焦炉烟道气余热回收利用技改项目可行性研究报告

1 1 1 1 2 6 6 6 72.4项目建设的必要性和有力条件 8 9 9 9 94.0焦炉烟气余热回收项目概述 4.2工艺布置与主要设备 5.0公共及辅助设施 5.4采暖、通风及除尘 6.3主要污染源、污染物、控制措施及符合的标准 7.2建设地区存在的主要危险因素及主要的防范措施 7.3生产过程中主要危险因素及主要的防范措施 7.5劳动安全防护措施投资估算及预期达到的效果 8.1编制依据及采用的主要标准 8.2建设地区存在的主要危险因素及主要的防范措施 8.3生产过程中主要危险因素及主要的防范措施 8.5职业卫生防护措施投资估算及预期达到的效果 9.1编制依据及采用的主要标准 9.2工程的火灾危险分析 9.3建设地区消防现状 9.4消防设计的初步方案 10.1编制依据及采用的主要标准 11.0职工定员及主要技术经济指标 13.0投资估算、资金筹措及投资使用计划 -1-焦炉烟气余热利用热力装置；（a)在安全可靠和经济合理的前提下，本项目体现高起步、高标-2-采用国内外先进技术，力求在技术合理的前提下降低方案设计c)认真贯彻国家和地方的安全生产和工业卫生的各项法规，建e)在工艺流程和设备选择方面，采用先进的节能降耗技术，减少对水、电、蒸汽等动力的消耗，以达到国家有关节能规定的要烟气余热利用装置设计规模与2×45孔DJL4350D型焦炉，年新建烟气余热利用装置是河津市禹门口焦化有限公司的节能环为本项目的实施打下了良好的基础，现有厂内烟囱附近的可利用地-3--4-7吨人5m2%m2-5-焦炉烟气余热回收应用装置具有工艺技术先进、环境和节能效益显著的特点。其工艺可降低炼焦生产总的成本费用，又能够从烟气中回收热能产生蒸汽获得直接的经济效益。从节能效益看，回收余热产生蒸汽，可直接应用于本厂化产回收车间生产。本项目装置标准煤8820t。该项目具有良好的节能效益。所得税后投资回收期从环境保护看，建设烟气余热回收装置，由于回收了烟气显热，生产蒸汽用于生产，取代了相应规模的蒸汽锅炉房，从而减少了锅炉燃烧废气、粉尘等对环境的污染。因此，烟气余热回收装置综上所述，焦炉烟气余热回收应用是一项工艺技术先进，环境和节能效益显著的建设项目，同时具有较好的经济效益。因此，本-6-营企业，其前身是山西龙门集团公司，该集团公司地处山西省河津市龙门村，北依吕梁、西临黄河，南通侯禹高速公路，侯西铁路线贯穿村中，矿产资源丰富，交通条件便利。龙门科技集团有限公司领村民共同致富而创建的集团公司。也是山西最大的村办集体企业，同时也是国务院农村政策研究室联系观察点。全村现有869户，约3500人，1200亩耕地。集团以集体经济为主体，股份、联营、个体四轮驱动。下设河津市禹门口焦化有限公司、河津市禹门口电力有限公司、河津市禹门口铝业有限公司、河津市五色石建材有限公司等8个子公司。主导产品为焦炭、煤气、粗苯、电力、铝人，中高级工程技术人员326人。其它建材、沙石、运输、农产品集团公司北依吕梁山，西邻黄河，南接108国道，东与山西铝厂为邻，侯西铁路穿越而过。集团独特的地理位置和丰富的矿产资十几年来，集团公司在党的十七大代表、全国劳动模范、五一劳动奖章获得者、村党委书记兼集团董事长原贵生及一班人的带领下，自加压力、负重赶超、自我积累、滚动发展，在长期的生产经营过程中，结合当地实际，走出了一条独特的经营发展之路。使企-7-年产二级冶金焦60万吨及化产产品，精铝及铝产品深加工万吨，2500t/d新型水泥熟料生产线等多元化企业。近三年的销售该集团公司经过跳跃式发展，已形成了以煤焦-电-铝为主，其它产业并存的多链条、多种经济发展模式共存的集团化企业。先后被国家农业部评为“全国大型乡镇企业”，被山西省科学技术厅认定为“省民营科技企业”，跨入全国民营企业500强（301位）和了更好的推动经济稳步发展，不断满足集团各单位用电需求，走规目正在安装调试阶段，发电项目的建成，既解决了集团焦化生产过程中产生的煤矸石和中煤堆放对土地的占用，又节约了能源，减少-8-产线，年生产能力达1.8万吨。该企业采用目前国内较先进的环保节能中间下料的预陪槽生产技术和智能化中央控制技术，使得部分河津市禹门口焦化有限公司关注近几年焦化节能工程技术的应用与推广，其节能和环保工作得到了广泛的认同。为回收焦炉烟气的显热，降低能耗，减少污染，河津市禹门口焦化有限公司决定采节能降耗已成为炼焦行业的工作重点，焦炉烟气余热回收装置可以回收烟气热能，实现节能环保双效益，降低企业的能耗，-9-河津市禹门口焦化有限公司焦化厂（以下简称焦化厂）位于河河津市禹门口焦化有限公司焦化厂焦炉烟气余热回收利用工程厂区有可利用现有的供电、供水系统，配套设施建设有利且方河津市地形由北及南，两端高中间低，似一马鞍，北部为吕梁山脉，海拔1320米，南部属峨嵋岭台地，海拔400-800米，中部为汾河流域，汾河西岸有一级阶地和二至三级高阶地，地势平坦。河津地河津市矿产资源丰富，主要有煤、硫、铁矿石、铝矾土、石灰石等。其中煤炭储量7亿吨左右，品质优良，硫铁矿储量为2268万吨；河津市除农耕田外，大面积的山地及丘陵地生长着混合植物群落，受地形、地貌、气候等因素的影响，形成的植被类型以落叶林和针叶混交林、灌木草丛为主。其中主要的林木种类有乔木、灌-10-仁饱满、品质好，自古以来驰名省内外，属当地特产，另外还有30-11-为回收利用焦炉烟气的显热，降低能耗，减少污染，提高焦炭质量，该公司决定进行焦炉烟气余热利用工程，该装置的产汽能力为7t/h。当装置年修或出现故障时，切换为原来改造前的4.1.1烟气流程：在地下主烟道翻板阀前开孔，将主烟道路热烟气从地下主烟道路引出，经余热回收系统换热降温后，将热烟气降至约160℃,经引风机再排入主烟道翻阀后的地下烟道，经烟囱4.1.2余热回收系统的组成：该系统由软化水处理装置、除氧器、水箱、除氧给水泵、锅炉给水泵、中温热管蒸气发生器、软水预热器、低温热管蒸气发生器、汽包、上升管、下降管、外连管路工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水一部分由给水泵输入热管软水预热器预热到后进入汽包，水通过下降管进入中温热管蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管（1）蒸汽发生器的原理为：热流体的热量由热管传给放热端-12-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（2）省煤器的工作原理为：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（3）低温蒸汽发生器的工作原理为：热流体的热量由热管传物经蒸汽上升管到达低压汽包，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。其低压饱和蒸汽主要应用于系统的热力行，而且废气热管外侧为翅片，这样换热面积增大，传热得到强面的比例，可以调节管壁温度，使之高于烟气露点温度或最大腐蚀-13-的汽水泄漏到热侧，确保了系统的安全运行，这也是该设备有别于-14-1台12台13套14台15套26频套17台18台19热管热力装置主要组成有汽包、过热器、蒸发器、省煤器、减-15-河津市禹门口焦化有限公司属于河津市，位于河津市西部，距根据环境保护要求和生产性质，结合本工程平面布置，考虑生产、生活、安全卫生、交通线路、采光通风等因素，对工程用地进-16-1234m2m2%m2-17-本工程所需的生产水均由焦化厂现有管网供给，并送至装置区生产消防给水由焦化厂现有管网统一供给，主要用于化学除盐消防按厂内同时发生一次火灾考虑。最大消防用水量：室内消内原有设施，室内外按现行建筑设计消防规范及《建筑灭火器配置规范》要求设置消火栓及配置灭火器，室外设地下式消火栓，消火-18-8t/h。为满足本工程干熄焦生产的需要和节约投资,拟利用原焦化厂硬度：~0mmol/L[以（1/2Ca2＋1/2Mg2为基本单元]a)《采暖通风与空气调节设计规范》b)《大气污染物综合排放标准》c)《工业企业噪声控制设计规范》-19-除盐水站、综合电器室均设采暖，散热器选用排管散热器,热媒除盐水站房设置轴流风机机械排风，并设圆形风帽自然通风为了改善功率因数，在变电所低压配电采用低压静电电容器进-20-对本工程供电系统的开关运行状态进行实时监视，有事故跳具有可靠性高、判断准确、动作速度快等特点，带有过流、速断、接地、过压、欠压、轻重瓦斯、温度等保护，可作为主保护也微机自动化系统可高速对系统本身进行巡检，随时监视，及时车间变电所低压配电室的低压配电屏向各用电设备送电。采用低压断路器作为短路保护设备，而以低压断路器和热继电器作为过负荷统），以实现余热回收本体生产过程的集中控制、监视和管理的自-21-总之，通过功能极为丰富的PLC系统，在操作室内即可对生产线路以电缆为主；动力电缆采用铜芯；控制电缆采用多股铜芯除设置工作照明外，根据规范在个别场所还设置应根据规范规定，对第三类工业建、构筑物根据计算考虑了防直-22-5.5.1.7.主要技术指标本项目工程设计涉及的电信设施包括电话系统、火灾自动报警火灾报警系统形式为区域报警系统。利用厂区电话作为消防通本工程报警系统可纳入全厂消防报警中心（集中火灾报警控制），本工程报警系统可纳入全厂消防报警中心（集中火灾报警控制），-23-设计主要包括余热热管锅炉（含除氧给水泵房），变频自动调为确保生产过程安全稳定地运行，提高控制与管理水平，发挥各装置的最大经济效益，提高劳动生产率，考虑到建设单位的具体情况，对烟气余热回收工艺操作所需的参数均引进综合控制系统（E&I系统），并视其重要程度分别进行调节、报警、联锁、记录及显示。该系统仪表与电力专业共用，能够为现场变送器配电。对DCS系统选用国际知名的先进系统。原则上要求选用技术先-24-4.6.3.2仪表电缆的选型，敷设方式及抗干扰措施缆；其余电缆选用聚氯乙烯护套、聚氯乙烯绝缘的控制电缆。所有仪表电缆与电气电缆分桥架敷设，处于同一桥架内部的仪表信号电仪表电源由电力专业提供两路来自不同变压器的独立可自动切换的220V.AC，50Hz电源，容量变压器不间断电源（UPS容量5kVA,后备电池时间30分钟，在突然停电时保证系统及操作员能进行必要的操作，以保证工艺装置除盐水站控制室的DCS系统由电力专业提供两路来自不同变压-25-DCS控制系统：设置一套DCS系统，监控余热回收本体运系统包括：热管锅炉装置、风机、烟气管道、供水系统、供电根据焦化建筑的特点，建筑设计应适用、经济、美观。建筑平面、剖面的设计在满足工艺生产、操作和检修的要求下，应符合焦采用新型防水材料，无组织排水，屋面排水坡度一般不小于2%,如为上人屋面则采用1％且增加砼保护板，一般由建筑找坡。承重墙体采用烧结粉煤灰实心砖墙，框架结构的填充墙体采用一般要求的建筑物楼地面面层为水泥砂浆，有耐磨要求的楼地），面为水磨石，有防腐要求的楼地面应选择相应的防腐材料作楼地-26-面，有抗静电要求的楼地面应设置抗静电活动地板，有防爆要求时一般建筑内外墙面及顶棚均抹灰刷涂料并作踢脚，仪表室、中窗：一般采用塑钢窗，有特殊要求时采用隔音窗、防火窗对产生噪声较大的生产厂房（如压缩空气站），在声源附近的对所有建筑物的防火要求,包括材料的选散等均按现行的《建筑设计防火规范》及《建筑内部装修设计防火规范》等执行。对于有爆炸危险的厂房，均应满足防爆和泄压要求，依据《建筑设计防火规范》的规定，采用门窗为泄压方式，其有酸碱等腐蚀介质的地面或楼面均采用防腐蚀措施，并根据腐5)建筑设计对采光、通风、日晒的考虑a)建筑物及房间在总图布置中尽量争取南北朝向，避免西-27-b)充分利用日光资源与人工光源，提供高质量的采光照明条c)在总平面布置上，建筑物体型和朝向的考虑、门窗处理等d)设计中的辅助用房，应符合《工业企业设计卫生标准》及a)结构布置、构造处理等方面要最大限度地满足生产需要价。除生产上有特殊要求外，柱网及承重构件的布置应符合建筑模数的要求，构件种类及类型应尽量统一。b)合理处理不同分期的土建设计及施工的接口，原则上不钢筋混凝土柱下一般采用现浇钢筋混凝土独立基础，砖墙下采用毛石条形基础或钢筋混凝土基础梁，设备基础一般采用混凝土基础，对于特殊设备基础（如干熄焦主体框架）则采用现浇钢筋混凝按现行的《建筑抗震设计规范》、《构筑物抗震设计规范》等-28--29-本工程有组织排放的大气污染物执行《大气污染物综合排放标-30-河津市位于山西省西南部，运城地区西北隅，地处黄河与汾河汇流的三角地带。北倚吕梁山与临汾市的乡宁接壤，西隔黄河与陕西省的韩城相望，东临稷山县，南与万荣毗连。境内交通方便，侯西刘西咀相隔1.9公里，南与龙门村相隔0.8公里，北与南山相距2.7公河津市地形由北及南，两端高中间低，似一马鞍，北部为吕梁山脉，海拔1320米，南部属峨嵋岭台地，海拔400-800米，中部为汾河流域，汾河西岸有一级阶地和二至三级高阶地，地势平坦。河津地河津市矿产资源丰富，主要有煤、硫、铁矿石、铝矾土、石灰石等。其中煤炭储量7亿吨左右，品质优良，硫铁矿储量为2268万吨；河津市除农耕田外，大面积的山地及丘陵地生长着混合植物群落，受地形、地貌、气候等因素的影响，形成的植被类型以落叶林和针叶混交林、灌木草丛为主。其中主要的林木种类有乔木、灌-31-仁饱满、品质好，自古以来驰名省内外，属当地特产，另外还有30河津市共辖有3镇8乡257个自然村，148个行政村。该市的总人口河津市工业发展较快，现有工业企业两千多个，乡镇企业占工业以煤炭、炼焦、运输、冶炼为龙头的产业，是河津市经济的一大支本工程污染主要噪声源有：蒸汽安全阀放散口，风机。本工程对噪声的控制主要采取控制噪声源与隔断噪声传播途径相结合的办风机单独基础或减震措施，风机与进出口管道间采取柔性连接经采取上述措施后，预计厂界昼夜噪声值可符合《工业企业厂绿化有利于防止污染，保护环境。在厂内各空旷地带遍植树木花草，提高绿化水平，绿化能净化空气，调节气温、减弱噪声、美-32-化环境、提高环境的自净能力，因此是保护环境的根本措施之一。本工程不设绿化管理机构－绿化办公室，所需绿化人员及设备本工程利用现有的环境管理机构及环境监测机构具体负责，以本项目的实施将会提高技术装备水平，同时节约了能源，又保护了环境。对改善厂区乃至附近地区的大气环境将起到积极的作本工程干熄焦将产生蒸汽55880t/a，产生的蒸汽供焦化厂使用。这样一来，每年可节约锅炉用煤气量约9172.8万立方米/a，从而减少SO2排放量约为382t/a，减少烟尘排放低了能耗，还可有效改善焦化厂区的环境空气质量，环境效益显-33--34-3)《中华人民共和国防震减灾法》（全国人民代表大会常务委3)《压力容器安全技术监察规程》[质技监局10)《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）-35-本工程主要危害因素可分为两类，一类为自然危害因素形成的危害和不利影响，包括地震、不良地质、雷击、洪水等自然因素；另一类为生产过程中产生的危害，包括火灾爆炸、高温高压、机械伤害、触电事故等各种危险隐患。为此，设计上采取下地震是一种能产生巨大破坏作用的自然现象，它尤其对建筑物的破坏作用明显，进而威胁设备和人员的安全，但是，地震一雷击能破坏建筑物和设备，并可能导致火灾和爆炸事故的发暴雨和洪水威胁工厂安全，其作用范围大，内涝浸渍设备，影-36-对热管换热锅炉本体、风机等第三类防雷建筑物采取避雷带防直击雷，每根引下线的冲击接地电阻一般不大于30Ω,防止雷击造在爆炸和火灾危险环境中做静电接地设计，属于户外装置的防静电接地与防雷接地装置共用；对于建筑物内部设备的防静电接地本工程所在地地震烈度为8度，在建筑设计中，进行准确的c)不良地质本建设地区地质条件较好，无不良地质地段、无断层、无滑坡等现象，但为了防止可能的地基沉降(或失稳)，采取相应处理措施，对建构筑物地基进行处理，加强建筑物的整体刚度，以防止产本工程生产过程中的主要危害因素有火灾爆炸、高温高压、触-37-在总图运输设计中，各装置及建筑物间均设置足够的防火安全锅炉汽包设有超压安全阀，并设有超压报警联锁；水位设高低水位亦报警及联锁，为确保锅炉安全运行，设有给水自动调节装置，并分别在现场和总控制室内设有水位显示，控制室内还设有高紧急停炉时主蒸汽切断阀关闭，风机停运。恢在电气设计中，消防设施采用单独回路供电；消防设施的配电线路采用非延燃性铠装电缆，明敷时置于在爆炸和火灾危险场所严格按照环境的危险类别或区域根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等规范规定配置相应在建筑设计中，严格执行《建筑设计防火规范》等规定，在火灾危险性较大的场所按《建筑灭火器配置设计规范》的相应规定设消防给水设计中，根据《建筑设计防火规范》等规定设置相本工程热管锅炉设超压安全阀及超压报警联锁，并严格按《蒸-38-汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》等规所有生产场所的带式运输机设置事故联锁停车装置，并配有灯为了防止触电事故并保证检修安全，两处及多处操作的设备在机旁设事故开关；电气设备外露导电部分应按系统的接地形式通过保护线(PE线)或保护中性线(PEN线)接地，必要时有些设备设置漏为了防止机械伤害及坠落事故的发生，生产场所梯子、平台及高处通道均设置安全栏杆；设备的可动部件设置必要的安全防护本工程设两路电源供电，每回路皆能承担全厂负荷的100%。-39-经采取措施后，一般情况下，本工程可基本避免火灾、爆炸事故等危害的发生，并可减少其它安全事故的发生，一旦出现事故，即可采取相应的备用或应急措施，将事故造成的损失降至较-40-9)《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-本工程主要危害因素可分为两类，一类为自然危害因素形成的危害和不利影响，包括暑热、寒冻、日晒、风向等自然因素；另一类为生产过程中产生的危害，包括高温、噪声振动-41-各种危险隐患。为此，设计上采取下述相应的防范措施减小或避人体有最适宜的环境温度，当其超过或低于一定范围时，会产生不舒服感。气温对人的作用广泛，作用时间长，但其危害后风向对有害物质的输送作用明显，人员处于危害源的下风向则为了防暑防寒，拟在生产厂房内采取夏季通风换气冬季采暖b)有害气体与主要风向的关系一般来说，风向对有害物质的输送作用是极为明显的，操作人员处于危害源的下风向则极为不利，使有害物质的危害作用达到最大。风向及风速对有害尘毒的传输作用十分明显，其对噪声的传输定，本工程位于居民区夏季最少频率风向的上风侧，故本工程的建本工程主要建筑物在总图布置中尽可能争取南北朝向，避免西晒，若有东西向的应采取遮阳措施。在总平面布置、建筑体型和朝向、门窗处理等方面组织好自然通风，一般情况下，尽可能采取自-42-然通风，必要时则考虑机械通风，以节省设备和投资。建筑物设计本工程尘毒防治从两方面考虑，首先从工艺上控制尘毒源，尽可能减少尘毒危害物的产生；对操作人员采取相应的防护性措施，经控制本工程主要工作场所有害物浓度满足《工作场所有害强振设备与管道间采取柔性连接方式，防止振动产生噪声向外在产生高噪声设备的厂房处设有隔声的控制室，并设置隔声门经采取措施后，主要岗位噪声均符合《工业企业噪声控制设计-43-为了减轻高温辐射造成的危害，有关操作等处设机械通风或空在温度较高的工作场所操作人员采取必要的个体防护与保健措经采取措施后，本工程操作场所及岗位空气中尘毒等有害物浓度将低于《工作场所有害因素职业接触限值》中相应的允许浓度；工作场所室内温度满足《工业企业设计卫生标准》及《采暖通风与空气调节设计规范》的相应规定；工作场所及岗位的噪声级-44-本工程生产过程中在有静电、明火、雷电、电气火花以及爆炸事故等火灾诱因隐患下，具有一定的火灾危险。火灾危险性及危害性的大小与危险物质的多少及生产性质、操作管理水平、环境等本工程在正常生产情况下，一般不易发生火灾；为了防止火灾的发生，或减少火灾发生造成的损失，在设计上采取相应的防范措在工艺设计中，在有燃爆性物质产生的场所设机械除尘装置及-45-本工程建构筑物与四邻间的距离均满足相应的防火安全距离要在内部总平面布置上，各设施间分类分区布置，并设置足够的本工程厂区内的道路宽度、净空高度均充分考虑消防车通行本工程厂区内的道路与与相邻建筑物或设施的最小距离为本工程不建消防站，消防事宜由现有的消防站负责，其消防能主要生产厂房设两个以上出入口，主要生产建、构筑物按相应规定的耐火等级设计，本工程建构筑的防火设计均严格按《建筑设在火灾危险性较大的场所按《建筑灭火器配置设计规范》的相应规定设置足够数量的移动式消防器材，以满足防火及消防的要消防设施用电采用单独的回路供电。消防设施的配电线路采用非延燃性铠装电缆，明敷时置于配线桥架内或直接埋地敷设，当发在爆炸和火灾危险场所严格按照环境的危险类别或区域配置相-46-在爆炸和火灾危险环境中做静电接地设计，属于户外装置的防静电接地与防雷接地装置共用；对于建筑物内部设备的防静电接地关规范要求在干熄焦装置、除尘地面站设置火灾自动报警系统和手动报警系统，选用集中报警系统形式，其报警控制器设置于现有的厂前区综合楼总调度室内。其中热管锅炉装置为一个火灾报警区本工程消防用水由焦化厂生产消