本科毕业设计20万吨年合成氨项目立项设计方案说明文本第一分册技术说明Word下载.docx

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7.10电气系统电压……………………………………………………………69

7.11电源接地系统方式………………………………………………………69

7.12检修电源…………………………………………………………………70

7.13电缆及敷设………………………………………………………………70

7.14照明………………………………………………………………………70

7.15防雷接地…………………………………………………………………71

7.16电气定员…………………………………………………………………73

8电讯…………………………………………………………………74

8.1设计内容……………………………………………………………………74

8.2设计原则……………………………………………………………………74

8.3本工程电讯设计采用的规范和标准………………………………………74

8.4火灾自动报警系统说明……………………………………………………74

8.5电源与接地…………………………………………………………………75

8.6火灾自动报警系统网络……………………………………………………75

8.7电讯用户表…………………………………………………………………75

9给排水及水工艺……………………………………………………77

9.1概述…………………………………………………………………………77

9.2设计中采用的主要依据、标准、规范……………………………………77

9.3气象资料……………………………………………………………………77

9.4设计原则……………………………………………………………………77

9.5本专业设计范围及设计分工………………………………………………78

9.6给排水………………………………………………………………………78

9.7水工艺………………………………………………………………………81

10土建………………………………………………………………86

10.1设计依据…………………………………………………………………86

10.2建筑设计说明……………………………………………………………86

10.3结构设计说明……………………………………………………………88

11采暖通风及空气调节……………………………………………93

11.1基础资料…………………………………………………………………93

11.2设计范围…………………………………………………………………94

11.3主要设计方案叙述………………………………………………………94

11.4附表………………………………………………………………………95

12车间分析室………………………………………………………96

12.1设计依据…………………………………………………………………96

12.2任务范围…………………………………………………………………96

12.3主要分析方法概述………………………………………………………96

12.4主要分析仪器简介………………………………………………………96

12.5分析室概况………………………………………………………………96

12.6定员………………………………………………………………………96

13热工………………………………………………………………98

13.1工艺说明…………………………………………………………………98

13.2控制要求…………………………………………………………………98

13.3环保措施…………………………………………………………………98

13.4产品设计要求……………………………………………………………98

13.5主要设计文件……………………………………………………………98

13.6主要设计标准规范………………………………………………………99

13.7设计燃料天然气…………………………………………………………99

13.8原料及动力消耗…………………………………………………………99

13.9排放物……………………………………………………………………100

1合成氨装置及公用辅助工程装置概况

1.1项目概述

XXXX国际化肥有限公司20万吨/年合成氨项目，建设地点在XX省西宁市西宁（国家级）经济技术开发区甘河工业园区内，距离西宁市区约35公里、湟中县城6公里。

海拔2600米。

项目建设规模为20万吨/年合成氨、30万吨/年熔融尿素。

业主：

XX国际化肥有限公司

中国XX工程公司设计范围：

20万吨／年合成氨装置，其范围为：

合成氨主装置、合成氨循环水、氨球罐、综合楼（包括：

合成氨装置控制室、10kv变配电所、车间分析室、办公室、会议室）、25吨/时天然气烧开工锅炉等。

本项目将于2010年1月完成建设、开车、考核。

项目代码：

E08006

1.2设计依据

1.2.1由中国XX工程公司编制的项目可行性报告。

1.2.2中国XX工程公司与XX国际化肥有限公司所签署的《磷复肥项目（A包）20万吨／年合成氨工程EPC总承包合同》，合同编号CD-2008101（中国XX工程公司编号）、QHYTHIC-00-080115-0001（XX国际化肥有限公司编号）。

1.2.3环评报告及批复件。

1.2.4安评报告及批复件。

1.2.5职业病防治报告及批复件。

1.2.6地震安全评价报告。

1.2.7业主提供项目实施所需的原料及地址、气象等条件。

1.3设计指导思想

1.3.1立足国内成熟、可靠的先进技术。

在保证技术先进性、可靠性的基础上，节省投资、节能节水，以达到本项目技术经济的最佳化。

1.3.2认真贯彻国家环境保护法，搞好“三废”治理，控制“三废”排放量。

1.3.3严格执行国家对安全生产、工业卫生的各项法令。

1.3.4严格执行国家对消防的各项法令。

1.3.5在设计中要尽量节约用地，提高土地利用系数。

合理利用人力、物力资源，尽量获得更好的社会效益和经济效益。

1.3.6遵照设计原则：

工厂布置一体化、生产装置露天化、建、构筑物轻型化、公用设施一体化。

1.3.7充分考虑业主的要求，在大的设计方案上，取得业主的同意。

1.4建设规模及产品方案

1.4.1合成氨装置

生产能力：

６７９吨合成氨／日。

包含以下工序：

1.4.1.1天然气配气站工序：

天然气洗涤塔，常温脱硫槽等。

1.4.1.2脱硫、转化工序：

钴钼加氢槽，氧化锌脱硫槽，一段转化炉，二段转化炉、转化气废热锅炉等。

1.4.1.3变换、甲烷化工序：

高温变换炉，低温变换炉、变换废热锅炉、甲烷化炉等。

1.4.1.4脱碳工序（MDEA法）：

CO2吸收塔，CO2再生塔等。

1.4.1.5压缩工序：

空气压缩机,天然气压缩机,氢氮气压缩机,冰机等。

1.4.1.6合成、冷冻工序：

合成塔，氨冷器，氨分离器，合成废热锅炉等。

1.4.1.7氢氨回收工序：

高压洗氨塔，低压洗氨塔,膜分离器、氨蒸馏塔等。

1.4.1.8氨贮存工序：

液氨球罐、事故冰机等。

1.4.2公用工程

1.4.2.1综合楼，包含：

合成氨装置控制室、10KV配电室（预留二期空间布置）；

车间分析化验室；

操作室及机柜房（预留二期空间布置）、更衣室、交接班室；

办公室；

会议室；

每层设有卫生间。

1.4.2.2循环水系统：

冷却塔、吸水池、循环水泵等。

1.4.2.325吨/时天然气烧开工锅炉。

开工锅作为合成氨开工用，蒸汽总管还要与全厂蒸汽主管网联网。

1.4.3产品规格

1.4.3.1、操作制度

年操作日：

300天；

日操作小时：

24小时；

年累计操作小时：

7200小时。

1.4.3.2生产规模

679吨合成氨/日，28.3吨/小时。

20.370万吨/年。

1.4.3.3主要产品规格

1）液氨满足GB536-88要求

氨≥99.8%wt

残留物含量≤0.2%wt

油≤5mg/kg（重量法）

压力2.1MPa（G）

温度33℃

2）二氧化碳

CO298.5%vol（干基）

氢、氮等气体1.5%vol

水饱和

压力0.04MPa（G）

温度40℃

1.4.4原料、燃料消耗及动力消耗

（以每吨产品液氨计）

序号

名称

单位

消耗定额

吨氨

小时耗量

日耗量×

104

1

天然气

Nm3

887

25102

60.25

2

电

kWh

680

19244

46.19

3

循环水

m3

193

5451

13.08

4

脱盐水

4.50

127

0.31

5

仪表空气

28.27

800

1.92

6

输出中压蒸汽

（4.0MPag）

Kg

70.67

2000

4.80

7

（2.5MPag）

t

1.70

48.0

0.115

8

输出低压蒸汽

（0.5MPaG）

0.67

19

0.046

注：

天然气以干基计，Nm3指0℃，0.10133MPa（A）状态下的体积。

1.5厂址概况

1.5.1厂址位置

本项目拟建厂址位于西宁市西南、湟中县鲁沙尔镇西端，湟水河支流甘河谷内的西宁经济技术开发区甘河工业园区。

甘河工业园于2002年7月由省政府批准设立。

规划面积10平方公里。

距离西宁市区约35公里，距湟中县城6公里。

1.5.2地形、地貌概况

园区位于西宁市西南、湟中县鲁沙尔镇西端，湟水河支流甘河谷内，区域河谷地形呈带状，大致南北走向，南高北低势，甘河由南向北纵贯全境，并与东、西两山构成区域地形骨架，呈现出典型的河谷地貌。

工程地质情况：

0.0-2.10米（耕土和场地平整回填土），2.1-7.50米为卵石。

（5.00米左右夹有0.50-0.60米土夹石），未见地下水，涉及不考虑水对基础影响。

海拔2566.20—2608.75m之间。

1.6设计基础

1.6.1原料气规格

组分设计基准（v%）

CH497.7

C2H60.1

C3H8及以上微量

N22.2

总硫50ppmv

压力1.0MPaA

1.6.2地震烈度

抗震设计裂度为七度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组属第二组。

1.6.3气象条件

1）气温

全年平均温度3.1℃

最热月（七月）平均气温14.6℃

最冷月（一月）平均气温-8.9℃

绝对最高气温32.4℃

绝对最低气温-33.1℃

2）大气压力

全年平均气压:

737.7hPa

3）风向及风速

全年主导风向SW

全年平均风速1.5m/s

最大风速20m/s

4）基本风压（设计值）：

0.35kPa

5）降雨和降雪

多年平均降雨量566.9mm

最大日降雨量58.1mm

基本雪压值：

245.25N/cm2

6）蒸发量

多年平均蒸发量1304.5mm

7）湿度

年平均相对湿度61%

平均最大月相对湿度76%

平均最小月相对湿度48%

8）雷暴日数

年平均雷暴日数42.1天

9）全年平均日照数：

2588小时

10）冻土层深度：

1.3米

1.6.3公用工程条件

1）循环水

给水温度：

≤28℃

给水压力：

0.45MPa（G）

污垢热阻：

4x10-4米2.小时.℃/千卡（3.44x10-4m2.K/W）

氯离子（Cl-）：

150毫克/升

回水温度：

38℃

回水压力：

0.25MPa（G）

2）脱盐水（精制水）

电导率<

0.2μs/cm（在25℃）

SiO2<

0.02ppm（重量）

压力：

0.4MPa（G）

3）低压蒸汽

蒸汽压力：

1.0MPa（G）饱和温度

0.5MPa（G）饱和温度

4）中压蒸汽

4.0MPa（G）,360℃,

5）生活用水

0.4MPa（G）,

6）仪表空气

≥0.7MPa（G）；

无水、无尘、无油；

露点：

—40℃，

7）压缩空气

无水、无尘、无油，

8）电力供应

电源由大石门330kV变电站或园区新建330kV变电站供给110kV变电站，110kV变电站供给10kV变电所。

9）氮气

纯度：

99%露点：

-23℃压力：

0.5~0.7MPa（G）

1.7定员

1.7.1合成氨装置为连续性生产的化工装置，生产岗位实行四班三运转的作业制。

操作定员表

岗位名称

操作班数

每班人数

小计

备注

车间主任

白班

技术人员

值班长

主控室

12

巡回检查

压缩岗位

16

分析化验

20

冷冻

总计

76

1.7.2人员的来源及培训

1.7.2.1人员的来源

本厂可从XX集团现有工厂中抽调部分有经验的管理人员、技术人员和工人作为新厂的骨干力量，并结合工程的进程，吸纳大、专院校、职业学院的毕业生，招聘技术人员及工人。

1.7.2.2人员培训

由于本厂是一个技术含量较高的知识密集型企业，对管理、运行和维修人员的素质要求高。

要求一般操作人员应具有中专以上的文化技水平，主要操作人员（班长）要具备大专以上文化水平并有两年以上的化工生产操作经验。

主要生产岗位的技术骨干和生产管理人员应派往国内同类工厂接受技术培训。

各岗位人员均应通过考试或考核合格后持证上岗。

全员均应进行安全和消防培训。

1.8全厂综合技术经济指标

指标名称

数量

设计规模

顿/日

679

年操作时

小时

7200

原料及辅助材料消耗

Nm3/时

m3/时

动力消耗

KWH/时

三废排放量

废气

87790

废液

Kg/时

5822

废渣

m3/年

147.7

各种废触媒，送供应厂回收

设备台数

台（套）

133

能耗指标

Gcal/吨氨

7.783

总定员

人

总投资

万元人民币

47165.77

不含预备费

1.9存在的问题及解决意见

1.9.1能耗指标

目前仅为初步设计，大多压缩机、泵、及部分成套包的采购尚未开展，能耗指标：

7.783Gcal/吨氨，仅为根据经验及现有资料计算的数值。

详细设计阶段，根据厂商返回的资料，将有所调整。

1.9.2概算总投资

初步设计给出的概算总投资47165.77万元人民币（不含预备费），是根据现行的市场价格计算出。

随着工程进程，设备、材料及安装等费用将会有变动。

1.9.3合成氨装置内布置及厂房建筑

初步设计阶段，大多数设备采购尚未进行，装置内的厂房，特别是建筑面积较大的压缩机厂房，目前仅为初步方案。

详细设计展开后，随着厂家资料的返回，合成氨装置内布置及厂房建筑均会调整。

2工艺设计说明

2.1设计范围

2.1.1设计规模

679吨/日，28.3吨/小时

2.1.2操作制度

2.1.3设计范围

20万吨/年合成氨主体装置的初步设计和详细设计。

主体装置内容如下：

（1）天然气配气站工序

（2）脱硫、转化工序

（3）变换、甲烷化工序

（4）脱碳工序（MDEA法）

（5）压缩工序

（6）合成、冷冻工序

（7）氢氨回收工序

（8）氨贮存工序

2.2辅助材料、中间产品、成品的技术规格

2.2.1主要产品规格

（1）液氨满足GB536-88要求

压力2.0MPa（G）

（2）二氧化碳

2.2.2催化剂一览表

催化剂名称

常温脱硫剂

钴钼加氢催化剂

氧化锌脱硫剂

一段转化催化剂

二段转化催化剂

高温变换催化剂

甲烷化催化剂

氨合成催化剂

低温变换催化剂

设备位号和名称

04R0101a,b

01R0101a,b

01R0102a,b

01B0101

01R0103

01R0201

01R0202

01R0203

01R0501

常温脱硫槽

钴钼加氢反应器

氧化锌脱硫槽

一段转化炉

二段转化炉

高温变换炉

低温变换炉

甲烷化炉

氨合成塔

催化剂型号

T703

T201

T308

Z111

Z205

B110-2

J106Q

74-1H/74-1

Z107

Z204

B204

尺寸mm

φ3~4×

3~15

φ5×

5~10

φ16×

8×

φ19×

9×

φ9×

5~7

φ5.0~8.0

16×

φ25×

10×

16~18

φ5~6×

4.5~5.5

需要量m3（包括损耗量10%在内）

2×

35.2

18.72

11.176

20.63

33.18

50.85

15.43

58.84

床层分配m3

32

17.02

上半部：

Z111（5.08m3）

上部：

Z205（3.88m3）

30.16

上部:

T308（5.23m3）

14.03

（12.53m3）

中部:

（15.66m3）

下部:

（25.3m3）

下半部：

Z107（5.08m3）

下部：

Z204（14.87m3）

B204（41m3）

组份（对控制组份要求）

供货厂

密度（按供货厂数据）kg/m3

700~800

1300

1150

Z111:

1140~1240

Z205:

1100~1150

1400~1600

T308:

800~1100

2800

Z107:

1000~1200

Z204:

1100~1200

B204:

操作条件

＜10MPa（G）

3.0~4.0MPa（G）

常压~4.0MPa（G）

0.7~4.0MPa（G）

常压~3.5MPa（G）

常压~3.5