cx年产15万吨熔融炼铁初步设计1]

目录1总论12原、燃料供应83炼铁工艺114燃气设施375热力设施416通风、除尘及空调457给水排水518电气自动化599电讯设施6610过程检测与自动控制6811总图运输7412土建7713能源利用8414环境保护与循环经济8615消防设计8916安全与工业卫生9117劳动定员9618工程经济971总论11设计依据1）朝鲜黄海冶金公司有限公司25万吨/年预还原流化床熔融炉工程设计技术合同。2）朝鲜黄海制铁公司提供的朝鲜黄海冶金公司有限公司总体发展规划。3）朝鲜黄海制铁公司提供的现状电子地形图及规划用地范围。12设计规模本预还原流化床高炉设计利用系数25T/DM3，年工作天数为330天。预还原流化床高炉年产炼钢生铁25万吨（一期）。13设计内容及范围131设计内容预还原流化床高炉供料设施贮矿碳槽系统预还原流化床高炉上料预还原流化床高炉本体及风口平台、出铁场设施（完善）粗煤气设施（完善）球式热风炉设施（完善）煤气干法布袋除尘设施（完善）预还原流化床高炉水冲渣设施修理预还原流化床系统（新建）TRT余压发电系统（新建）吸附膜纸样及富氧鼓风系统（新建）铸铁机及修罐间设施（修复）预还原流化床高炉鼓风机站设施（修复）预还原流化床高炉循环水泵房设施（修复）预还原流化床高炉供配电、传动及仪表设施（新增PLC自动控制）采暖通风及除尘设施（暂缓）预还原流化床高炉区总图运输、综合管线等（完善）132设计范围1、预还原流化床高炉所需预还原铁粉由甲方供至槽前转运站。2、预还原流化床高炉系统所需的蒸汽、压缩空气、氮气、氧气、生产补充水、生活用水、消防用水由甲方提供至预还原流化床高炉区，其用量见相关专业说明。3、预还原流化床高炉系统所需的10KV电源由甲方负责送至预还原流化床高炉高压配电室进线柜。4、全厂总降变电站、化验室、碾泥机室、机械和电气维修车间及生活福利设施等由甲方解决。14设计原则及指导思想1、结合黄海制铁所停产时间长、设备老化严重的实际情况，本次改造积极采用经济、实用、先进、可靠的新工艺、新技术，装备水平符合朝鲜国家的产业政策，本着修旧利废，争取原有设备利用率达到最佳值。2、坚持以实用为主的原则，采用赤峰普拉萨姆应用技术公司的技术和设备，设计遵循“先进、可靠、实用、高效”方针，采用“粗（低品位FE45）料、高风温、低顶压、富氧鼓风、流化床预还原、SRTRT余压发电”的冶炼工艺，加上科学的生产管理，实现预还原流化床高炉生产“优质、高效、长寿、低耗、节能、环保”的目标。3、在有限的场地，做到总图布置优化合理、布置紧凑、物流顺畅。4、认真贯彻执行朝鲜和地方政府有关政策、法规和行业规范，特别是环保、能源、安全卫生、消防等政策、法规。5、严格控制工程造价，在保证安全生产的前提下，力求从简，尽量节省建设投资。15工艺配置方案系统名称设计内容备注原料供应铁矿粉、块杂矿，料仓、胶带输送机、计量设备、完善配料系统电子计量、混料、输送监控。新建炉盖系统料仓、排散、安全系统、冷却系统。完善喷吹系统预还原铁粉高温喷吹系统，原料处理的低温喷吹新建熔融系统熔融炉、造气、风口、富氧、出铁炉前系统。完善流化床5级旋风式流化床。完善鼓风系统氧气制造、鼓风机、热风炉。新建、完善预还原流化床供气、冷却、供电、控制。新建自动控制监控、工业控制。新增辅助系统风、煤、水、电、除尘、排污消防。完善生活区洗漱间、更衣室、倒班楼16工艺设计特点为实现预还原流化床高炉生产结构优化（造气、熔融一体），提高投资效益，降低成本，工艺设计具有如下特点粗料预还原流化床高炉炉料结构为高碱度低品位预还原铁粉，做到入炉原料80的预还原率。铁矿粉、无烟煤进行槽下破碎筛分后入炉，入炉无烟煤、预还原铁粉粒度控制在3MM以下，入炉预还原铁粉含铁品位TFE48。高风温措施采用现有热风炉，既可提高风温，同时也节省了投资。设计送风温度10501100。预还原流化床高炉煤气干法布袋除尘节电、省水，同时能获得较高质量的煤气，有利于热风炉送风温度的提高。预还原流化床高炉长寿炉体冷却采用工业水循环系统，优化炉体结构，在预还原流化床高炉不同的工作部位采用相宜的耐火材料，保证预还原流化床高炉一代炉役达到3年以上。底滤法渣处理工艺可显著减少占地面积，冲渣水水质好，全部循环利用不外排。配料、上料及炉顶喷吹和热风炉操作均采用PLC控制，所有参数采用LED画面显示。预还原流化床高炉主控室、预还原流化床高炉主体工艺系统均采用集中操作，所有参数采用LED画面显示。预还原采用流化床预还原系统，使6080的含铁炉料在炉外预还原成金属化铁粉，在高温下喷入预还原流化床高炉熔分。富氧鼓风根据其它钢铁企业的实践，富氧率每增加1，可增产3。本设计为电网电压的备补方案。PRTRT余压发电为提高熔融炉的产量，熔融炉采用高压操作，产生的熔融炉煤气其压力也较高，须减压后方能送煤气用户使用。熔融炉煤气就有了所谓的“余压”,把煤气导入透平中利用此“余压”膨胀作功,驱动发电机发电。熔融炉煤气余压回收透平发电装置是利用熔融炉顶煤气的压力和热能，使煤气通过透平膨胀机膨胀作功，驱动发电机发电，进行能量回收的一种装置。该装置既可回收在熔融炉减压阀组通过强制节流和形成噪声而白白消耗掉的能量，同时又不影响熔融炉的正常生产和煤气的使用。本项目25万吨熔融炉采用了先进的TRT余压发电技术,包括透平主机、液压伺服控制系统、润滑油系统、大型阀门、无刷励磁发电机组、氮气密封系统、冷却水系统、自动控制系统、高低压发配电系统及工艺制造技术等。主要技术经济指标预还原流化床高炉主要技术经济指标预还原流化床高炉有效容积218M，年产量25万吨预还原流化床高炉座数座1年产量25X104T25万吨利用系数T/M3D25综合煤比KG/THM190370标煤渣量KG/THM720风温10501150炉顶压力MPA012015作业率9096设备总重T1180各种原料消耗量预还原铁粉入炉量12T/THM无烟煤入炉量037T/THM石灰石等150KG/THM其它辅料5KG/THM动力消耗水耗A净水循环用水量（预还原流化床高炉本体、热风炉）5M3/THM补充新水02M3/THMB冲渣用水4M3/T渣，耗水量1M3/T渣电耗300KWH/THM（不包括鼓风机用电）鼓风1378NM3/THM蒸汽50KG/THM氧气150NM3/THM（电网故障时）预还原流化床高炉煤气950NM3/THM压缩空气45NM3/THM氮气30NM3/THM产品及副产品炼钢生铁25万T/A水渣258万T/A预还原流化床高炉煤气6250015000NM3/H其中热风炉自用35000NM3/H煤气热值3500KJ/NM3碎矿112万T/A碎煤168万T/A炉尘量18万T/A17劳动定员本定员未考虑碾泥机室、化验室、机修工段等定员。18工程经济本工程主要包括内容有供料系统、预还原系统、炼铁车间、煤气布袋除尘系统、预还原流化床高炉鼓风机站、给排水设施、喷煤系统、铸铁系统、高压变电所、电信设施、厂区综合管线、总图设施等以及和工程相关专业配套设施。工程静态总投资845万美元。设备名称描述结构单价（万美元）备注高炉维修风口、窑砖、炉顶金属铆焊135含砌筑改造修复新增流化床内径4米五级串联180万新增原料供给料仓、输送计量4组120改造热风炉直径8米配套风机组200包括阀门管道富氧系统600M/H1套120新增磨煤喷吹磨煤、烘干、喷吹1套55新增炉前出铁40M（完善）1套30完善辅助系统冷却水、除尘5修复工程按静态投资费用划分工程项目投资额（万美元）占静态总投资建筑工程费2463设备购置费845运输费、报关180安装工程费120其它费用60静态总投资145161002原、燃料供应根据业主要求预还原流化床高炉原、燃料供应系统能力按两座25万吨预还原流化床高炉生产需求进行配置。21原、燃料耗量一座25万吨预还原流化床高炉，预还原流化床高炉设计利用系数25T/DM3，年作业日历330天。原、燃料耗量及供料系统按预还原流化床高炉利用系数24T/DM3计算和配置设备，25万吨/年预还原流化床熔融炉原、燃料年需要量见下表22预还原铁粉输送系统铁矿粉从洗选厂成品仓下由矿1皮带机送到预还原流化床高炉贮矿槽前的供3转运站内，然后由矿2皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。在预还原的成品筛分室后设有一个受料斗。将落地预还原铁粉通过矿1皮带机转和矿2皮带机运至预还原流化床高炉贮矿槽。23无烟煤、铁矿粉和熔剂输送系统在无烟煤、铁矿粉和熔剂堆场旁设有五个受料槽，十个下料口。无烟煤、铁矿粉和熔剂通过受料槽下的振动给料机经煤1皮带机在供1转运站转运至煤2皮带机、在供2序号原、燃料名称原、燃料年日需量（T/D）1铁粉8502预还原铁粉6003无烟煤3504白云石、石灰石735焦炭或型煤120合计1993转运站转运至煤3皮带机、在供3转运站转运至煤4皮带机，然后由煤4皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料卸到给料无烟煤皮带机。无烟煤、铁矿粉和熔剂经给料无烟煤皮带机及可逆式防尘电动卸矿小车，卸入预还原流化床高炉贮矿槽贮存。无烟煤、铁矿粉和熔剂也可在供1转运站内通过三通分料溜槽卸到预还原铁粉2皮带机上运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。24预还原铁粉输送系统在预还原铁粉出料滚筒旁设有三个受料槽，三个下料口。预还原铁粉通过受料槽下的振动给料机经供1皮带机在预还原铁粉转运站转运至预还原铁粉1皮带机。预还原铁粉1皮带机在供1转运站转运至预还原铁粉2皮带机、在供2转运站转运至预还原铁粉3皮带机、在供3转运站转运至预还原铁粉4皮带机，然后由预还原铁粉4皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料卸到给料无烟煤皮带机。预还原铁粉经给料无烟煤皮带机及可逆式防尘电动卸矿小车，卸入预还原流化床高炉贮矿槽贮存。预还原铁粉也可在供1转运站内通过三通分料溜槽卸到煤2皮带机上运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料。无烟煤与熔剂、预还原铁粉、铁矿粉根据生产需要可同时向两座预还原流化床高炉交替供料。25主要设备选型及上料时间核算251预还原铁粉输送系统主要设备选型及上料时间核算设备名称设备规格型号设备能力预还原流化床高炉日需量T上料时间H供3皮带机B100，V16M/SQ45T/H预还原铁粉600134252无烟煤、铁矿粉和熔剂输送系统主要设备选型及上料时间核算设备名称设备规格型号设备能力还原炉日需量T上料时间H煤灰Q20T/H煤灰2321266供3皮带机B1000，16M/SQ35T/H熔剂17455皮带机作业率80253预还原铁粉输送系统设备选型及上料时间核算设备名称设备规格型号设备能力预还原流化床高炉日需量T上料时间H喷吹站8MQ40T/H铁粉6002335考虑反吹时间053炼铁工艺31概述311设计原则采用中国国内同级别高炉成熟、先进的实用技术，在节省投资的指导原则下，尽可能使预还原流化床高炉在工艺技术和装备等方面处于国际先进水平，从而获得良好的经济效益和环保效益。本设计遵循“先进、可靠、实用、高效”方针，采用“精料、高风温、高压”的冶炼工艺，实现预还原流化床高炉生产“优质、高效、长寿、低耗、节能、环保”的目标。312工艺流程预还原流化床高炉入炉原（预还原铁粉）、燃料经槽下筛分称量后装入储料仓，由出料螺旋装入喷吹罐，然后通过喷吹系统喷入炉内。其它粉状料经预还原后喷吹入炉。预还原流化床高炉生产的铁水采用65T铁水罐送往炼钢或铸铁车间。预还原流化床高炉炉渣采用炉前高压水淬冲渣、底滤方式水渣分离处理；炉顶煤气经热风重整除尘器粗除尘后送预还原流化床净化处理，净化煤气除送热风炉烧炉外，多余的煤气与公司煤气总管并网。313炼铁车间组成及平面布置炼铁车间由原料（预还原铁粉，块料）供应系统；贮矿槽系统；喷吹管道上料系统；无炉顶给料炉顶喷吹系统组成。粉料喷吹系统贮矿槽系统、煤粉喷吹系统、预还原系统、铁粉喷吹系统组成。预还原流化床高炉炉体系统；风口平台、出铁场系统；鼓风机站；热风炉系统；粗煤气系统；煤气干法除尘系统；水冲渣系统；循环水系统；TRT余压发电系统；PSA富氧系统等组成。根据总图位置和工艺要求，预还原流化床高炉车间平面布置采用垂直式布置，详见附图。314炼铁车间物料平衡炼铁车间物料平衡图（万吨/年）铁矿粉预还原流化床熔剂2520093无烟煤1042碎煤168煤粉196返矿112预还原铁粉203煤气铁水水渣12501500NM3/H15108315预还原流化床高炉原、燃料及辅助材料要求A、预还原铁粉预还原流化床高炉冶炼的炉料结构采用100预还原铁粉。预还原铁粉的理化指标如下15万吨高炉2588M3高炉C、无烟煤预还原流化床高炉冶炼所需的无烟煤的理化指标如下D、石灰石预还原流化床高炉冶炼所需的石灰石可在就近市场外购，对石灰石的质量要求如下CAO52AL2O319SIO2635S0012CAO/SIO2007P0017SIO2678还原性RV1710AL2O3078粉化RD163925FEO140荷重软化性T101155MGO108预还原铁粉温度180，TFE57；2、入炉预还原铁粉比80；3、外购合格无烟煤、燃煤（燃烧值4500千卡/KG）；4、石灰石、萤石等熔剂由甲方直接外购合格料。5、设备按预还原流化床高炉利用系数50T/DM3配置，年作业日历330天。322物料平衡一座25万吨预还原流化床高炉各种原、燃料使用量一览表原、燃料名称入炉量供料量吨铁耗量（KG）日耗量（T）年耗量（104T）年耗量（104T）日耗量（T）小时耗量（T）注预还原铁粉、预还原铁粉返矿率按10计算，无烟煤筛下率按10计算。323给料工艺预还原铁粉由矿2皮带机运至预还原流化床高炉贮矿（煤）给料预还原铁粉皮带机，通过卸喷吹泵运输到10个预还原铁粉贮料槽贮存；预还原铁粉、铁矿粉、熔剂、煤丁等原料经供2皮带机运至给料无烟煤皮带机上，通过卸喷吹泵运输到3个预还原铁粉贮料槽、1个铁矿粉贮料槽、1个熔剂贮料槽、1个煤丁贮料槽分别贮存；无烟煤由煤4皮带机运至给料无烟煤皮带机上，通过卸喷吹泵运输到4个无烟煤贮料槽贮存。无烟煤与熔剂、预还原铁粉、铁矿粉根据生产需要可同时向两座预还原流化床高炉交替供料。324贮矿（煤）槽下供料工艺贮矿（煤）槽系统主要特征设双排贮槽，包括3个预还原铁粉槽、2个贮煤槽、3个预还原铁粉槽、1个铁矿粉槽、1个熔剂槽和1个煤丁贮料槽，分别贮存无烟煤和预还原铁粉、预还原铁粉、铁矿粉、熔剂、煤丁等。无烟煤在料坑前经过破碎筛分后直接进入无烟煤称量泵，以称量后装入喷吹罐，经喷吹系统喷吹入炉，一座预还原流化床高炉设4个贮煤罐；矿粉系统采用胶带运输方式将称量后的料经料坑内“料坑矿粉漏斗”装喷吹泵入炉；矿粉系统中预还原铁粉、预还原铁粉、铁矿粉、煤丁等全部经筛分后入炉。熔剂不筛分；预还原铁粉、预还原铁粉、铁矿粉、熔剂、煤丁等筛分后进矿粉称量漏斗称量，称总量17008502530900375预还原铁粉1200600182070029量后由矿粉皮带机送到料坑矿粉称量漏斗，然后装喷吹泵入炉；煤丁经称量漏斗称量后，与预还原铁粉混装进入“料坑矿粉漏斗”装喷吹泵入炉；1、工艺布置参阅贮料槽系统工艺布置图。2、料槽参数矿、煤贮槽设置数量、容积及贮存时间见下表矿、煤贮槽数量、容积及贮存时间一览表325贮矿（煤）槽下供料配置及流程1、无烟煤系统2、矿粉系统预还原铁粉、铁矿粉、预还原铁粉贮槽闸门下设有振动给料机、矿粉振动筛，熔剂贮槽闸门装有电机振动给料机。筛上预还原铁粉、铁矿粉、预还原铁粉分别装入对应的矿粉称量漏斗称量，然后由矿1或矿2皮带机送入料坑矿粉漏斗，矿1和矿2皮带机共有效容积（M3）炉料名称数量（个）单仓容积总容积物料堆比重（T/M3）贮存料量（T）贮存时间（H）无烟煤4171煤炭煤丁11448280649105预还原铁粉10130130017221175块矿1144144228893预还原铁314443221907293熔剂114414415216155煤丁160600740176碎煤160600840256碎矿16060212077机头散矿160602120用机头和头部漏斗，其头部漏斗设有翻板，通过翻板矿粉可任意选择进入左或右料坑矿粉漏斗内，再由喷吹泵运往炉顶。料坑矿粉漏斗不作称量用，仅发有料或料空讯号。2、筛下碎料系统筛下碎无烟煤由TD75型皮带机运至带挡边的大倾角皮带机运到煤丁振动筛经筛分后分别进入煤丁仓或碎煤仓存放；煤丁或碎煤用汽车外运。筛下碎预还原铁粉、碎预还原铁粉分别经各自的碎料返矿皮带机汇集到带挡边的大倾角皮带机运入碎矿仓存放。碎矿用汽车外运。所有炉料均设称量误差自动补偿；除了装车和外运碎煤、碎矿外，所有扬尘点均设罩封闭后抽风除尘，重点解决好预还原铁粉系统。326主要设备选型预还原铁粉、预还原铁粉、无烟煤振动筛和煤丁振动筛拟选用带有小车的振动筛，均可以手动推离安装位置进行维修、更换筛网。在预还原流化床高炉中心线两侧均留有备用贮槽和设备，故检修时不会影响预还原流化床高炉正常上料。矿粉振动筛的筛面为3M12M。处理量1015T/H；无烟煤振动筛的筛面为24M14M，处理量812T/H；煤丁振动筛的筛面为10M30M，处理量510T/H；振动给料机10M12M，处理量815T/H；给料预还原铁粉皮带机B1000MM，速度V16M/S；给料无烟煤矿皮带机B1000MM，速度V16M/S；矿粉皮带机B1000MM,V16M/S,水平式；运碎煤、碎预还原铁粉皮带机B650MM，Q80T/H，波纹挡边大倾角式；无烟煤称量漏斗和料坑矿粉漏斗的容积均为55M3；矿粉称量漏斗的容积为15M3；料坑抽排积水水泵拟采用WQ型潜水泵；所有漏斗内均砌筑辉录岩衬板保护，为了保证辉录岩衬板不脱落，要选用优质粘结材料如环氧呋喃胶泥。所有振动筛和电动振动给料机的上方均设吊装用工字钢或吊挂点供检修时吊装用。矿槽下的称量漏斗闸门的开启采用液压缸传动。327控制方案矿槽控制设自动、手动操作方式，PLC连锁控制，称量漏斗称量和槽下设备运行情况可在LED画面上显示。33喷吹管道上料、炉顶设备331炉顶设备的主要技术性能料罐、中心喉管、气密箱（包括溜槽传动装置）和溜槽五个主要部分。其中包括监测系统（料面探测、料仓空满显示等）、均排压系统、冷却系统（气密箱冷却和炉顶打水）、测温、液压站及集中润滑站、检修吊装设备等组成。炉顶布置见附图。332预还原铁粉给料喷吹设备的主要特性其主要性能参数喷吹罐缓冲罐容积18M3料罐有效容积18M3成套设备总高度4190M喷吹方式环形、定点喷吹工作压力02025MPA炉顶料罐均压采用半净煤气一次均压，氮气二次均压，氮气压力高于炉顶煤气压力。333炉顶其它设备和主要特性1、喷吹泵喷吹泵有效容积05M32主管道154MM反吹管道112MM2、均排压系统均压阀3002均压阀放散阀3002334生产操作制度1、喷吹制度预还原流化床高炉基本喷吹制度有OOCC或CCOOOCCO或COOCOOOCCC或CCCOOOOCOCOC或COCOCO（O代表一矿粉，C代表一无烟煤，代表打开下密封阀，通过喷吹溜槽往炉内喷吹。）2、喷吹制度喷吹方式有三种环形喷吹（单环和多环）、定点喷吹和螺旋喷吹。3、料罐的均排压制度无炉顶给料炉顶采用半净煤气一次均压，氮气二次均压、水冷却。当要往炉内喷吹时，打开均压阀对料罐进行均压，当料罐内煤气压力达不到规定压力时，用氮气进行二次均压；当要开启上密封阀向料罐放料前，须进行放散操作。料罐采用两套均压和放散系统，传动方式为液压传动。无炉顶给料喷吹设备料罐二次均压及密封氮气用量1200NM3/H。4、料位探测工作制度料位探测有两种工作制度基本工作制度和辅助工作制度。基本工作制度正常生产时为自动连续探测料面，料位探测自动随料面下降，到达规定料线，提升料位探测。辅助工作制度当事故低料面或炉顶温度高时，为防止探头损坏，采取自动点测料面，定时放下料位探测至料面后立即提升，如此反复进行，直至料线恢复正常。335喷吹泵、炉顶液压站和润滑站、炉顶平台结构检修设施无炉顶给料炉顶喷吹设备通过设备支架和炉顶法兰支撑在炉壳和炉顶平台上，在相应的平台下分别设有检修炉顶设备的吊装梁，溜槽、气密箱、密封阀等设备检修均可通过手拉葫芦放到炉顶大平台上，然后再用吊车运往地面。连接各层平台的走梯均为两条，两侧布置，以保证人身安全，炉顶液压站设在矿料方、喷吹泵室的后面，集中干油润滑站布置在炉顶大平台上。喷吹泵机室高架在矿给料。在喷吹泵机室内设有安装维修用的5吨电葫芦一台，5吨、3吨手拉葫芦各一台。喷吹管道倾角为53721，两喷吹泵的轨道中心线间距为280MM，喷吹泵用的180MM莫氏喷吹泵，固定在炉顶平台上。336控制方式上料和炉顶喷吹设自动和手动两种操作方式。通过PLC连锁控制，各种数据和设备运行情况采用LED画面显示和操作。337预还原铁粉部预还原流化床主要包括流化床本体及相应配套的原料系统、配料系统、鼓风冷却系统、喷吹系统系统以及供风、供水、供电等辅助设施。预还原流化床生产工艺流程见图三。图三预还原流化床生产工艺流程预还原流化床的技术装备水平本设计采用了先进而合理的工艺流程，通过技术经济比较，在流化床本体上采用了节能型设计，在整个系统的主要环节上采用了能耗低、运行成本小的设备和设施。根据我们预还原流化床的生产实践，本设计汲取了国外COREX流化床装备的先进之处，对存在的问题和不足进行了修改和完善，尽量减少占地和节省投资；无需造球采用粉料喷吹技术直接供料，其特点是物料能形成有规律的运动，保证流化床的料层均匀；流化床的自动控制采用一套配备远程IO终端站方式的PLC控制系统，以实现工艺要求的各种联锁、操作方式选择等功能；在流化床控制室设一个操作站以实现全线各系统电控设备的监控与数据管理；流化床的烟气除尘采用50M2三电场电除尘器，排入大气的废气中含尘量小于50MGM3，达到环保要求。预还原流化床设计参数（1）、流化床燃烧室热工参数流化床燃烧室设计参数见表410。流化床燃烧室设计参数表310燃烧室容积M3个数量个燃烧强度KJM3H最大煤气用量NM3H最高使用压力PA最高使用温度11538372406800176401300（2）、流化床主要热工参数流化床主要热工参数见表411流化床主要热工参数表411序号名称数值单位备注1预还原燃耗74968KJT2煤气量1718NM3H熔融炉煤气3助燃风量2300NM3H4燃烧室温度11505焙烧温度12006燃烧室废气量9770NM3H7燃烧室压力7840PA8燃烧室废气中氧含量5589冷却风量35700NM3H10烘床温度95011排矿温度90012炉顶废气量59770NM3H13烟罩温度12514水蒸汽量4102NM3H15炉顶漏风率165416除尘废气量65000NM3H17废气温度11518废气含尘量（初始）10GM3预还原流化床为5级串联，原料从I级预还原器入口管道输入，与级预还原器出口的热气体混合进行有效的气固热交换，然后在级预还原器内进行气固分离，含少量粉尘的废气自顶部排出至电除尘器进一步净化。被一次预热后的原料粉沉积在旋风筒锥体中，经锁风阀输入至级预还原器入口管道。如此反复进行，多次换热。最后将级预还原器出来的已被预热到9301180C左右的原料粉送入分解还原炉，使其中90左右的三氧化二铁分解还原,随气流进入级旋风筒,经分离后入熔融炉生产出熔融还原铁。还原铁熔融所需的一部分热量（约5060）由炉设置的6只喷枪喷煤燃烧提供，另一部分热量则是将煤粉送入分解炉中燃烧而得。部分被预热了的空气可入炉作为二次风，供炉内煤粉燃烧用。另一部分热空气经三次风管送入还原炉，作为助燃空气。采用预还原流化床的作用预还原铁铁粉喷吹从回旋还原器排出的直接还原铁温度约1050，FEO含量约10，通过喷吹系统受料斗，串式喷吹罐将还原铁粉喷入氧煤熔分炉。利用回旋还原器出口炽热的还原物料温度9501000，配加还原剂煤粉和石灰粉继续在喷吹系统进行还原，节约了能源同时得到部分煤气。1050左右的还原铁从回旋还原器到喷吹熔分系统，利用保护性气体对还原铁进行降温,使还原铁保护冷却到600700以左右。采用这一技术是使原料煤基还原比重提高了60，节约无烟煤200KG/吨铁。使吨铁耗煤降到2090KG以至无煤炼铁。336喷煤系统3361总论33611设计依据根据25万吨预还原熔融炉喷煤技术要求，配套建设1套喷煤设施。新建的喷煤设施，根据国家有关政策，在设计方案中积极采用国内同实用、先进、投资较省的先进技术和工艺，并严格按照国家环保法规、环境标准，加强三废治理。主要技术经济指标达到同类企业先进行列，为实现“高产、优质、低耗、环保”创造条件。33612工程建设内容及范围建设的喷煤设施包括原煤贮运系统、主厂房（包括制粉系统、喷吹系统、操作系统等）、低压配电、车间内部管网、消防系统、煤粉输送至车间的管路及煤粉分配设施。33613生产能力及工艺主要技术参数336131喷煤系统能力喷煤量38T/H。336134设备制粉能力（HGI55、水分10）8T/H。336135喷吹煤种烟煤。336136煤粉加工质量要求粒度0088MM，占7080；煤粉水份水份1。制粉能力配置制粉系统设计按一个系列设计，采用煤粉出力8T/H的立式中速磨煤机台。车间组成喷煤车间由原煤贮运系统、制粉喷吹主厂房、氮气供应系统、低压配电等组成。在主厂房内设有煤粉制备系统、喷吹系统等。总图位置新建的喷煤车间主要由喷煤主厂房、原煤运输、氮气罐等组成。新建喷煤主厂房与原煤堆场平行布置，原煤从原煤堆场的用胶带机转运过来，通过大倾角胶带机与主厂房相连；生产便捷，总体布置紧凑合理。预还原流化床高炉喷煤工艺工艺流程简述原煤由汽车运输至原煤堆场堆存，然后装载车（业主自备）装入受煤斗，经配煤斗下的给料机将原煤输送至胶带机，再由大倾角胶带机输送至主厂房原煤仓中。在原煤输送胶带机上设有除铁器。制粉系统设有1个原煤仓，原煤仓下设有定量带式给煤机，原煤仓内的原煤经给煤机均匀地加进磨煤机内。利用高温风机抽引高温废气作为干燥剂。原煤在磨机内同时干燥和磨细，合格的煤粉沿管道进入煤粉收集器被收集。由收集器下的管道送往煤粉仓。煤粉仓的煤粉经上下卸煤阀进入高压喷吹罐，由喷吹罐下设置的流化装置等直接向回转窑连续喷吹煤粉。煤粉收集器排出的气体经过排烟风机后，排入大气，含尘浓度50MG/M3，达到国家环保要求。原煤运输系统原煤由汽车运输至原煤堆场堆存，然后用装载车将原煤装入配煤斗，经配煤斗下的给料机将原煤输送至大倾角胶带机，由大倾角胶带机输送至主厂房原煤仓内。在大倾角胶带机机上设有除铁器。简易原煤堆场大小为40M15M，煤场四面设15M高挡墙，堆煤高度按4M设计。煤场可贮存煤容积125万吨，可堆煤1200T，能满足按最大喷煤量生产约6天。采用装载车（业主自备）上料。原煤含水份较高810，为消除原煤在原煤仓中“搭拱”现象，在原煤仓锥体部位用加耐磨衬板，使原煤仓下煤顺畅。干燥剂供应系统根据1997年3月国家技术监督局发布的预还原流化床高炉喷吹烟煤安全规程，为保证烟煤安全生产，需采用全系统惰化的生产工艺，必须控制制粉系统的O2含量不大于12。工艺流程设计考虑抽取高温废气，引用高温废气的管道采取保温；在高温引风机进口设有一调节阀门，用以控制废气的流量、压力等。高温废气的温度为250320，O2含量必须小于3高温引风机选型及能力配置型号Y938NO8D，风量2765130319M3/H。全压22352069PA，主电机37KW，380V。配带进出口软连接、消音器。制粉系统收粉工艺方案的确定本设计采用一级布袋收粉工艺，具有生产环节少、管道布置简单，系统漏风低、能耗低等突出优点。再由本系统中的排烟风机抽至磨煤机内。原煤仓贮存的原煤经仓下设置的密封式定量给煤机均匀地给入磨煤机内。磨成的合格煤粉通过管道经专用煤粉收集器收集，收集的煤粉经煤粉收集器灰斗下设置的重锤锁气器、管道送往煤粉仓内。制粉系统采用了一台煤粉收集器，露天安装，灰斗采用保温材料保温。脉冲用气采用N2气，收粉器进口前的所有制粉管道都采取了保温措施。本系统处于全负压操作，工作环境好，没有煤粉外泄。本设计采用的干燥剂含O2量小于5，为系统安全运行提供了保证。系统中还设计有O2浓度、CO浓度的监控设施，一旦出现偏高现象，可立即采取措施，以确保系统安全。排烟风机出口管道中含O2量小于12，符合国家有关标准。煤粉仓设计了CO、O2浓度计监控，当O2、CO浓度达到设定值报警，可向煤粉仓充N2保护。制粉系统中，在磨煤机出口设置了温度自动调节，严格控制磨煤机出口温度。此外，磨煤机进口、收粉器出口、煤粉仓等设备均设有温度监控设施，当温度达到报警值时，可采取相应措施，确保系统的安全。制粉系统的煤粉收集器和煤粉仓等主要设备上均设有泄压孔。且为了消除煤粉在设备、容器和管道中流动时，因磨擦产生静电，形成高电位，系统中相应的设备和管道都设置了防静电装置。主厂房内除了按消防等级设置了灭火装置外，在系统内的磨煤机、布袋等大型设备上也设置了N2灭火装置。系统的所有气动、电动设备都可由计算机遥控操作，并设计有完善的信号和报警系统。各设备之间进行联锁控制。337主要设备选型及能力配置（1）磨煤机选型系统选用台立式中速磨煤机，在原煤哈氏可磨系数（HGI）为55、水分10的条件下，磨机煤粉出力为8T/H，主电机功率132KV，电压380V中速磨占地少，车间内部的布置比较宽松。利于操作和维护检修。（2）煤粉收集器的选择煤粉收集器是通过滤袋的过滤作用收尘的。根据计算，本系统煤粉收集器进口处气粉混合物的含粉浓度约25万吨G/M3，最高时达550G/M3。目前国内一般脉冲袋式收粉器允许进口气粉混合物的含粉浓度不大于60G/M3，满足一级收粉工艺的煤粉收集器需具有以下特征收粉器内设预收尘室；有较强的清灰能力；采用适当的过滤风速。高浓度煤粉收集器是国内在引进技术的基础上研制成功的一种高效率袋式收粉器，它集分室反吹和喷吹脉冲等诸类收粉器的优点，克服了分室反吹时动能强度不够，喷吹脉冲过滤和清灰同时进行的缺点，因而提高了收尘效率，延长了滤袋的使用寿命。高浓度煤粉收集器进口气粉混合物的含尘浓度允许高达1000G/M3，出口气体的含尘浓度50MG/M3。所以本设计采用台高浓度煤粉收集器，煤粉收集器的处理风量30000M3/H。过滤面积约700M2，过滤风速08M/MIN。（3）主要辅助设备的选型原煤仓原煤仓容积为60M3，可装原煤42T，能满足磨机正常生产约45小时。为了防止积煤，避免长时间积煤而产生自燃，将原煤仓设计成两部分，上部为混凝土结构，下部采用钢结构。钢结构锥体部分内部采用耐磨衬板，为便于了解原煤仓中的原煤贮量，原煤仓设有料位检测装置。密封定量带式给煤机该机随机带有计算机控制系统，可远程遥控操作，与磨煤机配合实现给煤量的自动调节。该设备具有调节容易，运转平稳可靠，管理方便等优点。排烟风机对应中速磨煤机，选用一台M716型专用煤粉风机，全压为97098640PA，风量为31700325万吨0M3/H，电机功率160KW，电压380KV。CO、O2量检测制粉系统在磨煤机进口、煤粉仓CO、O2检测装置、煤粉收集器出口设计了O2量检测装置，该设备有一整套完善的气体预处理装置，保证了测量的准确性。煤粉仓采用大角度钢仓，煤粉仓的容积为55M3，可储煤粉32T，当喷煤量为8T/H时，可连续喷吹约4小时。煤粉仓设有电子秤，测量仓内的煤粉量。煤粉仓下料口设有气体疏煤装置。34喷吹系统341系统配置喷吹采用并罐喷吹、总管加分配器、直接喷吹工艺，共设2个喷吹罐。喷吹系统与制粉系统布置在同一厂房内。342工艺流程及主要技术措施喷吹系统设计采用并罐喷吹系统。在煤粉仓下设有2个喷吹罐，每个罐上均设有一个手动插板阀，两个气动阀，两气动阀门间设有软联接。喷吹罐上设有充压阀、补压阀、放散阀及安全阀，喷吹罐下设有流化装置、上出管喷吹装置；在喷出管道上设有补气阀，在流化装置前设有流化气调节阀。各气动阀的启闭通过其控制系统完成。喷吹罐采用电子秤称量，可以准确地测定罐内煤粉重量。煤粉倒罐作业可由计算机自动倒罐或键盘手动遥控操作。通过调节喷吹罐的压力，控制补气阀的开度，配以控制流化气量，即可实现喷煤总量的调节，并可实现煤粉浓相输送。喷吹罐及球阀间的卸压气体都排至制粉系统中，气体中少量煤粉循环回收。喷吹罐设有温度监控。当温度高至设定值报警时，可以采取相应措施，确保系统的安全。除设有高温报警外，还设有低温报警。其目的是防止结露，以免发生堵塞事故。当喷吹气源压力降低时如突然发生停电事故。为防止热风回风，系统中设有自动切断装置，保证系统安全。35主要设备选型及能力配置（1）气动加煤阀在煤粉仓与喷吹罐之间设有两个气动阀，直径均为300MM，阀间有软联接；在主控室集中控制，并参与自动倒罐程序。（2）喷吹罐喷吹罐直径为1600MM，容积为10M3，可装煤粉5T。最少可供连续喷吹约40分钟。（3）充压阀、卸压阀、补压阀和吹扫阀设计中以上阀门均采用“O”型切断气动球阀，在主控室集中控制。充压阀、补压阀和卸压阀参与自动倒罐程序。（4）喷吹管煤粉喷吹采用单管路（DN50）加分配器式直接喷吹技术，为了防止管道堵塞，在喷煤管上设置吹扫阀，处理各喷煤管道堵塞。当管道堵塞时，依次打开吹扫阀，用空气或氮气逐段吹通，吹扫阀为现场手动操作。在喷煤系统加一路喷煤管至老系统煤粉仓，具体位置现场确定。3给排水设施31水源及用水量311水源喷煤工程所需的生产消防用水、生活水、循环冷却水均接自生产区域的生产消防给水管道、生活给水管道、循环冷却水管道。上述水源均由业主方提供至喷煤区域建设红线处。312用水量喷煤车间及附属设施各主要用户的用水量、水质等参数见下表喷煤车间用水量表序号用户名称用水量MPA水温工作制度备注1磨机润滑站5020333净循环水连续2磨机液压站4020333净循环水连续3排烟风机4020333净循环水连续4预还原流化床高炉引风机4020333净循环水连续5零星用水40333净循环水连续合计2132给排水系统321消防给水系统根据建筑设计防火规范规定喷煤车间区域室外消防水量为15L/S，喷煤主厂房室内消防水量为15L/S，共计30L/S，其火灾延续时间为3小时。喷煤主厂房内设置室内消火栓；沿喷煤车间道路设置室外消火栓。喷煤车间室内消防用水量15L/S，水压04MPA。消防用水直接接厂区消防水管网；在室内消防水系统设2套水泵结合器。由于厂区消防水管网水压不能满足水压要求，在喷煤车间区域的消防水管网上设有2套消防水自动加压设施。由于厂区消防水管网水压不能满足水压要求，在喷煤车间区域的消防水管网上设有2套消防水自动加压设施。322净循环给水系统本系统用户主要有磨机润滑站及液压站、排烟风机、零星用水等，净循环用水量约21M3/H。该部分净循环用水均取自生产区域净循环给水管道；使用后，通过净循环回水管道回至循环水池（已有构筑物），循环使用。323排水系统沿喷煤车间道路设置合流制排水管道，用于排除车间区域雨水、少量生产用水及配电、控制室内的生活污水。4供电设施41低压供电411喷煤设施按负荷性质和负荷容量，设低压配电室。喷煤系统和空压站低压部分装机容量约为500KW；工作容量、计算负荷及自然功率因数等参数待设计计算确定。412低压配电电压等级1）电动机AC380V2）电磁阀、接近开关DC24V3）自动化控制系统电源AC220V4）自动化控制系统I/O模块接口电源DC24V5）传动系统的控制电源AC220V6）照明电源AC220V413低压配电方式1动力负荷采用三相四线式380V配电。2照明负荷采用三相五线式380/220V配电。3DC24V电源取自PLC电源柜，直流电源配置方式设四个独立的电源，分别供给网络、CPU、交换机，制粉系统、喷吹I、II系列I/O。低压配电系统的配电层次不超过三层，一般为负荷中心柜控制中心柜（MCC）现场用电设备。414低压配电系统的保护1短路保护采用带瞬时过电流脱扣器的断路器，对配电线路和用电设备进行保护。2过负荷保护采用带长延时过电流脱扣器的断路器和热继电器，分别对有可能过负荷的配电线路和用电设备进行保护。42电气室和操作室连接喷煤主厂房，建有低压配电室、主控室。43电气传动控制系统主要控制方式有“自动”、“手动”、“现场手动”。自动方式控制系统按照操作员预先设定的生产方案，自动完成所有控制及监视功能。手动方式控制系统按照操作员在操作员站上发出的操作指令，逐步完成所有控制及监视功能。现场手动在现场操作站上发出操作指令，通过继电器回路完成控制及监视功能。现场方式主要用于设备检修与调试。传动方式高压电机采用直接启动；大电机电流进入PLC系统；胶带机设拉绳、跑偏开关作为胶带机的安全保护；其它电控设备均为AC380V低压电动设备。采用常规的继电器、接触器传动，控制纳入PLC系统。操作方式凡纳入PLC系统的电控设备，其操作方式有“自动”、“手动”、“现场手动”三种。电气元件采用西门子产品。44工厂设计441管线敷设各电气室至各用电设备的电缆，均用普通阻燃型铜芯电缆，进入PLC和PLC的检测和控制信号采用屏蔽电缆。敷设方式为采用电缆桥架，局部电缆穿管。442照明设计4421照明车间内的照明采用带防尘罩金属卤化物灯，照明箱设在主控室。潮湿场所采用防水灯；爆炸危险场所采用防爆灯。4422主要技术参数电源400/230VAC，50HZ最大压降5UN车间照度100LX事故照明照度50LX检修照明插座36V4423接地1保护接地电气设备保护接地电阻不大于4。接地支线采用黄绿色电线，接地干线采用不小于120MM2单芯电缆。配电室、操作室接地利用原有接地系统。所有电气设备正常不带电的金属外壳均应可靠接地。2防感应接地建、构筑物、管道系统设施的防感应接地应设置单独的接地系统，接地电阻不大于10。各接地支线采用黄绿色电线，接地干线采用不小于120MM2的单芯电缆。3自动化控制系统接地自动化控制系统接地电阻值按系统设备供货商的要求。接地支线采用不小于35MM2的单芯电缆，接地干线采用不小于120MM2的单芯电缆。控制系统接地与其它接地系统严格分开，控制系统的接地极应远离其它系统的接地极。系统设备保护接地兼作系统抗干扰电缆屏蔽层接地。4特殊仪表接地应按设备的要求实施。5建、构筑物防雷保护各建、构筑物的防雷设施按其高度、所处的位置和防雷保护类别设置。一般建筑物采用避雷带，较高构筑物采用避雷针。尽量利用建、构筑物基础钢筋、钢管桩等自然接地体，可利用建筑钢结构作为接地引下线。防雷接地电阻不大于10。煤气等管道的防雷接地兼作防静电接地。接地电阻不大于3。4424电气设施消防电缆在穿过电气室墙壁、楼板等处时用非燃性材料堵塞，电缆在需要的区段涂防火涂料；电缆施工完毕后多余的孔、洞应用耐火泥封堵。4425节能、环保、安全卫生及防火主要措施广泛采用新型的高性能的高低压电气产品；在照明设计上，按工作场所的条件，采用不同种类的高效光源；以达到节省电能，降低损耗的目的。电缆沟、桥架等通向主电室、高低压配电室、控制室的孔洞处以及中控室的电缆竖井出入口处采用耐火板、耐燃堵料严密堵封。并在出入口处的电缆段上涂刷防火涂料。所有的屏、柜、箱、台下部电缆孔洞均应用耐火材料堵封。在各电气室、操作室等处，设置空调或通风设施，确保达到操作的温度、湿度要求，改善操作人员的劳动环境。按照相关的规程规范要求设计车间照明、防雷、接地、防爆等。45自动化控制系统451概述喷煤自动化控制系统的设计，以先进性与实用性相结合的原则，采用新技术，提高自动化系统的设备水平，增强自动化系统的功能，扩充自动化系统的应用范围。实现系统生产现代化管理，达到减少人员配置、降低运行费用和维护费用、优化生产降低生产成本、保证产品质量和提高综合效益的目的。PLC采用西门子S7300452自动化控制系统的基本配置整个喷煤系统设置一套PLC，布置在喷煤控制室；为实现能在主控室对喷煤系统进行远程操作，在喷煤主控室设置2套操作站员站。453自动化系统画面类型操作员通过下述类型的画面，对生产过程进行操作和监视菜单画面系统总体监视画面系统局部监视画面系统选择画面设定画面控制回路显示画面（设定值，过程变量，输出值的图形及数值）操作画面趋势显示画面（实时和历史数据）报警画面设备运行维护画面454自动化控制系统抗干扰措施自动化控制系统具有低电平、高频率及非正弦波的特点，极易受到电网操作过电压、静电及雷电电磁脉冲等干扰源产生的瞬时过电压的侵害，造成系统设备损坏，破坏系统的正常运行，所以必须采取有效的防干扰保护措施，考虑采用以下措施1采用过电压保护元件，根据被保护设备不同的安装位置和耐压水平，选用多级保护如电源、过程I/O接口、数据总线接口等。使出现瞬时高电压的导线在极短的时间微秒级内同电位均衡系统短接放电，使系统设备免受损害。2来自现场的开关量信号直接进入PLC模块，模拟量加信号隔离器MCR进行电气隔离。信号电缆采用屏蔽电缆。3系统接地采用单点接地方式，实行等电位联接，单独设置接地装置，并与其它接地系统分开。455基础自动化电气控制功能制粉系统顺序控制磨煤机出口温度调节煤粉仓煤粉温度监视，CO浓度监视喷吹系统顺序控制喷吹罐自动倒罐控制喷吹罐压力控制沸腾气量控制及喷吹气控制各气体的压力、流量监视与报警喷煤系统数据采集及处理喷煤系统与中速磨系统采用通讯连接与回转窑通讯连接采用硬连接5自动化仪表51概述本次设计范围包括制粉及喷吹煤粉系统的过程检测与控制。自动化仪表设计原则上采用能体现目前检测控制水平的新技术、新设备，又考虑使控制系统的构成简单实用、性能完善可靠，以充分满足工艺运行操作的各项要求，确保生产产品的质量和技术经济指标，并考虑尽量节约投资。本工程自动化控制采用“三电合一”的计算机系统，由控制站、操作站组成，自动化仪表检测到的各个生产工艺参数的电信号送入计算机系统，操作人员通过操作站控制工艺设备的运行，检测各个生产设备的状态及工艺参数，并可按确定的控制原则对各个生产设备进行控制与调节。52检测及控制各系统的过程检测及控制分述如下1制粉系统该系统主要设置了磨机进口高温废气温度、流量及压力测量；煤粉仓的温度测量；重量测量；中速磨煤机进出口气阻、温度、压力测量；预还原流化床出口温度及压力测量等。另外设有磨煤机出口温度高、轴承温度高、预还原流化床温度高、煤粉仓温度高及润滑压力低等的报警信号。磨煤机干燥剂入口O2、CO含量检测与报警。预还原流化床出口O2含量检测与报警、煤粉仓O2、CO含量检测与报警。磨煤机出口温度设有自动调节项目；磨煤机进出口阀、风机进口阀、冷风阀设有遥控操作。2喷吹系统本系统设置了喷吹气、充压气、操作气、混合器后、喷吹罐等的压力测量、二次气流量、N2气总流量、沸腾气流量的测量；喷吹罐温度测量；煤粉重量测量。喷吹罐的压力，流化气量、喷吹用气量设有自动调节系统。6电讯设施本工程设置行政电话、调度电话、工业电视系统、火灾自动报警系统等电讯设施。电话通讯设施由业主负责。61工业电视为减轻操作人员的劳动强度，减少工厂定员，提高生产效率及操作人员的安全感，增强控制系统的可靠性，本工程配置工业电视2套（详见工业电视安装地点一览表）。以便操作人员在喷煤主控室通过监视器随时观察磨