高炉煤气放散火炬系统技术协议

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1、南京钢厂煤气管道放散火炬系统技术方案第 1 页 共 11 页南钢高炉煤气 DN1000放散火炬系统技术协议制定单位：南京钢铁联合有限公司上海同济高科技发展有限公司日 期： 2009 年 2 月 9 日第 2 页 共 11 页甲方：南京钢铁联合有限公司乙方：上海同济高科技发展有限公司南京钢铁联合有限公司（以下简称甲方）就厂内原有的一套 DN700 高炉煤气放散塔,现将该放散塔拆除,同时委托上海同济高科技发展有限公司（以下简称乙方）在该塔所处地址上进行DN1000 高炉煤气放散塔大修重建。经双方友好协商达成如下协议。1 、设计依据 1.1 放散气体数据 放散介质：高炉煤气； 放散煤气温度：30-6

2、0（最大 80） 设计最大放散量：120000 Nm 3/h 高炉煤气主管压力：12kPa；1.2 公用工程条件 氮 气：0.3-0.6MPa，常温，输入管径 Dn50； 燃料气：焦炉煤气，36kPa，常温。低热值 420010%kcal/Nm3，输入管径 Dn80； 供 电： AC380V/50HZ，三相四线，容量 9 kVA；2 、放散设计方案2.1 设计原则 严格执行国家及行业相关标准、规范，保证火炬安全可靠运行； 根据最大放散量和放散压力确定主燃烧器的尺寸； 采用成熟可靠的技术，具有节能性和先进性； 设备具有良好的气密性，不得有煤气泄漏现象； 能实现放散火炬装置的远程手动/自动点火，消

3、灭常明火； 设备的检测、传输、调节、转换及控制功能灵敏准确，精确度高，响应速度快； 采用节能型结构的常明灯，降低燃料气的消耗。2.2 放散系统设计总体方案第 3 页 共 11 页该放散火炬系统设置：主燃烧器、防风罩、常明灯、分子密封器、火炬筒体及水平工艺管、火炬塔架、自动点火/放散控制系统、电气仪表、公用管道安装材料及电气仪表安装材料等。2.2.1 主要工艺参数 煤气放散量：最大放散量为 120000Nm3/h；，放散温度 30-60（最大 80） ，压力12kPa； 设计放散高度：50m。2.2.2 主体设备参数 主燃烧器： DN1000mm； 分子密封器： DN1000mm； 放散筒体：

4、DN1000mm； 放散塔架：底部根开约 7m7m，顶层检修平台高度约 46m； 水平工艺管 DN1000mm，长度约 8m。2.2.3 责任和供货范围： 设备及工艺公用管线：放散调节蝶阀（含调节蝶阀）后，地面以上的所有设备、工艺公用管线（高炉煤气、焦炉煤气、氮气）的设计、供货和安装由乙方负责；放散筒体和放散塔架的地锚螺栓由乙方负责供货； 自动点火控制系统：火炬自动控制柜后的所有电气仪表设备、电气仪表安装材料的设计、供货和安装由乙方负责；火炬自动控制柜安装位置位于距火炬塔架距离不超过200m 的控制室内，控制柜与火炬塔现场之间的电缆敷设利用管道支架及管道加强环；两台火炬监控专用工控机的供货由乙

5、方负责。 （详见供货清单） 南钢给 2 路 3 相电源到上海同济电气柜由继电器切换，确保 UPS 和执行机构得到 2 路供电。2.2.4 自动点火控制系统的功能有： 放散系统自动点火； 控制室手动远操点火和现场手动点火； 系统点火故障报警； 系统燃烧状态显示，监测火炬的工作状态； 点火控制柜预留与用户中央监控系统的 EMS 通讯接口； 现场燃料气、氮气管道低压报警；2.3 放散火炬系统主要技术特性表第 4 页 共 11 页一、放散系统总体性能设计数据设计流量 120000m3/h 介质（主要成分） 高炉煤气放散高度 50m 塔架高度 约 46m1放散温度 30-60 放散筒体 DN1000 二

6、、主体设备性能及结构参数主燃烧器 TJFL-1000A规格 DN1000 类型 空气混合型常明灯数量 3 设计最大放空量 120000Nm3/h材质 304 设计寿命 15 年1制造厂商 上海同济高科技发展有限公司分子密封器主要材料 Q345R 规格 DN1000密封介质 氮气 氮气耗量 58 m 3/h防腐要求 表面耐高温防腐漆 设计寿命 15 年2制造厂商 上海同济高科技发展有限公司放散筒体主体材料 Q235B，t=10mm 规格 DN1000防腐要求 表面防腐漆处理 设计寿命 15 年3制造厂商 上海同济高科技发展有限公司放散塔架高度 约 46m 塔架形式 预应力钢管塔、法兰连接底部根开

7、 约 7m7m 顶部根开 约 2.52.5m主要材质 20#无缝钢管等 爬梯形式 斜爬梯，钢隔栅防腐处理方式 热浸锌防腐处理 设计寿命 30 年4制造厂商 上海同济高科技发展有限公司三、主要仪表参数及技术性能1 程控仪 S7-300 厂家 西门子2 热电偶 WRNK-331 测温范围 0-1000四、点火系统主要技术性能参数常明灯型号 JN-I 数量 31材质 304 单支耗气量（燃料气） 约 3Nm3/h高空点火器类型 电打火、高能放电 数量 3电源 220V、50Hz 单只功率 1.5 kW输出电压 250010%V 点火能量 12 J防爆等级 dIIBT4 防护等级 IP54点火持续时间

8、 30s 设计寿命 2x105 次2制造厂商 上海同济高科技发展有限公司3 点火嘴第 5 页 共 11 页点火能量 12J 使用寿命 2105次材质 外壳不锈钢 点火频率 1216 次/秒高压导电杆耐压值 大于 5 kV 绝缘电阻 大于 500106 4中心电阻 小于 0.02/m 工作温度 7005 点火方式 1. 自动点火 2. 现场手动点火 3.控制室远操点火2.4 公用工程介质消耗指标单套消耗量序号 名称 介质压力 公称管径瞬时 / 间断 连续 用途及说明9Nm3/h 3 套长明灯燃料气1 焦炉煤气 36kPa（G） DN80 60 Nm3/h 伴烧环管用2 氮气 0.5MPa（G）

9、DN25 58Nm 3/h 分子密封气用1.5kW(每套) 高能点火器(3 套)3 用电量 380V/220V4.5kW 现场照明及维修用电3 放散系统设计方案说明3.1 工艺流程及总图布置说明高炉煤气放散系统包括主燃烧器、分子密封器、放散筒体、放散塔架、自动点火控制系统、公用管道、自控仪表及电气控制系统等部分。3.1.1 高炉煤气放散管来自高炉煤气总管的排放气，经水平工艺管进入放散筒体后，再经过分子密封器进入主燃烧器，由常明灯点燃燃烧放散。3.1.2 氮气管路氮气管进入火炬界区后经过滤器，分若干路后，分别进入筒体、分子密封器的氮气管和吹扫管法兰接口。氮气总管上设置低压力开关和氮气流量计，低压

10、报警信号和流量信号传至自动点火控制柜。3.1.3 焦炉煤气管路焦炉煤气总管经过滤器，分若干路后，一路进入伴烧环管，另三路分别作为三个高空常明灯气源。各路管道分别由独立的阀组控制。焦炉煤气总管道上设置低压力开关和流量计，低压报警信号和流量信号传至自动点火控制柜。3.2 设备设计说明3.2.1 主燃烧器（TJFL-A 型）：主燃烧器是整个煤气放散系统中关键的设备之一。该装置摒弃了传统的补充高热值气体助燃的方法，只需消耗少量的高热值气体，就能使低热值的放第 6 页 共 11 页散气体得以充分燃烧，从而降低对环境的污染。燃烧装置主要主要材质为 304，由以下几部分组成：a、旋流片：利用先进的三维流动理

11、论原理及设计方法，是一种性能优良，流动阻力较小的旋流片结构，能使低热值的放散气体形成速度均匀的流场与环形火焰强烈接触，形成综合的火焰，从而使放散气体得到完全燃烧。b、伴烧环管：放散燃烧装置燃烧外部四周设有伴烧环管。它的作用在于使低热值放散气体也能得到充分燃烧，符合一般冶金厂家的环保需求。伴烧环管的设立为用户在火炬处于恶劣工况下（短时超负荷、放散量特别小、煤气含水量过高、大风、大雨等）运行时提供了可靠保障。c、常明灯组件：通过优化设计，使每盏长明灯消耗约 35Nm 3/h 焦炉煤气，与普通设备90Nm3/h 的消耗量相比，节能效果显著，节约成本。d、防风罩：通过特殊结构设计的防风罩，能吸入大量空

12、气,与在旋流片的导流作用下的放散气体充分混合、燃烧，具有极强的燃烧稳定性，大大减轻了外部恶劣气候环境对放散火炬的影响。防风罩通过螺栓与燃烧器防风罩支架相连接，方便安装。3.2.2 分子密封器：其工作原理是采用分子量较空气小的惰性气体作为密封气（本项目采用氮气作为密封气源） ，密封气体由于浮力的作用充满分子封工作段的上部，如此，只要使氮气流速大于分子扩散速度，即可达到阻止外部空气通过扩散进入火炬筒体内，从而起到防止回火的目的；其主要材质为 Q345R。3.2.3 放散筒体：设计时，经多阶动力响应计算，确保在任何风速下不产生共振，通过在垂直方向上布置若干抱箍和平拉杆将放散筒体所受水平风荷载传递给支

13、撑塔架。其主要材质为 Q235B。3.2.4 放散塔架：整个塔架为预应力钢管桁架结构、变截面体系，塔架的立柱、斜杆、横杆均采用无缝钢管，主构件之间采用法兰螺栓联接。塔架在垂直方向上共分为若干个塔段，下部为刚性角分式斜杆的刚性构架，上部为柔性交叉斜杆的柔性构架，柔性交叉斜杆预加拉力，塔架中间设若干横隔，采用柔性拉杆通过抱箍预加拉力，保持塔体稳定性。塔体上设维修平台四处、斜爬梯一座。爬梯及平台的踏板采用钢格栅结构，有效的降低了雨水聚集对结构的腐蚀，所有的钢结构表面均采用热浸锌防腐处理，设计寿命 30 年。3.3 自动点火控制系统3.3.1 实现自动点火和远操手动点火，放散系统控制部分采用西门子 S

14、7-300 控制器，并能与上一级控制系统通讯。第 7 页 共 11 页3.3.2 自动点火控制系统由点火信号（由甲方提供） 、点火程控仪、高压发生器、高压电缆、高压导电杆及点火嘴、燃料气供应管路控制阀组、常明灯组件七大部分组成。当自动点火控制系统处于自动状态时，PLC 根据点火信号打开相应的常明灯燃料气管路气动球阀，触发高压发生器通过点火嘴引燃常明灯，通过常明灯点燃伴烧环管和主燃烧器。3.3.3 自动点火程控仪具有以下功能： 接受点火信号后，实现自动程序点火； 自动判断、监测、显示长明灯点火是否成功，如遇点火故障则发出报警信号； 自动判断、监测、显示放散气体是否被点燃，放散气体点燃后关闭常明灯

15、，保留伴烧环管伴烧，直至放散结束； 显示常明灯及主燃烧器工作状态； 在控制柜设自动/手动切换开关。 “自动”状态下实现自动程序点火， “手动”状态下可在控制室内手动控制点燃或熄灭常明灯。3.3.4 在各常明灯和主燃烧器上均设火焰检测装置，分别对各常明灯和主燃烧器进行检测，并将温度信号远传至操作室，供操作人员监测燃烧时常明灯和主燃烧器的工作状态，同时便于程控仪判断常明灯和主燃烧器是否点燃。3.3.5 对氮气管道及燃料气管道压力进行检测，一旦压力过低则发出报警。3.3.6 对放散气、燃料气、氮气的压力和流量进行全程检测和显示。3.4 电气设备该放散系统电气设备含三台高压发生器、若干防爆照明灯具。4 、设计制造标准规范石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范 .SH3009-2001环境空气质量标准 .GB3095-96大气污染物综合排放标准 .GB16297-97钢制焊接常压容器 .JB/T4735-1997爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 .GB50058-92石油化工自动化仪表选型设计规范 .SH3005-1999爆