兰炭生产煤气净化及化产回收炭化煤气制甲醇焦油加氢粗苯加氢多联产示范建设项目公用工程和辅助设施方案

兰炭生产煤气净化及化产回收炭化煤气制甲醇焦油加氢粗苯加氢多联产示范建设项目公用工程和辅助设施方案该部分介绍的内容包括：给排水、供电、供热、空压氮压站、制冷站、采暖通风和空气调节及除尘、外管、化验、维修、电信、自控方案及火炬等方面。1.1给排水一、工厂给水该工程新鲜水用量为391.4m3/h，据项目单位提供的资料：拟建厂址为工业开发区，有工业水管道引入，水量、水质符合生产生活用水标准，可作为该工程水源。该工程厂区给水分为：新鲜水系统、复用水系统和循环水系统。1.新鲜水系统该项目厂区生产、生活用新鲜水为一个给水系统，采用低压供水。该项目厂区消防用水为一个给水系统，采用稳高压供水，消防用水量为：720m3/h，火灾延续时间为3h。另建消防水罐储备消防水，以备应急所需。同时发生几处火灾时，可从园区总配水站取水满足所需。该项目厂区生产、生活给水管网与消防给水管网均呈环状布置，并按有关规范的要求布置室外地下式消火栓及阀门井。该系统单独布置，界区内设：新鲜水池两座，每座水池有效容积为：1000m3。泵房内设：SLS125-200型水泵三台，两开一备，供全厂生产、生活用水。单泵性能：Q=110-160-200m3/h，H=54-50-42m。SLOW150-570(1)A型水泵三台，两开一备，供全厂消防用水。单泵性能：Q=180-536.2-660m3/h，H=105-88.5-80m。XBD9.8/10-65DL型水泵两台，一开一备，用于消防稳压。单泵性能：Q=25.2-36.2-41.4m3/h，H=119-98-91m。1.复用水系统为减少新鲜水用水量，提高水的利用率，该工程拟设置复用水系统。系统又分为生化处理复用水系统和清净下水复用水系统。生化处理复用水系统：生化处理后的水经加压后作为循环水的补充水，该评价系统与生化处理装置统一布置。清净下水复用水系统：锅炉房排出的清净下水经加压后送至直立炉工段作为熄焦补充水。系统设：1.G50WFB-C型自控自吸泵两台，一开一备；单泵性能：Q=8.5-12-15m3/h，H=48-46-44m。3.循环水系统该工程循环水系统分为化产循环水系统、制冷循环水系统、加氢循环水系统。该项目将化产循环水系统及制冷循环水系统布置在同一界区内，加氢循环水系统单独布置，三循环水系统分质供水。1）化产循环水系统该系统循环水量为13200m3/h，循环水给水温度为32℃，给水压力为0.4MPa，回水温度为40℃，回水压力为0.2MPa。系统设：循环水泵：DFSS500-700(1)A型双吸离心泵七台，五开两备；单泵性能：Q=2029-2898-3256m3/h，H=59-53-46m。系统采用GFNL-3500型风机钢骨架逆流式玻璃钢冷却塔四座。2）制冷循环水系统该系统循环水量为3500m3/h，循环水给水温度为32℃，给水压力为0.4MPa，回水温度为40℃，回水压力为0.2MPa。系统设：循环水泵：DFSS500-700(1)B型双吸离心泵三台，两开一备；单泵性能：Q=1930-2757-3156m3/h，H=53-58-42m。系统采用GFNL-3500型风机钢骨架逆流式玻璃钢冷却塔一座。3）加氢循环水系统该系统循环水量为2000m3/h，循环水给水温度为32℃，给水压力为0.4MPa，回水温度为40℃，回水压力为0.2MPa。系统设：循环水泵：DFSS500-700(1)B型双吸离心泵两台，一开一备；单泵性能：Q=1930-2757-3156m3/h，H=53-58-42m。系统采用GFNL-3500型风机钢骨架逆流式玻璃钢冷却塔一座。为了满足循环水系统水质要求，以上三系统还设有过滤器、加药加氯装置等水质稳定处理设施。4.脱盐水站为了满足化工工艺和锅炉用水要求，设置脱盐水站一座。1）全厂需水量全厂化工工艺用水量29.6t／h锅炉补给水量101.0t／h加药装置1.0t／h工艺冷凝液返回90.0t／h合计43.6t／h考虑一定的裕量及化工装置开车用水量的需要，脱盐水站水处理规模按正常生产脱盐水50.0t／h设计。2）脱盐水站流程的确定根据水质分析资料，脱盐水站的脱盐水制备流程拟定为：原水机械过滤器活性炭过滤器钠离子交换器保安过滤器反渗透装置除二氧化碳器中间水箱中间水泵混合离子交换器脱盐水箱脱盐水泵用户。该流程技术可行、设备落实、出水水质稳定，可满足锅炉和工艺对给水水质的要求。该方案比全部采用阴阳离子交换脱盐水系统大幅度降低了酸碱耗量，减少了环保污染。混合离子交换器树脂采用盐酸和液碱再生，盐酸和液碱来自槽车，由卸酸碱泵打入高位酸和碱贮槽，自流至计量箱，经酸和碱喷射器分别将溶液稀释并送至混合离子交换器，对失效的阴、阳离子交换树脂处理再生，重新待用。再生废液经地沟流入中和池，经中和泵打循环，使水质合格(PH=7-9)后，排入污水管网进污水处理场。凝结水处理一并设置在脱盐水站，根据锅炉给水及凝结水水质要求，凝结水处理流程拟定为：全厂凝结水凝结水箱凝结水泵自动清洗过滤器除铁过滤器混合离子交换器水箱除氧水泵除氧器给水泵锅炉。3）酸碱废水中和处理脱盐水站的再生废液经地沟排至站外的中和池内，控制酸碱废水的PH=6-9，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》后，由废水泵排至全厂废水处理系统。二、工厂排水该工程全厂排水系统分为生产、生活污水排水系统及清净下水排水系统。1.生产、生活污水排水系统该系统含有压生产排水和无压生产、生活排水，分别收集化产及甲醇工段排出的有压污水及生活区、直立炉等工段排出的无压生产、生活污水（不包括脱硫残液），全部送往生化处理装置经处理后作为循环水补充水，以实现零排放。1.生产清净下水排水系统该系统收集锅炉排水等清净下水加压后作为熄焦补充用水。三、生化处理该工程需处理的污水量：50.6m3/h。考虑生产和生活污水量的波动性及不可预见性，设计生化处理规模为100m3/h。该工程生化处理流程如下图1.1-1所示：外送（循环水补充水）污水提升池外送（循环水补充水）污水提升池斜管除油池气浮装置缺氧池厌氧污泥膨胀床调节池好氧池中间沉淀池接触氧化池复用水池及泵房MBR池最终沉淀池生产、生活污水图1.1.6-1生化处理流程图经生化处理后，出水水质满足循环补充水水质要求，即满足《污水再生利用工程设计规范》的要求。1.2供电一、计算负荷及负荷等级1、该工程年产90万吨兰炭、15万吨甲醇、15万吨焦油加氢、5万吨粗苯加氢及与之配套的公用工程。其总装机容量36863kw、常用容量20648kw、需要负荷18283kw、总视在容量20100KVA。2、负荷等级：根据各装置用电设备负荷性质及工艺流程要求，各生产装置及辅助生产装置中直立炉、备煤、筛储焦、净化装置、甲醇装置、锅炉装置、焦油加氢装置、粗苯加氢装置及公用工程属连续化生产过程的用电设备为二级负荷。10KV及以上控制系统及压缩机润滑系统油泵、消防用电设备、仪表电源、事故照明为一级负荷。除此外仓库、厂内办公楼、厂前区辅助设施为三级负荷。一级负荷的动力设备、消防用电、仪表电源采用生产用电电源及保安电源供电，经用电设备终端电源开关切换后配电。二级负荷采用双电源供电。二、供电电源选择及可靠性1、该工程建在工业园区内，工业园区内具有可靠的变电站，该站供电裕量较大，可以向该工程分别提供两路35KV电源，其可靠性及供电能力完全可以满足该工程所需的用电量。即每条电源容量都能够按100%的负荷要求供电。园区内变电站距该工程约有2公里。2、一级用电负荷的保安电源：引自青铝厂变电所。三、供配电系统根据用电负荷统计计算、用电负荷的分布，以及各生产装置的特性，按照技术先进可靠，运行灵活、维护方便，较好的性能价格比，环保节能等原则，确定供配电系统方案。1、从整个工程布局及发展考虑在工程区域内拟建一座35KV总变电所。两回35KV电源采用钢芯铝绞线架空引至该工程总变电所附近再改用电缆进入35KV进线开关柜。总变布置：2台主变压器室外安装，建筑物设计共分三层，三层为35KV、10KV开关室及微综合保护自动化控制室；二层为电缆夹层室；一层为办公室、工具室、维修室等辅助室。总占地面积约50m×70m。总变电所为该工程供电中心。35KV、10KV配电装置均为单母线分段接线，母线设备自投。10KV系统Ⅰ、Ⅱ段母线分别向辖区内净化开闭所、各装置分变电所变压器提供10KV电源，向附近甲醇、循环水及焦油装置10KV高压电机提供配电。2、净化开闭所负担净化装置高压电机配电和净化分变电所变压器10KV电源。开闭所10KV配电装置为单母线分段接线，母联设备自投。开闭所建在净化区域负荷中心，占地面积约：24m×9m。3、在各装置区拟建独立分变电所即煤兰炭分变电所、净化分变电所、甲醇分变电所、共用分变电所、焦油及粗苯加氢分变电所。各分变电所占地面积约为20m×7.5m，两层建筑，一层为：电缆室，二层为：0.4KV配电室、干变与低压柜同室布置。4、锅炉装置变电所与锅炉房建筑物为一体。各分变电所0.4千伏配电装置均为单母线分段接线，母联设备自投。设10/0.4KV配电变压器2台。无功补偿：经计算净化开闭所、各分变电所需装无功电容补偿装置，按电压等级及母线分段进行自动补偿。补偿后要求功率因数达到0.92以上。而总变电所因10千伏高压同步电机容量大，设备自然功率因数COS¢=0.92，因此高压侧不再装无功电容自动补偿装置。各分变电所配电变压器的容量均按一台故障时，另一台变压器能带起所有二级负荷及75%以上负荷来选择，能够维持生产运行的用电要求。各生产系统根据需要设有配电室。该项目电修依靠社会力量。四、电气设备继电保护及自动装置1、10KV配电系统采用电站微机综保装置，操作电源选用DC220V。继电保护按现行国标来设计系统保护和安全自动装置。总变与净化开闭所之间的10千伏系统的监控、通讯联络采用光纤通讯。总变电站按有人职守，净化开闭所、分变电所按无人值守设计。2、直流系统：总变选择一套100AH的直流屏。开闭所选择一套30AH的直流屏。3、低压用电设备的操作电源选用AC220V，保护采用低压断路器、接触器、智能保护器（热继电器）的组合方式。功率≥45kW的电机和重要电机现场安装电流表。功率≥110kW的电机配备软启动器。备煤系统、筛储焦系统工艺流程长，联锁复杂，采用PLC控制系统。五、电缆敷设该项目各界区变电所各电压等级的馈电均采用放射式方式。电缆敷设根据装置环境特性采用电缆桥架、穿管沿建筑物敷设或局部穿管埋地敷设。六、防雷、接地及防静电该项目高压系统为中性点不接地系统。0.4kV系统采用TN-S接地系统。对容易产生和积累静电荷的工艺设备、管道按规范要求做防静电接地。各生产装置建筑物按二类防雷建筑物设置，其余按三类建筑物设置。1.3电气该部分除按国家标准要求、满足其是用环境特性外，还考虑其节能效果。主要电气设备见表1.2-1所示。表1.2-1主要电气设备一览表序号设备名称规格型号单位数量主变压器SZ10-35/10kV20000kVA±3×1.5%台235kV开关柜KYN1面11微机综合自动化控制系统35kV套1直流电源屏100Ah套110kV开关柜KYN28-12面5410kV消弧及过电保护装置面4微机综合自动化控制系统10kV套2直流电源屏30Ah面1干式变10/0.4kV630～1600kVA台12低压抽出式开关柜面150低压开关柜面100现场控制箱、防爆控制箱台164PLC可编程控制系统套2操作柱台368电源检修箱台50UPS（EPS）不间断电源5kVA,10kVA,20kVA台7操作台台8动力配电箱面20防爆照明箱及照明箱台1001.4供热该项目供热范围包括直立炉、煤气净化、化产回收、焦油加氢、粗苯加氢和合成甲醇等主要生产装置的生产用汽以及全厂生活用汽。按照XX集团在XX临河工业基地的规划，中压蒸汽由园区中压蒸汽管网提供，该项目仅建低压蒸汽锅炉房进行供热。该工程拟建一座锅炉房，内设置三台50t/h循环流化床蒸汽锅炉，主机参数如下：锅炉炉型：循环流化床锅炉锅炉额定蒸发量：50t/h蒸汽出口温度：194℃蒸汽出口压力：1.27MPa（G）给水温度：104℃锅炉保证热效率：87%排烟温度：150℃锅炉正常运行锅炉二开一备，可满足化工工艺连续生产、生活和采暖用汽。当一台锅炉停止运行时，启动备用锅炉，增加了全厂安全生产供汽的可靠性。1.5空压氮压站该站为全厂提供仪表空气、压缩空气及压缩氮气，需要量和质量要求见表1.5-1所示。表1.5-1全厂所需仪表空气、压缩空气及压缩氮气一览表工段用气量（Nm3/h）质量要求压力（MPa）温度（℃）露点（℃）使用情况备注压缩氮气4000洁净无尘0.740无要求间断开车时用仪表空气1000无油无尘0.740-40连续全厂仪表用压缩空气脱硫5600洁净无尘0.740无要求连续直立炉1000洁净无尘0.740无要求间断焦油加氢1500洁净无尘0.740-40连续全厂仪表用粗苯加氢1000洁净无尘0.740-40连续全场仪表用为满足甲醇装置开车吹扫、置换、压缩空气以及仪表空气的用量及压力要求，选用SA-250W型螺杆式空压机3台，单台能力42m3/min，输出压力0.75MPa。同时配置一套无热再生压缩空气干燥净化装置，满足仪表用气的露点及含尘量要求，该设备额定处理气量为60m3/min，再生气耗量约15%，成品气露点-40℃，能够满足全厂仪表用气的质量要求。当空分装置运行正常后，仪表所用压缩空气由空分装置提供，两台压缩机作为氮压机满足压缩氮气的要求。1.6制冷站在（冷鼓工段和洗脱苯工段）对炭化煤气冷却装置，提高冷却效率，为了减少新鲜水的消耗量，节约用水，拟设置制冷站。全厂各车间（装置）用冷水量、用冷方式、用冷温度等级要求见表1.6-1所示。表1.6-1全厂用冷水量、用冷方式、用冷温度一览表序号名称使用情况温度（℃）冷水量（m3/h）备注硫铵连续1610制冷水总量960m3/h洗脱苯连续16200冷凝鼓风连续16750该项目选用蒸汽型溴化锂制冷机组，拟配置3台蒸汽型溴化锂制冷机。冷冻站规格为制冷量：900×104Kcal/h。1.7采暖通风与空气调节及除尘一、采暖该项目的生产厂房及辅助建筑物均设置全面采暖系统。采暖热媒为110℃/70℃热水（高温水）及95℃/70℃热水（低温水），热水由换热站制出。备煤、筛焦栈桥和转运站的采暖热媒为110℃/70℃热水，其余建筑物的采暖热媒为95℃/70℃热水。高低温水分别由厂区室外管架管网供给厂区各个建筑物。采暖外管网为管架敷设，在厂区厂前区等无管架之处。管网采用直埋敷设。散热器的选择：备煤、筛焦栈桥、转运站等放散粉尘的车间均采用光面管散热器。其它厂房均采用定向对流灰铸铁散热器。对于远离采暖管网小型建筑单体采用电暖气采暖。二、空气调节根据相关专业设计条件，在DCS仪表控制室，采用风冷式恒温恒湿空调机，保证室内设计温度、湿度，设新风净化机并维持室内微正压。用于DCS控制室和仪表机柜室的空调设备应考虑备用，以确保在任何情况下空调系统能正常运行。在对温度有要求的办公、操作室设置热泵型柜式或壁挂式空调机。三、通风该评价项目根据各生产装置的特性设置通风系统。通风方式为局部与全面通风两种。为化验室设通风柜局部排风，对产生有害气体及散发大量余热的车间设置全面排风装置，用轴流风机或屋顶风机进行机械通风换气。在其它无空调要求的操作室等，夏季为改善人员工作环境设置调速吊扇或台扇。通风设备根据使用场所的特性分别考虑防腐、防火、防爆的要求。在产生大量热的厂房，设置自然通风与机械通风相结合方式。为改善操作环境，对散发余热、余湿和有害气体的房间、备煤粉碎机室、高压配电室、运转站地下部分等处设置轴流风机进行机械通风换气。直立炉厂房排焦空间及炉顶操作部位以及煤、焦输送，地下通廊等处设置屋顶风机进行机械通风换气以排除余热及NOX、SO2、CO、CO2等有害气体，改善维修人员操作环境。净化煤气车间脱硫工段的硫磺仓库、硫铵工段的结晶槽室、离心机室、干燥机室等处按工艺要求进行机械通风；煤气净化车间的鼓风机室设机械排风兼事故通风。制冷站、空分、压缩机房、罐区泵房设机械排风。综合水泵站的药剂库、投药间设置轴流风机进行机械通风以排除有害气体。综合化验室的通风柜设屋顶风机进行机械排风以排除有害气体。筛煤楼及筛焦楼、粉煤及粉焦仓处设置圆形风帽自然通风，排除余热、余湿。各车间属于防爆区的场所均采用防爆型通风设备。四、除尘煤在输送、筛分过程中产生的煤尘及兰炭在运转、筛分、贮存中散发出的焦尘等都会污染车间的环境。煤气净化、甲醇装置、焦油加氢、粗苯加氢等装置生产过程中产生的煤气、硫化氢、苯、氨等有害气体向车间挥发，这些气体达到一定浓度会危害工人身心健康。为消除车间内的各种有害气体和粉尘，设计采用自然通风、机械通风和机械除尘等措施。经通风换气，降低了室内有害物质的浓度。对产尘点进行机械除尘，使操作区岗位粉尘浓度不超过10mg/m3国家卫生标准：经除尘器净化后的排出气体粉尘浓度<50mg/m3，达到国家排放标准。备煤工段：为消除煤在粉碎过程中产生的大量煤粉尘，在皮带机头转运点和破碎机、筛分机的下部设除尘罩控制粉尘外逸，为此设置一个机械除尘系统。除尘设备选高效低阻防爆气箱脉冲袋式除尘器进行除尘。除尘器滤料采用防静电材质，风机采用BT4-72防爆离心风机。除尘器收集的煤尘返回煤系统中。净化后的气体经风机排至室外。筛储焦工段：在振动筛的上下部均设置除尘罩，采用高效防爆型气箱脉冲袋式除尘器进行除尘。除尘器滤料采用防静电材质，风机采用BT4-72防爆离心风机。除尘器收集的焦尘返回焦仓中。净化后的气体经风机排至室外。1.8外管该项目为较大型煤化工工程，厂区工艺外管设计主要包括直立炉、煤气净化化产回收区、甲醇装置区、焦油加氢、粗苯加氢装置、空分、空压站、锅炉房、罐区、气柜等各工序间工艺、公用管道的衔接。输送的介质主要有粗煤气、净化煤气、氢气、燃料气、硫酸、烧碱、粗苯、纯苯、甲苯、二甲苯、甲醇、焦油、石脑油、柴油、焦油沥青、氨水、压缩空气、仪表空气、蒸汽、冷凝液、软水、气相和液相的介质等。拟设计的管道：1、为满足配套90万t/a兰炭及15万t/a甲醇、15万t/a焦油加氢、5万t/a粗苯加氢装置所需输配的需要，主要介质管道的管径尺寸均按最大负荷进行，管径最大的为炭化煤气管道，约为DN2000。2、管道敷设以保证安全、正常生产及便利操作、检修为原则，力求集中敷设，节约材料，整齐、美观。3、管道采用架空敷设，管架采用钢筋混凝土结构与钢架结合的形式，管架形式有桁架、带纵梁式管架和独立式管架，管架过道路净高不小于5.5m。4、管道设计考虑高点设置放空、低点设置导淋，并考虑厂址冬季寒冷条件加强保温设施，对蒸汽管道在适当的位置设置输水装置。管道的热补偿尽量采用自然补偿，输送煤气、氢气、燃料气的管道设有防静电设施。5、低压蒸气、压缩空气采用枝状输送，其他管道采用单线。蒸汽管网分支处设切断阀。1.9化验分析检验对控制产品质量起着至关重要作用。为了满足生产检验的需要，根据该项目的特点，设二级检验，即中央化验室与车间化验室：1、中央化验室（含环保监测站）设在净化车间办公楼内，总建筑面积约850m2；甲醇车间化验室、焦油加氢和粗苯加氢车间化验室设在相应车间办公楼内，煤焦制样间设在转运站内。2、化验室要求周围环境安静清洁，没有粉尘及有害气体污染，并远离振源，以减少或避免振动对实验室的干扰。3、中央化验室属质量管理部门，同时负责有关分析测试方法的研究及新技术开发等工作。因而整个中央化验室包括原料分析室、成品分析室、水质分析室、仪器分析室、色谱分析室、标准溶液制备室等功能间；环保监测站负责厂区环境监督及管理；甲醇、焦油加氢、粗苯加氢车间化验室主要承担车间（装置）生产的中间控制分析。包括中间控制分析室、仪器分析室、色谱分析室等功能间；煤焦制样间负责对煤和焦进行制样，制样后送中央化验室进行检验。4、中央化验室设行政办公室、天平室、高温室、贮藏室、留样间、资料室等辅助房间。化验室各功能间内设有通风柜。通风柜内配有上下水、单联水龙头、洗涤池、电插座以及局部照明，便于操作时使用。天平室与色谱分析室等功能间设有空调设施，并配有双层窗，以维持室内恒定温、湿度。各功能间内设有洗涤盆，配有三联或双联水龙头。化验室从配电室引线到每个功能间的电源控制箱，给各功能间用电配电。各房间内用电分照明用电及动力用电两部分，并设有暗插座箱和局部照明设施。1.10维修维修包括机修、仪修和电修。机修机修规模是按照该项目90万t/a兰炭多联产的较大型煤化工工程装置中小修和日常的一般性维修而考虑的。只承担部分易损件和旧件的修复。全厂大、中修理和备品备件的供应由外协来解决。机修的生产任务为：负责全厂的中小修和日常的修补工作。根据计算和布置，金工和钳工面积为540平方米；铆工厂房面积为450平方米和露天作业场360平方米。仪修该项目各主要生产车间采用DCS控制，一次仪表数量较多，应配备适当的仪修装备，保持正常的维护功能。电修该项目供配电系统拟配置中小修的维修装备。1.11电信电信设计包括项目内部的行政及调度电话系统（包括扩音对讲电话）、火灾自动报警（及消防联动）系统、可燃气体及毒性气体探测系统及其相关电信线路的敷设。厂区以外的中继线路不包括在该设计范围内。1、行政及调度电话系统（包括扩音对讲电话）厂区内部通讯