焦炉除尘设计方案.doc

焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 1 目目 录录 第一章第一章 总总 论论 4 1 设计方案编制的背景 4 2 焦化工业粉尘与废气的来源及危害 5 4 对编制方案的要求 9 5 编制方案的内容 9 6 编制设计方案依据的标准 10 第二章第二章 设计方案的确定设计方案的确定 14 1 焦炉参数 14 2 烟尘的组成 14 3 风量的确定 15 4 方案比较及确定 15 5 设计方案编制的环保指标 17 第三章第三章 工艺设计的简介工艺设计的简介 18 1 设计的基本参数 18 2 工艺流程 18 3 工艺流程的说明 19 4 工艺流程示意图见附图 21 第四章第四章 单元单项设计的说明单元单项设计的说明 22 1 装煤逸散烟尘收集系统 22 2 出焦烟尘收集系统 24 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 2 3 输送系统 25 4 地面除尘工作站系统设计 25 第五章第五章 土建部分的设计说明土建部分的设计说明 37 1 建筑及结构 37 1 1 自然条件 37 1 2 设计的主要数据 38 1 3 结构部分 38 1 4 地基处理及抗震设防 38 2 建筑材料 39 3 设计说明 39 第六章第六章 电气 自动控制的说明电气 自动控制的说明 40 1 除尘电气工程 40 2 电信 42 3 生产自动化控制系统 42 第七章第七章 工艺技术特点工艺技术特点 46 一 在系统安全方面 46 二 在提高系统捕集率和净化率方面 46 三 在提高系统的自动化水平和减小工人劳动强度方面 46 第八章第八章 实现条件 工艺要求及其它实现条件 工艺要求及其它 47 一 实现条件 47 二 效益分析 48 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 3 第九章第九章 工程进度计划工程进度计划 50 第十章第十章 定员及运行定员及运行 50 第十一章第十一章 运行费用运行费用 51 第十二章第十二章 安全操作注意事项安全操作注意事项 52 第十三章第十三章 工作程序工作程序 52 第十四章第十四章 主要设备及报价一览主要设备及报价一览表表 53 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 4 第一章 总 论 1 设计方案编制的背景设计方案编制的背景 环境 资源 人口问题已被国际社会公认为是影响 21 世纪可持续发展的三 大问题 我国政府已把保护环境确定为一项基本国策 并制定了经济建设 环 境建设同步规划 同步实施 同步发展 实行经济效益 环境效益相统一的方 针 现建成的 焦炉 产量 60 万吨 年 其生产工艺流程 该焦炉为侧 装捣固焦炉 焦炉采用侧装给煤 将洗精煤经捣固装煤车装入炭化室 在煤饼 上侧通入适量空气 使炉内产生的煤气燃烧而加热煤料炼焦 同时部分荒煤气 从侧烟道引到炉底间接加热 其热烟道废气经锅炉回收热量 产生蒸汽用以发 电 煤饼结焦完成后 用推焦车推出 成熟红焦炭经拦焦车导入熄焦车内 然 后熄焦车把红热的焦炭送入熄焦塔进行喷水熄焦 降温后的焦炭卸至凉焦台上 冷却后送往筛焦楼 根据 装煤 推焦除尘技术要求 结合我公司多年来在焦炉烟尘治理方面的 经验和国家相关标准的要求 优选方案 三甲炼焦有限责任公司现有两座 清 洁型热回收焦炉 年产 60 万吨 年 根据现场考察和工艺计算 现就前 孔的 1 座地面除尘站做详细的设计方案及说明 编制设计方案遵循技术上的先进性 生产上的可行性和经济上的合理性三 者有机统一的原则 结合现场条件 在效果理想 投资合理 运行费用低的前 提下 尽量把结构造型与公司整体布局协调美观统一起来 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 5 2 焦化工业粉尘与废气的来源及危害 2 2 1 1 焦化工业粉尘与废气的来源 焦化生产排放的有害物主要来自于备煤 炼焦 筛分车间 锅炉尾气 气体污染物的排放量由煤质 工艺装备水平和操作管理等因素决定 1 备煤车间 产生的污染物主要为煤尘 备煤过程向大气排放煤尘 其数量取决于煤的水分和细度 2 炼焦车间 炼焦车间的烟尘来源于焦炉加热 装煤 出焦 熄焦 筛焦过程 主要污染物有固体悬浮物 TSP 苯可溶物 BSO 苯并芘 BaP SO2 NOX H2S CO 和 NH3等 其中 BSO BaP 是严重的致癌物质 导致焦炉工人肺癌的发病率较高 炼焦车间产生的污染主要由以下几方面引 起 第一 装煤过程 污染物产生约 60 装煤操作中会排出很多 CnHm 化 合物 而 CnHm 化合物对人体健康影响严重 所以一定要控制好装煤烟尘的排 出 第二 推焦过程 污染物排放约 30 第三 熄焦过程 熄焦水喷洒在炽热的焦炭上产生大量的水蒸气 水蒸 气中所含的酚 硫化物 氰化物 一氧化碳和几十种有机化合物与熄焦塔两 端敞口吸入的大量空气形成混合气流 夹带大量水滴和焦粉从塔顶逸出 形 成对大气的污染 第四 筛焦工段 主要排放焦尘 2 2 2 2 焦化生产中粉尘与废气的危害 1 粉尘的危害 工业废气中的颗粒物即粉尘 粒径范围为 0 001 500 m 所谓降尘是 指直径大于 10 m 的粉尘易于沉降 所谓飘尘是指直径小于等于 10 m 的粉 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 6 尘以气溶胶的形式长期漂浮于空气中 直径在 0 5 m 5 m 的粉尘对人体 危害最大 在焦化生产中粉尘主要是煤尘和焦尘 作业场所空气中的粉尘浓 度不得大于 10mg m3 外排气体的含尘浓度应符合现行的工业三废排放标准 焦化生产中粉尘与废气的危害主要表现在 第一 人吸进呼吸系统的粉尘量达到一定数值时 能引起鼻炎 各种呼 吸道疾病以及肺癌等 第二 粉尘与空气中的 SO2协同作用会加剧对人体的危害 第三 人吸进含有重金属元素的粉尘危害性更大 第四 粉尘能吸收大量紫外线短波部分 当粉尘浓度达到2mg m3以上 时 对人伤害很大 第五 烟尘使光照度和能见度减弱 严重影响动植物的生长 也影响了 城市交通秩序 造成交通事故的多发 第六 某些粉尘当浓度达到爆炸极限时 若存在足够的火源将引起爆炸 粉尘的粒径越小 粉尘和空气的湿度越小 爆炸的危险性越大 2 废气的危害 第一 SO2是一种无色 不燃 有恶臭并具有辛辣味的窒息性气体 车间 空气中 SO2最高容许浓度为 15mg m3 SO2对人眼及呼吸道黏膜有强烈的刺激 作用 大量吸入可引起肺水肿 喉水肿 声带痉挛而致窒息 大气中的SO2 在阳光 水气和飘尘的作用下 生成的 SO3与水滴接触形成酸雾 遇雨则形 成酸雨 PH 5 6 酸雾和酸雨对自然界 人体都有严重危害 第二 NOX 车间空气中 NOX最高允许浓度为 5mg m3 二氧化氮对肺组织 产生剧烈的刺激和腐蚀作用 形成肺水肿 接触高浓度二氧化氮可损害中枢 神经系统 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 7 第三 H2S 是无色透明的气体 有臭鸡蛋味 车间最高允许浓度为 10mg m3 H2S 是强烈的神经毒物 对黏膜有明显的刺激作用 第四 CO 是无色 无臭 无刺激性气体 是一种窒息性毒气 空气中控 制标准为小于 30mg m3 空气中 CO 浓度达到 1 2g m3时 短时间可致人死亡 第五 NH3是一种无色 强烈刺激性气体 对人的上呼吸道有刺激和腐蚀 作用 车间允许浓度为 30mg m3 第六 多环芳烃 包括苯并芘 7 12 二甲基苯并蒽 3 甲基胆蒽等 约 100 多种 其中已被证实的致癌物有 22 种 苯并芘 BaP 是焦化生产中 排放量最多的多环芳烃 具有致癌性 潜伏期可长达10 15 年 人们易淡 化病情而导致严重后果 3 焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点 3 1 装煤过程中烟气中可燃成份的变化情况 3 1 1 焦炉装煤过程中 从装煤口向炭化室装煤时 煤料突遇高温产生大 量黄荒煤气和烟气 炭化室内压力突增 喷出大量的烟尘 炭化室装煤时的烟 尘主要来自以下几方面 1 炭化室煤料置换出大量空气 且装煤开始时空气中的氧气和入炉的煤料 燃烧生成炭黑而形成黑烟 2 装煤时湿煤与高温炉墙接触生温 产生大量水汽和荒煤气 3 上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉以及装煤末期平煤时带出的细煤 粉 4 因炉顶空气瞬时堵塞而喷出的荒煤气 焦炉装煤过程中产生的污染物占炼焦过程中全部排放物的 50 60 装煤 烟尘中粉尘的散发量为 0 2kg t 按这个数字计算 一年产焦炭 30 万吨 成焦 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 8 率按 75 计 的中型焦化厂 每年仅装煤一项散发到大气中的烟尘量就达 80t 之多 3 1 2 装煤过程中散发的烟尘有以下特点 1 烟气温度高 正常操作时一般在 500 600 2 瞬间散发量大 污染物多 3 烟气成份复杂 危害性较大 气体中含有煤尘及多种化学物质 主要有 害气体组成为硫化物 氰化物 一氧化碳及苯可容物 微细的粉尘具有吸附苯 可容物的性能 从而增大了这类废气的危害性 据估测 在无污染控制手段的 状况下 每生产 1 吨焦炭由装煤时所排放的总悬浮颗粒物为 0 5 1 0kg 苯 并 a 芘量为 1 2 10 3 kg 4 烟气具有可燃性和爆炸的可能 由于烟气中含有氢气 一氧化碳等可燃 成分 当混入空气后 在一定条件下 可能产生燃烧或爆炸 3 2 焦炉出焦过程中产生的烟尘 焦炉出焦过程中产生的烟尘主要来自以下方面 1 炭化室炉门打开后散发出的残余煤气 及由空气进入使部分焦炭和可燃 气体燃烧产生的废气 2 推焦时炉门处散发的粉尘 3 推焦时导焦槽散发的粉尘 4 焦炭从导焦槽落到熄焦车或电机车中散发的粉尘 5 载有焦炭的熄焦车或电机车运行过程中散发的粉尘 推焦时每吨红焦散发的烟尘为 0 4kg 之多 其中上述 2 3 4 项散 发的粉尘为装煤时散发粉尘的一倍以上 尤其是第 4 项 焦炭在落入到熄焦车 上由于撞击而产生的粉尘会随高温气流的上升而飞扬 如果当焦炭成熟度不足 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 9 时 焦炭中残留的大量热解产物由于与空气接触 燃烧形成大量的浓黑的烟尘 通过以上的论述和数字 可以看出 焦炉在装煤和出焦中的烟尘治理为废 气治理的重中之重 焦炉在装煤和出焦过程产生的烟尘的阵发性 烟气量大 高温 含有焦油类物质 有可燃成分等特点 又给烟尘治理增加了难度 本方案是在 30 万 t 年 60 万 t a 其中的 孔 即 30 万 t a 以下均按 30 万 t a 焦炉地面除尘站是根据现场实际 国家相关的设计规范 结合我公 司多年机焦炉烟尘治理的经验等基础上提出的装煤除尘 出焦地面除尘站设计 方案 4 对编制方案的要求 1 依据贵方对工程的要求和国家相关的规范 标准 2 对炼焦炉装煤 推焦时产生的烟尘拟分别收集 净化 达标排放 3 操作方便 安全稳定运行 4 整体布局合理 占地少 美观 5 在满足使用功能的前提下 尽量控制投资和运行费用 6 加强售后服务 确保设备正常运行 5 编制方案的内容 包括整个系统的工艺流程及工艺流程所需的建筑物 钢结构件 工艺设备 机械机构 管道 配电 自控等设计以及投资的估算 30 万吨 年 为 60 万吨 年 焦炉装煤 推焦除尘系统工程 型号为型号为 整体方案为出焦采用地面除尘系统 即一座 30 万吨 年 孔 用一套输 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 10 送系统和地面除尘系统 从除尘系统上说分为出焦收集系统 输送系统和地面 除尘工作站三大部分 从分项上说工程包括 一组烟气转换阀 共 套 集气干管 一套拦焦收集罩 第三轨支柱 钢梁 地面站土建部分 吸附装置 蓄热式冷却器 阻火型脉冲除尘器 喷涂装置 非常阀 通风机组及附属设施 排气筒 连接管道 采暖 电器自动化控制等内容 装煤采用机侧干法除尘 系统主要包括机侧烟气收集罩 管道系统 预喷涂装置 脉冲除尘器 非常阀 电气控制系统及其他附属设施 6 编制设计方案依据的标准 本项目方案所提出的材料 设计 设备 工艺 测试及性能均执行中华人 民共和国法规及标准的规定 依据的标准及资料如下 中华人民共和国大气污染防治法 中华人民共和国环境保护法 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 炼焦炉大气污染物排放标准 GB16171 1996 恶臭污染物排放标准 GB14554 93 固体污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB T16157 1996 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 炼焦工艺设计规范 GB50432 2007 清洁生产标准 炼焦行业 HJ T126 2003 焦化安全规程 GB12710 1991 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 11 钢铁企业采暖通风设计手册 机械工程设计手册 钢结构设计规范 GB50017 2003 一般公差线性尺寸的未注公差 GB T 1804 1992 焊接通用技术条件 JB ZQ4000 3 86 固定式钢直梯安全技术条件 GB4053 1 1993 固定式钢斜梯安全技术条件 GB4053 2 1993 固定式工业防护栏杆安全技术条件 GB4053 3 1993 固定式工业钢平台安全技术条件 GB4053 4 1993 工业锅炉烟箱 钢制排气筒技术条件 JBT1621 93 优质碳素结构钢技术条件 GB 699 88 合金结构钢技术条件 GB 3077 88 标牌 GB T13306 91 工业企业噪声控制设计规范 GBJ78 85 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 建筑设计防火规范 GB50016 2006 自动控制设计手册 供配电系统设计规范 GB50052 95 信号报警 连锁系统设计规定 H20511 92 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 12 脉冲喷吹类袋式除尘器 JB T8532 2008 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 GB12625 90 袋式除尘器性能测试方法 GB12138 89 袋式除尘器安装 技术要求与验收规范 JBT8471 96 袋式除尘器 安全要求 脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱 JB10191 2000 脉冲喷吹类袋式除尘器能表示方法 GB6719 86 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 BG LDC01 02 2002 袋式除尘器用滤袋框架技术条件 JB T5917 91 袋式除尘器用直角式电磁脉冲阀技术条件 JB T5916 91 脉冲喷吹类袋式除尘器质量分等 BG MDC01 03 2002 除尘器表面喷漆质量分等 BG DC01 05 2002 袋式除尘器制图补充规定 BG DC01 06 2002 脉冲喷吹类袋式除尘器 HCRJ013 1998 袋式除尘器 滤袋 HCRJ015 1998 袋式除尘器 滤袋框架 HCRJ016 1998 袋式除尘器用滤料 HCRJ042 1999 袋式除尘器用电磁脉冲阀 HCRJ043 1999 除尘机组技术性能及测试方法 GB11653 2000 锅炉烟尘测试方法 GB5468 91 焊缝符号表示法 GB324 88 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 13 气焊 手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB985 88 袋式除尘器安全要求 脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱 JB10191 2000 袋式除尘器用滤料 Q TOQM 01 2003 燃煤电厂除尘器技术条件 DL T514 93 建筑钢结构荷载规范 GBJ9 87 火力发电厂保温油漆设计规程 DL T50 1997 厂区气象 水文 地质等基本资料 焦炉的断面图 平面图 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 14 第二章 设计方案的确定 1 焦炉参数 30 万吨 年 孔 焦炉的具体的参数如下 焦炉基本参数及装炉煤的质量 年产量30 万吨炭化室有效容积 113 4m3 孔 数 孔炭化室单孔装煤量 50t 炭化室全长 13334mm 单孔出焦量 36 5t 有效长 12600mm 结焦时间 小时 平均宽 3798mm 装炉煤水份9 11 以下 锥 度 细度 3mm 90 全 高 2 888mm 装炉煤灰份 10 有效高 2500mm 装炉煤硫份 0 9 炭化室中心距 4530mm 装炉煤挥发份30 33 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 15 2 烟尘的组成 每生产一吨焦炭的污染物排放量随焦炉炉型 原煤煤种 焦炭成熟度和操 作的不同而变动 一般焦炉的装煤 推焦和湿法熄焦的排放污染物数量比为 60 30 10 为此焦炉生产的废气治理重点都放在装煤和推焦过程中 1对捣固焦炉 当把捣固的煤饼从机侧炉门送入炭化室时 所产生的荒气 和水蒸气夹带大量细小煤尘由炉顶孔和机侧炉门外逸 其烟尘主要有 CO CO2 H2S 多环芳烃及细小煤尘 煤尘发生量为 0 5 1 6kg t 焦和 40 50m3烟气 t 焦 2推焦时 焦炭已成熟 烟气中苯及多环芳烃含量相对装煤烟尘已很少 烟尘量 1 4kg t 焦 烟气温度 200 500 烟尘分散度 50 60 m 的占 50 1 50 m 的占 50 烟尘密度 1 86g cm3 污染物以固态粉尘及气态粉尘烟气 形式存在 主要成分是焦尘 CO2 NOx H2S 推焦过程中烟尘的发生是阵发性 的 每次时间约 1min 3 风量的确定 由焦炉的基本数据和炼焦工艺等 根据 钢铁企业采暖通风设计手册 和 实际工程的经验综合考虑 计算本工程设计风量为 装煤过程大炉门逸散烟气量 3 万 m3 h 温度 120 推焦过程逸散烟气量 18 22 万 m3 h 温度 120 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 16 4 方案比较及确定 方案一 方案一 装煤 出焦 二合一 地面除尘站 其工艺特点是装煤 出焦共 用一套地面除尘系统 从除尘系统上说分为装煤收集系统 出焦收集系统 输 送系统和地面除尘工作站四大部分 方案二 方案二 装煤 出焦烟气分别处理 即出焦用地面除尘站 装煤逸散烟气 采用机侧除尘系统 焦炉装煤时 炭化室内烟气大部分进入废气干管 因此只处理大炉门逸 散的少量烟气 如将这部分烟气导入焦侧地面除尘站 需增加 个机侧炉门 逸散烟气收集罩 和架设很长的集气管道 同时由于现场条件限制 收集罩和 管道都做的很小 经计算装煤除尘时系统阻力达 8000Pa 以上 致使地面除尘站 风机功率增大 能耗增加 同时 经现场实际证明 采取 二合一 地面除尘 站效果并不理想 采用我公司专利技术的装煤 出焦分别收集处理 装煤烟气除尘用布袋除 尘器除采用预喷涂系统外 还采用了具有高透气率 耐油 耐酸 耐碱 对于 粒径 0 8 m 以下的尘粒具有高过滤效率的特殊滤料 烟气中残留的焦油 BSO 及 BaP 吸附在焦粉上 使装煤时逸散的烟气达标排放 本装煤治理系统利用 DCS 压力自动调控技术 采用闭环控制 利用 PLC 具有强大的逻辑判断功能和 适当的人工智能功能 优化系统 提高了控制系统执行机构的动作灵敏度和动 作精度 形成了侧装捣固焦炉装煤烟气回收净化工艺 该净化工艺既节省工程 材料 降低能耗 又无需额外增加工人 经实践检验该技术稳定 可靠 烟气 收集处理效果明显 经对比 本设计采取第二种方案 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 17 5 设计方案编制的环保指标 本设计的技术指标与 GB16297 1996 大气污染物综合排放标准 二级标准的比较 本系统技术指标 分 类 污染物名称 最高允许排放浓 度 mg m3 装煤 mg m3 出焦 mg m3 颗粒物 120 2 6 352 6 35 苯并芘 0 3 10 30 2 10 3 林格曼黑度 1 级 1 级 1 级 有 组 织 排 放 SO2550 50 10625 86 本设计系统的技术指标与 GB16171 1996 炼焦炉大气污染物综合排放标准 二级标准的比较 分 类 污染物名称 最高允许排放 浓度 mg m3 本系统技术指标 mg m3 颗粒物 2 50 0 52 1 00 苯并芘 0 0025 0 0001 0 0002 无 组 织 排 苯可溶物 0 60 0 04 0 16 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 18 放 该装煤 推焦烟尘控制系统 烟尘捕集率达到 95 以上 烟尘净化率达到 99 以上 可使焦炉装煤 推焦过程中产生污染物有组织排放低于 GB16297 1996 大气污染物综合排放标准 表二中二级标准 第三章 工艺设计的简介 1 设计的基本参数 装煤过程大炉门逸散烟气量 3 万 m3 h 装煤过程中炭化室内烟气进入废气管路系统 因此装煤过程只需考 虑大炉门逸散烟气 出焦过程系统设计总风量 18 22 万 m3 h 系统阻力 5200Pa 装煤时间 3 5min 可调 出焦时间 1min 拦焦收集罩上口处烟尘温度 300 机侧大炉门逸散烟气温度 120 阻火型低压脉冲式布袋除尘器入口温度小于 120 烟气出口浓度 50mg m3 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 19 2 工艺流程 1 该系统分装煤过程的烟尘收集系统 输送系统 除尘系统 出焦过程 烟尘收集系统 输送系统 地面除尘工作站两大部分组成 2 工艺方框见下图 机侧大炉门逸散烟气 烟气收集罩 集气干管 除尘系统 达标排放 装装煤煤工工艺艺流流程程图图 3 工艺流程的说明 30 万吨 年 孔 焦炉装煤 推焦除尘系统工程 型号为型号为 整体方 案为出焦采用地面除尘系统 即用一套输送系统和地面除尘系统 从除尘系统 上说分为装煤收集系统 出焦收集系统 输送系统和地面除尘工作站四大部分 出焦收集系统包括拦焦车第三轨立柱基础 立柱 钢梁 轨道等 拦焦收 集罩等 输送系统包括烟气转换阀 共 套 及集尘干管 连接管道等 地面除尘工作站包括 吸附装置 蓄热式冷却器 阻火型脉冲除尘器 喷 涂装置 非常阀 通风机组及附属设施 排气筒 连接管道 采暖 电器自动 化控制等内容 装煤收集系统包括 机侧烟尘收集装置 集气干管 除尘系统等组成 A A 装装煤煤除除尘尘系系统统工工艺艺流流程程 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 20 准备装煤 装煤车就位 此时车载风机由自控系统所发出的指令开始由低 速转入高速运转 机侧大炉门逸散烟气收集装置到位 开始装煤 装煤过程中 散逸的烟尘 由机侧烟尘收集装置收集 利用车载风机送入除尘器处理后 经 风机 排气筒达标排放 装煤结束 风机转至低速运转 除尘器收集的灰尘定 时通过除尘器下方卸料阀排至指定地点 由于烟气中含有水蒸汽 焦油 会使滤袋除尘效率降低 故布袋除尘器应 对滤袋作预喷涂处理 装煤停止后 除尘风机低速运转 非常阀平时处于关闭状态 当除尘器入 口烟气温度 120 时 非常阀打开 起到保护除尘器的作用 B B 出出焦焦过过程程除除尘尘系系统统工工艺艺流流程程 入炉煤经过高温成焦后 拦焦车就位 准备出焦 拦焦车上的拦焦收集罩 与烟气转换阀对接 此时风机由自控系统所发出的指令开始由低速转入高速运 转 开始出焦 推焦车推焦开始 焦炭通过导焦槽落入熄焦车车箱内 焦侧炉门框顶部逸 散的烟尘 推焦过程中焦饼向熄焦车塌落时以及熄焦车内红焦与周围环境中空 气燃烧后产生的大量烟尘 导焦栅顶部逸出的烟尘 在热浮力和除尘风机的作 用下 进入拦焦收集罩内 通过烟气转换阀 集尘干管和输送管道的输送进入 地面除尘工作站 烟尘在地面除尘站首先进入吸附装置吸附净化 吸附净化是吸附烟气中的 絮状烟尘和呈粘性的焦油烟 吸附材料为从筛焦楼取用的粒径为 20mm 的 焦炭 再进入蓄热式冷却器灭火降温 除去大颗粒或着火的煤粉 温度降至 120 以下 然后进入阻火型低压脉冲式布袋除尘器 除尘后烟气排放浓度 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 21 300 拦焦收集罩罩面用型钢做骨架 耐热不锈钢做罩面 2 2 第三轨 第三轨指拦焦车第三轨道 因环保的要求需设计拦焦收集罩 为了保证拦焦 车平稳运行 在熄觉车外侧设计拦焦车第三轨道 第三轨部分包括立柱基础 立柱为钢筋混凝土结构 箱式梁为钢板焊接 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 26 3 输送系统 3 1 烟气转换阀 在焦侧 沿炉长设计了烟气转换阀 即翻板阀 由工艺的要求 设置 用途 该阀门用于导通出焦集尘干管与拦焦收集罩 使烟尘通过此阀进入 地面除尘站处理 是移动尘源与固定设备之间的连通设备 工作原理 当焦炉生产时 拦焦收集罩的液压推杆将该翻板阀的翻板推开 阀门控制杆旋转 75 度使阀门打开 拦焦收集罩导管的可伸缩接口与该翻板阀端 面对接 使含尘烟气由拦焦收集罩进入由固定翻板阀组成的集尘干管 出焦完 成后 拦焦收集罩上的液压推杆及可伸缩接口退回 该翻板阀关闭 完成一炉 除尘计划 3 2 集尘干管 钢板焊接 型钢加强 沿炉长设计 当量直径 1340 约 330 米 由单个阀门连接成的集尘干管 阀间应严密 漏气率 3 单体阀门开启应 灵活可靠 漏气率 3 阀体使用寿命 15 年 3 3 输送管道 管道支架 钢板焊接 当量直径 1340 约 60 米 管道支架型钢焊接 4 地面除尘工作站系统设计 地面除尘工作站系统包括吸附装置 非常阀 蓄热式冷却器 阻火型低压 脉冲袋式除尘器 喷涂装置 通风机组和排气筒 连接工艺管道等 占地面积 约为 500m2 4 1 吸附装置 利用从筛焦楼取用的粒径为 20mm 的焦炭层吸附净化是吸附装煤烟气中 的絮状烟尘和呈粘性的焦油烟 装置设置两层焦炭层 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 27 4 2 非常阀 气动阀门 1400 一个 安装在蓄热式冷却器进口处 非常阀 用途及工作要求 作为两次出焦除尘启闭冷风管道所用 即除尘风 机高速运转 本阀关闭 除尘风机低速运转 本阀开启 另当进入蓄热式冷却 器的气流超温时 本阀开启 系统混入冷风 开 闭时间 均为 7 5 秒 配带开闭限位开关 并有信号输出 此阀动作 范围开闭 不作调节用 每 10 15min 开 闭一次 要求充分考虑其灵活耐用 4 3 蓄热式冷却器 用途 设置在除尘地面站内 用于降低焦炉装煤时的烟气温度 使进入除 尘器的烟气温度低于 120 保证了除尘器的正常使用 同时 具有蓄热和预 除尘的作用 构成及工作原理 蓄热式冷却器要由箱体 灰斗 冷却板 进 出风管 卸灰装置 支架等 组成 焦炉出焦时产生的高温烟气 在除尘风机的作用下 由管道进入灭火式 冷却器中 穿过冷却器板组 在惯性碰撞 重力沉降的作用下 使烟气中大颗 粒及火星类物质直接进入灰斗 并在冷却板的作用下 烟气温度得以迅速降低 由 180 降至 120 以下 从而保证了除尘器的正常使用 出焦完成后 风机低 速运转时 管路旁通非常阀开启 使室外空气进入灭火式冷却器中 由于该气 体温度较低 可将冷却板组蓄积的热量带入除尘器中 使除尘器保持一定的温 度 同时 也使冷却板的温度得到降低 为下一次的出焦冷却做好准备 1 处理风量 22 万 m3 h 1 个仓 2 含尘气体入口工作温度 180 最高温度 250 气体出口工作温度 120 3 配仓壁振动器 手动插板阀 300 300 4 配星型卸灰阀 1 个 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 28 性能要求 1 蓄热式冷却器可连续清灰 要求清灰时间 清灰间隔和清灰的周期可 根据用户实际需求调节 2 电源为 380V 220V 50Hz 3 集中控制和就地控制 4 蓄热式冷却器设足够面积的防爆孔 5 使用制度 常年连续运转 4 4 予喷涂装置 鉴于在焦炉上使用的喷涂装置出现堵塞 喷涂不稳定等通病 我公司自主 研发的予喷涂装置设计在该系统 主要原理为机械给料 喷涂稳定 易于控制 而且不会出现管道堵塞现象 4 5 阻火型低压脉冲式袋式除尘器 用途 设置在除尘地面站内 在除尘风机的作用下用于过滤装煤时含尘气 流 达到控制污染的目的 4 5 1 主要技术设备参数 LMCD3000 序号项 目单 位参 数备 注 1 最大处理气量 m3 h220000 2 入口烟气含尘浓度 g m3 8 20g Nm3 3 出口粉尘浓度 mg Nm3 8 14 滤袋厚度 mm1 6 15 滤布的透气性 m3 m2 min150 16 除尘器过滤方式 外滤 17 滤袋安装方式 卡箍 18 滤袋正常连续使用温度 120 19 滤袋的使用寿命年 2 3 20 滤袋清灰方式 离线脉冲喷吹 21 清灰气源品质 无油无水 22 清灰气源设备参数 Mpa0 3 0 6 23 耗气量M3 阀次 0 1 24 清灰频率 S0 60 25 脉冲宽度 S0 2 26 脉冲阀数量只 110 27 脉冲阀使用寿命万次大于 150 28 脉冲阀型号规格 3 淹没式 29 总重T 台 145 30 控制型式 脉冲控制仪 31 灰斗数量个 10 32 灰斗接口尺寸 mm300 300 33 抗震烈度 8 级 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 30 4 5 2 设备结构特点及主要性能参数 设备名称离线脉冲布袋除尘器备注 型号 LMCD 3000 设备重量 t 145 处理风量 220000 m3 h 滤袋尺寸 130 6000 滤袋总数1300 条 总过滤面积 3000m2 过滤风速全过滤 1 2m min 清灰方式定时 定压差离线清灰 滤料材质 防静电聚脂针刺毡 ZLN D550g m2 金 属导电纤维含量 8 进口含尘浓度 8 22g Nm3 出口含尘浓度 50mg Nm3 运行温度 120 清灰气源压力0 15 0 6MPa可调 设备阻力 1200Pa 漏风率 2 设计耐压 6000Pa 滤袋寿命2 3 年 除尘器进口水平 1 个 设 备 性 能 参 数 除尘器出口水平 1 个 长袋阻火型低压脉冲袋式除尘器是的一种高效 低阻力 低消耗的袋式除 尘设备 具有清灰能力强 设备阻力低 维护工作量少 换袋方便等特点 现 已广泛应用于各工业行业的窑炉烟气净化等 本袋式除尘器设计重点在于强化 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 31 过滤 强化清灰 以满足烟气净化的要求 在各灰斗进口均设有均流板 准确 的设计角度和安装位置 可以阻止含尘气流对滤袋的冲刷 箱体板采用 4mm 板制作 使设备既轻又美观 而设备的耐压强度为 6000Pa 构成及工作原理 除尘器要由上箱体 中箱体 灰斗 进出风管 滤袋及喷吹装置 卸灰装 置 框架 平台等组成 各灰斗进口设有电动蝶阀 在各个室出风口设有离线 气缸阀 含尘空气从除尘器中部的进风口进入各分室灰斗 气体中的大颗粒物 质在离心力的作用下 与进口管内部的均流板发生碰撞 直接落入灰斗 气体 中的微小粉尘被滤袋截留 净化气体透过滤袋经过排风口从上部排出 随着滤 袋表面粉尘层的增厚 除尘器的阻力逐渐升高 当设备阻力达到限定的阻力值 一般设定为 1000 1200Pa 或达到清灰时间设定值时 开始清灰 由脉冲控 制仪控制清灰装置按设定程序进行逐室喷吹清灰 先使某室的气缸阀自动关闭 含尘气体不再进入该室 第一排脉冲阀开始动作 气包中的压缩空气高速射入 滤袋 使滤袋出现瞬间的抖动与鼓胀 发生变形 迫使滤袋上的粉尘脱落 进 入除尘器下部的灰斗中 该室喷吹完毕 气缸阀自动打开 恢复正常过滤状态 接着另一室开始清灰 在各分室的气缸上装置了气压过低保护 4 5 3 设备结构 本脉冲布袋除尘器共 8 个仓室 双列布置 含尘气体经进风通道均匀分布 到各个仓室 净化后的烟气经出风口排出 每个仓室设有气缸一个 进口设电 动蝶阀一个 关闭出风口气缸阀可实现除尘器的离线清灰 关闭每个仓室出风 口气缸阀和进口电动蝶阀 可实现除尘器的在线检修及更换布袋 每个仓室设 脉冲阀 12 位 每个脉冲阀喷吹 14 条滤袋 一个仓室共有 168 条滤袋 灰斗采 用 4mm 板制作 设备的耐压强度为 6000Pa A 箱体 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 32 箱体材质为 Q235A 厚度 4mm 优质钢板及型材 箱体与花板之间联接采用 CO2 气体自动焊接 焊接后进行焊缝渗漏试验 箱体与灰斗之间采用手工连接焊接 保证焊接的强度和密封性符合相应行业标 准 除尘器各室顶盖板采用方形快开快闭的结构 便于人员开启和通行 且确 保防水密 封性好 所有圆形人孔门直径不小于 615mm 矩形人孔门不小于 750mm 750mm 制作及装配 结束后 进行密封试验 确保无变形 无泄漏 整个箱体进风系统配置进风均流装置 保证进入分室气流均匀分配 除尘器每仓设一个密封检修门 除尘器箱体上设有圆形泄爆孔每仓 2 个 除尘器本体保温 内层为 80mm 厚的矿棉 外层为不小于 0 5mm 的压型钢板 B 花板 花板材质为 Q235A 厚度 6mm 优质钢板及型材 每块单花板在制作过程中均采用双向折边 以加强花板强度 保证孔径误差不超过 0 05mm 花板孔之间距误差不超过 0 1mm 花板的平直 度误差 1mm 内孔加工表面粗糙度为 Ra 3 2 花板采用横向 230mm 间距 纵向 230 mm 间距 保证了滤袋在工作过程中不发 生碰撞 延长了滤袋的使用寿命 C 滤袋 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 33 滤袋正常工作温度为 120 规格为 130 6000mm 弹簧圈卡环 拆装方便 密封性 好 可靠性高 底部采用加强环布 寿命 2 年以上 D 滤笼 滤笼为圆型 笼骨采用 10 根 4mm 的 30 钢丝制作 无毛刺 无结疤等缺 陷 袋笼的材质为碳钢加有机硅喷涂 袋笼的纵筋和反撑环分布均匀 并有足 够的强度和刚度 防止损坏和变形 袋笼框架的所有焊点应均匀牢固 不允许 出现脱焊 虚焊和漏焊现象 袋笼框架的表面必须光滑 无毛刺 经过防腐处 理 并满足抗腐蚀和抗高温的要求 除尘器的管道及平台 扶梯 踏板的设计 选材 制作按家照国家标准和 有关设计规范执行 储气罐为压力容器 其设计 选材 制作按照国家标准和有关设计规范执 行 电磁阀脉冲阀为三寸淹没 AC220v 压力适用范围 P 0 15 0 6Mpa 在 0 6Mpa 压力下膜片使用寿命不少于 150 万次 配星型卸灰阀 10 个 额定输入电压 DC24V 配仓壁振动器 手动插板阀 300 300 各 8 套 4 6 压缩空气系统 压缩空气由工厂的压缩空气管网供给 经干燥器 过滤器干燥 除油 除 水设储气管供脉冲除尘器反吹和其他气动设备或元件使用 4 7 输送系统 设置螺旋输送机三条 把除下的灰输入卸灰槽 4 8 通风机组 安装位置 室内 用途 设置在除尘地面站内 高 中 低速间隔运行 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 34 风机技术要求 输送物料名称 含尘空气 含尘量 100mg m3 温度 10 110 80 工况 时含尘空气流量 22 万 m3 h 风压 5000 Pa 风量允差 10 0 风压允差 5 0 风机每 10 15min 高低速转换一次 可调 风机系统设置抗震防震措施 4 8 1 除尘风机机组性能要求 4 8 1 1 风机 一台 1 除尘风机结构形式 双吸双支撑离心式 2 风量调节方式 采用液力偶合器调速 3 进口采用双细式 风机入口配套调节阀门及电动执行装置 初次 整定系统风量设定最大开度 风量调节阀门要有开启角度显示装置 电动执行 装置对阀门实行开 关两种状态的控制 4 除尘风机本体密封可靠 风机外壳上配消声装置 5 除尘风机机组在运转中允许噪声 90dB A 6 风机轴承冷却水采用循环水 进水温度为 30 进水压力为 0 4MPa 7 运转制度 常年连续运转 4 8 1 2 电动机 一台 电压等级 10kV 50Hz 功率 450KW 6 级电机 4 8 1 3 调速型液力偶合器 一台 本液偶用于焦炉装煤 出焦过程除尘风机的调速 当焦炉装煤 出焦时风 机高速 中速运行 装煤 出焦结束时风机低速运行 偶合器电动执行器的动 作受焦炉装煤 出焦时发出的开关信号控制 与风机 电机配套 4 8 1 4 风机出口消声器 一台 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 35 用途及工作原理 风机高速运转时 出风干管由于气流速度高会产 生噪音 该设备工作时利用其内部的吸声材料来降低噪音 要求 流通能力不小于设计量 消声能力不小于 20dB A 设备阻 力不大于 300Pa 该设备尤其应对中低频声音有良好的消声效果 适用温度 80 适用正压值 5500Pa 4 8 2 除尘风机机组供货范围及要求 1 除尘风机机组由除尘风机 调速型液力偶合器 电机 风机入口调 节阀及电动调节装置 出口消声器 测量仪表及配套电动葫芦等组成 2 仪表控制要求 测量要求 现场仪表盘PLC 操作站被 测 参 数 显示报警联锁显示报警联锁 备 注 风机轴承温度 HHH 与电机联锁 电机轴承温度 HHH 与电机联锁 电机定子温度 HHH 与电机联锁 液偶配带油冷却器 进出管油压力 HHH 与电机联锁 液偶配带油冷却器 进出管油温度 HHH 与电机联锁 风机转速 可实现根据出焦 与否自动调节 说明 需要 H 高限 HH 高高限 L 低限 LL 低低限 上述为基本的测量要求 除尘风机供货方应在保证风机连续 安全 稳定 运行的前提下 提出详细的仪表测控项目 3 电气 仪表设备其他要求 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 36 电机防护等级为 IP54 除尘风机机组所有仪表信号要求可就地显示 同时可输出标准信号进 PLC 操作站 4 8 3 出焦除尘风机机组供货数量 本工程共需 1 套除尘风机机组 供货数量如下 除尘风机 1 台 液力偶合器 1 台 电机 1 台 仪表系统 1 套 包括现场显示仪表和一次元件 风机出口消声器 1 台 阻力 300Pa 风机入口调节阀及电动调节装置 2 套 风机出入口柔性补偿节 1 套 4 8 4 为了冷却风机轴承座和液力偶合器的油温 设置一套冷却系统 系 统包括水路 油路 换热器 水箱 水泵 阀门等 利用厂区内原有的循环冷 却水或其他做为冷却水 根据现场实际设计保温和密闭空间 4 9 排气筒 设置 2600 2000 排气筒一个 底部为锥体 上部直径 2000 并设 计有监测平台和监测孔 检查人孔等 由钢板焊接而成 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 37 主要设备统计表主要设备统计表 序号 设备名称 单位数量 备注 1 装煤车除尘系统 台套 1 2 烟气转换阀 套 3 机侧烟气收集装置 组 1 4 机侧集气干管 组 1 5 拦焦抽气罩 台套 1 地面净化装置系统 1 6 阵发性烟尘冷却器 台套 1 7 脉冲除尘机组 台套 1 8 输灰系统 组 1 9 离心通风机 台套 1 10 液力偶合器 台套 1 11 高压电动机 450KW 台 1 13 连接工艺管道 组 1 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 38 14 烟囱 座 1 15 管道支架等 套 1 16 PLC 控制系统 套 1 17 电器等 套 1 说明 以上根据现场调整 第五章 土建部分的设计说明 1 建筑及结构建筑及结构 工程地质及水文条件 施工设计开展之前要求焦化厂提供相关地质工程勘察部门出具的本工程建 设区域的岩土工程勘察报告 1 1 自然条件 1 1 1 建筑气候特征 气候区划 本工程场址位于山西东南部 属第 II 建筑气候区的 IIB 区 为温带性大陆 气候 受地形影响有明显的山区气候特点 属于干旱半干旱地区 一年四季分 明 冬季长而寒冷干燥且少雪 春季多风早晚寒冷且雨水稀少 夏季炎热且雨 量高度集中 秋季较短且凉爽 该区建筑的基本要求应符合下列规定 1 建筑物应满足冬季防寒 保温 防冻等要求 2 总体规划 单体设计和构造处理应满足冬季日照并防御寒风的要求 主要房间宜避西晒 应注意防暴雨 建筑物应采取减少外露面积 加强冬季密 闭性且兼顾夏季通风和利用太阳能等节能措施 结构上应考虑气温差较大 多 大风的不利影响 建筑物宜有防冰雹和防雷措施 施工应考虑冬季寒冷期较长 和夏季多暴雨的特点 3 建筑物可不考虑夏季防热 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 39 1 1 2 气候参数 1 极端最高气温 40 5 2 极端最低气温 17 4 3 年平均气温 12 0 4 最热月平均气温 26 3 5 最冷月平均气温 2 9 6 年平均大气压力 961 5hPa 7 年平均降水量 450 7mm 8 最大积雪深度 6 0cm 9 最热月月平均相对湿度 76 10 最冷月月平均相对湿度 53 11 全年平均风速 1 4m s 12 30 年一遇最大风速 18 0m s 13 全年最多风向 SW 14 最大冻土深度 56 0cm 1 2 设计的主要数据 1 基本风压 0 40kN m2 2 基本雪压 0 25kN m2 3 冬季采暖室外计算温度 9 4 夏季通风室外计算温度 31 5 冬季空调室外计算温度 14 6 夏季空调室外计算温度 34 5 7 抗震设防烈度 8 度 第一组 度 第一组 8 设计基本地震加速度值 0 20g 1 3 结构部分 1 3 1 基础 钢筋混凝土柱下采用现浇钢筋混凝土独立基础 砖墙下采用钢筋混凝土基 础梁 设备基础采用混凝土基础 1 3 2 除尘地面站结构型式 采用现浇钢筋混凝土框架结构 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 40 1 3 3 除尘管廊支架及第三轨 采用钢结构 1 4 地基处理及抗震设防 1 4 1 地基处理 暂按天然地基进行设计 在初步设计前由业主提供施工图阶段的详勘 1 4 2 抗震设防 按现行的 建筑抗震设计规范 构筑物抗震设计规范 等国家及行业 的规范 规程及标准进行设计 2 建筑材料建筑材料 钢材 木材 水泥 砖 石 石灰等 3 设计说明设计说明 设计内容为三轨立柱基础 三轨立柱 配电室 设备基础 管道支架基础 等 3 1 设计依据 混凝土结构设计规范 GB50009 2001 建筑结构荷载规范 GB50010 2001 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002 砌体结构设计规范 GB50003 2001 建筑单位提供的设计要求及有关资料 3 2 基本设计参数 活荷载标准值 屋面 0 6KN M 设备荷载由工艺提供 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 41 布袋除尘器 10KN M 蓄热式冷却器 23KN M 排气筒 9KN M 3 3 风载与地震作用 基本风压标准值 0 40KN M 抗震设防烈度为 8 设计基本加速度值为 0 15g 设计地震分组第一组 第六章 电气 自动控制的说明 1 除尘电气工程除尘电气工程 本工程为新建除尘工程 设装煤除尘系统 出焦除尘系统各一套 新建一 套焦炉装煤出焦除尘系统配套标准设备电气的控制系统 由于建设本工程 涉 及高压 10KV 系统增容改造和低压 380V 系统增容改造由焦化厂完成 1 1 供配电 1 AC10KV 供电方案 本工程设一台 10KV 高压电动机由厂内现有 10KV 配电所供电 配电所改造 由焦化厂完成 10KV 电源线路由焦化厂提供 本次设计将在除尘地面站内设高 压配电室一个 负责对 10KV 高压电动机供电 2 AC380V 供电方案 根据本工程用电负荷分布情况 本次设计将在除尘地面站内设低压配电室 一个 负责对 AC380V 和 AC220V 低压电气设备供电 AC380V 三相四线供电电源 供电电源为双回路供电 由焦化厂低压变电所提供 低压变电所的改造及至本 配电室供电线路由焦化厂进行改造及提供 焦炉装煤 推焦烟尘控制工程项目设计方案 42