高炉脱湿鼓风可研方案-含投资和效益分析

1、某高炉脱湿鼓风项目可研 某有限公司高炉脱湿鼓风项目可研方案声明：本技术文本附图的权益属某南方工程技术有限公司所有，所含技术信息应予保密，事先未经公司书面许可，不得复制、提供或披露给任何第三方。2015年9月25日目录1概述11.1项目概述11.2汉中气象地理条件21.3高炉和鼓风机站概况42工艺设施52.1工艺流程52.2设计参数72.3工艺设施的布置82.4主要设备选型102.5工艺介质管道143给排水设施163.1概 述163.2用水量要求163.3给排水系统163.4主要设备及构筑物163.5管网及敷设方式174总图运输184.1概述184.2总平面布置184.3竖向布置和场地排水184

2、.4运输194.5厂区绿化194.6消防195电力设施205.1概述205.2方案一205.2.1计算负荷和年耗电量205.2.2供电电源及供电系统205.2.3循环水泵房供电215.3方案二215.3.1计算负荷和年耗电量215.3.2供电电源及供电系统215.3.3循环水泵房供电225.4保护监控信号测量联锁225.5主要设备选型225.6平面布置235.7电缆敷设235.8防火及安全设施235.9防雷和接地236仪表及自动化系统246.1概述246.2仪表设备246.3主要检测和控制项目256.4基础自动化控制系统266.5仪表气源、电源276.6仪表盘、PLC柜276.7控制室、操作室

3、287建筑结构297.1设计依据：297.2基本自然条件：297.3设计使用年限及抗震设计：297.4工程范围307.5主要建、构筑物方案308环境保护318.1主要污染源、污染物及控制措施318.2污水控制措施318.3噪声控制措施318.4厂区绿化319劳动安全与工业卫生329.1劳动安全329.2工程的劳动安全主要危害因素分析329.3安全防护措施329.4防火防爆329.5防电伤339.6防机械伤害及防坠落伤害339.7安全机构339.8工业卫生339.9工程的职业病主要危害因素分析339.10职业病防护措施3410消防3611投资估算3711.1工程概况3711.2工程投资3711.

4、3编制依据3711.4其他说明3711.5工程投资估算表3812经济效益分析3912.1说明3912.2财务评价3912.3综合评价4212.4附表4313附图591 概述某有限公司（简称汉钢）位于陕西省汉中市勉县境内，是国内线、棒材专业生产优钢企业之一。地理位置优越，汉钢已形成年产钢300万吨的综合生产能力。1.1 项目概述汉钢目前有2座高炉，分别为一期的1080m3高炉（以下简称1#高炉）和二期的2280m3高炉（以下简称2#高炉），并配套有2个鼓风机站（分别对应1#风机房和2#风机房），拥有4台风机，每个鼓风机站为1用1备。风机型号分别如下：1#风机房内设有2台AV63电动鼓风机；2#风

5、机房设有1台AV80的电动鼓风机和1台AV71的电动鼓风机。为适应节能减排的行业发展要求，拟在上述鼓风机站设置脱湿装置。高炉鼓风脱湿项目是国家十二五钢铁企业重点推荐的节能减排项目，而且鼓风湿度对高炉炉况的稳定，能耗降低等都有重要影响。汉钢周围空气湿度大，很有必要通过脱湿鼓风来降低湿度，稳定炉况，增加效益。高炉鼓风湿分进入高炉内，在风口前的高温区与碳发生分解反应，吸收热量，降低了风口前的温度，同时消耗了焦炭。脱湿鼓风既可以减少水分分解吸热、提高风口前的理论燃烧温度，又可以降低焦比，还可以稳定进入高炉空气的温度和含湿量，稳定炉况，一方面简化高炉操作，另一方面提高铁水质量和产量。根据多年的运行经验，

6、高炉脱湿鼓风已经成为降低高炉燃料比的重要措施之一。根据相关资料，采用脱湿鼓风有以下好处：（1）鼓风机进风经除湿后风温降低密度增大，可以降低鼓风机的电耗，其节电率在510%。或在风机功率不变的情况下，鼓风机风量增加510；（2）可以降低焦比，节省炼铁燃料，鼓风含湿量每减少1g/Nm3，可降低焦比0.81kg/吨铁；（3）鼓风含湿量每减少1g/Nm3，风温提高，可以多喷1.5-2.0kg/吨铁的煤粉，置换焦炭，进一步降低焦比。（4）因炉况稳定和焦比下降以及风量增加等因素，鼓风含湿量每减少1g/m3，高炉平均增产0.1%0.5%左右；（5）对空气再次过滤，有效保护鼓风机的叶片不被磨损，延长鼓风机使用

7、寿命等。脱湿鼓风对高炉的影响如下图1所示：图1 脱湿鼓风对于高炉的影响1.2 汉中气象地理条件汉中地区气象资料：年平均温度 14.6；最冷月平均 -4最热月平均 28.2极端最高温度 38.0；极端最低温度 -10.2；冬季平均大气压力 96.5kpa；夏季平均大气压力 94.52kpa；年平均大气压力 95.68kpa；冬季平均湿度 73%；夏季平均湿度 81%；年平均湿度 77.4%；年平均降水量 786.7mm；地震烈度：根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.05g（第三组）。根据查询相关气象数据，可知该项目所在区域一年内各月平均

8、温度、平均相对湿度以及平均绝对湿度相关数据如下：表1 汉中地区气象参数月份123456789101112平均温度/-2.21.812.516.423.225.828.226.522.115.08.83.3平均相对湿度/%577673757882828078797860平均绝对湿度X/g/Nm32.23.68.010.516.219.821.219.613.910.16.82.8可知汉中地区月平均绝对湿度随月份变化趋势如下图所示：图2.汉中地区月平均绝对湿度变化曲线根据上述分析，可知该工程脱湿后空气含湿量控制在6g左右比较合理，脱湿期为每年410月份，工程建成投产后可将入炉空气湿度常年稳定在36

9、g/Nm3，最大限度的稳定炉况，提高脱湿效益。根据计算可知采用冷冻除湿工艺，需将空气温度降至4。即本工程需采用初冷和深冷两级冷却的脱湿方式。1.3 高炉和鼓风机站概况鼓风机站具体参数如下表2所示：表2 汉钢高炉风机配置风机站机组参数风机号压缩机炉容m3型号进口平均流量Nm3/min平均出口压力Mpa（A）平均轴功率/KW1#鼓风机站1#电动风机1080AV6325000.32127752#电动风机AV6325000.32127752#鼓风机站3#电动风机2280AV8045000.422255384#电动风机AV7145000.42225538382 工艺设施2.1 工艺流程目前，国内外高炉脱

10、湿鼓风装置主要有电制冷脱湿以及蒸汽制冷脱湿两种类型。本可研方案需对两种方案进行技术经济性比较。（1）方案1初冷采用电动离心式制冷机组本方案主要流程鼓风机吸风经过过滤器后先经过一级换热器降温至10左右，再经过二级换热器降温至4，之后通过机械除雾后进入鼓风机。初冷冷水通过离心式电动冷水机组制取，冷水通过冷水泵组送入一级换热器。深冷冷冻液通过电动冷冻机组制取，冷冻液通过冷冻液泵送入二级换热器。制冷机组所需循环冷却水由新建循环水泵房供应。工艺系统流程：空气系统：外界大气通过鼓风机吸风过滤器进入脱湿器，首先经过一级换热器降温至10左右，除去部分水份，再进入二级换热器进一步降温至4左右，空气绝对湿度达到6

11、.4g/Nm3，最后经过除雾器除雾后进入鼓风机，进鼓风机升压后进入热风炉、高炉。冷水系统：从初冷制冷机蒸发器侧出来的冷水（约7）通过冷水泵组升压进入脱湿器一级换热器与空气进行热交换，冷水升温至12后返回制冷机内，循环使用。冷冻液系统：从深冷制冷机蒸发器侧出来的冷冻液（乙二醇溶液，约-5）通过冷冻液泵升压进入脱湿器二级换热器与空气进行热交换，冷水升温至0左右返回制冷机内，循环使用。循环冷却水系统：系统所需循环冷却水由循环水泵房送至制冷机冷凝器侧，在冷凝器内进行热交换后升温再回到水泵房，经水泵房冷却塔降温后循环使用。循环冷却水站初冷制冷机冷水泵空气过滤器一级换热器二级换热器除雾器风机空气深冷制冷机

12、冷冻液泵凝结水泵凝结水箱图3. 电动制冷脱湿系统流程图（2）方案2初冷采用蒸汽溴化锂制冷机组本方案同样是空气经过滤器进入脱湿器，在脱湿器内经过两级换热至4，再经除雾后进入鼓风机。但初冷制冷机采用蒸汽（或其他中低温热源）驱动的溴化锂制冷机组制取冷水，钢厂需额外提供低压蒸汽，深冷仍采用电制冷。该方案需增加了蒸汽供应系统，其他冷水循环系统、冷冻液循环系统以及循环冷却水系统与方案一基本相同。工艺系统流程：循环冷却水站初冷制冷机冷水泵空气过滤器一级换热器二级换热器除雾器风机空气深冷制冷机冷冻液泵凝结水泵凝结水箱冷凝水箱低压蒸汽图4. 蒸汽溴化锂制冷脱湿系统流程图方案一与方案二相比，前者投资较低，循环冷却

13、水量较小、运行效率（COP）较高、占地小，无低压蒸汽系统。但是耗电较大、配电系统复杂，运行成本相对较高。2.2 设计参数根据两座高炉现有风机房设计和运行数据可知：（1）1#高炉鼓风脱湿设计数据选取1#高炉主风机设计数据如下表所示：表2 1#高炉AV-63风机设计参数项 目单 位主 要 参 数夏季平均冬季平均年平均工 况 点ABCDE大气压力kPa94.5294.5296.596.595.68大气温度29.729.7-4-414.3相对湿度mPa79.579.574.574.577排气压力bar(A)3.52.152.153.053.2标态流量Nm3/min3200295019502100250

14、0轴功率KW14399 11196 5884 7334 9701 转速r/min3000根据分析，1#高炉鼓风脱湿系统设计数据如下：Ø 空气流量2500Nm3/min；Ø 空气进口温度28.2；Ø 空气进口相对湿度83%；Ø 空气进口含湿量21.2g/Nm3；Ø 空气出口温度4；Ø 空气出口含湿量6.5g/Nm3；Ø 冷水进/出口温度7/12；Ø 冷水流量574m3/h；Ø 低温水进/出口温度-5/0；Ø 低温水流量160m3/h；Ø 总换热面积8500m2；Ø 数量1套；（

15、2）2#高炉鼓风脱湿设计数据选取2#高炉主风机设计数据如下表所示：表3 2#高炉AV-80风机设计参数项 目单 位主 要 参 数夏季平均冬季平均年平均工 况 点ABCDE大气压力kPa94.5294.5296.596.595.68大气温度29.729.7-4-414.3相对湿度mPa79.579.574.574.577排气压力bar(A)5.44523.23.25.05.16标态流量Nm3/min55004950320039504500轴功率KW3003621284110961721821246转速r/min4150根据分析，2#高炉鼓风脱湿系统设计数据如下：Ø 空气流量4500Nm

16、3/min；Ø 空气进口温度28.2；Ø 空气进口相对湿度83%；Ø 空气进口含湿量21.2g/Nm3；Ø 空气出口温度4；Ø 空气出口含湿量6.5g/Nm3；Ø 冷水进/出口温度7/12；Ø 冷水流量1000m3/h；Ø 低温水进/出口温度-5/0；Ø 低温水流量280m3/h；Ø 总换热面积15400 m2；Ø 数量1套；2.3 工艺设施的布置根据目前1#、2#鼓风机站的布置现状，新增的工艺设施全部布置在厂房外空地上。1#高炉设计在主风机（AV-63）机组上，与备用风机之间设置连通

17、管，2#高炉设计在主风机（AV-80）机组上，与备用风机之间不设置联通管。本工程1#和2#鼓风机站距离较近，为了减少占地和减少工程投资及运行费用，考虑两套脱湿装置共建一个制冷站，两套脱湿装置所需制冷量统一考虑，制冷机组产生冷水汇集至一根母管，在通过支管道和控制阀门调整各脱湿装置冷水分配。工艺设施主要包括集中制冷站，循环水站、脱湿器本体以及能源介质管道。根据1#、2#高炉鼓风机站的实际总图布置情况以及业主要求，本工程脱湿系统布置方案如下：（1）制冷站本工程制冷站考虑布置在现有2#鼓风机站西北角空地上，根据现场情况尽量不拆除该区域内现有设施，局部位置需对该区域地下能源介质管线进行改造。制冷站分为两

18、部分，一部分设有2台初冷制冷机组，1台深冷制冷机组以及冷水泵和冷冻液泵等工艺设施，另一部分为变、配电室。制冷站内设有循环冷却水管沟，管沟设缸盖板，其余管道采用架空敷设。（2）循环水站本工程制冷机组需要大量工业循环冷却水，本工程考虑新建一个循环冷却水站，水站考虑布置在现有1#鼓风机站东侧空地上，水站所需补充水由鼓风机站附近工业水管道引出。关于水站详细描述见给排水专业相关内容。（3）脱湿器本体脱湿器本体的布置常见的可分为两种：一种是不破坏鼓风机现有吸风系统，在吸风过滤器边上空地新建一套吸风过滤器和脱湿器，再通过双吸风母管的形式与现有吸风管道相连，并设有切换阀门。该系统投资大，占地也大，吸风阻力较大

19、，但是对现有鼓风机运行影响较小，只需要接管的时候短暂停机。另一种是拆除现有吸风过滤器，并在该位置上统一布置吸风过滤器和脱湿器。该方案吸风过滤器可以利旧，不新增。工程投资较少，占地也较小，但是脱湿设备及风管施工过程中，该风机无法工作，停运时间较长。本工程因为两座鼓风机站之间设有拨风系统，脱湿器按方案二考虑。将现有吸风过滤器拆除并向后移，腾出足够的空间布置脱湿器。自洁式空气过滤器需要重新做基础，过滤器本体可整体平移即可。脱湿器、凝结水箱以及凝结水泵一体化布置在原过滤器位置，并对鼓风机吸风管道进行局部改造。（4）控制系统本工程制冷站及2#鼓风机站脱湿设施（脱湿器本体范围内设施）控制部分拟集成至2#高

20、炉鼓风机站控制室内统一操作，1#鼓风机站脱湿设施（脱湿器本体范围内设施）控制部分拟集成至1#高炉鼓风机站控制室内统一操作。2.4 主要设备选型本工程增上鼓风脱湿系统，主要包括脱湿器、常规冷水机组（7出水）、低温冷水机组（-5出水，乙二醇）以及配套的水箱水泵等设施。本工程主要设备参数如下。（1）脱湿器脱湿器为大型非标设备，它由进口导流、冷水换热器、低温换热器、除雾器、钢结构和保温外壳等部分组成。换热器为铜管叠片结构，换热器芯体铜管的排列方式为梅花形排列。主要参数如下：Ø 型号：1#风机房GJT-25；2#风机房GJT-45。Ø 数量：1#风机房1套；2#风机房1套。Ø

21、; 型式：铜管叠片式；Ø 换热管材质：铜；Ø 脱湿器详细设计参数如下表所示：表4 脱湿器设计参数 型号及条件项 目GJT-25GJT-45夏季平均(设计条件)脱湿期平均(7个月)夏季平均(设计条件)脱湿期平均(7个月)空气量（标米³/分）2500250045004500入 口温度（）28221.129.721.1相对湿度（）83798379含湿量（克/标米³）21.214.921.214.9出 口温度（）4444含湿量（克/标米³）6.56.56.56.5需要冷量（万千卡/时）331.5170.1596.7306.2脱出湿分（公斤/时）3400

22、145061002600空气侧阻力损失（Pa）（不包括空气过滤器）800800（2）电动常规冷水机组（方案一，初冷）根据设计计算，本工程方案一需设置2台常规冷水机组用于空气的初冷，考虑到脱湿期内的冷负荷波动性，机组采用离心式电动冷水机组，两台机组参数分别如下：Ø 常规电动冷水机组一：数量：1台；型式：离心式冷水机组；制冷量：550万kcal/h；冷水温度：进12/出7；冷 水 量：1100m3/h；冷却水量：1300m3/h；装机功率：1040KW；电压等级：10000V；Ø 常规电动冷水机组二：数量：1台；型式：离心式冷水机组；制冷量：300万kcal/h；冷水温度：进1

23、2/出7；冷 水 量：600m3/h；冷却水量：711m3/h；装机功率：621KW；电压等级：10000V/380V；（3）蒸汽溴化锂常规冷水机组（方案二，初冷）根据设计计算，本工程方案二需设置2台常规冷水机组用于空气的初冷，考虑到脱湿期内的冷负荷波动性，两台机组参数分别如下：Ø 常规溴化锂冷水机组一：数量：1台；型式：离心式冷水机组；制冷量：550万kcal/h；冷水温度：进12/出7；冷 水 量：1100m3/h；冷却水量：1650m3/h；蒸汽最大耗量：6989kg/h；装机功率：24.45KW；电压等级：380V；Ø 常规溴化锂冷水机组二：数量：1台；型式：离心式

24、冷水机组；制冷量：300万kcal/h；冷水温度：进12/出7；冷 水 量：600m3/h；冷却水量：781m3/h；蒸汽最大耗量：3813kg/h；装机功率：14.85KW；电压等级：380V；（4）电动低温冷冻机组（深冷）根据设计计算，本工程需设置1台低温冷冻机组用于空气的深冷，考虑到深冷对脱湿系统工作影响较小以及工程投资和占地原因，冷冻机组不考虑备用，采用离心式冷冻机组，具有较强的负荷调节能力，机组参数如下：数量：1台；型式：离心式冷冻机组；制冷量：190万kcal/h；冷水温度：进0/出-5；冷 水 量：444m3/h；冷却水量：520m3/h；装机功率：710KW；电压等级：1000

25、0V/380V；（5）冷水泵本工程需设置2台离心式冷水泵，用于向两套脱湿装置提供常规制冷机所产冷水，两台泵在夏季湿度较大时同时运行，其他时候一用一备。设备参数如下：型号：300S-32A（机械密封）；流量：850m3/h；扬程：24m；功率：75KW；转速：1450r/min；数量：2台；（6）冷冻液泵本工程需设置1台离心式低温冷冻液（乙二醇溶液）泵，用于向两套脱湿装置提供常低温冷冻液。设备参数如下：型号：250S-24（机械密封）；流量：485m3/h；扬程：24m；功率：45KW；转速：1450r/min；数量：1台；（7）冷凝水箱和冷凝水泵本工程每套脱湿器下方各设置1个冷凝水箱和2台冷凝

26、水泵，用于收集和输送脱湿冷凝水，冷凝水箱为封闭式水箱，水泵出口主管上设有流量和压力检测。冷凝水通过水泵送至循环冷却水回水管道回用。设备参数如下：Ø 冷凝水箱：容积：1.5m3；材质：Q235-B；设计压力：常压；数量：2套；水箱为全封闭式，不设溢放水口，带液位控制，并与水泵连锁起停。Ø 冷凝水泵一（1#风机房脱湿）型号：IS50-32-250；流量：3.75 m3/h；扬程：20 m；功率：1.5 KW；转速：1450 r/min；数量：1台；Ø 冷凝水泵二（2#风机房脱湿）型号：IS50-32-250；流量：6.3 m3/h；扬程：20 m；功率：1.5 KW；

27、转速：1450 r/min；数量：1台；（8）膨胀水箱本工程每套脱湿器需各设置1个膨胀水箱，用于冷水闭路循环系统，带有浮球阀控制液位，设备参数如下：容积：1.0m3；材质：Q235-B；设计压力：常压；数量：2套；水箱设有溢放水口，并设有浮球阀控制液位。2.5 工艺介质管道换热站冲渣水供水管道采用加厚螺旋缝焊接钢管，供、回水管道长度按总图布置计算，管径DN450。本系统中的工艺管道主要有：蒸汽（方案二）、压缩空气、冷水、乙二醇溶液、循环冷却水、风机吸风管道以及冷凝水等。本工程所需蒸汽管道接至高炉区域蒸汽外网，管径DN150。仪表设施需用压缩空气可根据用户点不同就近从鼓风机站压缩空气管网接本工程

28、工艺管道尽量采用共架架空敷设，不能共架的设置独立支架，蒸汽管道尽量采用自然补偿，以节省投资。蒸汽、冷水、冷冻液以及冷凝水管道全部保温，保温材料选用硅酸铝，保护层采用镀锌铁皮结构形式。3 给排水设施3.1 概 述鼓风机站脱湿装置配套建设1座循环水泵站。3.2 用水量要求序号名 称水量(m3/h)接点压力(MPa)温度()工作制度备注方案一方案二供水出水供水出水平均最大平均最大1初冷制冷机组10052011121524310.400.253338连续2深冷制冷机组5205205205200.400.253338连续合计：15252532173529513.3 给排水系统循环给水系统主要供给初冷用离

29、心式制冷机组、深冷用离心式制冷机组等设备间接冷却水。循环水量15252532（17352951，括号内为方案二数据、下同。）m3/h、补充水量30.550.64（34.759.02）m3/h、循环率98.0%。工艺流程：设备冷却水用户使用后的回水利用余压上冷却塔，冷却后的水进入吸水井，由供水泵组加压送至各用户循环使用。为保证水质，系统中设旁滤、加药装置和排污等水质稳定措施。3.4 主要设备及构筑物（1）循环水池钢筋混凝土结构1座，L×B=20.8m×3.5m。（2）供水泵组电动卧式离心水泵4台（2+2或3+1），单台性能参数：Q=860（980）m3/h、H=48m，电机N

30、=185（200）kW、U=380V、IP44、F级。（3）过滤供水泵组电动离心水泵1台，单台性能参数：Q=160m3/h、H=24m，电机N=18.5kW、U=380V、IP44、F级。（4）冷却塔玻璃钢冷却塔2座（置于泵站屋面），单台冷却水量Q=1300（1500）m3/h，其它参数如下：进水温度：T1=43出水温度：T233电机N=75kW、U=380V、IP55、F级（5）过滤器浅层砂（均质石英砂）过滤器1套（3罐），过滤水量Q=180m3/h，其它参数如下：进水悬浮物：50mg/l出水悬浮物：5mg/l（6）加药装置加药装置1套，每套配1个2m3贮液罐、1台搅拌机和2台计量泵。计量泵

31、性能参数：Q=300L/h、H=20m、N=0.75+2×0.55kW、U=380V。（7）起重设备电动单梁悬挂式起重机1台，起重量3t，起升高度7m。（8）循环水泵站地面式泵房L×B=24m×10m，包括水泵房、循环水池、冷却塔、过滤器、加药装置等。3.5 管网及敷设方式外部循环供回水管道埋地敷设，在循环供水总管和工业水补水管上设置计量装置，送至控制中心。4 总图运输4.1 概述4.1.1设计依据（1）甲方的委托书；（2）甲方提供的厂址所在地总图及相关资料。4.1.2概况汉钢目前有2座高炉，分别为一期的1080m3高炉（以下简称1#高炉）和二期的2280m3高炉

32、（以下简称2#高炉），并配套有2个鼓风机站。为适应节能减排的行业发展要求，拟在上述鼓风机站设置脱湿装置。厂址位于陕西省汉中市某有限公司炼铁厂区，年平均气温14.6，地震烈度7度。4.2 总平面布置4.2.1设计原则（1）符合安全、防火、卫生、环保、施工等规范、规定的要求。（2）工艺流程顺畅、物流顺畅、功能分区合理。（3）减少对现有生产的影响，用地合理紧凑。4.2.2主要车间组成集中制冷站、循环水站、脱湿器、吸风过滤器、供配电设施以及相关能源介质管线。4.2.3总平面布置和特点两座鼓风机站周边由现有公路环绕，新建设施位于1#风机房和2#风机房之间空地上，其北边为矿焦槽区域，南边为高炉干法除尘器及

33、热风炉。具体布置详见附件：脱湿系统总体布置图。4.3 竖向布置和场地排水场地平土已在鼓风机站建设中完成，平土标高为561.0m（85国家高程基准）。新建设施场地上雨水通过道路雨水口（或边沟）收集后排入厂区现有雨排水系统。4.4 运输新建设施无新增运输量，设备运输及检修以现有道路为基础，基本无新增道路，局部位置新增道路连接口。新建道路采用水泥混凝土路面，面层厚19cm，混合矿渣或钢渣基层，基层厚21cm。4.5 厂区绿化 利用通道和空地成片种植草坪，并点缀观赏花木，绿化用地率10%。4.6 消防新建设施消防纳入厂区现有消防系统，利用四周现有道路做消防通道，道路边设消防栓以满足消防安全要求。5 电

34、力设施5.1 概述某有限责任公司炼铁厂1#、2#高炉的鼓风机各新建一套鼓风脱湿系统。脱湿系统所需冷量由新建制冷站供应，脱湿系统所需循环冷却水由新建循环水泵房供应。新建制冷站站内主要用电设备有:初冷制冷机、深冷制冷机、冷媒水泵、冷冻液水泵等以及一座配套的循环水泵站及道路照明等工厂配套设计其它用电设施。5.2 方案一5.2.1 计算负荷和年耗电量制冷站用电设备总装机容量约3640 kW半小时最大计算负荷如下:有功功率：P30=1820kW；无功功率：Q30=1400kvar；视在功率：S30=2300kVA；功率因数：cos0.79；年电能消耗量：0.09×108kW.h。5.2.2 供

35、电电源及供电系统1）供电电源设计拟在制冷站内设一座10 kV开关站，两回10kV电源引自上级总降10kV不同母线段。系统短路容量未知，10kV设备短路容量暂按31.5kA考虑。2）供电系统10kV配电系统均采用单母线分段接线，分段开关设自投/手投装置，两路电源互为备用。正常情况下，两段母线分段运行；当一路电源故障时，分段开关投入，保证全厂的供电。10kV系统采用放射式供电，分别给工艺主电机、主厂房动力变压器、水泵房高压电机供电， 10kV主接线参见附图。10kV采用中性点不接地系统。全厂低压用电设备总装机容量约1330 kW半小时最大计算负荷如下:有功功率：P30=650kW；无功功率：Q30

36、=530kvar；视在功率：S30=840kVA；功率因数：cos0.77。工艺成套低压设备、工厂设计辅助用电设备、道路照明、空调、室内照明等380/220V负荷暂定由2台10/0.4kV 1000 kVA变压器供电。主厂房380/220V低压配电系统采用单母线分段接线方式。5.2.3 循环水泵房供电循环水泵房主要负荷有：4台380V，185kW水泵电机、2台75kW冷却塔等。水泵房不设电气室，低压设备由制冷站内低压柜统一供电。水泵房所有电机均可在控制室及机旁两地操作。5.3 方案二5.3.1 计算负荷和年耗电量制冷站用电设备总装机容量约1950kW半小时最大计算负荷如下:有功功率：P30=1

37、120kW；无功功率：Q30=880kvar；视在功率：S30=1420kVA；功率因数：cos0.79；年电能消耗量：0.056×108kW.h。5.3.2 供电电源及供电系统1)供电电源设计拟在制冷站内设一座10 kV开关站，两回10kV电源引自上级总降10kV不同母线段。系统短路容量未知，10kV设备短路容量暂按31.5kA考虑。2)供电系统10kV配电系统均采用单母线分段接线，分段开关设自投/手投装置，两路电源互为备用。正常情况下，两段母线分段运行；当一路电源故障时，分段开关投入，保证全厂的供电。10kV系统采用放射式供电，分别给工艺主电机、主厂房动力变压器、水泵房高压电机供

38、电， 10kV主接线参见附图。10kV采用中性点不接地系统。全厂低压用电设备总装机容量约1390 kW半小时最大计算负荷如下:有功功率：P30=670kW；无功功率：Q30=540kvar；视在功率：S30=860kVA；功率因数：cos0.78。工艺成套低压设备、工厂设计辅助用电设备、道路照明、空调、室内照明等380/220V负荷暂定由2台10/0.4kV，1000 kVA变压器供电。主厂房380/220V低压配电系统采用单母线分段接线方式。5.3.3 循环水泵房供电循环水泵房主要负荷有：4台380V，200kW水泵电机、2台75kW冷却塔等。水泵房不设电气室，低压设备由制冷站内低压柜统一供

39、电。水泵房所有电机均可在控制室及机旁两地操作。5.4 保护监控信号测量联锁制冷站的供电系统选择微机型保护控制信号测量综合装置，单元保护信号测量装置安装在高压开关柜上，单元装置上能显示各种适时数据，并能操作断路器接通、断开，修改各种定值。氧气站设一套后台系统，配置有主机系统、计算机显示屏、键盘、打印机、鼠标等。后台系统除具有上述单元装置功能外，另外可显示整个供电系统主接线、记录系统故障时各种数据、打印各种报表、事故、预告报警并留有与鼓风机站DCS系统的通讯接口。后台监控系统设备安装在二期高炉鼓风机站控制室内。循环水系统电机与阀门间的联锁关系及备用泵与运行泵间的联锁关系由设在主控制室内制冷设备系统

40、完成，并在主控制室内设置监视、报警装置。5.5 主要设备选型10kV开关柜选用KYN型金属铠装抽出式中置开关柜，内装真空断路器；微机保护选用微机保护测控装置带后台监控系统；低压柜选用GCS型抽屉式开关柜；动力变压器选用干式变压器；直流电源装置选用免维护铅酸蓄电池直流屏，DC220V，50Ah；微机综保选用国产优质微机综保。其它各辅助电气元件均按国家相关规程，规范选用。5.6 平面布置根据工艺及相关专业主要用电设备的安装位置及电气设备数量、外型尺寸，在制冷厂房边设包括高低压配电室。5.7 电缆敷设制冷站2回10kV进线电源线路采用电缆进线方式，站区内10kV电缆选用ZRYJV8.7/10型系列电

41、缆产品，0 .4kV线路均采用阻燃交联聚乙烯电缆，站区内屋外区域采用电缆沿电缆沟敷设，局部架空或穿管敷设。车间内电缆采用沟、穿管等方式敷设。5.8 防火及安全设施为保证电气设备安全正常运行，在高低压配电室设有火灾自动报警装置。在各电缆出、入口处待电缆敷设完后，用专用耐火堵料将所有孔洞封堵，以免发生火灾后事故扩大。各电气建筑物均按国家有关防火等级标准设防，在各配变电室安装专用灭火器。5.9 防雷和接地工艺设施、建筑屋、管道及电气设备的防雷、防静电接地、保护接地、工作接地等设计按国家有关设计规程规范进行。6 仪表及自动化系统6.1 概述汉中高炉鼓风脱湿项目所涉及的内容有：在汉钢一期1080m3高炉

42、和二期2280m3高炉的鼓风机站设置脱湿装置，一期鼓风机站设置有2台AV63-14电动鼓风系统，二期鼓风机站设置有1台AV80鼓风机组和一台备用的AV71机组。脱湿系统所需冷量由新建制冷站供应，脱湿系统所需循环冷却水由新建循环水泵房供应。新建制冷站以及新建循环水泵房就近布置于鼓风机站附近。鼓风脱湿期为每年410月，共7个月，每年夏季79月负荷最大。根据业主要求，本工程需对制冷机采用电驱动和蒸汽驱动两种方案进行技术经济性比较。自动化仪表部分主要对新建制冷站机组及配套系统、新建循环水泵房的所有参数进行检测、显示和控制，同时包括对电气系统主要参数的监视。根据系统工艺特点合理地设置过程检测、控制项目，

43、保证整个仪控系统运行可靠、技术先进、控制准确、操作方便。本工程制冷站及2#鼓风机站脱湿设施（脱湿器本体范围内设施）控制部分拟集成至2#高炉鼓风机站控制室内统一操作，1#鼓风机站脱湿设施（脱湿器本体范围内设施）控制部分拟集成至1#高炉鼓风机站控制室内统一操作。6.2 仪表设备6.2.1仪表装备及控制水平在工艺测量参数的设置上力求实效，以满足工艺需要、确保安全生产为原则。现场仪表选用性能稳定、质量可靠、技术成熟、售后服务良好的优秀产品。仪表设备选型充分考虑与原高炉工程的一致性，以方便仪表维护，减少设备备件种类。现场测量仪表为封闭式，采用保护等级为IP65的仪表。所有一次流量元件上标注有永久性数据说

44、明。所有就地仪表配有不锈钢或铝制标签以示出仪表位号。鉴于现场所处的地理环境和气候影响，对部分室外设备及取压管路考虑设置保温伴热。仪表气源采用压缩空气，现场仪表信号直接进入PLC系统。6.2.2仪表通用技术水平仪表技术数据及设备用途设备名称设备规格设备用途备注仪表供电标准220VAC，50Hz测量信号标准4-20mADC仪表气源标准净化压缩空气0.4.0.6MPa电磁流量计220VAC，50Hz， 4.20 mA水流量测量雷达液位计24VDC/ 2线制， 4.20 mA水位测量孔板，喷嘴不锈钢气体流量测量压力变送器，差压变送器24VDC/2线制 4.20 mA压力和差压测量热电阻分度号: Pt1

45、00温度测量仪表阀门电/气阀门定位器(输入信号: 420 mADC)，空气过滤减压阀所有仪表信号420mA输入均通过隔离器后进入PLC系统。仪表设备在特殊环境及测量特殊介质时采用下述措施：处于易燃、易爆场所的仪表，按设计规定选用与危险场所等级相应的防爆仪表。6.3 主要检测和控制项目6.3.1主要自动控制功能脱湿器初冷冷媒水出口温度自动调节根据脱湿器初冷冷媒水出口温度，调节湿器初冷冷媒水出口与脱湿器初冷冷媒水泵进口的调节阀，以使脱湿器初冷冷媒水出口温度在正常范围，并设有温度高低报警；6.3.2主要报警和联锁保护1) 新建制冷站及脱湿器部分² 脱湿器初冷出口空气温度高报警；²

46、 脱湿器出口空气温度高报警；² 脱湿器进出口差压高报警；² 脱湿器初冷冷媒水出口压力低报警；² 初冷制冷机冷媒水出口压力低报警；² 冷媒水泵出口压力低报警；² 脱湿器深冷冷冻液出口压力低报警； ² 深冷制冷机冷媒水出口压力低报警；² 冷冻液泵出口压力低报警；² 空气冷凝水水箱液位高、低报警并联锁；² 膨胀水箱液位高、低报警并联锁；2）新建循环水泵房部分² 水泵与其出水管上压力联锁，低于设定压力值时停泵并报警，同时启动备用泵。² 水池水位高、低报警并与补水控制阀联锁；² 冷却塔

47、设有油温、振动检测并报警，风机振动超过设定值停机。6.4 基础自动化控制系统6.4.1基础自动化控制系统概述基础自动化拟采用PLC控制系统，直接面向生产过程，完成各自生产过程的实时控制。基础自动化系统由控制器、高速数据通讯网、人机接口HMI组成，主要完成过程信号的采集和处理、过程参数的设定和监视、过程控制、设备的联锁控制、报警监测、实时和历史趋势的分析，并留有与上位管理网络进行数据通讯的网络接口。为了便于操作员对生产过程进行监视和操作，基础自动化系统提供了动态工艺流程图和操作画面、控制回路显示画面(含设定值、过程变量、输出值的棒图和数值显示)、趋势曲线(当前趋势和历史趋势)、报警画面，记录了各

48、种过程变量和事件，并可根据需要将这些信息打印出来，也可根据生产单位的管理情况打印如产量统计、部分能源介质耗量统计等生产管理所需要的简单报表。6.4.2基础自动化控制系统组成本系统新建制冷站及脱湿器部分和新建循环水泵房部分采用共用一套PLC系统，二台上位机配置。制冷机组检测仪表随设备成套供货，信号通过网络连接方式与制冷站通讯。控制器选用西门子S7-300系列CPU；控制器与远程站之间采用Profibus通讯、控制器与HMI之间采用TCP/IP 100M工业以太网通讯。本系统控制系统为今后扩展的需要，PLC留有15%的I/O容量。 上位机采用研华610H系列产品，液晶显示器选用22寸三星产品。6.

49、4.3基础自动化系统软件基础自动化系统软件主要完成各系统的自动控制、监视、故障报警、数据记录、报表打印等。包括过程画面、辅助画面、报警画面、趋势画面、辅助画面等。PLC通过现场网络相连接，连锁数据可任意快速交换。6.5 仪表气源、电源（1）仪表气源采用经除油、除尘、干燥处理的压缩空气。仪表气源要求如下：1)净化后的干气体露点比当地最低温度低10；2)净化后干气体含尘粒度小于3，含尘量小于1mg/m3；3)净化后干气体含油量小于10mg/m3；4)正常供气压力0.4MPa0.6MPa。（2）仪表电源采用UPS电源用于新建制冷站和脱湿器及新建循环水泵房的仪表供电，对控制系统采用UPS电源，UPS电

50、源备用时间：30分钟。仪表供电标准：220VAC，50Hz；测量信号标准：420mADC；6.6 仪表盘、PLC柜仪表盘、PLC柜采用柜式钢板结构，前后开门。仪表盘内配有检测及控制仪表以及辅助装置，如电源装置及端子排等。仪表盘、PLC柜安装在原二期2280m3高炉的鼓风机站控制室内。6.7 控制室、操作室新建制冷站和脱湿器及新建循环水泵房系统控制、操作采用统一集中控制方式，控制室、操作室利用原二期2280m3高炉的鼓风机站控制室和操作室。7 建筑结构7.1 设计依据：1）现行中华人民共和国国家标准:GB50009-2012 建筑结构荷载规范GB50011-2010 建筑抗震设计规范GB5001

51、0-2010 混凝土结构设计规范GB50007-2011 建筑地基基础设计规范JGJ94-2008 建筑桩基技术规范GB50017-2003 钢结构设计规范GB50003-2011 砌体结构设计规范GB50661-2011 钢结构焊接规范GBT50476-2008 混凝土结构耐久性设计规范GB50046-2008 工业建筑防腐设计规范GB/T50001-2010 房屋建筑制图统一标准2）各专业提供的相关资料。7.2 基本自然条件：1）气温：见当地气象资料。2）风压：基本风压：0.45kN/m2（50年）。3）雪压：基本雪压：0.55kN/m2（50年）。7.3 设计使用年限及抗震设计：1）设计

52、使用年限：永久性建（构）筑结构设计使用年限为50年。2）抗震设计：本地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计分组为第三组。7.4 工程范围本工程设置脱湿装置，新建制冷站和循环水泵房。7.5 主要建、构筑物方案1）制冷站（1）制冷站长度20.1m，宽度11m。由2跨组成，跨度分别为5.5m、5.5m，柱距4.2m、4.2m、4.2m、7.5m。钢筋混凝土框架结构，钢筋混凝土基础。（2）各种设备基础为钢筋混凝土块式基础。（3）管道支架若干，循环冷却水管沟。2）循环水泵房（1）循环水泵房，长24m，宽度10m，泵房内设有3t电动电动单梁悬挂式起重机1台。钢筋混凝土框架结构，钢筋混凝土基础。（2）水池，长24m，宽3.5m。水池地上3.5米、地下1米。（3）设备基础为钢筋混凝土块式基础。8 环境保护8.1 主要污染源、污染物及控制措施本工程为高炉鼓风机新增脱湿系统工程，属于节能工程，鼓风脱湿系统在生产中的