周超瑛-乏汽热回收.doc

QMS EMS OHSMS一体化管理程序文件开曼铝业有限公司乏汽热回收项目技术方案 2012年3月目 录 一：项目概述.2 二、设计方案与节能效益分析及计算汇总.2 三、系统设计及系统设备数据.6 四、设备设计使用寿命.10 五、系统组成及数量.10 六、设计范围.12 七、卖方提供技术资料的范围及进度.12 八、买房提供技术资料的范围及进度.15 九、设计审查.15 十、保证项目及考核指标.16 十一、设备制造标准及出厂检验.16 十二、质量保证及检验.17 十三、设备的涂漆、包装及运输.19 十四、技术培训、现场服务及售后服务.20 十五、设备和材料交付进度表.21 十六、第二类溴化锂吸收式热泵的性能.22 十七、施工方案.23 十八、日常维护.24 十九、产品质量保障措施.24一、项目概述 贵公司现有4套溶出系统，现在末端排出的乏汽压力为冬：0.080.1MPa.G ，夏季：0.10.13MPa.G；蒸汽温度为冬季：120左右，夏季：130左右。乏汽共计约50ton/h，含有的热量约32Mw，未能得到有效利用。可以利用第二类吸收式热泵加以回收，制取高温热水，再通过闪蒸罐闪蒸出饱和水蒸气用于工艺加热。同时，乏汽温度可降至100以下，防止“白烟”现象发生。二、设计方案与节能效益分析1、第二类溴化锂吸收式机组介绍（1）、第二类吸收式热泵循环原理稀LiBr溶液冷媒H2O浓LiBr溶液冷媒H2O第二类吸收式热泵的特长是不使用高温驱动热源，仅使用乏汽就可以获得高温的热。上图是第二类溴化锂吸收式热泵的循环原理图，乏汽通入蒸发器，将在器内循环的冷媒（H2O）加热蒸发成冷媒蒸汽，被吸收器内的浓溶液（LiBr水溶液）吸收，产生的吸收热加热高温水。浓溶液在吸收器中吸收冷媒后，成为稀溶液，经过热交换器被送往再生器。被通入再生器中的乏汽加热，产生冷媒蒸汽。这个时候，吸收液被浓缩，经过热交换器与稀溶液换热后被送到吸收器。另一方面，用通过冷凝器的冷却水将再生器产生的冷媒蒸汽冷凝，再由冷媒泵送往蒸发器。从热泵的热量平衡来看，蒸发器和再生器入热；冷凝器和吸收器放热。（2）、第二类吸收式热泵控制原理 我公司提供的第二类溴化锂吸收式热泵通过检测高温热水的出口温度、各容器的压力、液位，调节乏汽的在蒸发器与再生器中的输入比例及机组配套屏蔽泵、阀门组件的频率、开度，从而持续的制取高温热水。 2、回收热量产生蒸汽的方案（1）、设计参数及计算汇总溶出系统乏汽流量50ton/h（客户提供）按两套相同的第二类吸收式热泵+两套蒸汽闪发装置设计，单台热泵系统乏汽消耗量25ton/h，以下为单台热泵+单台蒸汽闪发装置参数。注：下表中参数为3种不同设计参数的方案汇总表，请按顺序对应阅读。序 号参 数单 位设计数值备 注1乏汽进口温度110115120根据现场调查及用户介绍，溶出系统乏汽为过热蒸汽，其温度、压力随着季节、外界气温的变化，略有不同。1）、冬季乏汽出口温度约为120125，饱和压力约为0.080.1Mpa.G（对应饱和温度：117121）；2）、夏季乏汽温度约为130135，饱和压力约为0.10.13Mpa.G（对应饱和温度：121125）。3）、考虑到乏汽通过管路输送到热泵机组处的温度及压力损失，建议采用的乏汽进口设计温度按110进行（热泵机组距乏汽排出处距离约200m，考虑10的温度损失）。4）、如不考虑这部分损失，乏汽设计温度可以按115甚至120考虑，此时可制取的蒸汽温度、压力也相应可以提高。2乏汽进口压力Mpa.G0.0410.0670.096实测乏汽热交换器前的压力值为0.056Mpa.G，考虑热泵机组距该处还有约50m距离，有一定的压损，按110的饱和压力值0.041设计如果不考虑这部分损失，比如热泵机组放在发起出口处，则设计压力可以按0.067Mpa.G或0.096Mpa.G设计。3乏汽凝结温度95设计值4乏汽热量凝水温度按95Mw15.9215.9716.02636.8w/kg25000=15.92Mw638.9w/kg25000=15.97Mw641w/kg25000=16.02Mw5循环水进出口温度3240设计值6循环水流量Ton/h873857871设计值7循环冷却热量Mw8.568873ton/h1000kcal/ton.=8.12Mw8872ton/h1000kcal/ton.=8.11Mw8871ton/h1000kcal/ton.=8.10Mw8高温水进出口温度150155155160165.5170.5设计值9高温水流量Ton/h113310941090设计值10高温水热量Mw7.387.327.195.61133ton/h1000kcal/ton.=7.38Mw5.61031ton/h1000kcal/ton.=7.32Mw5.61101ton/h1000kcal/ton.=7.19Mw11产生的水蒸汽温度150160165.5客户要求12产生的水蒸气压力MPa.G0.370.510.60客户要求13产生的蒸汽量ton/h11.2011.3511.13设计值14补水温度60客户提供的二次蒸发水15补水量ton/h11.2011.3511.13设计值16制热效率Cop0.4640.4580.449设计值凝水温度按95设计值（2）、节能效益分析应用第二类吸收式热泵机组回收乏汽热量，两台每小时共计可回收热量14.414.8Mw，其中89.2%的热量闪蒸成水蒸气，10.8%的热量用于补水加热。根据热源的设计温度不同，该系统分别可产生0.37MPa.G、0.51Mpa.G、0.6Mpa.G的水蒸汽22.422.7ton/h不等。以下计算按最少蒸汽发生量即22.4ton/h计算，蒸汽按照150元/吨计算，每年节省蒸汽费：22.4吨/小时24小时360天150元/吨=2900万元三、系统设计及系统设备数据：1.系统设计：乏汽回收部分第二类溴化锂吸收式热泵系统 溴化锂吸收式热泵使用热源为贵公司的溶出系统末端乏汽。 溴化锂吸收式热泵使用循环水及其补水为贵公司提供蒸发二次水。 溴化锂吸收式热泵使用的热水为贵公司提供的蒸发二次水。 溴化锂吸收式热泵使用的循环水需单独配置冷却塔。注：以上水质须由甲方提供有效水质报告。蒸汽发生部分蒸汽闪发系统技术参数: 蒸汽闪发罐循环水采用蒸发二次水。 蒸汽闪发罐补水采用60的蒸发二次水。 液位现场显示及远传，液位自动控制 压力及温度现场加远传 排污手动定排。注：以上水质须由甲方提供有效水质报告。第二类溴化锂吸收式热泵部分如下图所示：注：流程示意图中标注的各点温度、流量、压力按乏汽温度115时标注，按其它工况设计时的参数对应上述表格参数即可。2控制系统（1）机组随机安装控制仪表及可编程序控制器PLC实现热泵机组智能控制，能够实现热泵机组本体范围内所需的自动调节等控制，并能够实现整个热泵机组的启动、停止、联锁保护等功能。（2）机组运行状态信号、控制装置故障信号、机组正常运行时所需监视的重要信号，均可通过热泵机组控制系统的标准DCS接口信号传送到现场操作室DCS操作员站进行监视，并可通过国际标准的RS485接口及国际标准的MODBUS通信协议将信息传送至用户中央监控系统。（3）机组电控箱内提供下列无电压接点（接点容量为250V AC5A）：a、运行信号接点（运行时闭合） 1对b、停止信号接点（停止时闭合） 1对c、故障信号接点（故障时闭合） 1对d、用户热水泵启动、停止接点信号（运行时闭合） 1对e、用户循环水泵启动、停止接点信号（运行时闭合） 1对f、报警指示灯接点信号（故障时闭合） 1对（4）机组电控箱内提供RS-485通讯接口，ModBus RTU通讯协议。（5）机组配套提供整套满足机组启、停与运行安全监视所必须的控制设备, 包括取样部件、检测元件（包括传感器）、安全保护装置、以及与检测元件或传感器相连的特殊仪表，主要仪表和控制设备均采用日本或欧美专业仪表厂产品，可用性高、稳定性好、可操作性和可维护性强，为全球通用产品，符合IEC及GB有关标准。（6）卖方负责提供机组范围内所有电缆敷设设计，DCS通讯电缆由买方提供。（7）检测仪表精确度, 主要参数不低于0.5级，一般参数不低于1.5级，变送器和传感器精确度不低于0.5级。（8）配电及防爆a、电源条件：3相AC380V 50HZb、防爆等级：机组放置在非防爆区，无防爆要求。四、设备设计使用寿命第二类吸收式热泵系统年正常运行大于7600小时，总体设计使用寿命大于20年，受热面管材设计使用寿命大于5年。乙方需按上述条件及要求设计，设计时须满足甲方提出的上述条件及要求。 为充分发挥系统的节能性和可靠性，第二类吸收式热泵的各换热器需要定期进行维护和保养（维护和保养方法及时间要求详见说明书）操作，甲方需按乙方提供的使用说明书相关内容进行使用。五、系统组成及数量5.1 第二类溴化锂吸收式热泵 2台以下为单台配置： 序号名 称数量备 注1机组本体蒸发器1台用户指定再生器1台用户指定冷凝器1台SUS436L不锈钢换热管吸收器1台铜镍管或不锈钢管热交换器1台铜镍换热管2泵类吸收液泵2台均为1备1用冷剂泵4台真空泵1台3阀类蒸汽控制阀1个电动冷媒排放阀1个隔膜阀、辅助阀、角阀、流量阀一套4视镜及垫片一套5压力表一个6溴化锂溶液、冷剂、缓蚀剂一套7自动抽气装置一套8防结晶装置一套9自动快速稀释运转装置一套10电气元件与控制系统PLC控制器（S7-200）一个PLC温度模块（EM-231RTD）一套PLC模拟量输入模块（EM-231）一套液位开关FR一套压力传感器一套断路器、接触器、热继电器一套PT100温度传感器一套 5.2 余热蒸汽发生器 2套 5.3 循环水冷却塔系统 2套六、设计范围1、乙方负责供货范围内的系统设计和设备设计，并对所设计内容的准确性和完整性负责。2、乙方负责系统设备及配套的整体控制系统(买方提供的模块化控制系统除外)、检测系统等的设计，并对所设计内容的准确性、完整性负责。七、卖方提供技术资料的范围及进度1、资料内容及交付进度 技术资料序号资料名称供确认最终版交付时间份数交付时间份数1基础图、外形尺寸图合同签订后一月内2P随设备提交6P+2E2配管系统图合同签订后一月内2P随设备提交6P+2E3设备参数表合同签订后两周内2P随设备提交6P+2E4电气仪表接线图合同签订后两周内2P随设备提交6P+2E5热泵工艺原理图P&ID图随设备提交6P+2E6采购、制造、安装进度计划书随设备提交6P+2E7质量记录、检验报告随设备提交6P+2E8产品合格证书随设备提交6P+2E9使用说明书随设备提交6P+2E10装箱单随设备提交6P+2E11保修单随设备提交6P+2E12本项目文件、图纸、资料总清单随设备提交6P+2E13调试条件确认书随设备提交6P+2E仪表技术文件 需卖方提供的技术文件和资料：- 仪表索引表- 仪表规格书（包括每种仪表的工艺数据、规格、型号及相关技术要求）- 安装在控制箱的指示灯、开关、按钮的规格，功能叙述，接线原理- 仪表回路图（图示每一仪表回路各设备位置之间的接线，标准参照ISA S5.4）- 成套仪表控制箱的供电布置图和说明- 静电接地端子布置图和说明- 详细的顺序及联锁控制逻辑图（逻辑符号标准：ISA S5.2）- 控制、操作原理（一般描述）- 工艺和控制描述（对每一回路详细描述）- PLC I/O表（位号、I/O种类、测量范围、功能等描述）- PLC I/O卡件详细清单列表- 报警停车设定值表（位号、用途、范围、单元、报警停车设定值等）- 仪表位置图- 仪表电缆敷设图- 卖方/买方电缆接口图- 仪表供风管线配置图- 仪表安装图- 现场控制箱布置及端子接线图- 仪表板布置配管图- 仪表设备和材料供货清单（包括仪表安装、连接、等材料和成套供货仪表样本）- 操作维护手册- 合格证、测试和标定报告- 备品备件表- 电气技术文件八、买方提供技术资料的范围及进度 1、资料内容及交付进度(1)、买方对热泵及蒸汽发生系统配置的技术水平要求（设计条件）。(2)、现场设备平面布置图及热泵、蒸汽闪发系统安放位置示意图。(3)、循环水、热水、补水及乏汽的详细水质报告。(4)、热泵及蒸汽发生系统主要换热元件所使用材料的技术要求。以上图纸和资料深度以能满足卖方展开相关设计为准。 上述资料自商务合同生效后一周内应提供。九、设计审查 1、商务合同生效后，两周内进行设备的设计审查。 2、设计审查会议地点待定，具体时间由卖方以传真形式提前3天通知买方，买方组织有关人员参加。 3、基本设计、详细设计和审查均以双方签字的技术附件为准。 4、每次会议应有备忘录，双方代表签字认可，如果在合同技术要求与实际设计之间发现任何出入，则卖方应予以解释，买方有权提出意见。如果双方意见存在分歧，应通过协商解决，但最终必须满足买方的实际情况需要。任何修改和变化应以书面形式确认，并视为补充的附件内容。十、保证项目及考核指标 1、在正常工况，以及电控、水路、汽路系统均按设计参数配置合理、运行正常、维护及时的条件下，乙方设备满足以下要求：1）、不影响蒸发器正常排汽。2）、蒸汽压力0.37Mpa.G。2、设备保证期 设备保证期为投产运行后12个月或甲方现场后18个月，以时间先到者为准。十一、设备设计制造标准及出厂前检查设备设计制造执行标准： 标准名称 标准号蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组 GB/T18431溴化锂吸收式冷（热）水机组安全要求 GB/T 18361 吸收式制冷机(日本工业协会)标准 JIS B 8622 制冷和供热用机械制冷系统安全要求 GB 9237管壳式换热器 GB151钢制压力容器中的规定 GB150钢制法兰化工部标准 HG20592十二、质量保证及试验1、质量保证及要求(1)、卖方设备设计和制造应满足国家标准和行业标准。(2)、卖方提供的系统设备和热泵设备结构设计和制造保证其在买方要求的技术参数范围内长期、安全、稳定、满负荷的运行。(3)、卖方对热泵的成套设备（含辅助系统及设备）负全部责任，包括分包（或采购）的产品。(4)、质保期内由于设备质量引起的损坏，卖方无偿修理或更换，并在接到通知72小时内到达现场。2、试验(1)、设备在生产过程中和出厂前，应根据有关国家和行业标准进行检验和试验，以及相关的出厂调试，合格后出厂。(2)、出厂时向买方提供完整的试验报告。(3)、检验、监造和性能验收试验。3、工厂检验：(1)、工厂检验是质量控制的一个重要组成部分。卖方严格进行厂内各生产环节的检验和试验。卖方提供合同设备的质量证明、检验记录和测试报告，并且作为交货时质量证明文件的组成部分。(2)、检验的部分包括原材料和元器件的进厂，部件的加工组装试验至出厂试验。(3)、卖方检验的结果满足规范和标准的要求，如有不符之处或达不到标准要求，卖方需采取措施处理直至满足要求。卖方在合同设备发生重大质量问题时须将情况及时通知买方。(4)、工厂检验的所有费用包括在所有合同总价之中。(5)、工厂检验包括但不限于以下项目 序号试 验 项 目检验要求1机组成套设备组成机组成套制作、分体出厂、用户现场组装2机组外观及外形尺寸确认机组外观质量和机组外形尺寸符合要求。3水压试验压力试验为设计压力的1.25倍。4机组氦检试验确认机组氦检试验符合技术要求和标准要求。（110-10Pam3/s）5安全保护器件动作进行安全保护器件的模拟试验，安全保护器件动作应正常。6机组安全保护接地检查机组的安全保护接地，安全保护接地应符合图纸要求7机组安全警告标识检查机组的安全警告标识，机组安全警告标识应粘贴牢固，粘贴位置符合图纸要求。4、设备监造(1)、设备监造依据：根据本合同和中华人民共和国的有关规定。(2)、监造方式：文件见证、现场见证，即R点、W点。每次监造内容完成后，卖方和买方监造代表均须在见证表上履行签字手续。(3)、监造内容序号监造部套监造内容监造方式WR1本体组装2控制系统注：W-现场见证，R-文件见证。(4) 、卖方需为买方监造人员的工作和生活提供必要的方便。十三、设备的涂漆、包装及运输1、涂漆要求涂装严格执行锅炉油漆和包装技术条件JB/T161591标准的有关规定，涂装表面必须经过除锈处理达上述标准的要求。(1)、设备内表面涂耐热防锈漆两遍（深红色）。(2)、设备外表面涂耐热油漆两遍，漆膜厚度按相应规范要求执行。(3)、各部面漆颜色为灰色（若买方有特殊要求另行商定）。2、包装及运输包装及运输严格执行蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组GB18431标准的有关规定。(1)、做好设备的防雨、防尘保护，外露口应有盲板或螺塞等防护措施。(2)、包装应美观大方、设计合理。(3)、卖方负责按买方需求及时发货,并对运输过程中造成的丢失、损坏等负责。(4）、卖方保证在运输许可的条件下尽可能保证设备整体运输，减小设备分解。(5)、卖方货物运抵买方指定现场，买方负责卸车、转运及仓储保管。十四、技术培训、现场服务及售后服务1、培训计划和内容：为使设备能正常运行，卖方有责任免费为业主提供相应的技术培训。设备安装调试完后对业主方操作和维护人员进行现场培训，培训的内容能够完全保证正常运行和维护。培训的人数、时间和内容由双方商定。培 训 计 划 表序号培训计划培训天数培训教师构成地点备注职称人数1理论2工程师1现场2操作2工程师1现场3故障排除2技 师1现场 2、现场服务(1)、卖方负责提供安装、调试技术服务，货物在买方指定工厂安装、调试期间,卖方派遣工程技术人员(或专业技工)到达设备安装现场，负责设备安装和调试的技术指导工作。(2)、卖方货物在买方指定工厂正式投产初期,卖方现场技术服务人员给予免费保驾技术服务10天(如需延长服务时间,双方另行协商处理),以确保顺利投产竣工。3、售后服务(1)、卖方应协助买方做好控制系统的有关工作，负责提供所需资料，并提出设备的有关控制、调节、保护等要求。(2)、在质保期内一旦设备出现问题，接到买方通知，在2小时内给予答复，如因设备质量问题导致的设备损坏，卖方无偿修理和更换，应在接到通知后48小时内到达现场。十五、设备和材料交付进度表 时间项目第1月第2月第3月第4月第5月第6月第7月第8月上中下上中上上上中下中下上中下上中下上中下上中下2.初步设计3.施工设计4.设备采购5.土建施工6.设备安装7.调试8.投产运行9.竣工验收 设备的交货：卖方应保证满足安装进度要求，最终交货期以商务合同为准。十六、第二类溴化锂吸收式热泵的性能1、换热效率 换热器采用采用高效换热管结构，并采用交叉降膜式换热方式，效率高。2、设备体积结构布置紧凑，设备体积小。3、设备清理及检修 换热器管箱均采用门轴式设计，检修操作简单，便捷。5、设备故障处理 机组运转部件（屏蔽泵）采用1备1用形式，在发生机械故障时，机组可不停机进行屏蔽泵维修，满足24小时连续运转要求。 机组在设计时与原有系统采取并联模式，如果机组必须进行停机检修，则关闭机组前端阀门，将乏汽切换至原有系统做短时间的运转。机组采用专利技术的内消耗技术，如果由于热水系统故障无法正常运行时，可将机组切换至换热器模式，此时通过热泵机组的乏汽热量将由冷却塔循环水消耗掉，不影响系统的正常运行。6、控制系统 1）机组随机安装控制仪表及可编程序控制器PLC实现热泵机组智能控制，能够实现热泵机组本体范围内所需的自动调节等控制，并能够实现整个热泵机组的启动、停止、联锁保护等功能。 2）机组运行状态信号、控制装置故障信号、机组正常运行时所需监视的重要信号，均可通过热泵机组控制系统的标准DCS接口信号传送到现场操作室DCS操作员站进行监视，并可通过国际标准的RS485接口及国际标准的MODBUS通信协议将信息传送至用户中央监控系统。 3）机组配置动态、详细的运行状态显示模块，强大的信息储存、调用模块。采用高分辨率触摸屏，可显示当前为止的720小时（30天）的历史数据，及记录时的时间日期。可显示机组各部位温度的趋势曲线、显示机组热源阀开度的趋势曲线，便于分析机组的运行情况 可以自定义时间段，查询历史数据、显示表格、显示历史数据曲线 显示实时报警信息、实时提示信息、历史报警信息 可随时通过标准接口（RS485、USB）提取机组储存数据或即时数据。十七、施工方案本乏汽回收工程项目采用工厂制作、现场组装的方式组织设计施工。各工序及进程安排见下表：序号工序内容工期工作地点1现场考察，空间丈量1天2热工及管件功能计算5天3图纸设计，工艺确认35天4材料准备3天5本体组装105天6发运，施工材料准备1天7现场施工30天8竣工调试2天总计：合同签订后，生产时间约150天，安装时间约30天。注：施工时，热泵机组本体各部件的焊接由卖方负责，买方应提供以下条件：（1）热泵设备到场就位安装时的指导配合工作。（2）安装临时用电、用水设施以及氧气乙炔气体、高纯氮气。十八、日常维护热泵机组安装使用后，对乏汽及相关用水的洁净度及成分有一定的要求。日常维护时，需要定期检查各部分的水质情况，并定期对换热器进行污垢清理。十九、产品质量保障措施A. 工艺控制（一）应制订工艺文件管理的规定，包括工艺文件的编制、发放、更改、审批等应有明确的规定。 （二）应制订与热泵产品相适应的工艺流程图或产品工序过程卡、工艺卡（或作业指导书）。 （三）应有主要受压部件的工艺流程卡和指导作业人员的工艺文件(作业指导书)的规定。 B. 焊接控制（一）焊材管理 应有焊材的订购、接收、检验、贮存、烘干、发放、使用和回收的管理规定，并能有效实施。 （二）焊接管理 1.应有焊工培训、考核和焊工焊接档案管理的规定； 2.应制订适应锅炉压力容器产品需要的焊接工艺评定（PQR）、焊接工艺指导书（WPS）或焊接工艺卡，并应满 足中国有关技术规范的要求。应有验证焊接工艺评定（PQR） 的管理规定和焊接工艺指导书（WPS）分发、使用、修改的程序和规定3.应制订确保合格焊工从事受压元件焊接工作的措施，并制订焊工资格评定及其记 录（WPQ）的管理办法，同时规定了产品