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1、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
2、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3434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
3、、 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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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/h
9、M2: 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
10、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
11、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
12、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
13、、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
14、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（HG20580-199
