 修 等均利 用 焦化 厂 现有 设 施 及人 员 。 目 实 施 进度 目建设期 本 项 目烟 气 余热 回 收装 置 建设 期 为半 年 ， 项 目 建成 后 投产 后 即可达 到 100%生 产 负荷。 目实施 进 度安排 编 制 项目 可 研报告 1 个 月 ， 项 目 立项 批 复 2 个月 。 烟 气 回收 装 置建 设 期 为 6 个 月 。 织 机 构 及 人 力 资 源 配 置 织结构 本 项 目 的 1 套 余 热 锅 炉装 置 和相 应 的 公 用辅 助 设施 均 隶 属 于 限 公 司， 其 生产 、 人事 、 财务 等 均由 该 公司 组 织机 构 进行 管 理 。 目定员 连 续 生产 岗 位按 四 班制 配 备 、 三 班 制操作 。 补 缺 勤人 员 按生 产 人员 总 数 的 4%。 定 员 编制 结 果 ： 职 工 定员 8 人 ， 其中 ： 生 产 人员 7 人 ， 生 产 管理人 员 1 人 。 员培训 本 项 目为 热 管余 热 锅 炉 ， 属 特 种设备 ， 对 生 产操 作 人员 文 化素 质 和 技 术 水平 要 求较 高 ，应 选 送合 格 人员 到 国内 同类 企 业 的岗 位 进行 培 训， 有 利 于企 业 的顺 利 投产 和 长远 的 产品 质 量稳定 。 生 产 操作 人 员上 岗 前须 取 得 特种 作 业操 作 证， 持 证上 岗 。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 7 - 资 估 算 及 资 金 筹 措 本 项 目估 算 总投 资 额为 元 ，其 中 建设 投 资 元 ， 流 动 资金 30 万 元 。项 目 投资 全 部为 企 业自 有 资金。 要 技 术 经 济 指标 主 要 技术 经 济指 标 表 表 1号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 一 产 品 产量 1 蒸气 吨 51840 二 原 材 料 、 动 力 消耗 1 新水 吨 69120 2 工 业 盐 吨 250 3 电 103三 其 他 指标 1 职 工 定员 人 其 中 ： 生 产 人 员 人 7 管 理 人员 人 1 2 工 程 用 地 面积 25 3 建 筑 物 用 地 面 积 05 4 构 筑 物 用 地 面 积 50 六 投资 1 项 目 总 投 资 万元 设 投资 万元 动 资金 万元 50 七 财 务 预 测 指标 1 营 业 收 入 (含 税 ) 万 元 /a 营 期 平 均 2 增 值 税 及 税 金 附加 万 元 /a 营 期 平 均 3 人 工 费用 万 元 /a 平 均 4 原 材 料 费 用 万 元 /a 产 年 (含 税 ) 5 动 力 消耗 万 元 /a 产 年 (含 税 ) 6 总 成 本 费 用 万 元 /a 均 年值 7 利 润 总额 万 元 /a 均 年值 8 所 得 税 万 元 /a 均 年值 9 税 后 利润 万 元 /a 均 年值 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 8 - 序号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 10 项 目 投 资 财 务 内 部 收 益 率 (税 后 ) % 11 项 目 投 资 财 务 净 现 值 ( 税 后 ， 2%) 万元 号 指 标 名 称 单 位 指 标 备 注 12 项 目 静 态 投 资 回 收 期 (税 后 ) 年 13 投 资 收 益 率 (税 后 ) % 八 节 能 减 排 指标 1 回 收 能 源 折 标 准煤 t/年 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 9 - 2. 主要工 艺 方 案 化 工 艺 概况 备 煤 车 间 送 来 的配 合 煤装 入 煤塔 ， 推 焦 捣固 车 按作 业 计划 从 煤塔取 煤 ， 经 计 量捣 固 后送 入 炭化 室 内 。 煤 料 在炭 化 室内 经 过一 个 结焦 周 期的 高 温 干馏 制 成焦 炭 并产 生 荒煤 气 。 炭 化 室内 的 焦炭 成 熟后 ， 用推 焦 车推 出 ，经 拦 焦车 导 入熄 焦 车 内 ， 并 由 电机 车 牵引 熄 焦车 到 熄焦 塔 内进 行 喷水 熄 焦 。 熄 焦 后的 焦 炭卸 至 凉 焦 台 上， 冷 却一 定 时间 后 送往 筛 焦工 段 ，经 筛 分按 级 别贮 存 待运。 煤 在 炭化 室 干馏 过 程中 产 生的 荒 煤气 汇 集到 炭 化室 顶 部空 间 ， 经过 上升 管 、桥管 进 入集气管 。 约 800 左右 的 荒煤气 在 桥管内被 氨 水喷洒 冷 却 至 80 左 右 。 荒 煤 气中 的 焦油 等 同时 被 冷凝 下 来 。 煤 气 和冷 凝 下来 的 焦 油等 同 氨水 一 起经 过 吸煤 气 管送 入 煤气 净 化车 间 。 焦 炉 加热 用 的焦 炉 煤 气 ， 由 外 部管 道 引 入 。 焦 炉 煤气 经 预热 后 送到 焦 炉 地下室 ， 通 过 下喷 管 把煤 气 送入 燃 烧室 立 火道 底 部与 由 废气 交 换开 闭 器 进入 的 空气 汇 合燃烧 。 燃 烧 后的 废 气经 过 立火 道 顶部 跨 越孔 进 入下 降 气 流的 立 火道 ， 再 经 蓄热 室 ， 格 子 砖把 废 气的 部 分显 热 回收 后 ， 经过 小 烟 道 、 废 气 交换开 闭 器 、 分 烟 道 、 总 烟 道 、 烟 囱 排入大 气 。 对 于 其中 经 总 烟道 进 入烟 囱 的热 烟 气温 度 较高 ， 仍有 较 大的 余 热回 收 价值。 化 余 热 资源 炉烟气量 焦 炉 烟气 量 统计表 表 2号 焦炉 烟气量 m3/h 1 100000 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 10 - 道气参数 焦 炉 烟气 量 参数表 表 2测项目 数 值 备 注 mg/ 19 mg/0 烟尘， mg/% 温度， 283 静压， 560 湿度， %8 热 锅 炉 型 式 的 选 择 本 项 目的 目 的是 回 收现 有 的焦 炉 高温 烟 道气 的 热 能 ， 拟 选 用高 效 热 管 式 余热 锅 炉将 高 温烟 气 中的 热 能回收 ， 将 常 温软 化 水加 热 为蒸 气 用于 生 产 ，以 达 到降 低 能耗 、 节能 减 排的 目 的。 高 效 热管 式 余热 锅 炉是 用 热管 作 为传 热 元 件 ， 吸 收 高温 烟 气的 余 热 来 产 生蒸气 ， 所 产 生的 蒸 气可 用 于发 电 或并 入 蒸气 管 网 ， 也 可 其他 目 的。 对 钢 厂 、 石 化 厂 、 焦 化 厂及 工 业窑 炉 而言 ， 这 是 一种 最 受欢 迎 的余 热 利 用 形 式。 理 高 温 烟气 的 热量 由 热管 传 给放 热 端水 套 管内 的 水 ， 使 水 的温 度 升高 汽 、 水 混 合物 ， 经 上 升管 达 到汽 包 ， 在 汽 包内 经 汽水 分 离装 置 分离出蒸 气 送 往外网 ， 汽 包 内的 水 则由 下 降管 回 到水 套 管内 继 续吸 收 热量 ， 这样 由 于 热管 不 断将 热 量传 输 给水 套 管内 的 水 ， 并 通 过上 升 管及 下 降管 完 成 基 本 的汽 水 循 环 ， 使 热 介质 被 降 温 ， 同 时 产生 蒸 气 ， 达 到 余热 回 收的 目 的 。 参 见 图 2 示 。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 11 - 结 构 示意图 2 热管式余 热 锅炉特点 a、热 管 的传热 系 数高，其 以 分子震荡 相 变形式 来 传递热量 ， 超强 导 热 性能 使 其导 热 系数 是 一般 金 属的 一 万倍 左 右 ， 传 热 温度 没 有衰 减 并 能 以 极快 的 速度 传 递； b、废 气 和水及 水 蒸气的换 热 均在热管 的 外表面 进 行，而且 废 气热 管 外 侧为 翅 片 ， 这 样 换热 面 积增大 ， 传 热 得到 强 化 ， 因 而 使换 热 系数得 到 了 很大 的 提高； c、每 支 热管都 是 一个独立 的 传热单元 ， 单根或 多 根热管的 损 坏不 会 影 响设 备 的整 体 使用； d、热 管 彻底隔 离 了热源和 冷 源，有效 防 止了汽 水 系统的泄 露 ，不 会 产 生冷 热 流体 的 掺混 ； 在 运 行时 ， 因 废 气的 大 量冲 刷 ， 使 热 管受 到 了 一 定 的损坏 ， 也 不 会造 成 冷侧 的 汽水 泄 漏到 热 侧 ， 确 保 了系 统 的安 全 运 行 ， 这也 是 该设 备 有别 于 一般 烟 道中 余 热回 收 设备 的 最大 特 点； 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 12 - e、 根 据需 要 可选 择 易拆 卸 的热 管 结构 ， 使检 修 和安 装 更方 便 ； f、 阻 力损 失 小， 可 适用 于 原有 系 统的 改 造； g、防 积 灰、堵 灰 、抗腐蚀 能 力强。热 侧 为管外 换 热，不易 积 灰和 堵灰 ， 即 使 积灰 也 可方 便 清 理 ； 通 过 调节 热 管冷 热 段受 热 面的比 例 ， 可 以 调 节管 壁 温度 ， 使之 高 于烟 气 露点 温 度， 避 免发 生 露点 腐 蚀。 术 方案 高 温 烟气 由 总烟 道 引出 进 入余热 锅炉 ， 在 余 热锅 炉 内被 冷 却 ， 然后 由 引 风机 排 入原 有 烟囱 ， 放 散 到大 气 中 。 为 防 止系 统 产生 露 点腐蚀 ， 必 须 保 证余 热 锅炉 排 烟温 度 要在 150 170 的 范 围内。 烟 道 上 设 有切 换 阀 门 ，可 根 据 实 际排 烟 温 度 情况 选 择 排 入的 大 烟 道。 当 余 热锅 炉 出现 故 障停 机 时 ， 可 以 关闭 余 热锅 炉 前后 电 动阀门 ， 同 时 开 启余 热 锅炉 烟 气旁 路 气动 阀 ，确 保 焦化 工 艺正 常 生产。 工 艺 流程见 2。 工 艺 流 程 图 2 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 13 - 风 系 统 改 造 方案 烟 气 的余 热 回收 利 用在 国 内已 是 成熟 技 术， 烟 风系 统 改造 方 案 为 ： 在 焦 炉烟 气 出口 的 主烟 道 上开 一 个烟 道 口 ， 同 时 在主 烟 道设 置 一台 翻 板 式 闸 板阀 ， 在新 开 的烟 道 口用 管 道将 管 道口 和 余热 锅 炉的 进 气口 连 接， 并 在 进余 热 锅炉 前 再设 置 一台 翻 板式 闸 板阀 ， 最 后 在出 余 热锅 炉 的管道 上 再 设置 一 台闸 板 阀 。 运 行 时 ， 将 锅 炉进 口 前的 闸 板阀 打 开 ， 主 烟 道上 的 闸 板阀 关 闭 ， 通 过 引风 机 的作用 ， 将 烟 气引 至 锅炉 ， 同 时 将除 盐 水引 入 锅 炉水侧 ， 通 过 换 热 ， 产 生 蒸气 供 生产 和 生活 使 用 。 如 果 是原 有 焦炉 技 改 项目 ， 由 于 涉及 到 连接 管 道停 车 时间的 问 题 ， 所 以 ， 供 方 通常 做 如 下 安 排 ： 设 备 安装时 ， 将 其 它所 有 设备 安 装好 ， 最 好 只剩 下 烟气 管 道的 工 作 内容 ， 安 装 前 ， 准 备 好所 需 要的闸 板 阀 ， 安 装 工具 等 材料 。 准 备 好 后 将 地下 烟 道上 欲 开口 的 位置 圈 好 ， 破 开 烟道 表 面上 的 混凝 土 ， 凿 开 地 下烟 道 上拱顶耐 火 砖，将大 一 号的制作 完 毕的烟气 管 道坐在地 下 烟 道 上 ， 接 触 位置 用 耐火 浇 注料 浇 注密封 好 ， 表 面 用混 凝 土加 强 即可 ， 另一 端 则 与余 热 锅炉 主 烟道 连 接。 对 于 在改 造 的取 风 管 ， 通 过 电气 控 制取 风 管上 的 电动 蝶 阀的 开 启和 关闭 ， 可 使 余热 锅 炉项 目 处于 工 作模 式 或检 修 模式 。 当 余 热锅 炉 项目处 于 工 作模 式 时 ， 即 打 开锅 炉 进口 处 和出 口 处闸 板 阀 ， 关 闭 主烟 道 闸板阀 使焦 炉 中的高温 废 气被送入 余 热锅炉； 当 余热锅炉 项 目处于检 修 模 式 时 ， 即 关 闭锅 炉 进口 处 和出 口 处闸板 阀 ， 打 开 主烟 道 闸板阀 ， 则 焦 炉高 温 废 气经 烟 囱排 入 大气。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 14 - 工 艺 方案图 2 设 内 容 和 范 围 上 述 整套 的 、 先 进 的 、 成 熟 的 、 完 整 的和 安 全可 靠 的 ， 且 设 备的技 术 经 济性 能 符合 技 术规 范 书要 求 的余 热 蒸气 系 统及 其 配套 附 属设 备 。 整 个 低温 余 热回 收 系统 范 围内 所 有系 统 的设 计 、 设 备 采购 及 系统的 安装 、 调 试 ； 余 热 回收 系 统包 括 余热 锅 炉系统 、 循 环 水系 统 以及 上 述各 系 统 的电 气 及控 制 系统。 从 软 化水 进 入余 热 锅炉 到 蒸气 出 汽包 为 止 ， 以 及 整套 锅 炉系 统 内的 排 污 系统 和 烟气 管 路系 统 。 上 述 内容 以 外的 项 目公 用 工程。 效 热 管 余 热 锅 炉 技 术 参数 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 15 - 高 效 热管 余 热锅 炉 技术 参 数表 表 2号 名 称 单 位 指标 备 注 1 废气流量 m3/h 100000 2 余热锅炉 套 1 3 焦炉废烟气温度 270 4 排烟温度 175 5 产生蒸气压力 6 蒸气温度 175 7 蒸发量 t/h 8 年产汽量 t/a 51840 9 年运行时间 小时 86400 10 热力除氧器 台 1 10t/h 11 省煤器 台 2 12 引风机 0D 台 1 2803 软水箱 台 1 154 除氧水泵 台 1 5 给水泵 台 1 15 热 回 收 系 统 布置 余 热 锅炉 系 统由 电 动蝶 阀 、 除 氧 器 、 高 温 蒸发器 、 中 温 蒸发器 、 低 温 省 煤器 、 风 管 、 锅 炉 水泵 、 软 化 水箱 、 水 路 系统 、 循 环 管路系统 ， 配 电 柜 控制 系 统 、 烟 气 引风 机 系统 、 平 台 爬梯 等 组成 。 水 泵 需位 于 锅炉附 近 ， 这样 可 以节 省 汽水 管 线， 也 减少 温 损和 压 降。 热锅炉 系 统介绍及控制方案 余 热 锅炉 有 两种 布 置形 式 ：一 种 为卧 式 ，另 一 种为 立 式。 卧 式 炉主 要 特点 是 ： 由 于 换热 管 采用悬 挂 式布 置 ， 不 易 积灰 ， 清灰 容 易 ，换 热 效果 稳 定， 锅 炉内 部 按顺 序 前后 布 置蒸 发 器和 省 煤器。 由 于 焦炉 主 烟道 在 地 下 ， 通 过 卧式 布 置换 热 器可 以 较好 的 与地 下 烟 道 联 通， 方 便维 修 ，节 省 投资。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 15 - 卧 式 炉的 缺 点 是 ： 占 地 面积 大 ； 但 由 于需 方 为新建 焦 炉 ， 场 地 问题 可 以 考虑 更 改， 所 以， 卧 式布 置 还是 比 较方 便 的。 立 式 锅炉 主 要优 点 ： 锅 炉 本体 采 用钢 护 板结构 ， 锅 炉 自上 而 下布置 蒸发 器 和省煤器。 立式锅 炉 主要优点： 锅 炉本体采用 钢 护板结构 ， 锅炉自上而下布置蒸发器和省煤器 ， 由于锅炉投影占地面积小 ， 比 较容易布置。 特 别 适合 于 已规 划 好生 产 线增 加 余热 锅 炉系 统 。 立 式 锅炉 的 缺点 是 ：投 资 大， 不 好操 作 ，安 装 费用 高 。 通 过 以上 比 较和 采 取的 措 施， 我 们推 荐 锅炉 采 用卧 式 结构 。 压和双 压 系统确定 对 于 废气 余 热利 用 ， 为 了 提高 热 力循 环 系统 效 率 ， 一 般 应尽 量 提高 主 蒸 气参 数 ；为 了 更有 效 地利 用 烟气 热 量， 一 般应 尽 量采 用 多压 系 统。 单 压 和多 压 系统 的 选择 比 较如 下 ： 在 锅 炉热 平 衡计 算 及锅 炉 结构 计 算过 程 当 中 ， 当 设 计选 择 的锅 炉 能 完 全 吸收 烟 气放 出 的热量 ， 同 时 能达 到 能量 的 梯级 利 用 ， 采 用 单压 设 计 更 为 合理 ， 且 投 资费 用 较少 ； 多 压 系统 主 要适 合 蒸气 产 量比较 大 ， 增加 一 个 汽包 用 来低 温 除氧 用 时才 使 用 。 多 压 系统 一 般要 比 单压 系 统复 杂 并 且 投资 也 比 单压 系 统大。 因 此 ， 本 项 目的 余 热锅 炉 设计 为 单压系统 ， 已 经 能够 充 分吸 收 低温 余 热 资源 ， 达 到 余热 利 用最 大 化的 目 的 ， 而 且 能够 降 低投 资 比率 ， 我公 司 设 计也 将 针对 单 压系 统 进行 设 计。 热锅炉 工 艺流程简述 气流程 为 了 确保 将 高温 烟 气引 入 余热 锅 炉 ， 焦 炉 主烟 道 与余 热 锅炉 进 出口 烟 道 进行 改 造 。 主 烟 道与 进 口烟 道 上设 有 切换 阀 门 。 当 余 热锅 炉 出现故 障 停 机时 ， 可以 关 闭余 热 锅炉 前 后电 动 阀门 。 确保 焦 炉装 置 正常 生 产。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 16 - 、汽流程 软 水 进入 锅 炉系 统 的除 氧 器 ， 经 化 学除 氧 后的 除 盐水 由 锅炉 给 水泵 进 入 余热 锅 炉的低 温 省煤 器 段 、 中 温 蒸发段 、 高 温 省煤 器 段 ， 中 、 高温 蒸 发 段产 饱 和蒸 气 后并 网 供厂 内 生产 用 。 要设备 参 数 统参数 蒸 气 压力： 蒸 气 温度： 175 蒸 气 流 量 ： h 烟 气 流 量 ： 10000m3/h 入 口 烟气 温 度： 270 出 口 烟气 温 度： 175 锅 炉 阻力： 1500炉内部 结 构参数 出 口 烟气 流 速： s 翅 片 外径： 68换 热 管横 向 节矩： 100换 热 管纵 向 节距： 110换 热 管材 质 ： 20# 换 热 管的 防 磨设 施 ： 全 部 采用 镍 基钎 焊 技术 处 理 换 热 管的 处 理： 镍 基 钎焊 技 术 风机参数 介 质 ： 烟气 型 号 ： 0D 主 轴 转速： 960r/进 口 流量： 100000m3/h 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 17 - 进 口 温度： 175 电 机 功率： 355 压 ： 2100 压 等级： 380V 台 数 ： 1 台 热 力 除氧 器 ： 除 氧 能力 15t/h。 软 化 水箱： 15 热锅炉 烟 气系统 烟 道 部分 包 括 ： 焦 炉 主烟道 、 余 热 锅炉 烟 气进口 通 道 、 余 热 锅炉出 口 烟 道。 焦 炉 主烟道 、 烟气进 口 管道和 余 热锅炉 出 口烟道 均 采用钢 制 密封 壳 体 形 式 ， 烟 气 进口 管 道采 用 外部 保 温结 构 ， 保 温 层外 部 设置 镀 锌板 保 护 层 。 余热 锅 炉烟气 通 道采用外 加 强 的一体 化 护板结构 ， 由内衬 钢板 、 绝 热 层 、 外 壳 体以 及 支撑钢 结 构组成 。 内 衬 板为 搭 接结 构 ， 可以 在 热 态下 很 好地 吸 收膨 胀 。 冲刷腐 蚀 措施 烟 气 冲刷 是 影响 余 热锅 炉 使用 寿 命的 重 要因 素 ， 为 此 对所 有 热管进 行 镍 基钎 焊 之后 ， 还 要 再进 行 必要 的 防护 措 施 ， 主 要 在锅 炉 的迎 风 面进 口前 三 排热管处 都 装有不锈 钢 防冲刷护 罩 ，同时加 大 换热器的 换 热 面 积 。 这 样 对防 止 烟气 的 冲刷 都 起到 了 很好 的 保护 作 用 ， 延 长 换热 器 的使 用 寿 命， 提 高工 作 效率。 热锅炉 水 处理和排水系统 方 案 主要设计内容和范围包括 ： 锅炉补给水处理系统 、 锅炉排水处理系统 。 汽质量 标 准 汽 包 给水 的 质量 控 制标 准 (1576 下 ： 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 18 - 序号 项 目 计量单位 控制标准 1 悬浮物 5 2 25 ) 无量纲 7 3 总硬度 溶解氧 含油量 2 6 含铁量 炉补给 水 处理系统 1) 锅 炉 补水量 锅 炉 蒸发量 h， 排 污率按 10%考 虑 ，补 水 量为 h。 2) 水 处 理方式 根 据 余热 锅 炉给 水 水质 标 准要 求 ， 锅 炉 补给 水 处理 系 统选 择 离子交 换 法 处理 工 艺。 一 期 水处 理 能力 按 照 15t/h， 出 水水 质 如下： ： 7 9 总 硬 度： 含 油 量： 2 含 铁 量： 悬 浮 物： 5 业废水 集 中处理系统 余 热 利用 装 置废 水 排放 情 况如 下 表所 示 ： 来 源 排放量 备 注 水处理废水 t/h 排入污水处理站系统进行处理后熄焦 生活废水 0.3/h 排入污水处理站系统进行处理后熄焦 锅炉排污 h 排入污水处理站系统进行处理后熄焦 合计 t/h 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 19 - 炉给水 系 统 锅 炉 选用 两 台锅炉 给 水 泵 ， 两 台 除氧 水 泵 ， 为 一 开一备 。 软 水 箱一 个 ： 一期 15除 氧器 一 台 10t/h。 炉排污 系 统 在 汽 包的 下 段设 排 污 管 ， 在 水 系统 的 下联 箱 设定 期 排 污 ， 排 去 适量 的 锅 炉污 水 以确 保 蒸气 品 质 。 在 锅 炉本 体 下部 配 置 1 台 定 期排 污 管 ， 排 污 降 温池 布 置在 锅 炉本 体 下部 ， 且预 留 好排 污 降温 池 位置。 汽系统 放 气 系 统 在 系 统的 最 高 点 ， 设 置 放气点 ， 当 上 水和 启 动时 ， 排 去 锅 炉内 空 气和 不 凝结 气 体。 蒸 气 放 散 当 锅 炉故 障 或其 他 设备 故 障 时 ， 低 压 蒸气 能 够通 过 锅 炉 的 集汽 箱 实现 紧 急快 速 放散 蒸 气。 事 故 放 水 当 锅 炉汽 包 水位 高 于紧 急 水位 时 ， 打 开 放水 阀 ， 防止 汽 包 满水。 热锅炉 电 控系统 该 方 案本 着 安全 实 用、 经 济可 靠 的原 则 进行 设 计。 本 系 统过 程 控制 采 用智 能 仪表 ， 给水 系 统采 用 变频 自 动连 续 供 水 。 气主要 设 备及控制方式 1) 除 氧 器给 水 泵 每 台 锅炉 系 统采 用 两台 除 氧水 泵 ，一 用 一备 ， 直接 起 动方 式 运 行 ， 电 压 为 380V 交 流 电源。 水 泵 的运 行 在控 制 柜上 进 行显 示 或报 警 ， 并 且 具备 必 要的 保 护连锁 功 能 。 2) 锅 炉 给水泵 每 台 系统 采 用两台 锅 炉给 水泵 ， 一 用 一备 ， 直 接 起动 方 式运行 ， 电 压为 380V 交 流 电源。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 20 - 水 泵 的运 行 在控 制 柜上 进 行显 示 或报 警 ， 并 且 具备 必 要的 保 护连锁 功 能 。 3) 监 测 及控 制 功能 实 现 对汽 包 液 位 、 汽 包 压力 、 软 化 水箱 水 位 、 除 氧 水箱 水 位 、 水泵 出 水 压力 等 监控。 采 用 分布 式 控 制 ， 汽 包 和除 氧 水箱 的 液位 采 用集中 控 制 ， 非 主 要压 力 检 测参 数 就地 显 示 ， 关 系 到装 置 安全 的 汽包 液 位测 量 为双 系 统 ， 汽包 和 除 氧水 箱 液位 调 节采 用 变频 器 控制 水 泵的 转 数。 4) 电 压 保护 和 电力 装 置接地 高 压 系统 为 接地 保 护 ， 低 压 系统 为 接零 保 护 。 所 有 电机 均 设接 地 装 置 ， 并 通 过电 缆 沟及 电 缆桥 架 上的 接 地干 线 ， 将 各 处的 接 地装 置 连接起 来 ， 形成 系 统的 接 地网 络 。 工控制 测 量 元 件 采用 差 压 变 送器 将 汽 包 的水 位 转 换 成电 信 号 传 至上 位 控 制 模 块 ， 经 运 算输 出 电信 号 至水 位 调节 阀 ， 控 制 锅筒 水 位在 给 定范 围 内。 汽 包 水位 控 制 ： 设 置 两台 液 位计 ， 一 台 为就 地 显示 的 双色 液 位计 ； 一台 为 能 输出 4 20 号 的磁 翻 板液 位 计 ， 同 时 将 4 20 号 和锅 炉 给 水 泵 联锁 ， 水 位 低时 ， 水 泵 自动 启 动补水 ； 到 达 高水 位 时 ， 水 泵 设置自 动 停 止。 当 汽包 水 位过 低 时， 设 置紧 急 声光 报 警。 备的热 工 控制 除 氧 器上 水 泵的 启 、停 、 互备 投 入 (远 传 ) 锅 炉 给水 泵 的启 停 、互 备 投 入 (远 传 ) 压 力 变送 器 的远 传 ，显 示 汽包 内 压力 液 位 计的 远 传， 自 动补 充 汽包 内 的软 化 除氧水 烟 道 闸板 阀 的就 地 控制 开 、关 和 调整 同 时 控制 室 操作 台 上需 设 置常 规 后备 操 作： 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 21 - 手 动 紧急 停 机 手 动 紧急 打 开主 烟 道闸 板 阀 汽 包 事故 放 水门 工测量 为 使 余热 利 用系 统 可靠 运 行， 对 过程 中 各种 参 数进 行 必要 的 测 量 ， 除 了 配备 必 要的 就 地直 读 仪表外 ， 还 配 备了 远 传测 量 手段 ， 所 有 重要参 数 均 能够 在 控制 室 控制 柜 上实 现 显示 ， 远传 仪 表的 信 号采 用 标准 信 号、 分 度 号， 与 控制 柜 相配 套 。 中 铝 国际工 程 股份 有 限公司 沈 阳 分公司 设 计 阶 段 ： 可 研 报告 工 程 编 号 : 22 - 3. 总图运 输 及平面布 置 图 运输 余 热 回收 装 置均 位 于焦 化 公司 烟 囱附 近 。 由 于 余热 锅 炉工 程 在焦化 厂 内 建设 ， 现有 道 路运 输 系统 均 能满 足 本工 程 建设 的 需要。 平 面 布 置 平面布置 本 工 程总 平 面是 以 建设 1 台 烟 气余 热 锅炉 为 主体 进 行配 套 布置 的 。 主 要 设施 有 热管 余 热锅 炉 、水 箱 、给 水 泵、 配 电室 、 引风 机 等。 总 平 面设 计 在满 足 生产 工 艺的 同 时 ， 充 分 考虑 到 运 输