焦炉烟气余热回收.docx

节能减排科学发展 河南蓝海节能技术服务有限公司韩城市合力煤化工有限公司110万吨/年焦炉烟气余热回收EMC项目技术方 案河南蓝海节能技术服务有限公司二一四年十月目 录第一章 总论1第一节 设计依据1第二节 设计原则1第三节 项目目的及意义1第四节 建设规模及内容2第五节 建设周期2第六节 项目相关焦化工艺概述2第二章 项目节能效益及可行性分析4第一节 成本与收益计算4第二节 节约标煤量7第三节 风险性分析7第三章设计要求9第一节 设计原则9第二节 设计执行标准及规范10第三节 设计参数指标11第四节 设计范围13第四章工艺方案14第一节 工艺流程简图14第二节 烟气流程14第三节 水汽系统15第四节 余热锅炉系统17第五节 余热锅炉的性能21第六节 钢架、平台扶梯24第七节 引风机25第五章 余热锅炉电控系统26第一节 设计范围26第二节 电气主要设备及控制方式26第三节 电压保护和电力装置接地27第四节 热工控制27第五节 设备选型29第六节 热工检测29第六章 余热回收系统主要设备汇总31第一节 余热回收系统工程内容(按施工性质分类)31第七章项目合作方案33第一节 项目内容及范围33第二节 合作方式33第八章 结 论3436第一章 总论第一节 设计依据韩城市合力煤化工有限公司提供的相关工程设计条件和资料。第二节 设计原则一、 在不影响焦炉正常运行的前提下最大限度地利用余热；二、 采用先进的工艺技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入；三、 以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的工艺和装备；四、 余热锅炉的过程控制采用集中控制原则，基本实现自动化为目标；五、 贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。第三节 项目目的及意义韩城市合力煤化工有限公司在产110万吨焦炭的焦炉1座，生产中用于焦炉加热的废气通过总烟道汇总会一直向大气排放。同时废烟气温度可达到260-300，烟气将通过烟囱的自拔力排放到空中，严重浪费能源和污染厂区环境。“节能减排”是当今国策，是可持续发展的重中之重。焦化企业是耗能大户，它能耗的高低，也直接关联到“节能减排”国策在企业的贯彻执行的力度高低。因此采取措施，对焦炉产生的废气进行余热回收利用，即能产生部分经济效益，又对有效降低能耗，推动实现可持续发展战略具有十分重要的现实意义。为落实科学发展观，贯彻节能减排的可持续发展战略。合力煤化工有限公司拟规划对焦炉烟道废气余热进行回收利用，将产生的蒸汽并网供厂区内的生产和生活使用。第四节 建设规模及内容建设规模蒸汽压力0.8 MPa、设计最大产汽量10吨/小时锅炉一套；烟气输送量170000Nm3/小时风机系统一套。工程内容包括工程项目的设计、成套设备采购、安装、系统调试、竣工验收、外出培训与服务等全过程。第五节 建设周期本项目的建设期为自合同签订后第20日起六个月，施工期间若受恶劣天气气候等影响，时间顺延。第六节 项目相关焦化工艺概述煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约700左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至90左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，由格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。对于其中经总烟道进入烟囱的热烟气（温度260-300）仍有较大的余热回收价值。本方案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。第二章 项目节能效益及可行性分析第一节 成本与收益计算年运行成本及收益估算费如下表（按360天算）序号项目计算单价小时用量年耗量金额（万元）一运行成本1电耗0.6元247.8kw214.1万kwh128.52人工费3.6万/年3人10.83运行维护费20万/年204软化水2元/吨10.89331218.67运行成本合计198二蒸汽产量（设计最大产量）1蒸汽100元/吨977760777.6全年蒸汽收入777.6三项目全年净收益全年收入777.6全年运行成本198全年净收益579.6第二节 节约标煤量一、电耗折合标煤：21410000.1229/1000=263.1吨/年； 水耗折合标煤：933120.3571/1000=33.3吨/年；蒸汽折合标煤：777600.108571=8442.5吨/年；年节约标煤：8146.1吨蒸汽折合标煤-电耗折合标煤-水耗折合标煤=8146.1吨/年注：能源折算系数（一）电耗：0.1229千克标准煤/千瓦时: （二）水耗：0.3571吨标煤/千立方米:（三）蒸汽：0.108571吨标煤/吨蒸汽年节约标煤：8146.1吨标煤/年；附1：实际运行烟气量产生收益数据（计算数据全部保留1位小数）实际运行蒸汽产量计算M2=L1Q1 （T1-T2）（Q2-Q3）=1700001.391290-1752776.59-84.476=10.1t/hM1=M2锅=10.10.9=9 t/hM3=924 360=77760tB5=77760100=7776000元=777.6万元M1：实际运行蒸汽设计最大产量，t/hM2: 实际运行蒸汽理论产量，t/hM3：年蒸汽设计最大产量，tL1： 实际运行烟气流量， Nm3/hQ1：烟气比热1.391kJ/（m）Q2：0.8 MPa饱和蒸汽焓值，2773.59 KJ/kg（需要不同压力蒸汽则查蒸汽焓值表，查出对应的焓值进行更改）Q3：常温水焓值（20度）， 84.476 KJ/kg锅:锅炉效率，一般取0.9T1：烟气进口温度 290 T2：烟气出口温度175 B5：年蒸汽收入(2)消耗计算（年运行天数按360天计，根据各厂实际运行天数进行选择）G1=M1软水=91.2=10.8t/h G1: 实际运行软水消耗量, t/hM1：实际运行蒸汽设计最大产量，t/h软水：软水消耗系数1.2B2=G124360510000=10.824360210000=18.67万元G1: 实际运行软水消耗量, t/hB2：软水年消耗费用，万元软水费用：2元/t(3)电耗计算风机、水泵的选型依据我公司产品性能,分别选用（设备仍按照满产最大烟气量时选型）风机：Y4-73 16D，4-380（380即风机功率）锅炉给水泵：DG12-50*4（7.5-15），Y180M-2-22KW；除氧给水泵：IS65-40-250B，Y160M1-2-11KW；装机功率380+22+11=413 kwh，每度电以0.6元计：P1=P=214.1万kwhP2=P0.6=214.10.6=128.5万元P:年消耗电量（单位：万kwh）P1：每小时耗电量（单位：kwh）P2:年消耗电量总费用（单位：万元）S:实际耗电系数，0.6电价：0.6元/度（4）人员费用：工人:3人，工资：3000元/月；B3=10.8 万元B3：人员年费用（单位：万元）B4：年总运行费（单位：万元）设备维护费用：20万元(5)年总运行费用B4=B2 + B3 + P2 +20 =18.67+10.8+128.5+20=198万元第三节 风险性分析一、市场风险分析 该项目所产蒸汽可全部用于后续的化工生产或者供暖，产出蒸汽可全部应用；不存在浪费和市场风险问题。二、技术风险分析该项目技术上需要解决三个技术难题：(一) 原有焦炉技改项目，涉及到连接管道停车时间问题。需要研究余热回收系统在线开孔取气的问题（见P14，第二节烟气流程）；(二) 风机和锅炉出现事故或突然停电时，烟囱排风系统（原系统）短时间启动问题（见P15，第二节烟气流程）；(三) 废烟气中含有大量酸性物质，需要研究气体对余热回收设备腐蚀问题，即余热回收设备长周期稳定运行问题（见P23，第五节余热锅炉性能）。以上三个问题从目前技术角度讲，可以完全解决。因此不论从经济、节能效益或者技术上讲，本项目具备很高的可行性。第三章 设计要求第一节 设计原则结合用户现场状况及项目设计目标，采取系统安全，技术先进、工艺可靠、经济合理的设计原则确定本项目的建设方案。一、系统安全(一) 系统设计时，通过科学计算，使系统在确保焦炉正常工作的前提下运行；(二) 为了在系统最大可能利用烟气余热的同时，确保焦炉安全运行，系统装置有电动挡板门及检测系统组成的旁路系统，并可以根据检测得到的总烟道负压通过多种方式对电动挡板门的开合度进行方便灵活调节；(三) 烟气温度在蒸发器内放热后，烟气温度降低，通过变频器调整引风机转速来调整风压，以保证焦炉工作稳定。二、技术先进系统采用热管式余热蒸发器、热管式省煤器作为换热设备，同时采用强力防腐技术镍基钎焊技术，从而保证余热回收系统的长期稳定、可靠运行。三、工艺可靠 焦炉烟气余热回收系统的难点有三个方面，一是烟道在线的开孔施工问题，二是强腐蚀烟气余热设备的使用寿命问题，三是余热锅炉回收系统和原烟道系统的切换问题。我们采用热管技术、镍基钎焊技术、短路烟道技术和设计完善的施工合理的解决了以上三个难题，工艺安全可靠。四、经济合理 为了降低系统运行成本，系统所有主要功率设备均用变频方式运行。通过提高系统管理的自动化程序，在提高系统安全可靠性的同时，更提高了系统的可管理性和维护性，降低管理和维护成本。第二节 设计执行标准及规范污水综合排放标准（GB8978-1996）火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）钢结构设计规范（GB50017-2003）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）低压配电装置规范（GB50054-95）通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）建筑物防雷设计规范（GB50057-94）钢制化工容器结构设计规范（HG20583-1998）化工装置设备布置设计工程规定（HG20546.2-1992）钢制化工容器设计基础规定（HG20580-1998）钢制低温压力容器技术规定（HG20585-1998）压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类（HG20660-200）钢制立式圆筒形固定顶储罐系列（HG21502.1-1992）化工设备基础设计规定（HGT20643-1998）化工装置管道机械专业提出的设计条件（HGT20645.4-1998）容器、储能式热管蒸发器专业设备简图（设备工程图）设计规定（HGT20701.8-2000）钢制有缝对焊管件（HGT21631-1990）立式金属罐容量检定规程（JJG168-2005）钢制压力容器（GB150-1998）工业金属工程施工及验收规范(GB5023597)优质碳素结构钢冷轧薄板和钢带(GB/T1323791)高频电阻焊螺旋翅片管(HG/T3181-89)钢制压力容器焊接工艺评定(JB4708-92)特种设备无损检测(JB/T4730-2005)碳钢焊条(GB5117-85)硅酸铝耐火纤维炉衬工程技术条件(72B02-1997)钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)锅炉油漆和包装技术条件(JB/T1615-91)第三节 设计参数指标一、设计参数依据业主提供余热资源参数：序号名 称单 位数 据1焦炭规模万吨110万吨/年焦炉2焦炉烟道废气温度2903废气流量Nm3/h1700004废气压力Pa-400烟道气成份如下（参考）焦炉废烟气成分组成（%）CO2H2OO2N26.4120.063.6869.85二、余热锅炉参数序号名称单位余热锅炉1锅炉型式卧式、单压、自然循环2布置方式露天布置带防雨棚3数量 套14进口烟气温度2905烟气容积流量Nm3 /h1700006蒸汽压力MPa0.87蒸汽产量Kg/h100008蒸汽温度1759锅炉排污率%210锅炉烟气阻力Pa800 11锅炉排烟温度175年工作时间：360天要求余热回收不影响焦炉的正常操作，不影响烟囱烟气的正常排放。故此当烟气量增多或烟气温度增高时，蒸汽量会相应增加；当烟气减少或温度降低时，蒸汽量会相应减少。第四节 设计范围烟气系统：从焦炉主烟道烟气出口处至主烟道烟气入口止（含翻板阀、膨胀节、余热回收装置、引风机）；汽水系统：由界区内供水进水口开始至公司的蒸汽管网；钢构：余热回收装置本体钢架的设计制作；其它：负责余热回收界区内的电气仪表等控制系统；土建（包含主烟道开孔）；运输、安装、调试及人员培训。第四章 工艺方案第一节 工艺流程简图第二节 烟气流程焦炉烟道余热利用目前在国内已是成熟技术，具体方案为：从焦炉来的废热烟气（温度为290左右），在焦炉烟气出口的主烟道上开一个烟道口，同时在主烟道上设置一台烟道阀，在新开的烟道口用管道将管道口和余热锅炉的进气口连接，并在进余热锅炉前端设置一台烟道阀，最后出余热锅炉的管道上再设置一台烟道阀。运行时，将锅炉进口前的闸板阀打开，主烟道上的闸板阀关闭，通过引风机的作用，将烟气引至余热锅炉，同时将软水引入进水侧，通过热交换，产生蒸汽并入管网。如果是原有焦炉技改项目，由于涉及到连接管道停车时间问题，所以，通常采取如下措施：设备安装时，将其它所有设备安装好，最后只剩下烟气管道的内容，安装前，准备好所需要的闸板阀，安装工具等材料，准备完毕后将地下管道上欲开口的位置圈好，破开烟道表面上的混凝土，凿开地下烟道上拱顶耐火砖，将大一号的制作完毕的烟气管道坐在地下烟道上，接触处用耐火浇注料浇注密封好，表面用混凝土加强即可，另一端则与余热锅炉主烟道连接。对于需要改造的烟气进、出风管，通过电气控制烟气进、出风管上的电动蝶阀的开启和关闭，可使余热锅炉项目处于工作模式或检修模式。当余热锅炉项目处于工作模式时，即打开锅炉进口处和出口处的闸板阀，关闭主烟道闸板阀使焦化炉中的高温废气送入余热锅炉；当余热锅炉项目处于检修模式时，即打开主烟道闸板阀，后关闭锅炉进口处和出口处闸板阀，则焦化炉高温废气经焦炉烟囱排入大气。焦炉原主烟道上设置一个出烟口，烟道余热回收装置经换热后温度降到175左右，经引风机引入原主烟道预留的进风口进入烟囱，引风机后设置烟道阀门，引风机为变频调速风机，以满足烟道出口压力，保持焦炉的正常运行。在地下主烟道翻板阀前开孔，现场翻板阀前没有开孔位置，需将翻版阀后移，将主烟道路热烟气从地下主烟道路引出，为防止系统产生露点腐蚀，必须保证余热锅炉排烟温度要在145175的范围内，经锅炉引风机再排入主烟道翻板阀后的地下烟道，经烟囱排空；第三节 水汽系统一、水汽系统流程 水进入软化水处理装置，经处理后的软化水进入水箱，并由除氧给水泵补入除氧器，除氧水由锅炉给水泵补入省煤器（软水预热器），预热后进入蒸汽聚集器，然后通过下降管进入热管蒸发器，吸收烟气中的热量后形成汽水混合物通过上升管进入蒸汽聚集器；在蒸汽聚集器内蒸汽与水分离产生0.8MPa饱和蒸汽并入管网。(一) 水系统的供水能力每小时15吨，供水压力0.2MPa，水源由自来水总管供给软化水处理系统，然后经软化水箱进入除氧器，除氧器提供补水管，将处理后的水补给软水预热器。(二) 从软化水箱到软水预热器的给水系统均配两台电动给水泵（均为一开一备），水泵扬程除满足系统运行压力外，还要克服水柱爬升高度及沿程阻力，型号为DG型锅炉给水泵。(三) 软水预热器、蒸汽发生器、汽包、软化水系统、除氧器均设有排污出水口，可定期清除内部残留污物及水垢。系统水箱设有给水取样；蒸汽聚集器设有水取样点，对换热器水进行取样。二、余热锅炉辅助系统余热锅炉本体范围内的主要系统如下：(一) 软水预热系统：(二) 蒸汽输出系统；(三) 汽水取样系统：(四) 给水要求： 硬度2.0 氧15，铁50，PH 8.89.2.(五) 凝结水要求：硬度2.0 溶解氧100 磷酸根515mg/L PH值9.011(六) 疏放水系统设备本体范围内的各设备的最低点设置疏、放水点，确保各省煤器、蒸发器等的进出口联箱疏、放水的畅通。(七) 事故放水当锅炉汽包水位高于紧急水位时，打开电动事故放水阀，防止汽包满水。(八) 放汽系统-在系统的最高点，设置放气点，当上水和启动时，排去锅炉内空气和不凝结气体。(九) 排污系统-汽包设连续排污，在水系统的下联箱设定期排污，排去适量的污水以确保蒸汽品质。(十) 蒸汽放散-设备故障时，蒸汽能够实现紧急快速放散蒸汽。紧急放散系统排汽配置消音器。三、余热回收系统的设计本系统采用卧式单压自然循环余热回收系统，利用废热烟气余热产生蒸汽，实现余热回收。焦化炉主烟道、烟气进口管道和余热锅炉出口管道均采用钢制密封壳体形式，管道外部采取保温，保温层外部设置镀锌板保护层。余热锅炉烟气通道采用外加强-内保温的一体化护板结构，由内衬钢板、绝热层、外壳体以及支撑钢结构组成。内衬板为搭接结构，可以在热态下很好的吸收膨胀。四、防冲刷腐蚀措施烟气冲刷是影响余热锅炉使用寿命的重要因素，为此我公司在对所有管道进行镍基钎焊之后，还要再进行必要的防护措施，主要采取在锅炉的迎风面进口前3排热管处设置不锈钢防冲刷罩，同时加大换热器的换热面积。这样对防止烟气的冲刷起到了很好的保护作用，延长换热器的使用寿命，提高工作效率。第四节 余热锅炉系统热管余热回收装置由热管蒸气发生器、热管软水预热器、汽包、上升管、下降管等组成。一、余热锅炉系统设计(一) 锅炉烟气进口至出口，烟气阻力小于800Pa。(二) 系统正常排污量不超过锅炉给水流量的2%。(三) 锅炉疏放水系统能在一个小时内，将整台锅炉的水以重力放空。(四) 管道、阀门、排污扩容器及附件的设计压力和设计温度的确定符合标准规范有关确定。(五) 负责提供锅炉与其它设备之间的接口设计，并提供锅炉接口清单表。(六) 锅炉设有水压试验接口，提供试验方法和详细说明（包括试验用水的水质和水温）。(七) 提供受热面化学清洗的方案，设计中材料的选择考虑化学清洗潜在的腐蚀影响。提供化学清洗的设备、阀门、管道及附件等。(八) 锅炉的取样点、监视点、加药点、排污点、放气点及停炉放水点和充氮点全部带有根部阀，如为法兰连接配带反向法兰、垫片及紧固件。(九) 供测量烟道及余热锅炉本体各段温度的测量元件。(十) 在符合设计条件及系统正常投运时，保证达到以下运行性能：1、锅炉在设计工况参数下能达到额定值。并保证长期安全运行，所有附件及配供的测控设备均能正常投运。2、主蒸汽额定汽温偏差为5，在可能运行的条件工况下，各段受热面的金属壁温都在允许范围之内。3、锅炉从启动到最大连续负荷范围内，水循环安全可靠。4、锅炉适用于露天布置，并采取适当防雨，避雷和防盐雾腐蚀5、锅炉设计在定压运行下有良好的对负荷变动的适应性，在变负荷运行时，锅炉应有足够的安全可靠性，以适应系统或控制装置在运行中产生的偏差。河北达丰焦化 110万吨焦化烟道气余热锅炉现场布置图二、余热锅炉汽水系统设备布置(一) 余热锅炉包括：蒸发器、省煤器、汽包、除氧器。(二) 锅炉整体布置余热锅炉采取卧式布置，分成受热面部分和公用部分。受热面部分用热管作为传热元件，保证设备高效换热和安全稳定运行。公用部分分成二层设置，均为钢结构。一层布置蒸发器、省煤器。二层布置汽包、除氧器。水处理间布置中压锅炉给水泵、软水泵，软水箱、软水器装置。 三、系统主要功能除氧软水由给水泵输入软水预热器预热后进入汽包，水通过下降管进入蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成0.8MPa的饱和蒸汽，蒸汽送至总管或用户。设备简图四、主要设备的性能(一) 蒸汽发生器的性能参数 蒸汽发生器的原理为：热流体的热量由热管传给放热端水套管内的水(水由下降管输入)，并使其汽化，所产汽、水混合物经蒸汽上升管到达汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出。这样由于热管不断将热量输入水套管内的水，并通过外部汽水管道的上升及下降完成基本的汽水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的。蒸汽发生器的性能参数 设计工况（表4-1）热侧废气蒸 汽流 量170000Nm3/h10000kg/h进口温度/290150出口温度/190175设计压力MP常压1.0工作压力MP常压0.8(二) 省煤器的性能参数原理为：热流体的热量由翅片热管传给放热端水套管内的水，水吸收热量，使热流体降温，使套管内的水由欠饱和态达到相应压力下的饱和态，再进入汽包内参与自然循环过程。使热流体降温，达到预期的效果。 省煤器的性能参数 设计工况表（表4-2）热侧废气冷侧水流量170000Nm3/h10000kg/h进口温度/190104出口温度/175150设计压力MP常压1.0工作压力MP常压0.8第五节 余热锅炉的性能一、热管余热锅炉热管余热锅炉的核心部件热管。热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热，热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点。热管的特点(一) 极高的传热性能 随管内工质的不同，传热系数达100000000W/m2.,是普通碳钢的400000倍。(二) 低温差下高传输热量能力 一根直径12.7mm，长1000mm的紫铜棒，两端温差100时传输30W的热量；而一根同样直径、长度的热管传输100W的热量，两端温差只需几度；(三) 换热两流体均走管外，可以翅片化以强化传热；(四) 单管作业性 由热管组成的换热设备单根热管损坏对设备的换热影响不大，即使部分热管损坏也不会影响的政正常运行；(五) 热源分汇 在设计可以随意调整热管冷却段和蒸汽段的换热长度，以控制热管的壁温，因此可以使热管换热器避开露点。这样就可避开露点腐蚀、不易积灰； (六) 热管与换热器单支点焊接，避免由热帐冷缩造成的应力。二、根据热管的这些特点，从而决定了热管余热锅炉的特点；(一) 传热系数高：废气和水及水蒸气的换热均在热管的外表面进行，而且废气热管外侧为翅片，这样换热面积增大，传热得到强化，因而使换热系数得到了很大的提高。(二) 彻底解决泄漏问题：由于热管是单管作业，冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。在运行时，废气的大量冲刷，即使管子一端被腐蚀传，只能使该热管失效，而管子另一端是完好的，不会造成冷侧的气水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，彻底解决了设备泄漏问题。(三) 避免露点腐蚀：热管余热锅炉每一根管子的壁温是一个值，这就使相当一批热管在酸露点以上工作，当壁温比酸露点高1以上时，就可以避免露点腐蚀。通过调节热管冷热段受热表面的比例来调整管壁温度，避开最大腐蚀区。(四) 减轻积灰、堵灰及解决灰堵问题：热管余热锅炉避开了露点，管壁不结露，就大大减少了灰的附着力，而且热管余热锅炉从设计上更科学合理，使其本身就具有一定的自吹灰能力。(五) 阻力损失小。(六) 单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。热管蒸发器工作原理采用热管余热锅炉安全可靠：由于热管余热锅炉解决管子的磨损、腐蚀，设备的积灰、灰堵，延长了设备使用寿命，所以选用此设备安全可靠。第六节 钢架、平台扶梯本体钢架采用全钢结构，按七度地震烈度设防。钢架采用大型H型钢制成。本体钢架采用桁架式结构，本体钢架将支撑整台锅炉正常运行时所产生的允许载荷以及风载、地震等载荷，并将其平稳地传递至地面基础，确保锅炉在允许载荷范围内长期安全可靠的运行。锅炉外围采用紧身封闭式结构。本锅炉在运行操作及检修所需的各部位均布置了平台，检修平台采用不透孔的花钢板结构，其余平台、步道及扶梯均采用适栅格结构，步道宽度为1000mm，扶梯宽度为800mm，斜度为45，平台的允许载荷为2kPa（200kgf/m2），同时承载面积按不超过20%平台总面积计。第七节 引风机引风机为整套系统的能够安全稳定运行的关键，所以在控制方便采用变频调速，并结合管道上安装的翻版阀门，用以在调节烟气出口压力，保证窑压在一个范围值内。例如：当焦炉生产发生变化时，调整风机的转速，增大或减小烟气流量，改变风机抽力，保持焦炉内压力，不会对焦炉生产的正常运行造成影响，只会使蒸汽产量发生变化。第五章 余热锅炉电控系统本系统过程控制采用智能仪表，给水系统采用变频自动连续供水。第一节 设计范围一、 本工程电气、热工自动化设计范围包括锅炉、及其辅助设备和系统的启停、联锁及所有热工过程工艺参数的监控、调节、保护等。二、 所有装置均选用具有先进水平的设备。 如果调试、试运行需要双方配合，双方必须进行协调、相互合作。三、 自动控制、仪表我方为本工程提供自动化仪表的选型、供货、安装、校验、调试、试运行。控制室为集中控制，布置在余热锅炉范围内。四、 电气控制室根据系统配置设计要求，电气控制室设备可以分为低压电气室和控制操作室，分别隔离放置。上位机放置在控制操作室内。五、 电力使用标准本工程配电室母线电压为10kV，容量在500KW以上。照明电源电压为AC220V。注：该工程的启动电源接口，接自该区域就近接口。余热锅炉系统范围内所有接电电缆线和控制柜由卖方设计并统一采购。所有上述范围内的调研、勘察、设计、施工、调试、试运行等必要的内容均属于卖方的责任范围第二节 电气主要设备及控制方式一、 给水泵系统采用两台锅炉给水泵，两台除氧给水泵。采用变频控制运行；电压为AC380V电源；统一配置开关柜。并设置现场操作箱。水泵的运行在控制柜上进行显示或报警，并且具备必要的保护连锁功能。二、 风机控制风机电机采用变频控制运行，功率380KW，采用变频控制，保证焦炉烟气系统的平稳和安全。三、 电动蝶阀配电控制烟道电动蝶阀低压配电控制，保证蝶阀功能实现，稳定地开大关小，便于调节。四、 监测及控制功能实现对汽包液位、汽包压力、除氧水箱水位、水泵出水压力等监控。第三节 电压保护和电力装置接地一、 对高于15m的建筑物按三类防雷建筑物保护设计，顶部安装避雷针。二、 电力装置的接地 为保证人身和设备安全，所有电力设备外壳都应可靠接地。本工程的接地装置采用水平接地体为主、垂直接地体为辅的复合接地网。总的接地电阻要求小于2000/I（I=流经接地装置的入地短路电流）。第四节 热工控制一、 仪表检测及自动控制系统 本系统为水气换热系统，主要检测仪表有：软水箱水位、汽包水位、汽包压力、给水泵压力、进出口烟温、汽包进水温度、蒸汽温度、进水流量、蒸汽流量等。其中压力温度分别配置就地仪表和远传智能仪表双重检测，保证系统的安全性。二、 本控制系统以PLC作为控制器，通过工控机实现人机互动，运行人员以CRT和键鼠为中心，实现对余热回收系统锅炉及辅助设备集中监视、报警、控制、连锁保护，在就地巡回人员的配合下，运行人员在控制室内实现柜机组及辅助设备正常运行的全部操作。PLC控制系统是为实现对余热利用范围内设备的监测、控制及保护而专门设计配套的。整个系统内各控制回路、各类热工参数等的控制与检测全部由PLC来完成。各类一次仪表及执行机构的信号完全满足PLC的要求。(一) 本工程PLC系统设置1台工控机，布置于控制操作室。而PLC柜布于低压配电间。工控机为研华产品，显示器采用三星品牌。(二) PLC采用西门子S7-300系列产品，实现系统内安全、可靠、便捷的信息通讯。通过通讯，PLC和工控机实现交换数据，保证键鼠操作控制。三、 汽包水位自动控制汽包水位选用差压变送器+双室平衡容器结构检测，将中压锅筒的水位转换成电信号传至控制模块，同时加入蒸汽流量和进水流量数据用以计算并修正，实现三冲量调节，输出控制给水泵变频器频率，实际控制给水泵的给水量，将汽包水位保持在给定的范围内，保持系统的安全可靠。三冲量调节方式，能够很好的消除虚假水位的影响，其中对热管余热回收装置水位信号进行压力补偿，对主蒸汽流量信号进行温度、压力补偿。汽包水位设置就地液位计和远传水位计，并设置视频监控，保证系统安全。四、 风机、烟道蝶阀联动控制 根据控制工艺，通过合理的控制顺序，保证蝶阀、风机和烟气系统的先后开启稳定性，维持系统的畅通和安全。第五节 设备选型一、 电气控制柜均选用低压控制柜,低压电器元件选用施耐德产品，中继选用OMRON产品。二、 温度传感器、压力、差压变送器选用川仪或上仪等一线品牌产品。三、 变频器选用Siemens或施耐德同等档次产品。四、 流量计选用孔板流量计，配置差压变送器。五、 变频器选用国产知名品牌。六、 其余产品皆选用知名产品。第六节 热工检测主要监测项目见下表： 表5-1参 数 名 称指示报警信号类型备 注1烟道烟气温度Pt100共2点2给水温度Pt100共1点3蒸汽温度Pt100共1点4除氧水出口温度Pt100共1点5汽包蒸汽压力420mA共1点6水泵出口压力420mA共2点7软水箱水位420mA共1点8除氧水箱水位420mA共1点9汽包水位420mA共1点10汽包进水流量420mA共1点11蒸汽出口流量420mA共1点12风机驱动端轴承温度420mA共2点13风机非驱动端轴承温度420mA共2点14电机定子温度420m