烧结机改造项目可行性论证报告Word格式文档下载.docx
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单位
指标
备注
1
烧结矿产量
104t/a
180
出厂烧结矿
2
烧结机总有效面积
㎡
有效烧结面积
有效冷却面积
216
利用系数
t/(㎡.h)
1.3
年作业时间
h
7920
3
烧结矿质量
TFe
%
56.0
FeO
10
R(Ca/SiO2)
2.0
转鼓指数(T)+6.3mm
≥72.0
4
原料消耗(干)
(估算)
铁精矿单耗
Kg/t结矿
670
白云石单耗
60
生石灰单耗
90
焦粉单耗
56
高炉返矿单耗
150
5
动力消耗
电
Kwh/t结矿
45
水
m³
/t结矿
1.1
其中新水
0.35
压缩空气
6.0
蒸汽
35
混合煤气
GJ/t结矿
0.10
6
设备总重
t
3665
7
装机总容量
Kw
11300
高压8460KW
8
劳动定员
人
160
2烧结工艺
2.1设计规模、工作制度及产品方案
2.1.1设计规模
依据GCS公司的改造预期目标,采用机上冷却烧结工艺,主体设备为有效烧结面积180㎡的一台带式烧结机,有效冷却面积216㎡的环冷机,年产成品烧结矿180万t。
2.1.2工作制度
烧结机为连续工作制,四班三运转,每班工作8h;
主机年工作时间7920h,日历作业率90.4%,单位产量为195t/h。
2.1.3产品方案
烧结机产品为经过筛分的冷烧结矿,粒度5-150㎜,温度≤150℃;
烧结矿主要化学成分指标:
TFe=56%,R=2.0。
2.2主要设计条件
2.2.1原、燃料的来源
烧结机使用的含铁原料主要是普通精矿,由料场采用皮带机运入配料仓。
燃料以焦粉为主,熔剂为生石灰和轻烧白云石。
燃料和轻烧白云石由皮带机运输,生石灰采用罐车运输。
2.2.2原、燃料的主要化学成分略。
2.2.3含铁原料、熔剂及燃料的需要量
原、燃料消耗量表表2.1
物料
单耗
干耗量
名称
结矿
小时耗量
日耗量
年耗量
kg/t
t/h
t/d
铁矿粉
130.65
3135.6
103.47
白云石
11.7
280.8
9.27
焦粉
10.92
262.08
8.65
生石灰
17.55
421.2
13.90
高炉返矿
29.25
702
23.17
合计
1026
200.07
4801.68
158.46
2.4烧结机系统工艺流程见图-1。
2.5主要工艺技术特点和装备水平
2.5.1除主体生产设备外,相关辅助设施尽量利用。
2.5.2配料设备采用变频调速圆盘给料机和电子皮带秤,PLC系统自动控制配料过程。
2.5.3采用小球烧结工艺,配备三次混合机,有效保证实现小球烧结;
同时采用燃料两次分加技术,在提高产量的条件下节能降耗。
2.5.4二次圆筒混合机内采用雾化水和特制逆流分级复合衬板,提高烧结机的制粒效果。
2.5.5混合料采用蒸汽预热技术,提高料温,增强料层的透气性。
蒸汽为余热回收蒸汽。
2.5.6采用机上冷却工艺,混合料的烧结和烧结饼的冷却过程都在同一台烧结机上完成,物化反应充分,可显著提高烧结矿质量;
取消热矿筛分工序,改善车间环境。
2.5.7采用大风量、低碳厚料层(料厚600-650㎜)生产工艺,强化料层的蓄热作用,有效降低燃料消耗,降低烧结矿中FeO含量,提高其还原性。
2.5.8烧结机采用高效节能型点火器,使用混合煤气点火,点火能耗0.10GJ/t-s。
2.5.9烧结机采用旋转散料收集装置,半悬挂柔性传动和尾部移动架等先进结构形式,设备运行平稳可靠。
2.5.10烧结机头尾采用全金属结构密封,台车采用弹簧滑道密封技术,有效降低漏风率,并设有台车篦条清扫器。
2.5.11烧结机采用圆辊给料机、辊式布料器和可调松料器技术,具有对小球破坏少,料面平整,混合料粒度偏析适宜的特点,保证料层具有较好的透气性。
2.5.12对扬尘设备严格密封,烧结机、原料和成品系统均采用静电除尘器集中除尘以保护劳动环境,使烟尘排放浓度≤100mg/Nm3。
2.6烧结工艺生产系统
烧结机工艺生产系统主要包括以下车间:
配料室、一次混合室、二次混合室、烧结主厂房、烧结风机房、冷却风机房、转运站及皮带机通廊等设施。
新1#烧结机的生产系统平断面布置详见附图。
2.6.1配料室
配料室设在原料仓库的西侧,增建2个圆筒仓,形成两列共计12个仓的配料系统,东侧6个仓作为铁精矿的配料仓,通过皮带上料;
精矿仓下采用PZ20圆盘给料机和电子皮带秤配料,增加2套配料设施;
现有2个白云石仓、2个燃料仓和2个生石灰仓的配料设施全部利旧。
配料设备全部由PLC系统实现闭环自动控制调节。
配料室±
0.00米地坪的配-2、配-3皮带机尾部延长6米;
检修设备利旧。
2.6.2一次混合室
一次混合室内设1台Ø
3.0×
13.0m圆筒混合机,刚性齿轮传动;
设备安装基本参数如下:
安装角度2.5°
,转速7.0r/min,填充率15.08%,混合时间为2.8min。
一次混合机设备、厂房和检修设施全部利旧改造,Ø
13.0m圆筒混合机是利用现在使用的二混制粒机。
2.6.3二次混合室
二次混合室内设1台Ø
3.5×
16m大型圆筒混合机,强化混合料造球,采用刚性齿轮配液压马达传动,转速可调;
设备基本参数如下:
筒体转速6.4r/min,安装角度1.5°
,填充率13.5%,混合时间为5min。
二次混合室混合机设备新上,厂房改造,检修设施全部利旧。
2.6.4熔、燃破碎间和二次配煤仓
烧结机熔剂和燃料来自现有烧结厂的熔燃制备系统,熔剂和燃料的上料系统和准备设施全部利旧。
二次配煤仓及二次配煤设施全部利旧。
2.6.5烧结主厂房
烧结机主厂房沿老厂房向西延长布置,新主厂房总成116.5米,宽12米,主要包括三次混合机、布料系统、点火、烧结、冷却、破碎和冷矿筛分工序,在标高16.90m平台设有中央计算机控制室(利旧),各作业工序设计如下:
(1)三次混合
三次混合机设在主厂房标高22.50平台,规格Ø
2.8×
7m,对二次燃料和混合料进一步造球,使燃料外裹在小球表面,提高垂直烧结速度,提高产量,并降低燃耗。
设备采用胶轮传动,安装角度2.0°
,填充率17.9%,混合时间为1.76min。
三次混合设备利旧改造,基础提高1.50米,传动装置与26.40米土建梁碰,设备做相应修改。
(2)点火系统
烧结机使用混合煤气为点火燃料,点火温度要求1100±
50℃,点火时间为1-2min,点火燃耗为0.10GJ/t烧结矿。
点火设备包括1台幕帘式点火器和2台高压鼓风机。
(3)烧结机及配套设施
烧结机设计有效抽风面积为275㎡,安装在烧结主厂房标高12.90m平台,台车宽度为3.2m,总有效长度为86m,其中有效烧结面积183.6㎡,有效冷却面积121.6㎡。
烧结机基本结构主要有烧结台车、头部骨架、中部骨架、尾部骨架、尾部移动架、风箱、灰箱、头部星轮、尾部星轮、滑道、头尾弯道、传动装置等主题设施以及混合料斗、圆辊给料机、多辊布料器、台车篦条自动清理装置等辅助设施组成。
下面简述其主要设计特点。
烧结机台车本体材质采用低硫球墨铸铁(球化率≥85%);
篦条为生产中易损件,采用材质为高铬铸铁。
台车设计为整体防漏风结构,主梁与篦条之间设隔热垫;
台车两侧下部采用弹簧弹压式密封装置;
拦板为上下两节式。
烧结机头部设有混合料斗、圆辊给料机和辊筛式布料器。
混合料斗通过侧重传感器安装于头部骨架,料斗上设置可调给料闸门,内部设防粘耐磨衬;
圆辊给料机采用交流变频调速装置,辊筛式布料器安装角度较小,强化混合料在烧结台车上的偏析分布,使混合料中的大颗粒尽量布在台车底部,提高料层透气性;
料层厚度为650-700㎜。
头部下方还设有台车篦条自动清扫装置。
烧结机头部传动为半悬挂柔性传动,采用交流变频调速装置,并配带光电码测速仪,可根据生产情况与圆辊给料机一起通过计算机进行同步调速。
烧结机下部设有风箱、风箱立管和大烟道。
烧结机风箱共60个,风箱设有防上浮装置;
点火器下3个风箱设有风量调节阀,采用电液动执行机构,机旁操作。
烧结机头尾密封采用全金属结构,密封性能良好,可降低烧结机漏风率。
烧结机润滑系统考虑如下,头部传动采用稀油润滑,中部滑道采用干油集中润滑,台车车轮为定期注油。
烧结机头部布料、点火和结尾单辊破碎均设有工业电视监视系统,用于辅助操作;
烧结终点位置和温度有仪表检测,计算机进行运算处理,在CRT画面上显示。
在主厂房标高12.25m平台设有小格拉链机,收集并运输烧结机散料,通过斜溜槽将散料送入烧结矿皮带。
(4)单辊破碎机
从烧结机上卸下的烧结矿饼经单辊破碎机破碎到150mm以下,单辊破碎机设计规格为ø
1.7×
3.53m,破碎齿为可更换式,锤头表面堆焊耐热耐磨硬质合金钢。
单辊破碎机安装在主厂房伟跨标高13.05m平台。
(5)冷矿筛分
在烧结主厂房尾跨标高4.60m平台配备1台TDLS2575型椭圆等厚筛,对破碎后的烧结矿进行分级,筛出返矿(<
5mm)和成品。
烧结返矿经灰-2皮带机、改混-1#皮带机送入一次混合机参加混合。
成品矿经一冷-5#皮带机等现有皮带机系统直接运至高炉矿槽。
2.6.6烧结风机房及机头电除尘器
烧结烟气经大烟道、电除尘器、烧结风机、烟囱,最后排入大气。
大烟道内径4960mm,中心标高8.00mm,设计烟气流速15.0m/s,烟气温度80--120℃,粗颗粒粉尘在此进行一次降尘。
机头除尘配备1台260m2三电场电除尘器,采用先进顶部振打结构形式,维护量小;
设计进口粉尘浓度5g/m3,出口粉尘浓度100mg/m3。
除尘器下部输灰设备采用刮板输送机和加湿机进行输灰。
烧结风机房配备1台风量17000m3/min、升压17KPa的离心抽风机,检修设备采用1台Q=25/5t双钩桥式起重机。
烧结风机进口设有风量调节门,采用电动执行机构控制;
进出风口均设有非金属膨胀节,避免进出风管对风机壳体的挤压。
烧结风机润滑系统由主油泵、油站及高位油箱等组成。
主油泵2台,一备一用性质;
润滑点包括风机轴承、电机轴承、齿式联轴器等5个点,润滑油采用20#或30#汽轮机油,油过滤精度≤30
。
风机电机选用T5300-6/1730型同步电机,功率:
5300KW,电压:
6KV;
防护等级为IP44。
烧结烟囱采用钢筋混凝土结构,设计高度100m,上口内径4.3m,烟尘排放浓度100mg/Nm3。
烧结风机和电除尘器的控制系统设在烧结风机房值班室内,控制室厂房、检测仪表和控制设施利旧。
2.6.7冷却风机房及多管除尘器
冷却风机房配备1台风量:
15000m3/min、升压:
8KPa的离心抽风机,检修设备是1台Q=20/5t双钩桥式起重机。
冷却段大烟道内径4660mm,中心标高8.88m,配备一台1200管除尘器进行烟气除尘。
冷却风机排放烟囱采用砖混结构,设计高度50m,上口内径4.3m,烟尘排放浓度100mg/Nm3。
2.6.8灰处理
烧结机大烟道、机头260m2电除尘器、1200管除尘器收集的烧结灰,加湿处理后经改混-1#皮带机送入一次混合机参加混合。
2.6.9余热回收系统
烧结机冷却段烟气平均温度在350℃以上,含有大量废热,采用换热器回收部分余热,生产低压蒸汽,再用来加热烧结混合料,可有效降低生产能耗。
改造方案在1200管除尘器后的大烟道上安装1台翅片管式换热装置,该设备具有热交换效率高、适应温度范围宽的特点,设计蒸汽产量6.0t/h,压力0.3-0.5MPa,完全满足混合料预热要求。
该套系统主要包括软水箱、变频供水和换热器三部分设施。
3总图
3.1气象条件
年平均温度8.9℃
极端最高温度41.5℃
极端最低温-23.1℃
年平均无霜期158天
平均风速1.4m/s
年最大降水量835.9mm
最大冻土深度1260mm
3.2总平面布置
3.2.1主要设施组成:
略,详见“GCS公司1#烧结机改造工程方案设计总平面布置图”。
3.3竖向布置及雨排水
3.3.1根据老厂区地形现状,竖向布置形式采用单向斜面型平坡式。
3.3.2依托现有的排水系统,改造部分场地排水采用盖板排水沟与厂区现有排水设施衔接,布置在厂区内道路一侧。
3.4道路布置
为满足厂内运输和消防要求,在有条件的地方设计道路及场地,新铺砼道路总长度约320.00m,路面宽度:
主干道8.00m,次干道6.00m。
道路型式采用郊区型,不设人行步道,最小转弯半径6.00m,最小纵坡小于3%,路面载荷为汽-20级。
3.5消防
本改造工程不考虑设置消防站,有关消防事宜依托GCS公司现有消防系统。
3.6拆迁
本工程需拆除原烧结厂部分设施及相应地上、地下管线。
4土建
4.1主要设计参数
基本风压值:
0.4KN/m2
本地区地震基本烈度<
7度
4.2工程地质情况
第一层杂填土
第二层粉质粘土
第三层非自重湿陷性粉质粘土
第四层粉质粘土
第五层粉质粘土
第六层细砂
第七层粉质粘土
第八层卵石
4.3建筑结构形式
4.3.1烧结主厂房
烧结主厂房内共设有6层平台,烧结机基础平台标高为12.90m和12.25m,其中12.90m平台利旧改造,12.25m平台新建,三次混合机及上料系统的22.50m及26.40m平台利旧改造。
烧结主厂房设有3台检修吊车,其中2台吊车利旧,新上1台Q=20/5t,LK=18m吊车,检修烧结机尾设备,轨顶标高为25.70m。
新扩建厂房为钢筋砼框架结构,屋面采用现浇钢筋砼板,卷材防水;
吊车梁为钢吊车梁或混凝土吊车梁,烟道及卸灰斗采用钢结构;
基础为桩基础;
地面采用砼地面;
外墙封闭为空心砖或加气砼块填充墙,普通钢门窗。
现有厂房根据现场实际情况及工艺要求改造加固。
4.3.2配料室
在现有原料库4个铁料仓的东侧增建2个含铁原料仓,柱距6.0m,结构形式为现浇钢筋砼结构,料仓为钢结构,钢筋砼独立柱基。
4.3.3烧结风机房
烧结风机房土建厂房利旧改造,风机基础及烟道等相关设施基础新建。
260m2电除尘支架采用钢筋砼框架结构,100m烟囱为钢筋砼结构,上口内径4.30m。
4.3.4转运站及皮带通廊
1#烧结机改造涉及4#、9#和10#转运站及相应的通廊,转运站的各层平台及连接通廊全部利旧,只对通廊内皮带机的基础修改,传动基础通过设备底座调整。
4.3.51200管除尘器
结构形式为钢筋混凝土框架结构,柱下独立基础,顶标高约4.50m,地面为混凝土,围护墙采用砖砌体,普通钢门窗。
4.3.6冷却风机房
新建厂房建筑面积288m2,结构形式为排架结构,预应力混凝土屋面梁、板,柱下独立基础,设有20/5t天车一台,砖砌体围护,地面为混凝土,柱牛腿标高约14.00m,柱顶标高约18.00m。
冷却风机烟囱为砖混结构,高50m,上口内径4.30m。
4.3.7一次混合室、二次混合室
一次混合室厂房利旧,设备基础根据工艺要求适当改造;
二次混合室厂房利旧改造,现有厂房向西延长3米,新建厂房结构形式为钢筋混凝土框架结构,现浇钢筋混凝土屋面,柱下独立基础,砖砌体围护,混凝土地面,柱顶标高约14.00m。
设备基础新建。
5电气
5.1电压等级及负荷
5.1.1电压等级
交流:
6KV;
380V;
220V;
36V
直流:
220V
电源频率:
50Hz
5.1.2计算负荷
全厂装机总容量约11300KW,其中高压电机4台,装机容量8460KW,最大电机5300KW。
无功补偿采用同步电机进行补偿。
全厂总计算负荷如下:
有功功率Pjs=7731KW
无功功率Qjs=5687KW
视在功率Sjs=8590KVA
功率因数COSø
=0.90
年耗电量Wh=46.5×
106kWh
5.1.3负荷类别
烧结机、冷却风机、烧结抽风机等重要用电设备为一类负荷;
配料系统、混料系统、成品系统、除尘系统等用电设备为二类负荷;
其它附属设施为三类负荷。
5.2供配电系统
烧结机改造供电系统利用在建的35KV变电站,两路6KV电源引自上级高压配电室不同段母线,每路6KV电源均能负荷本工程100%的用电负荷。
5.3配电室设置及供电范围
5.3.1配料变配电室
利旧改造现有的配料变配电室,增加的主要供电设备有:
配料室圆盘给料机、皮带机、电子皮带秤及振动器等设施。
5.3.2混合变配电室
1、二次混合室配电室均利用现有的配电室,配电室内各设1台630KVA,6/0.4KV变压器。
两路电源引自6KV高压配电室,各设1个MCC,其主要供电范围有:
一次混合室、二次混合室、皮带机、除尘器等工艺设备及附属设施。
5.3.3烧结主厂房变配电室扩建改造
烧结主厂房变配电室扩建改造,内设两台1000KVA,6/0.4KV变压器。
两路电源引自6KV高压配电室,下设1个MCC,其主要供电范围:
烧结主厂房设备、260m2电除尘器、皮带机等工艺设备及附属设施。
低压变配电室母线采用单母线分段运行方式,两段母线之间设置分段母联开关,手动投入。
5.4电气传动系统的控制及操作方式
烧结机改造工程的混料系统、配料系统、烧结系统、成品系统、熔燃破碎系统、输灰系统等工艺设备均采用PLC可编程控制器控制。
配料室圆盘给料机、烧结系统烧结机、布料设备等设备采用变频调速。
各车间设备的操作方式为机旁手动操作和集中连锁操作两种方式。
5.5主要电气设备及材料的选型
5.5.16KV高压开关柜
型式:
封闭铠装中置式手车柜,真空断路器采用弹簧储能操作机构。
额定电流:
1250A(1600A,进线柜)
额定电压:
6KV
防护等级:
IP30
开断电流:
31.5KA
5.5.2直流电源装置
输入电压:
三相四线380±
10%
频率:
50Hz±
输出电压:
DC220V
控制系统:
微机监控,汉化显示,IGBT
IP20
5.5.3电力变压器
油浸式自冷节能型变压器
接线组别:
D,yn-10
一次电压:
6KV±
二次电压:
0.4KV
阻抗电压:
4¥或4.5%
5.5.4低压配电屏
GGD固定式
主要设备:
低压断路器(开断电流35KA)、交流接触器、热继电器等设备选用国产或合资厂的产品。
5.5.5交流变频器:
采用西门子变频器,采用网络控制方式
5.5.6电缆
高压电力电缆采用YJV-10KV型,低压电力电缆采用YJV-1KV型,控制电缆采用KYKV-500V型,回收区域采用防腐电缆,局部高温区域采用ZR-YJV-1KV型。
5.6电缆敷设
电缆采用沿电缆沟、电缆槽及电缆桥架敷设方式,局部电缆穿镀锌钢管明配或穿钢管埋地敷设。
5.7接地系统
本工程接地系统采用TN-C-S系统,接地电阻不大于1欧姆,设置防雷接地及静电接地,接地电阻不大于10欧姆和30欧姆。
5.8照明
配电室、控制室、操作室均采用荧光灯照明。
车间各层平台的照明采用高效节能型工厂灯,煤气净化区域采用防爆灯,并在重要场所设置应急照明。
5.9防火措施
高、低压配电室均应设置手持式灭火装置,并设有自动火灾报警装置(见通信专业说明书)。
电缆须刷防火涂料,电缆进出配电室孔洞须用防火堵料封堵,电气设备的施工及安装均按有关规程规范进行设计。
6自动化仪表
6.1控制水平
自动化主要对设计范围的工艺过程进行检测及控制。
其中主工艺流
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