某厂5.5M焦炉出焦皮带式地面除尘站方案

5.55.5 米焦炉出焦地面除尘站工程米焦炉出焦地面除尘站工程 技技 术术 方方 案案 编制单位：山西长林环保机械设备有限公司 2014 年 10 月 目目 录录 1.1. 总说明总说明.1 1 1.11.1 项目名称项目名称 .1 1 1.21.2 设计基本参数设计基本参数 .1 1 1.2.11.2.1 焦炉基本参数焦炉基本参数 .1 1 1.2.21.2.2 自然条件自然条件 .1 1 1.31.3 项目设计原则及内容项目设计原则及内容 .1 1 1.41.4 技术方案的工艺简述及特点技术方案的工艺简述及特点 .2 2 1.5.1.5.系统运行指标系统运行指标.3 3 1.6.1.6.建筑与结构建筑与结构.4 4 1.7.1.7.总图布置总图布置.4 4 1.8.1.8.除尘系统的动力消耗除尘系统的动力消耗.5 5 2.2.工程内容及施工范围工程内容及施工范围.6 6 3.3.主要设计参数及指标主要设计参数及指标.6 6 4.4.主要设备选型主要设备选型.6 6 4.14.1 出焦地面除尘站出焦地面除尘站 .6 6 4.24.2 拦焦皮带密封式输送风管系统拦焦皮带密封式输送风管系统 .1111 4.34.3 主管道主管道 .1111 5.5.电气工程电气工程.1111 5.15.1 供配电供配电 .1111 5.25.2 防雷接地防雷接地 .1212 5.35.3 负荷表负荷表 .1212 6.6.自动控制及热工仪表自动控制及热工仪表.1414 6.16.1 自动控制系统自动控制系统 .1414 6.26.2 系统信号系统信号 .1414 6.36.3 热工仪表热工仪表 .1515 7.7.运行费用概算运行费用概算.1515 8.8.主要设备一览表主要设备一览表.1616 1.1. 总说明总说明 1.11.1 项目名称项目名称 5.5m 焦炉出焦地面除尘站工程。 1.21.2 设计基本参数设计基本参数 1.2.11.2.1 焦炉基本参数焦炉基本参数 设计年产量： 130 万吨 孔数： 265 孔 炭化室尺寸（长宽高）： 159805205500mm 炭化室中心距(热)： 1350mm 单孔装煤量： 36.66t 单孔出焦量： 27.5t 周转时间: 约 25 小时 1.31.3 项目设计原则项目设计原则及内容及内容 本技术方案地面站只针对出焦除尘系统而设计，设计参数的确定依据 5.5 米捣固式焦炉工艺系统和我公司已经运行的多座地面站的实际监测数据，而进 行工艺系统的优化设计。地面除尘站的界限从焦侧支架以上出焦除尘干管（含 除尘干管）开始至地面站烟气排出为止，包括焦侧皮带密封式输送风管、出焦 地面除尘站整套设备、电气自控系统以及地面站土建工程设计等。技术方案设 计遵循以下原则： 1）严格执行国家有关法律、法规、设计标准及规范，保证工程设计质量； 2）工艺技术选用成熟、先进可靠的工艺路线，以达到同类行业的先进水 平； 3）提高自动化控制水平，优化操作指标，保证安全、稳定、长期生产运 行； 4）充分注意能源的综合利用，降低能源消耗，降低运行成本，提高经济 效益。设备选型上考虑先进性、适用性、稳定性、可靠性和地域性； 5）地面除尘站做到工艺合理、布置紧凑，节省占地。 1.41.4 技术方案的工艺简述及特点技术方案的工艺简述及特点 出焦地面除尘站系统由三部分组成：第一部分为收集部分，即设在拦焦机 上并随拦焦机一起移动的吸尘罩和皮带转送小车；第二部分为输送部分，即将 皮带转送小车导入的烟尘进行输送的无值守皮带密封除尘风管系统；第三部分 为烟尘净化部分，即出焦地面除尘站，包括工艺管道、灭火花冷却器、阻火型 低压脉冲布袋除尘器、通风机组、排气筒、灰尘输送系统和储灰仓、以及电气 自动化控制系统等。（附：工艺系统立体图） 工艺流程描述：焦炉出焦除尘时，皮带转送小车在行走过程中利用滚筒掀 起皮带随时都与输送风管接通，其余部分处于密封状态，实现了自动对口、无 人操作。地面站风机通过变频器调速，风机与拦焦车信号连锁，当拦焦车发出 推焦信号后，相对应的该座焦炉侧的风管切换阀自动打开，风机开始高速运行， 进入出焦除尘工作。焦饼向熄焦车内塌落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，在热浮力的热抬升诱导捕集和风机的吸引下，进入拦 焦车的集尘罩内，由皮带小车导烟管将烟尘导入皮带密封风管内。烟尘进入出 焦地面除尘站后，依次经过灭火花冷却器、阻火型低压脉冲布袋除尘器净化后， 由风机经排气筒排至大气。当推焦结束后，导焦栅收回，风机自动导入怠速运 行状态，风管上对应的切换阀自动关闭，出焦过程结束。 布袋除尘器设置压差自动化反吹，当除尘器的进出口压差达到设定值时， 布袋除尘器自动进入离线清灰过程，滤袋上反吹的粉尘进入灰斗内，定期由刮 板输送机、斗式提升机输送至储灰仓内，由汽车运走。 布袋除尘器在反吹结束后，进行一次预喷涂，使得滤袋表面形成一层阻燃、 隔水、助滤的预喷涂层，使多棱状的、尖锐的粉尘不与滤袋直接接触，起到保 护滤袋的作用和延长滤袋使用寿命的作用。 该工艺系统的主要特点： 1)、地面除尘站排放口粉尘排放浓度可低至 50mg/m3以下，可使治理后的 气体稳定达到且低于国家二级排放标准； 2）、操作系统均采用微机全自动化控制，可操作性高； 3)、风管进风口设置了皮带专用密封口，夏季防止雨水进入风管内部，冬 季可将雪清理在皮带小车运行轨迹以外，保证皮带小车的正常运行； 4)、风管的引出管两侧设置有切换阀，保证两座焦炉除尘时的风量和吸力， 减少漏风损失，提高捕集效率。 5)、地面除尘站的布袋除尘器采用离线反吹方式，提高除尘器的除尘效果， 可以连续使用；且配套有自动消防装置，可预防布袋突发性的着火现象，保护 布袋除尘器的完整性，提高设备的安全性； 6)、布袋除尘器设有预喷涂系统，阻碍了多棱状、尖锐的粉尘刺激滤袋， 起到保护滤袋的作用和延长滤袋使用寿命的作用。 1.5.1.5.系统运行指标系统运行指标 a.出焦烟气捕集率：出焦烟尘捕集率90 b.出焦烟气净化率：99.5% c.除尘器出口含尘浓度： 50mg/m3 1.6.1.6.建筑与结构建筑与结构 土建结构工程设计将本着安全适用、经济合理、技术先进的原则，结合当 地的地质、气象、建材、施工等条件，按照国家及地方有关规范、规程、标准 进行设计。 a. 配电室、操作室、风机房房屋 地面站配电室、操作室采用一层结构布置，风机设置风机房。 b.设备基础 设备基础有布袋除尘器、冷却器、通风机组、排气筒、管道支架等基础， 均采用 C30 钢筋混凝土基础，设备布置在地面设备基础上。 c. 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 规范、规程及标准进行设计。 其它如防火措施、采光、通风等均按相应的有关标准、规范执行。 d、其它 除尘干管支架、烟气净化系统支架基础、地面站操作房、设备基础，以 及地面站房的爬梯、护栏、风机基础护栏等土建工程的钢结构部分，消防、排 水、采暖、建筑物内照明部分均有业主方负责。 1.7.1.7.总图布置总图布置 焦炉出焦地面除尘站在总图布置上要满足除尘工艺流程、运输、消防、环 境保护、安全卫生等要求。拟定在焦炉焦侧位置、烟囱西侧的空地上，占地面 积约为 500m2。本工程用电、用水、用蒸汽、用压缩空气等动力消耗，均由厂 内共有设施提供，接引至本除尘站指定地点。 场地雨水利用焦炉周围排水沟系统进行排水即可。 地面站粉尘运输、备品备件等运输采用汽车运输方式，粉尘运输量约为 56 吨/日左右，车辆由焦化厂自行调配解决。 本地面站的消防任务由焦化厂消防站统一负责管理。 1.1.8.8.除尘系统的动力消耗除尘系统的动力消耗 1.8.1.1.8.1.给排水给排水 本设计给、排水设计项目有地面站通风机轴承冷却用水、粉尘加湿搅拌机 用水以及生活用水。 风机轴承冷却水，由焦化厂循环水冷管网供给，夏季冷却水最高温度应保 证 32以下供给。循环水量为 7m3/h，循环给水要求接点处压力为 0.4MPa。用 后的循环回水接入厂区循环回水管网。 加湿搅拌机加湿用水 11.5 吨/日。 生活用水和加湿搅拌机用水由厂区内原有生活用水供给。 1.8.2.1.8.2.电：电： 业主方负责将高压电缆铺设至供货方高压设备控制柜；提供 AC380/220V 电源到供货方配电柜；提供高压柜控信号至 PLC 柜机旁操作箱。 地面站： 电压：10KV 装机容量：1000KW 电压：380V 装机容量：88KW 1.8.3.1.8.3.压缩空气：压缩空气： 压缩空气用于布袋除尘器脉冲反吹清灰使用，由厂内空压站将压缩空气， 接引至地面除尘站的储气罐内（采用 76 无缝钢管）。系统设计压力为 0.40.6MPa，耗气量为 9m3/min，要求压缩空气进行干燥、除油、除水。 净化后的压缩空气指标： a.最大颗粒直径：1um； b.最大颗粒含量：1mg/m3； c.最大含油量：1mg/m3； 1.8.4.1.8.4.蒸汽（冬季采暖）：蒸汽（冬季采暖）： 地面除尘站内设置集中采暖，风机室、办公室、卸灰室内均采用光面管散 热器采暖。采暖热媒采用0.2MPa 蒸汽。 P0.2Mpa t：饱和 Q=0.12t/h 2.2.工程工程内容及施工范围内容及施工范围 1）、焦侧烟尘输送皮带密封风管 260 米 2）、地面除尘站 1 套 3）、电气自动化控制系统 全套 4）、地面站土建工程设计 3.3.主要设计参数及指标主要设计参数及指标 系统设计风量： m3/h 烟气温度： 120（袋式除尘器入口处） 烟气入口浓度： 1015g/m3 烟气出口浓度： 50mg/m3 4.4.主要设备选型主要设备选型 4.14.1 出焦地面除尘站出焦地面除尘站 4.1.14.1.1 风机机组：风机机组：1 台套 1）、除尘风机：（采用变频调速） 风量： m3/h 全压： 6500Pa 转速： 960r/min 2）、电动机： YPTKK-6 功率：1000KW 电压： 10KV 防护等级：IP54 3）、排气筒： 2400 ， 高度 25 米。 4.1.24.1.2 布袋除尘机组：布袋除尘机组：1 1 套套 1）、工作原理及构成： 布袋除尘器由上箱体、中箱体、灰斗、进出风管、支架、滤袋及脉冲喷 吹装置、卸灰装置、工作平台等组成。含尘气体从除尘器的中部的进风口进入 各分气室，烟尘经过滤袋过滤后进入上箱体由出风口排出。当设备阻力达到限 定的阻力值时，由清灰装置按压差设定值或清灰时间设定值自动按设定的程序 进行喷吹清灰，灰斗中的粉尘由卸灰阀和刮板输送机排入灰仓内。 2）、技术要求： 型 号：NLCM 5600m2低压脉冲反吹布袋除尘器 处理风量：m3/h； 过滤面积：5600m2； 双排分室布置； 滤袋材质： 550g/m2防静电聚酯涤纶针刺毡，金属纤维含量7%； 工作温度：120；最高温度：150； 滤袋规格：1306000mm； 入口排放浓度：1015g/Nm3 出口排放浓度：50mg/Nm3 3）、性能要求 a)、清灰时间、清灰间隔和清灰周期可根据用户实际需求调节； b)、除尘器电源为 380V/220V，50Hz； c)、可集中控制和就地控制； d)、除尘器设防爆阀； e)、所配电磁脉冲阀：额定输入电压 DC24V； 4）、系统改进： （1）、离线阀的设计（如图所示）：采用气缸活塞杆外置式安装方式， 一般除尘器在工 作状态时，即离 线阀打开状态， 气缸为静止状态， 缸体处于上箱体 的内部，受气流 的影响影响离线 阀的工作。气缸采用外置式安装方式，缸体不受气流的吸力影响，保证离线阀 为可靠打开状态，同时延长气缸的使用寿命。 （2）、进风口设置了均流板：使 得高温气流进入除尘器内，在折流板的 作用下，少量的带火星的大颗粒在此碰 撞和改变方向，使残存的带火星的粉尘 在此降落，确保带火星的颗粒不会吸附 着在滤袋上（附图）。 （3）、除尘器进口设有专用预喷 涂装置，阻碍了多棱状、尖锐的粉尘刺 激滤袋，起到保护滤袋的作用和延长滤袋使用寿命的作用（附工作原理图）。 （4）、除尘器设置消防水装置，可预防布袋突发性的着火现象，保护布 袋除尘器的安全性。 预喷涂装置 使用预喷涂后的效果 未使用预喷涂的效果 4.1.34.1.3 灭火花冷却器灭火花冷却器 1）、用途：是将收集系统输送的高温烟气在此降温和灭火花，使进入除 尘器的烟气温度低于 120，起到对滤袋无损坏的作用。同时具有予除尘作用。 2）、构成和工作原理：灭火花降温器由箱体、灰斗、冷却板、进出风管、 卸灰装置、泄爆装置、支架以及在进气口前装有非常阀。当管道烟气温度大于 120时自动报警，并将非常阀自动打开，配入冷空气，保证滤袋的正常使用。 烟尘进入冷却器中，通过冷却板组，在惯性碰撞、重力沉降的作用下，使烟气 中大颗粒和带火星的物质直接进入灰斗，烟气在冷却板的作用下，烟气温度得 1.滤袋2.焦粉层 1.滤袋2.预喷涂附着层3.焦粉层 以降低，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花冷却器中，将冷却板组蓄积的热量带 走，使系统的设备温度降低，保持正常的工作状态。冷却板采用多层百叶式冷 却板，能起到有效去除火花的作用，有很好的阻火性能。 3) 性能要求 a.灭火式冷却器可连续清灰；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； b.集中控制和就地控制； c.灭火式冷却器设防爆孔； d.使用制度：常年连续运转； 4.1.44.1.4 灰尘储存及输送系统灰尘储存及输送系统 1）、用途：设置 3 台刮板输送机用以将除尘器和冷却器收集的粉尘输送 到灰仓内储存，定期由汽车外运。灰仓满足 24 小时储存使用。 2）、技术性能： 储灰仓： 14 m3 刮板输送机： 38m3/h 加湿卸灰机：30t/h 4.24.2 拦焦皮带密封式输送风管系统拦焦皮带密封式输送风管系统 1）风管技术性能： a. 烟气输送干管的截面积为：1.52.5=3.75m2 风温：平均 120，短时 180。 b.材质：选用 Q235-A 普碳钢板及型材 c.输送烟气干管内尘流速度：25m/s d.运行压力： -5000Pa e.皮带：耐高温密封专用皮带，宽度：1200mm 2）烟气输送干管的基本组成部分： a.管道：管道主要由钢板及型材焊接而成。 b.托辊装置：烟气输送干管在正常工作和环境温度变化时，产生热膨胀。 为了满足干管的自由伸缩而设置。 c.走台：走台设计成浮动的，因其膨胀系数与烟气输送干管不同，所以设 计成浮动的，其上面铺设钢格栅。 d.人孔及放水孔：为检修方便设置了人孔。当烟气输送干管内有积水时， 可通过放水孔放水以保证通风槽内不产生积水。 4.34.3 主管道主管道 工艺主管道在靠近拦焦输送风管中部引出（即炉间台处），且在引出管道 的两侧设置切换阀，用于两座焦炉出焦时风管与地面站的连接和切换，减少系 统的漏风系数。出焦管道的管径为 2300,管道走向尽量减少弯头等阻损较大 部件，且通过加大弯头曲率半径等措施，减少管网阻力损失。 5.5.电气电气工程工程 5.15.1 供配电供配电 本工程设计系统供电电压等级分为：高压 AC10KV、低压 AC380V 及 AC220V 三个等级。 1）10KV 高压供电 系统除尘风机设计为 10KV/1000KW，由焦化 10KV 配电所供电。本系统在地 面除尘站内设高压配电室一个，负责对高压电动机控制变频器使用。 高压变频器电源及高压馈电远程控制线路（电缆）由贵公司提供，工程 配套高压设备及电缆等试验项目均由贵公司完成，此项内容不包括在工程范围 内。 2）AC380V 供电 根据本工程用电负荷分布情况，在除尘站内设低压配电室一个，负责对 AC380V 和 AC220V 低压电气设备供电。供电电源由焦化低压变电所提供，低压 变电所的增容改造及至本配电室供电线路（电缆）由贵公司进行改造和提供。 5.25.2 防雷接地防雷接地 本工程根据设计规范属第三类工业防雷建、构筑物，根据计算考虑了防止 雷击的防护措施，布袋除尘器支架作引下线与建筑物基础钢筋相连接地，烟囱 以本体和安装螺栓作为引下线与烟囱基础钢筋相连接地，从而防止雷击。 由于 10KV 配电系统中性点不接地，其配电装置及电气设备正常非载流的 金属部分均应保护接地，接地电阻不宜大于 10。而 AC380V 配电系统中性点 直接接地，所有电气设备外露可导电部分通过 PEN 线保护接地，接地电阻不应 大于 3。低压配电室均作重复接地，接地电阻不宜大于 10。 接地系统及利用建筑物基础钢筋作引下线钢筋焊接由贵公司土建施工队完 成。 5.35.3 负荷表：（见下表）负荷表：（见下表） 序号用电设备组名称或用途 总 功 率 需用 系数 功率 因数 额定 电压 设备 相序 视在 功率 有功 功率 无功 功率 计算 电流 备注 1 除尘风机10000.650.8010三相812.50650.00487.5057.8 2 电机冷风机14.50.800.82380三相14.1511.608.1021.49 3 冷却水泵40.750.82380三相3.663.002.095.56 4 刮板机22.50.800.80380三相22.5018.0013.5034.19 5 卸灰阀19.50.650.96380三相13.2012.683.7020.06 6 预喷涂1.10.650.96380三相0.740.720.211.13 7 混风阀2.20.650.96380三相1.491.430.422.26 8 消防泵7.50.750.82380三相6.865.633.9310.42 9 切换阀4.40.300.60380三相2.201.321.763.34 S1 负 荷 有功/无功同时系数: 0.60,0.70 422. 6 总功率因数 : 0.76 进线相序 : 三 相 479.48422.62226.4881.49 S1 无功补偿补偿前:0.74补偿后:0.9补偿量:138.36 6.6.自动控制及热工仪表自动控制及热工仪表 6.16.1 自动控制系统自动控制系统 整个自动控制系统由西门子 S7-300 系列 PLC、现场执行机构、监控操作管 理站组成。它实现了对各级工艺设备的监测、控制、管理功能。监测功能，即 生产现场的数据采集和设备运行情况的监测及报警；控制功能，即 PLC；管理 功能，即生产数据处理、自动生成生产记录报表等。进出控制室 I/O 柜的模拟 量信号，设置安全隔离栅。且现场 PLC 控制器预留有上传总调开放性接口 （OPC 服务器）。 1)控制功能 系统根据工艺要求及设备运行参数的变化自动或提示通过操作人员进行控 制设备的运行。 2)监视管理功能 通过操作站监控画面，对整个生产过程进行动态监视。系统生产数据处理、 自动生成生产记录报表等。 3)操作功能 通过计算机键盘、鼠标等，按规定的操作权限，可进行对系统设备自动和 单独操作。 4)报警功能 程序控制系统自动诊断各监控设备故障，故障时发出声光报警，重要的故 障系统自动进入系统停止状态。报警包括;风机轴承温度，电机轴承温度，布 袋进口温度，布袋压差、变频故障等。 6.26.2 系统信号系统信号 本系统信号采用无线数据传输系统，将拦焦皮带小车的电平信号转换为无 线传输信号传送到地面站，将地面站接收后再将无线信号转换为电平信号将 PLC 处理后提供给自控系统，自控系统根据系统信号进行自动控制满足系统要 求。 6.36.3 热工仪表热工仪表 为保证系统可靠运行，所有重要参数均能监测显示。 1）主要监测项目见下表： 参 数 名 称指示报警信号类型备 注 1 电机轴承温度 Pt100 共 2 点 2 电机定子温度 Pt100 共 2 点 3 风机轴承温度 Pt100 共 2 点 4 压缩空气压力 420mA共 1 点 5 布袋压差 420mA共 1 点 6 布袋进口温度 Pt100 共 1 点 7 冷却水压力 420mA共 1 点 8 风机电流/频率 420mA共 2 点 当重要参数达到或超过报警值时，立即以声光报警并联锁停机。 7.7.运行费用概算运行费用概算 7.17.1 计算依据计算依据 1）、装机容量：高压： 10KV 1000KW 低压： 380V 88KW 2)、计算有功功率：555.54KW 3）、按每天推焦 125 炉计算，推焦时间为 3 分钟。 7.27.2 年耗电费用年耗电费用 1）、风机年全负荷运行费用：531.68KW(3min125 炉36560min) 0.6 元/KWh=72.8 万元。 2）、除尘器清灰年全负荷运行费用：23.86KW2h365 天0.6 元/KWh =1.05 万元。 3）、年怠速运行费用：265.84KW(8760h 检修时间 1460h-运行