安钢9_高炉煤气净化系统改造技术方案说明书.doc

安钢9#高炉煤气净化系统改造工程技 术 方 案江苏瑞帆环保装备股份有限公司2012年1月6日目 录1 总论12项目范围及内容43 燃气设施44 通风175 给排水设施196 热力设施237 液压238 总图运输239 电气2410 仪表3011 电讯3312 土建3413 主要设备表3514 附图551总论1.1 项目概述目前安钢现有9#(2800m3)高炉煤气净化系统采用湿法除尘，资源综合利用率低和环境质量较差。为了综合利用能源改善环境，依据国家的钢铁产业政策，安阳钢铁股份有限公司拟将现有9#高炉煤气净化系统由湿法改为干法，建一套高炉煤气干式布袋除尘系统，取代现有湿法除尘系统，相应对TRT进行改造，并新建一套调压阀组（带消声装置）。经现场勘察，9#高炉干法除尘布置在高炉出铁场除尘器与高炉煤气重力除尘器之间的空余场地，具体布置见总图。1.2 项目实施原则根据安钢实际情况和发展要求，结合国家经济建设的方针政策，本工程遵循以下原则：1、遵循“先进、实用、可靠、经济”的原则。使总体布局、方案实施、生产技术设备装备水平及生产过程控制管理水平达到和谐统一。方案设计技术先进、工艺顺畅、布局合理、施工期间不影响现有设备生产、新旧设备碰头切换时影响高炉停产时间最短，运行费用低。总图布置和工艺流程合理；节省用地；节约投资；2、 消化吸收国内外已成熟的适用的先进工艺和技术，确保生产长期、安全、稳定地连续生产，以取得较高的经济效益；工程建成投产后主要技术经济指标达国内先进水平；3、自动化控制水平遵循先进、实用、有效，有利于产品质量控制和安全生产，性价比高的原则；4、在工艺设备的选择方面，采用先进的节能降耗技术，减少水、电、蒸汽等动力的消耗，以达到节能降耗的目的；降低产品成本，积极发展循环经济；5、贯彻“以防为主，防治结合”的环境保护原则，对生产的全过程进行控制。推行清洁生产，从源头控制污染物的产生量，做到节能降耗，增效减污；提高工业用水循环率和重复利用率，节约水资源，保护水环境；生产过程中产生的废物尽可能减量化、资源化、无害化，以达到社会效益、经济效益和环境效益的和谐统一；6、在确保建设质量的前提下，严格控制建设投资。1.3 项目范围及内容1、本工程项目内容：9#高炉煤气净化系统及相应配套设施改造。2、项目范围及要求：工程方案的总体设计，土建，除尘系统（除尘器、本体系统、电控、仪控、自动化、输灰系统、阀门系统、煤气反吹系统、氮气系统等），TRT（本体、配套阀门、膨胀节、管道、电控、仪控、自动化、供配电线路）、新建高炉煤气调压阀组（带消声装置），配套外围管网改造对接及保温，煤气喷淋降温装置，工程建筑、安装、调试及投运，人员培训和维护服务等。干式除尘系统要求能够满足在变工况、变负荷调整等条件下的安全、可靠、长周期运行要求。TRT设备改造应本着安全稳定运行、提高发电效率、节约投资及运行成本的原则，可利用设备不得更改。1.4 自然条件1、大气压力冬季历年最大气压101.73kPa夏季历年最低气压99.59kPa历年平均气压100.75kPa2、大气温度最热月平均温度26.9历年平均温度13.6极端最高温度41.7极端最低温度21.7冬季最低日平均气温14.83、相对湿度最冷月月平均相对湿度 61%最热月月平均相对湿度 78%年平均相对湿度 66%4、基本风荷载0.35kN/m25、基本雪荷载 0.25kN/m26、抗震设防烈度 8度7、设计基本地震加速度 0.20g8、供电条件： 频率 50HZ 电压 AC380/220V1.5设计条件1、高炉煤气发生量正常 4245万m3/h最大 52万m3/h2、煤气压力 220235KPa3、煤气温度正常100250最高300（持续时间30min）4、布袋入口粗煤气含尘量20g/m35、要求布袋出口净煤气含尘量5mg/m3（布袋除尘器后）6、重力除尘器出口瓦斯灰堆比重 0.81.2t/m37、供电条件频率 50HZ 电压 AC380/220V8、本工程设备所配电气仪表设备均应符合防爆2区的设计规定。9、冷却水条件PH值： 6.59.5硬度： 1012oH混浊度： 100mg/l有机物含量： 25mg/l含油量： 5mg/l水温： 35供水压力： 0.30.45MPa(g)10、电源条件低压三相动力负荷电源： AC 380V/50Hz低压单相动力负荷及照明电源： AC 220V/50Hz直流控制电源： DC 220V11、仪表气源 洁净压缩空气 0.40.6MPa（g） （无油无水）12、煤气条件9#高炉TRT（2#TRT）煤气参数表（现状）序号项目最大正常1透平入口煤气压力（kPa）2151602透平入口煤气流量（万m3/h）52453透平入口煤气温度（）2501504透平出口压力（kPa）15155透平入口煤气含尘量（mg/Nm3）小于50（短期）小于106吨铁发电量（kW/t铁）（2011.1-9平均）332 燃气设施2.1 概述：根据安钢要求，对现有9#高炉煤气系统进行改造，将现有高炉煤气净化系统由现重力除尘器毕肖夫系统的高炉煤气湿法除尘工艺改造为重力除尘器干法布袋除尘工艺。改造实施时不影响现有高炉生产。本工程与之配套的燃气系统主要设施须做如下改造：（1）新建干法布袋除尘设施取代现有毕肖夫系统（2）改造现有高炉煤气余压透平发电装置TRT（3）新建高炉煤气减压阀组及消声器（4）新建高炉净煤气喷淋降温加药装置2.2 高炉半净煤气净化设施改造本设计对半净煤气净化设施改造，新建一套干法布袋除尘设施取代现有环缝洗涤系统。1、9#高炉干法布袋除尘工艺系统干法布袋除尘设施由10个DN6000布袋箱体和1个DN4000集中灰仓并联组成，两排布置，输灰采用气力输灰。整个设施采用钢框架结构。高炉煤气除尘器主要技术参数见下表：序号名 称性 能 指 标一除尘器箱体1箱体数量10个2排布方式DN6000箱体，两排布置3箱体壁厚封头壁厚16mm，其它14mm，Q345R4花格板壁厚14mm5单箱体/总滤袋条数436/4360条6滤袋规格1608000mm7滤袋材质P84复合滤料 800g/m28单箱体/总过滤面积1744m2/17440m29工况过滤风速（工况条件：煤气量520000Nm3/h，压力0.2MPa，温度200）10个箱体运行时：0.268 m2/min9个箱体运行时：0.298 m2/min8个箱体运行时：0.336m2/min）10半净煤气含尘量10g/Nm311净煤气含尘量5mg/Nm312清灰形式双向电磁脉冲喷吹13清灰氮气压力0.350.4MPa14氮气消耗量最大：800m3/h 间歇使用15进出口通径进口DN1000 出口DN90016阀组形式电动全封闭插板阀+气动煤气耐磨蝶阀17波纹补偿器材质254SMo二输灰方式气力输灰1气力输送管道DN125，耐磨处理2气力输灰介质氮气或高压净煤气三储灰仓1数量1个2规格型号DN40003单箱体/总储灰量120m34过滤系统4.1单箱体/总滤袋条数212条4.2滤袋规格1602500mm4.3滤袋材质防结露耐高温滤料4.4单箱体/总过滤面积266m22、高炉煤气除尘系统流程（1）当高炉正常运行时当高炉正常运行时，自重力除尘器出来的半净煤气温度为120250，进入并联的布袋除尘器，经布袋过滤除尘，煤气得到净化，并进入净煤气总管。净化后的煤气含尘量5mg/m3，煤气经TRT或调压阀组调压稳定高炉炉顶压力，调压阀出口煤气压力保持在15KPa。为使减压阀组噪音达到环保要求，高炉减压阀组后设有煤气管道消音器。 随着布袋过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。（2）当高炉非正常运行时当高炉处于非正常运行时，半净煤气温度将可能处于 300T450或T90。进入布袋除尘器的半净煤气温度过高或过低都将会影响布袋的正常工作，煤气温度过高，则会烧损布袋；煤气温度过低，煤气可能结露，会使布袋除尘及清灰工作发生困难。半净煤气温度过高（大于300）时，则在高炉炉顶或重力除尘器采用喷水等降温措施，使进入布袋除尘器的半净煤气温度处于120250，保证布袋除尘器正常工作。为防止煤气结露，除尘器和灰斗、荒煤气管、净煤气管外表面覆盖保温层，以保持煤气温度。3、 除尘器箱体（1） 结构特点除尘器中部箱体为园形筒状结构，箱体内径为6000mm，高20100mm，设计压力0.25MPa，材质为Q345R，板厚14mm。其上设：检修人孔4个。箱体设氮气吹扫系统，用于清除积聚的灰尘和筒体煤气置换吹扫；仪表压缩空气系统，用于阀门控制；人工灰尘检测口一个，方便取样化验。悬挂式箱体支座，每个筒体4个。DN1000煤气进口接管一个，设相应导流配气装置。除尘器顶部采用符合JB/T4746-2002标准要求的正椭圆形封头，壁厚16mm，材质Q345R。净煤气从箱体顶部接出，在封头上设有安全阀及放散管各一个。除尘器下部采用锥形灰斗，材质Q345R，板厚14mm，锥形灰斗锥角为50，确保灰尘顺利排出。下锥体上设双路蒸汽保温盘管防止煤气结露和粉尘结块而影响排灰。灰斗上下高低灰位各设一个热电阻检测灰斗的灰位,并设有仓壁震动器两套和氮气吹扫管。除尘器进、出口管道分别设置DN1000、DN900的全封闭式电动插板阀、气动三偏心蝶阀、大拉杆波纹补偿器、手孔。（2） 箱体安全保护和气流分布箱体上设有超压泄放装置一套，以保证箱体的安全运行。安全阀公称直径DN150，设计温度为350时，泄爆压力0.245MPa。安全阀设在箱体顶部。在箱体顶部的煤气出口支管上设置一套煤气放散装置，包括电动放散球阀和放散接管，放散口高出箱体顶部4米以上。放散球阀公称直径为DN200，设计压力0.6MPa。放散管安装煤气检测口，以便箱体检修前，用气体置换后，手动检查箱体顶部的煤气或氧气含量。箱体出口支管上安装插入式粉尘检测仪，在线实时检测净煤气含尘量，以此判断箱体内是否有破损布袋。箱体进、出口设置差压变送器，以此来监视箱体压力；差压由进、出口煤气压力变送器计算得出，在线检测除尘器过滤阻力，以此控制脉冲喷吹清灰。箱体进气口对壁设一块挡灰板（暂定），防止高速灰尘冲刷箱体壁板，造成箱体局部严重磨损。在进气口和滤袋之间设有对煤气起导流作用的格子板，对煤气起导流作用，使煤气均匀向上。出气口设置在箱体顶部。（3）涂漆要求筒体内壁：涂E06-28无机硅酸锌防锈漆2道，每道干膜厚度50m；然后涂W61-64有机硅高温防腐漆2道，每道干膜厚度50m。筒体外壁：涂E06-28无机硅酸锌防锈漆2道，每道干膜厚度50m。4、过滤系统过滤系统主要由滤袋、龙骨、花板组件组成。（1）花板花板材质为Q235-B，板厚12mm，下部设有大梁支撑件和加强筋，防止承重变形。花板孔径偏差不大于0.1mm，孔距偏差不大于0.5mm，花板整体成形的平整度偏差不大于0.5mm。花板最大差压按40kPa设计，花板应具有足够的刚度，在最不利工作状态下挠度不大于5mm。花板开孔处应平整光滑、无毛刺等缺陷，滤袋安装后，必须严密、牢固、装拆方便。花板板口、挂帽有足够强度，保证在280时不变形、耐用。花板口中心与吊挂垂直偏差不大于1mm。滤袋及其骨架从花板孔中装入，并通过袋口的安装机构固定在花板上。花板由箱体内部的钢构件支架固定，并满焊在箱体内。（2） 滤袋材质：P84玻璃纤维复合针刺毡（P84含量不低于15%），滤料单重大于800g/m2。滤袋底部100mm处双层加强，滤袋的涨圈采用高强度弹性涨圈，牢固地固定在花板上。滤袋的缝制：滤袋口部三层加厚加强的缝制工艺，口部采用两道加强密封件。滤袋使用寿命在两年以上。每个箱体滤袋数量为436条，滤袋规格：160mm8000mm。滤袋工作温度为90260，工作极限温度为300（30min）。（3）笼骨笼骨规格：与滤袋配套。采用组合式结构，拆卸方便，各段之间采用分段插接式技术和无阻碍滤袋组合元件技术，同心度偏差小于5mm。笼骨材质为碳钢，联结点不外露表面有机硅喷涂处理，袋笼的纵筋和反撑环分布均匀，纵筋数量不少于14根，反撑环的间距小于250mm。龙骨顶部设有专用高效文氏管。龙骨采用直径不低于4mm圆钢和圆钢支架组焊并经镀锌处理的笼状结构，防止滤袋压扁，影响气流通过。5、脉冲喷吹系统反吹介质采用氮气，系统主要包括氮气包、脉冲阀、喷吹管、检修球阀、超音速引射喷嘴等，采用针对大直径箱体的布袋脉冲清灰而设计的先进的双向电磁脉冲喷吹装置，能使每个电磁脉冲阀所带的布袋数量接近，清灰均匀、彻底。反吹控制采用定时或定差压两种数据可调、可选择的操作方式并能实现自动，脉冲反吹清灰可采用在线清灰或离线清灰。氮气包设计压力1.0MPa。氮气系统阀门压力等级为1.6MPa。6、干灰贮运系统贮灰系统采用园形筒状结构的大灰仓，共计1个，灰仓内直径为4000mm，高20235mm，壁厚12mm，储灰容积下部采用锥形灰斗，箱体上设有3个检修人孔，灰仓参照GB150钢制压力容器进行设计、制造和验收，但不报检。灰仓材料为Q235-B，进气口设在大灰仓的直段中上部。大灰仓结构特点如下：内部设布袋除尘装置，当净煤气作为反吹介质时，对反吹煤气进行净化。仓内滤袋数量212条，滤袋规格（直径长度）：160mm2500mm，滤袋工作温度为220。 并配套设清灰装置一套，用来清除滤袋上的灰尘。顶部设超压泄放装置，由DN150安全阀和接管组成。顶部设放散装置，大灰仓内净化后的混合气体通过放散管放空。下部锥形灰斗上设蒸汽保温盘管，盘至高灰位。对灰斗进行加热保温，防止温度小于130，结露和粉尘结块，影响排灰的正常进行。上部采用正椭圆形封头，其下方卸灰采用卸灰球阀、叶轮给料机进行卸灰，并通过加湿机加湿灰尘，然后用灰车运出。加湿机（含机配套设备）和以上设备均由卖方提供。灰仓整体保温，保温材料采用隔热性能良好的复合硅酸铝毡，外包镀锌铁皮。箱体下部灰斗还设有蒸汽盘管，防止结露。灰位由安装在大灰仓上的上、中、下位三个射频导纳测定, 并设有仓壁震动器和氮气炮两套。7、除尘器卸输系统卸输灰系统采用气力输送，由气动卸灰球阀、气动钟形泄料阀、输灰管、加湿机等组成。卸、输灰系统的工艺流程如下：除尘器灰斗 DN250气动卸灰半球阀 DN250气动钟形卸料阀 DN100气动卸灰半球阀 DN125输灰管道大灰仓插板阀加湿机汽车。气力输送介质采用氮气。设在输灰管道前端的两个气动球阀用来控制选用氮气作为输灰介质，并设置压力调节装置，将介质压力调节到合适的压力。氮气由10m3氮气储罐供给，设置氮气调压系统，将压力调至所需压力。输灰介质将灰尘送至大灰仓，并经过滤后，通过放散管放空。8、箱体进、出口阀门（1） 电动全封闭插板阀荒煤气支管采用全封闭耐磨防爆型插板阀。DN1000电动插板阀共10个、公称压力0.4MPa、工作压力0.25MPa。阀门带配对法兰、紧固件及金属缠绕垫片等，配带防爆电控箱，具有远程/本地操作功能，阀门位置信号进入PLC。净煤气支管采用全封闭防爆型插板阀。DN900电动插板阀共10个、公称压力0.4MPa、工作压力0.25MPa。阀门带配对法兰、紧固件及金属缠绕垫片等，配带防爆电控箱，具有远程/本地操作功能，阀门位置信号进入PLC。（2）气动蝶阀除尘器进、出口支管上均装有煤气切断阀，进气管煤气切断阀为DN1000气动三偏心金属硬密封耐磨煤气蝶阀；出气管煤气切断阀为DN900气动三偏心金属硬密封煤气蝶阀，公称压力0.4MPa，工作压力0.25MPa。阀门带配对法兰、紧固件及金属缠绕垫片，具有远程/本地操作功能，阀门位置信号进入PLC。 9、波纹补偿器本项目高炉煤气管道使用的波纹补偿器均采用耐腐蚀性强的不锈钢材质。布袋除尘系统荒、净煤气主管波纹补偿器： DN1600，共计 1台，DN1800，共计 1台，DN2200，共计 1台，DN2600，共计1台。波纹管材质内层为254SMo不锈钢，其余SUS316L。内层衬套材质为16MnR，12mm，用于荒煤气的波纹补偿器，衬套内壁做耐磨喷涂处理。设计压力0.25Mpa，最高耐温350，补偿器法兰连接。布袋除尘器箱体进出口支管均设补偿器，DN1000共计10台，DN900共计10台。波纹管材质内层为254SMo不锈钢，其余SUS316L。内层衬套材质为16MnR，用于荒煤气的波纹补偿器，衬套内壁做耐磨喷涂处理。设计压力0.3Mpa，最高耐温350，补偿器法兰连接。布袋除尘器的排灰口设有轴向补偿器，波纹管材质要求内层为254SMo不锈钢，其余SUS316L，设计压力0.3MPa，最高耐温250，补偿量40mm，内层套筒做耐磨处理，补偿器法兰连接。两套除尘器共计11台。10、煤气管道荒煤气主管在除尘器中起气体分配作用，它将荒煤气分配到除尘器各箱体中，荒煤气主管主要材料为Q235B。为使煤气均匀的分配到10个箱体中，荒煤气主管按等速管设计。保证管道流速在1520m/s。荒煤气主管内部焊接喷涂铆钉，铆钉成方格布置，每个格为150150mm，材质Q235-A，再进行莫来石喷涂，提高管道耐磨性。净煤气出口主管将各箱体中经净化后的煤气收集到一起，净煤气主管主要材料为Q235B。净煤气主管按等速管设计。荒、净煤气主管上各设DN600人孔1个，（共2个）人孔下安装检修平台及连接走梯。荒、净煤气管末端各设置1台DN250电动放散球阀。11、氮气系统在除尘系统中，脉冲反吹、吹扫、气动阀门等均需要氮气。因此干法除尘装置里要设置两套氮气系统，并设置2个10m3氮气储气罐，起缓冲管网压力和暂时存储氮气的作用。氮气储气罐均按照GB150钢制压力容器设计制造，设计容积10m3,设计压力1.0MPa，主要材质16MnR，内径1800mm，上下均采用封头，中间为圆形直段。氮气罐安装一个DN25排污阀，DN80安全阀，就地压力表等。进出口设DN150截止阀两个。一个氮气罐后接DN125调压阀组，将氮气压力由0.8MPa减至0.1MPa，供氮气输灰使用。另一个氮气罐后接减压阀组三套：一套由0.8MPa减至0.4MPa，供脉冲反吹清灰使用，大小为DN100调压阀组；一套由0.8MPa减至0.6MPa，供气动阀门使用，通径为DN50；另一套由0.8MPa减至0.6MPa 供助吹、吹扫装置使用，通径为DN50。12、蒸汽系统本系统设置蒸汽系统一套，给筒体锥体上的蒸汽保温盘管提供蒸汽。蒸汽主管道DN80，蒸汽保温盘管DN25，蒸汽主管道末端设有疏水系统一套，用来排出蒸汽管道里面的冷凝水。蒸汽管道检漏和筒体打压合格后才能做保温工作。13、电控系统(成套低压控制柜)（1）主要设备电气传动方式除尘器系统主要阀门设备均为气动和电动，各类阀门的控制要求遵循如下设计原则：箱体进出口煤气气动蝶阀为煤气管理控制楼PLC控制，采用得电关的双电控形式，其他气动阀门采用气开式（得电开）单电控形式。箱体进出口煤气电动插板阀为机旁、PLC控制。卸输灰系统的气动阀门、仓壁振动器、加湿机等电机为机旁和PLC控制。箱体气动放散阀PLC控制。11、仪控系统(成套仪表柜、PLC柜)（1）除尘系统过程检测和控制包括：系统半净、净煤气总管压差检测（由半净、净煤气压力计算得出）布袋除尘器半净煤气总管温度、压力检测布袋除尘器净煤气总管温度、压力检测每个布袋除尘箱体脉冲系统氮气包压力检测每个布袋除尘箱体半净、净煤气管压差检测（由半净、净煤气压力计算得出）每个布袋除尘箱体出口净煤气含尘量在线检测大灰仓进口及放散口差压布袋除尘器箱体及大灰仓温度检测净煤气总管含尘量在线检测布袋除尘器箱体及大灰仓灰位检测布袋各气动阀、除尘脉冲阀及卸输灰系统的顺序控制系统低压氮气主管流量测量系统低压氮气压力测量及调节每个布袋除尘器箱体灰斗及大灰仓温度检测进机所有参数应具有历史参数存储及显示功能。系统内的检测和控制设备进PLC系统。干法除尘器PLC具备通过以太网与高炉控制系统联网的软件和交换机接口（环网双接口）。网络打通双方共同完成。BDC的PLC预留粉尘含量输出端口一个给TRT。干法除尘系统与高炉系统的连锁控制信号以硬接线方式提供。控制系统选用施耐德昆腾系列，控制系统含1套PLC控制器、1台工作站（工作站具有工程师编程功能及操作员操作功能）、1套以太网网络设备、1套现场总线网络设备及网络A4激光打印机1台、配置一台UPS等设备，控制器的CPU负载率60%，不同类别的IO模块预留点15%。控制室上位机配置为CPU3.0G/2G/320G/21LCD显示器/DVDRW，采用WindowsXP正版操作系统。工作站操作画面采用VIGEO CETICT 系统软件，卖方负责PLC系统的软件编程和操作画面制作、系统调试、人员培训及提供相关资料和图纸，并提供编程软件(UNITY)、画面软件(VIGEO CETICT)各一套,软件加密狗2个。2.3 高炉调压控制系统本系统设调压阀组及消音设施1套，与TRT装置并联使用。当TRT不运行时，炉顶压力由减压阀组自动控制，煤气经调压阀组调压稳定高炉炉顶压力，调压阀出口煤气压力保持在15KPa。当TRT运行时，炉顶压力由透平静叶自动控制。减压阀组在高炉值班室控制。为使减压阀组噪音达到环保要求，高炉减压阀组后设有煤气管道消音器，煤气调压阀组后净煤气并入厂区低压煤气管网。1、调压阀组调压阀组设在布袋除尘设施后，消音器之前,与TRT并联使用。调压阀设有1DN500+3DN800的4个蝶阀，设置独立的液压站控制。各阀门的性能参数见下表。序号项目名称数量设备规格性能1主调节阀1个DN500，PN0.25MPa，三偏心金属密封蝶阀2快开阀2个DN800，PN0.25 MPa，三偏心金属密封蝶阀，快开时间小于1s3限程调节阀1个DN800，PN0.25 MPa，三偏心金属密封蝶阀2、消音器消音器采用卧式，筒径4600，长约12米，吸声层采用多孔板围成的片状套筒结构，内设消音材料。为改善高炉区的噪音影响，从调压阀组、消音器、最终至立式煤气全封闭插板阀后为止，均采用镀锌铁皮包裹设备及管道，其夹层内充填吸音材料。通过以上措施，能降低减压阀组所产生的噪音30分贝。3、消音器后净煤气切断装置为便于调压阀组检修，本系统在调压阀组消音器后，DN2600净煤气主管上设煤气全封闭插板阀及防爆电动蝶阀各1套，用于调压阀组或高炉煤气系统检修时，可靠切断高炉净煤气。3.4 煤气余压透平发电(TRT)1、设计原则本设计需将原湿式TRT装置改造成全干式TRT装置，改造后的全干式TRT机组必须遵循以下原则：（1）在不影响干式高炉煤气发电效率，保证高炉炉况稳定的前提下，尽可能利用现有设施，争取多发电。（2）改造后的全干式TRT装置在正常启动、运行、停机过程中，不得影响高炉正常生产。（3）当TRT机组在运行中发生重大事故而紧急停车时，也不能对高炉顶压造成大的波动。控制标准：透平正常运行时，炉顶压力波动4kPa；透平正常停车时，炉顶压力波动5kPa；透平甩负荷时，炉顶压力波动8k Pa；不能单独向用户供电，只能与工厂电力系统并网运行。另外，改造后的TRT装备标准达到国内先进水平，采用先进实用、成熟可靠的工艺技术，达到最佳的技术、经济效果，建设成投资省、见效快、质量好、效益高、能耗低的优质工程。2、TRT设计点确定高炉煤气余压透平发电（TRT）设计点参数见下表。9#高炉TRT主机主要设计参数项 目单位设计点最大值备注大气压KPa(A)101.3101.3透平入口煤气量104m3/h4552考虑调压阀组1%漏损率透平入口煤气压力KPa(G)210225透平入口煤气温度180200透平出口煤气压力KPa(G)1515透平主机效率%86862%的偏差发电机效率%9696透平功率KW1221919370选用额定功率20000kW的透平机及发电机经计算设计点9#高炉TRT主机透平发电机功率12219kW，最大功率19370kW，高炉煤气余压发电（TRT）采用全干式透平主机，考虑到高炉正常出力的效率及多发电的原则，改造成全干式透平机后， 9#高炉TRT主机应配置20000kW无刷励磁同步发电机组。3、TRT系统组成改造成全干式透平机后，高炉煤气余压透平发电装置由以下八大系统组成：（1）透平主机和发电机系统（2）高低压发配电系统（3）大型阀门及煤气管道系统（4）液压伺服控制系统（5）润滑油系统（6）氮气密封系统（7）冷却水系统（8）自动控制系统4、主要设备改造说明（1）透平主机原设计的高炉煤气余压发电（TRT）装置透平主机为湿式透平机，湿法透平机主机改为干法后，透平主机修改的内容如下：a原透平主机的喷雾取消。b拆除透平主机原密封油环组件，两个轴密封更换为干式轴端密封组件c透平机转子需要重新加工，满足干式轴端密封组件要求d更换机组所有密封条改为耐高温的密封胶圈。（2）发电机：该系统根据计算，现有发电机组能力偏小，考虑到高炉正常出力的效率及多发电的原则，改造成全干式透平机后，将9#高炉TRT的15000KW发电机组调换到8#高炉的TRT上使用， 9#高炉TRT新配一台20000KW发电机组，并对发电机基础平台等作适当改造。（3）润滑油站：湿法高炉煤气透平发电装置改为干法高炉煤气透平发电装置。原润滑油系统的油冷却器面积加大，需要更换油冷却器。（4）大型阀门：湿法高炉煤气透平发电装置改为干法高炉煤气透平发电装置，为了使TRT启机更灵活，在入口管路增设启动阀。为了TRT系统更安全可靠运行，将TRT装置前后的旁通快开阀及其它阀门更换耐高温的密封圈。（5）透平机入口增加加药装置。5、 TRT工艺流程由布袋除尘器出来的高压高温、干燥洁净的煤气经DN1800电动蝶阀、液动全封闭插板阀、快速切断阀进入透平膨胀机，透平的第一级静叶为可调，用其调节进透平机的煤气流量，并用其控制炉顶压力。通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，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，并转化为动能作用于工作轮（即转子及动叶片）使之旋转，工作轮通过联轴带动发电机一起转动而发电。叶栅出口的煤气经过扩压器进行扩压，以提高其背压达一定值，然后经排气蜗壳流出透平，进入减压阀组后的煤气管道。膨胀后的煤气压力为15KPa，经过出口DN2600煤气管上液动插板阀、电动蝶阀后接入外部管网；当TRT发生故障时，紧急切断阀将在小于1s的时间内关闭，此时联锁旁通快开阀（一般约12s）打开，使高压煤气短时间内快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时调压阀组其它阀自动打开，在旁通快开阀慢关时（一般约40s），调压阀组自动阀逐渐开大，自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使TRT系统安全脱离高炉煤气系统，保证高炉正常运行。TRT正常运行时，煤气不经过减压阀组，炉顶压力由TRT调节。6、 TRT工艺布置TRT布置采用部分室内布置，透平主机、发电机、润滑油站设置室内，透平主机、发电机为高架式，混凝土平台高8.0m。TRT主控楼利旧，控制室用天桥与TRT主机平台相连。7、 TRT八大系统各设备改造后性能参数 根据全干式TRT装置配置，本设计对现有TRT八大系统以下设备进行改造：（1）透平主机，该主机由TRT制造厂家进行如下改造，取消原透平主机的喷雾装置；将透平主机两个轴密封更换为干式轴端密封组件；透平机转子重新加工，以满足干式轴端密封组件要求；更换原机组叶片，保证机组在流入高温干煤气状态下运行平稳；将原机组所有密封条改为耐高温的密封胶圈。利旧原机壳、静叶调节机构、润滑动力油系统，新制并更换调节缸、进口圈、密封套、扩压器、转子、静叶承缸、支撑轴承及止推轴承，更换联轴器及护罩等。改造后的主机应符合下列要求：型式：干式两级轴流反动式、两级静叶可调 连续运行时间： 1.5 年 主机设计寿命： 10 年工作转速：3000r/min，允许超速3350r/min(包括发电机转子)。设计寿命主机10万小时透平连续不开盖运行时间1.5年炉顶压力波动值指标： 正常运行 5 kPa；甩负荷时 8 kPa透平机机壳设计最大压力为 300 kPa（G），最高温度为260。（2）发电机系统，该系统根据计算，考虑到高炉正常出力的效率及多发电的原则，将9#高炉TRT的15000KW发电机组调换到8#高炉的TRT上使用， 9#高炉TRT新配一台20000KW发电机组，并对发电机基础平台等改造。（3）润滑油系统经计算，现有润滑油系统供油能力可以满足改造后的TRT机组要求，但湿法高炉煤气透平发电装置改为干法高炉煤气透平发电装置，原润滑油系统的油冷却器面积加大，需要更换油冷却器。（4）液压伺服控制系统根据TRT装置PLC系统的指令，准确及时控制透平转速、发电机功率、炉顶压力等。控制对象为两级静叶可调机构，旁通快开阀、快切阀液压控制系统。现有液压伺服控制油站可以满足改造后的TRT机组要求。（5）给水系统主要由阀门管道等组成，并为润滑油站、动力油站的油冷却器，发电机空冷器供水。经计算，现有给水系统可以满足改造后的TRT机组要求。（6）大型阀门系统a. 入口电动蝶阀，利旧，规格为DT947PH-3 DN1800，1 台b. 入口液动启动蝶阀，新设计，规格为PN0.4MPa, DN500，1 台c. 入口液动全封闭式插板阀,阀体利旧，阀门规格为SCZ743X-2.5 DN1800, 1 台d. 出口电动蝶阀，利旧，规格为DT947PH-1 DN2600， 1 台e. 出口液动全封闭式插板阀,利旧，阀门规格为SCZ743X-1 DN2600, 1 台 f. 液压快速切断阀（液动），利旧，规格为KD743PT-2.5 DN1800，1 台（包括液压执行机构和液压阀台）g. 旁通液动快开阀（液动），共1 台，利旧。规格为D743PT-2.5 DN800 （7）自控系统更换PLC、工控机，并对自控系统进行3H-TRT升级改造，实现高炉顶压精确调节（3KPa以内）在确保高炉正常生产的前提下，尽量多发电；无论在任何情况下保证TRT机组的安全和转速不超过允许范围；具有高自动化程度，能自动启动、自动调速、自动调功率、自动调高炉顶压、自动停机功能。（8）改造高低压发配电系统（9）干式TRT缓蚀除盐装置高炉煤气经布袋除尘后，大部分灰尘得以去除，但气相介质中仍残留一定数量的飘尘、水汽、油雾和因高炉原料不纯而产生的多种酸性气体（如：H2S、 HCL、 CO2等），该高炉煤气进入TRT装置后，因膨胀做功，温度会逐渐降低，煤气中酸性气体溶解在凝结水中会在叶片表面形成一层酸性水膜，对叶片表面造成腐蚀。腐蚀后的金属表面光滑度急剧降低，此时一些腐蚀产物、油污物、粉尘等附着在叶片上，同时由于煤气温度、流速、压力等下降，煤气中的一些微量成分如（存在但不限于此）：NH4、Cl等会以结晶态析出，形成各种无机盐类，这些无机物晶体可附着在金属表面形成垢。煤气中小颗粒飘尘、盐晶体等自身会带有电荷，它们相互作用会形成较大的带电杂质颗粒，这些带电微小颗粒物最终能附着在装置的动静叶片上，形成坚固的积盐层，由于积垢不均匀，装置动态平衡被破坏，导致TRT发电功率降低、主轴振动值不断增大直至自动调停，影响装置稳定运行。为此，本设计在进TRT高压煤气管道（快切阀后）上新建1套TRT缓蚀除盐装置，通过该装置将缓蚀除盐剂由DN 15不锈钢管输送至进TRT煤气快切阀后1.5米处，喷入高炉煤气管内，借助煤气温度和动能瞬间实现气化和均匀混合。该装置占地面积约1.5mx1.5m，由加药计量泵，不锈钢加药储罐等组成。DN15不锈钢管长约15米。3.5 高炉净煤气喷淋降温加药设施为了避免干法除尘后的高炉煤气中的大量氯离子和硫酸根离子进入管网腐蚀主管和用户设备，本设计在TRT和调压阀组后的净高炉煤气管道并网前，新建1套高炉净煤气喷淋降温加药设施设施。1、设计条件设计参数如下：（1）煤气发生量： 450000Nm3/h （2）并网煤气温度： 70（3）净煤气含尘量： 5mg/m3；（4）净煤气总管压力：15kPa（5）净煤气冷凝水PH值：PH 1- PH 3（6）要求除盐中和后净煤气冷凝水PH值：PH 7- PH 92、工艺流程TRT后或调压阀组后的低压高炉净煤气，由高炉煤气管道输送，经电动全封闭插板阀后，由6000煤气洗涤塔下部进入洗涤塔，经三层含碱冷却水洗涤后，高炉净煤气内含盐离子被大部分中和除去，再经位于洗涤塔上部的除水雾装置后脱水后，合格的高炉净煤气由洗涤塔顶部送出后，经电动全封闭插板阀后进入高炉煤气主管网，送各用户使用。为便于在煤气洗涤系统检修时不影响正常生产，本设计在洗涤塔和煤气主管之间设有DN2400旁通管。旁通管上设有电动全封闭插板阀。供洗涤塔洗涤的冷却水，为加入2%-4%碱液的高炉净循环水，来自三水站，2%-4%碱液由加碱液装置加入送洗涤塔高炉净循环水，经加压水泵（两台，一用一备）送洗涤塔三层喷嘴，供洗涤煤气使用。被盐根离子中和后的洗涤水经洗涤塔底部4米水封排出，进入洗涤塔边的中间水池，后经加压水泵（两台，一用一备）送三水站处理后循环使用。3）主要设备选型（1）煤气洗涤塔塔直径6000，高约24m，材质为Q235-B。内设三层喷嘴装置，单层喷嘴设12个，均布，喷嘴材质为哈氏合金。在洗涤塔顶部，三层喷嘴装置上方，设有由煤气去水雾层。洗涤塔底部设有DN600排污阀一个，压力为PN1.0Mpa洗涤塔底部排水管设有4米排水水封及阀门系统，洗涤后煤气洗涤水由此排出。（2）加碱液装置由碱液泵、计量泵、碱液储罐等组成。加碱液量约0.6吨/h。（3）加压供水泵两台，一用一备，单台流量180t/h，扬程约30m。（4）排水中间水池1个，体积约3m(长)x3m（宽）x3m（深），总蓄水量约27t。（5）加压排水泵两台，一用一备，单台流量180t/h，扬程约70m。（6）煤气阀门系统1套a. 进洗涤塔高炉煤气全封闭立式插板阀 DN2600，PN0.1Mpa 1台b. 出洗涤塔高炉煤气全封闭立式插板阀 DN2600，PN0.1Mpa 1台c旁通高炉煤气全封闭立式插板阀 DN2400，PN0.1Mpa 1台4通风除尘及空调设施4.1 设计依据 采暖通风与空气调节设计规范 工业企业设计卫生标准 工业炉窑大气污染物排放标准大气污染物综合排放标准工业企业噪声控制设计规范工业企业厂界噪声标准炼铁工艺及各专业设计任务委托书4.2 气象参数 冬季采暖室外计算温度 -7冬季通风室外计算温度 -2夏季通风室外计算温度 32夏季空气调节室外计算干球温度 35.0夏季空气调节室外计算湿球温度 23.3夏季空气调节日平均室外计算温度 32冬季空气调节室外计算温度 -10冬季空气调节室外计算相对湿度 60%夏季通风室外计算相对湿度 53%大气压力冬季 101.32kPa夏季 99.59kPa室外平均风速冬季 2.4m/s夏季 2.3m/s4.3 配置原则1、通风除尘工程设计严格执行国家和行业有关法规或规定，满足清洁生产要求，实现污染物达标排放。2、在高温和辐射热影响的操作地点，为改善其操作环境，在操作点处设移动式轴流通风机。3、通风空调（1）通风对高配室、低配室、循环水泵房、高压泵房、等处设计机械通风装置，采用T35-11轴流风机通风；对布袋除尘器控制室、TRT主厂房、阀门液压站、高炉煤气柜管坑等处设计机械通风装置，采用BT35-11防爆轴流风机通风。（2） 空调对布袋除尘器主控室、操作室、值班室等处设置冷暖空调。（3）采暖a. 减压阀组的液压站房，均采用闭式钢串片散热器采暖，设计温度1618，热源为0.20.3MPa的蒸汽采暖。b. 控制楼采暖设施控制楼总建筑面积468m2，各需要采暖的房间采用闭式钢串片散热器采暖，设计温度1618，热源为0.20.3MPa的蒸汽采暖。4、经济技术指标总装机容量：60kW采暖蒸汽： 0.3t/h(饱和蒸汽)5给排水设施5.1概述：安钢9#高炉煤气净化系统改造，其新增配套给排水设施主要包括高炉煤气喷淋降温加药装置水循环系统、新建液压站冷却供回水系统、新建干法布袋除尘加湿机给水系统、煤气管道冷凝水排出器给排水系统、干法布袋除尘控制楼生活给排水系统等。5.2水源：生活用水及生产-消防用水由厂区现有的生活、生产-消防给水管道供给；循环冷却水由循环水泵房水泵组供给。5.3水质及水量5.3.1本设计生产新水水质指标如下表：表5-1生产新水水质指标序号项目单位生产新水1悬浮物含量mg/L102PH783总硬度mg/L CaCO32004碱度mg/L CaCO32005氯化物mg/L Cl-606硫化物mg/L SO42-2007含铁量mg/L Fe28悬浮物颗粒m9电导率s/cm450生活水水质按国家生活饮用水标准。5.3.2水量根据各用户对水质、水量及水压的要求，经水量平衡后，共计需生产、生活用水如下：净环水水量:20m3/h（系统正常运行平均水量）除盐塔喷淋冷却水:160m3/h生产新水直接用水量:47 m3/h补充生产新水量: 4.84m3/h， 生活用水量：3 m3/h循环率：97.20%5.4设计的给排水系统给排水系统有：净环水系统、喷淋冷却水系统、生产-消防给水系统、生活给水系统、生产-雨水排水系统和生活污水排水系统。现分述如下：1、净环水系统该系统主要供阀门液压站等冷却用水,及排水器小流量给水，总水量为13m3/h。使用后仅水温升高,水质未受到污染,回水收集至现三水站循环水泵房热水池，经加压泵加压上冷却塔进行冷却,冷却后回水至净环水冷水井，再由泵送至各用户循环使用。该系统的补充水由厂区现有的生产-消防给水管道供给。2、喷淋降温加药装置水循环系统该系统主要是喷淋降温加药装置用水，最大用量160 m3/h。喷淋水经用户使用后,重力流至现场集水水池，利用泵将喷淋水提升到三水站新建冷却塔，经冷却塔冷却后流入冷水池，再由泵加压送至喷淋塔循环使用。为了去除煤气中的氯离子和硫酸根离子，将碱液投加到喷淋水中。为了保证系统的水质稳定，设有缓蚀阻垢剂加药装置。系统平均循环水量150m3/h,最大160m3/h，系统补充水来自厂区生产净化水管网，系统排污水排入现有3#水站内。3、生产-消防给水系统本系统是供全厂生产和消防用水。生产用水主要有：净循环水系统以及各用户洒水、机修等用水，由全厂生