窑炉烟气脱白技术方案设计.docx

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窑炉烟气脱白技术方案设计

涉县砖瓦厂

窑炉废气脱硫后脱白项目

技

术

案

编制单位：

鼎立环保科技有限公司

2018年12月08日

第一章总则

1、一般要求

1.1本技术案适用于涉县砖瓦厂窑炉烟气脱硫后脱白工程。

主要容：

本项目我主要工作为项目建设、设计、设备采购、施工、运行调试等交钥匙工程，本次土建由业主负责且不计入总的工程量。

1.2本技术案提出的是初步的、最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关规和标准的条文。

我承诺提供符合本文件和有关最新工业标准要求的优质的烟气脱白设备、工程设计、施工工艺及其相应服务。

对、地有关安全、消防、环保、职业卫生健康等强制性标准，必须满足其要求。

1.3我提供本项目的全部工程设计,包括一套完整的烟气脱白装置及其公用系统改造的设计、优化、供货、施工、调试、试验、现场服务、全部设备和材料。

1.4我保证执行招标文件所列标准。

有矛盾时，按较高标准执行，并在投标时提出偏差。

我在设备设计和制造中所涉及的各项规程，规和标准必须遵循现行最新版本的标准。

1.5我如未对招标文件提出偏差，或虽提出偏差但未取得业主认可，业主则认为我完全接受和同意业主的要求。

1.6我投标前将到现场进行踏勘，并取得业主的确认，此过程作为投标的一个必要条件。

1.7本工程高压设备现场交接试验费用均由我负责。

1.8未尽事项由双共同商定。

2、工程概况

暂无

3、水文气象条件

暂无

4、设计规

序号

标准号

标准名

1

建设单位提供的有关项目建设的基础资料和数据；

2

《中华人民国环境保护法》的有关文件

3

DLT5196-2004；

《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》

4

JB/T11249-2012

《翅片管式换热设备技术规》

5

TSGR0004-2009

《固定式压力容器安全技术监察规程》

6

HG20580-20585-2011

《钢制化工容器设计基础规定》

7

GB150.1-150.4-2011

《压力容器》

8

GB151-1999

《管壳式换热器》

9

GBJ128-90

《立式筒型钢制焊接油罐施工及验收规》

10

GB/T25198-2010

《压力容器封头》

11

HG20592～20635-2009

《钢制管法兰.垫片.紧固件》

12

JB/T4700～4707-2000

《压力容器法兰》

13

NB/T47014-2011

《承压设备焊接工艺评定》

14

JB/T4710-2005

《钢制塔型容器》

15

NB/T47015-2011

《压力容器焊接规程》

16

JB/T4731-2005

《钢制卧式容器》

17

GB985-2008

《气焊.手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》

18

JB/T4730.1-4730.6-2005

《承压设备无损检测》

19

JB/T4712-2007

《容器支座》

20

NB/T47003-2009

《钢制焊接常压容器》

21

NB/T47004-2009

《板式热交换器》

22

JB/T4711-2003

《压力容器涂敷与运输包装》

23

GB3087-2008

《低中压锅炉用无缝钢管》

24

JB/T1615-91

《锅炉油漆和包装技术条件》

25

JB/T1611-1993

《锅炉管子制造技术条件》

26

JB/T1613-1993

《锅炉受压元件焊接技术条件》

27

JB/T3375-2002

《锅炉原材料入厂检验》

28

JB/T1612-1994

《锅炉水压试验技术条件》

29

JB/T4730-2005

《无损探伤技术条件》

30

GB16749-1997

《压力容器膨胀节》

31

JB/T4701-2000

《甲型平焊法兰》

32

GB/T228-2002

《金属室温拉伸试验法》

33

GB/T232-1999

《金属材料弯曲试验法》

34

JB/T4730.2-2005

《承压设备无损检测》

35

JB/T7902-2006

《无损检测射线照相检测用线型像质计》

36

JB/T5255—91

《焊制鳍片管（屏）技术条件》

37

JB/T3375-2002

《有关制造鳍片管所用管子及焊接材料的检验》

38

DL/T821-2002

《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》

39

DL/T820-2002

《管道焊接接头超声波检验技术规程》

40

DLJ52

《电力建设施工及验收技术规（锅炉机组篇）》

41

DL612-2004

《电力工业锅炉压力容器监察规程》

42

JB1613-2003

《锅炉受压元件焊接技术条件》

43

GB3522

《优质碳素结构钢冷轧钢带》

44

JB/T1610-93

《锅炉集箱制造技术条件》

45

DL50049-94

《小型火力发电厂设计规》

46

LD276-96

《蒸汽锅炉安全技术监察规程》

5、设计基础数据

原始烟气参数：

（2台窑炉）

序号

名称

单位

数值

备注

1

烟气流量（满负荷）

m3/h

120000

业主提供

2

脱硫塔进口烟气温度

℃

？

业主提供

3

脱硫出口烟气温度

℃

40

业主提供

4

出口烟气颗粒

mg/Nm3

？

业主提供

5

出口烟气湿度

%

？

业主提供

6、工艺案设计

采用“升温”法进行脱白治理，烟气升温后排放。

利用回收余热的式对烟气再加热到65℃（冬季，62℃，夏季），尽量减少膏雨和有色烟羽。

脱白烟气部分工艺流程图

1）脱白系统具体可分为；烟气系统、烟气取热系统、高效除雾系统、烟气再热系统、水循环系统。

烟气系统

烟气系统主要是针对引风机出口至脱硫入口烟道，脱白出口至烟囱，考虑脱白新建设增加设备进行改造，主要包含连接部分的烟道、疏水装置、检修人等设备。

烟气系统主要设备包括：

疏水排放装置、烟道、管路、阀门等。

烟气取热系统

烟气降温取热段是将窑炉130~200℃（左右）热烟气侧烟道段加装换热器。

换热器的水在把此处吸收的热量经过热源循环泵输送到烟气再热段对冷凝后的烟气进行加热，往复循环。

烟气取热单元主要设备包括：

取热换热器、热源循环泵、压力变送器、进出口温度测点、管路、调节阀门、热源给水装置、压力缓冲罐、安全阀、自动排气阀、自动泄压阀等，热源给水装置设计为两炉一套。

换热器设计特点

1、取热换热器换热管采用螺旋翅片管形式，翅片与换热管采用机械自动焊。

降温段换热管壁温高于酸露点的材质选用ND钢或316L钢；

2、为了防止换热器磨损设计采用合理烟速、螺旋翅片；烟气取热换热器采用错排结构；

取热换热器主要设计参数

脱白系统取热系统（单台窑炉，共计2台）

序号

名称

单位

参数

1

设计烟气量

m3/h

120000

2

设计进口烟温

℃

130--200

3

设计出口烟温

℃

230

4

进口水温

℃

80

5

出口水温

℃

96

6

换热量

kw

510

7

烟速

m/s

7.95

8

烟气阻力

Pa

241

9

水速

m/s

0.52

10

换热面积

m2

560

11

管尺寸

mm

Φ38*4

12

肋片尺寸

mm

18*12*1.2

模块化烟气冷凝器

烟气再热段

烟气再热段是饱和烟气进行再热，热源来自烟气取热段的高温热水（95℃）将饱和湿烟气加热到65℃（冬季/夏季62℃），经烟囱排放到大气，且保证冬夏季感官无白色烟。

烟气再热段主要设备包括：

再热换热器、观察口、压力变送器、出口温度测点、管路、阀门、自动排气阀、冲洗喷淋装置。

再热换热器，主体结构与冷凝换热器结构相似，通过换热器有效利用和实现调节功能。

再热换热器最高耐受温度能够达到120℃以上。

烟气再热换热器参数（单台锅炉）（出口65℃冬季/62℃夏季）

序号

名称

单位

参数

1

烟气量

m3/h

120000

2

进口烟温

℃

42

3

出口烟温

℃

62（夏季）/65（冬季）

4

换热量

kw

1096

6

进口水温

℃

96

7

出口水温

℃

80

8

流量

t/h

63.2

9

烟气阻力

Pa

193

10

水速

m/s

0.73

11

换热面积

m2

1050

12

管尺寸

mm

Φ16*1.5

综上所述冷凝器、再热器能够完全满足烟气量30%～110%负荷下各种工况下的运行要求。

水循环系统

水循环系统主要是脱白系统换热器所流通水，可分为热源水、冷源水两部分。

热源部分用循环水主要用于取热换热器对烟气进行取热，循环水来自锅炉一次软化水，经过热源循环泵在再热换热器与取热换热器之间进行循环，保证再热器进水温度在95℃以上，从而保证脱白效果，再热器出口的冷却后的水回流到取热换热器继续进行吸热。

冷源用水主要是将冷却塔冷凝水（25℃）经过冷水循环泵去往冷凝换热器，对烟气进行冷凝，经过冷凝后水温度升高到（35℃）回流到冷却塔进行冷凝，水往复循环使用，保证冷凝效果。

水循环系统设备主要包括：

热源循环泵（一用一备）变频调节、冷水循环泵（一用一备）、冷却塔（新建）、管道、阀门、压力表、过滤器。

7、性能保证

脱白系统性能保证

7.1在本次设计的满负荷工况下，（单台锅炉）因脱白系统增加的总的阻力损失不大于1200Pa，其中烟气冷凝段增加阻力损失不大于600Pa，烟气再热段增加阻力损失不大于200Pa，取热段增加阻力不大于300Pa。

脱白系统增加阻力约为：

1400Pa，现有引风机余压是否满足条件，由业主考虑。

7.2脱白系统增加电耗：

170KW.h（初步设计），水耗:

3t/h（初步设计），年运行费用（8000小时计算）约73万/a。

7.3设备整体寿命不低于20年，其中主要换热元件寿命不低于10年。

7.4保证脱白系统设备的最大噪声级不应超过70dB（A）（距设备1m处），辅助设备的最大噪声级不应超过85dB（A）（距设备1m处）.

8、电、控系统设备要求

8.1电气部分通用要求

8.1.1电动机的设计与构造，必须与泵的运行条件和维护要求相一致。

电动机的铭牌出力不小于拖动设备所需出力的120%。

8.1.2电动机的额定电压为380V，频率为50Hz。

当频率为额定，且电源电压与额定值的偏差不超过±10%时，电动机应能输出额定功率，当电压为额定，且电源频率与额定值的偏差不超过±5%时，电动机应能输出额定功率。

8.1.3电动机应保证在80%额定电压下平稳启动，且能在55%额定电压下自启动。

电动机应能承受电源快速切换过程中失电而不受损坏，并假定电动机在切换前是满载运行。

8.1.4电动机启动电流倍数不大于6.5倍额定电流。

8.1.5电动机防护等级为IP55，其绝缘等级为F级，并以B级温升考核。

8.1.6电气控制柜箱体上要加装防雨罩，防护等级IP55。

8.1.7电缆应选用国知名品牌阻燃型电缆。

8.1.8新增电缆桥架应选用热镀锌桥架，镀锌管选用厚壁热镀锌管。

8.1.9新增照明灯具采用防水、防爆、防震的LED灯具；

8.1.10厂用电系统电压：

低压交流电压系统（包括保安电源）为380V、三相、50Hz；额定值200kW及以下电动机的额定电压为380V；交流控制电压为单相220V。

业主提供一次电源至我控制柜

8.1.11防雷、接地系统及安全滑线

接地系统应符合相关GB、DL及IEC标准的要求。

完整的接地系统包括：

在适当的位置应埋设接地极，其位置不应妨碍带检修的接地井，每个接地极应与接地网导体相连，接地网导体应尽可能靠近设备设置；

检验和测量接地电阻的接地井应设置在安装有接地极的适当位置处。

接地材料与原有接地网材料保持一致。

所有接地导体采用下列式连接：

地下部分采用焊接，焊接处应作防护处理；裸露部分采用螺栓连接或焊接，焊接处应作防腐处理。

单台设备接地，应将接地扁铁接到设备本体并作接地标识（电气设备）

新建区域应为独立的闭合接地网，其接地电阻不大于2Ω。

该闭合接地网至少应有四处与电厂的主接地网电气连接。

防雷保护系统的布置、尺寸和结构要求应符合相关的GB、DL及IEC标准。

新建区域的防雷保护应根据需要设计和安装。

避雷针和避雷带的引下线在距地面2000mm及以应有高牢固的PVC保护管。

电缆构筑物室电缆桥架采用镀锌钢桥架，室外采用镀锌钢桥架。

。

每隔30m接地。

电缆桥架和电缆支、吊架、螺栓﹑电缆卡等应采用钢材，经防腐和热浸镀锌处理。

经热浸镀锌处理的电缆构筑物及其附件不允焊接。

室的电缆桥架应采用梯级式电缆桥架，并在相同路经电缆桥架的最上层安装电缆桥架保护盖，层间加装防火板。

室外的电缆桥架应采用梯级式电缆桥架，并在每层电缆桥架上安装电缆桥架保护盖。

电缆桥架的连接式必须保证有良好的导电性，电缆桥架应有不少于两点与接地系统电气连接。

依据有关标准和规，电缆应有防火、隔离、阻燃措施。

8.2热控部分通用要求

8.2.1控制式与水平

完成锅炉脱白项目DCS系统扩展，并留有接口去脱硫系统DCS，满足脱白系统的启动、停止、正常运行的监视和操作。

实现在控制室对整个锅炉脱白项目系统的监视和控制，系统可靠稳定运行，不低于现阶段控制水平。

8.2.2应提供一套完整的、满足锅炉脱白项目本体及其附属设备的运行监视和控制要求的就地测量与控制设备。

8.2.3本次改造我负责本工程热控系统设计、供货、施工、调试、组态等工作。

8.2.4负责本次锅炉脱白项目控制系统的整体造设计和安装，提供需改造部分和改造后逻辑图、调节框图、计算公式、经验值、设定值、I/O清单、P&ID图、测点清单（含自动保护顺控清单）、接线图等资料，并保证其正确性和合理性，以实现换热器（锅炉脱白项目）的全部控制功能，并按照要求参加有关的设计联络会议。

负责完成DCS系统相关设备的硬件组态、逻辑组态、画面组态等。

8.2.5设备一般要求

负责脱白项目系统配电柜、控制柜的设计、供货和安装，包括接线等工作。

脱白项目控制系统为公用系统，应采用独立的冗余控制器。

所有控制盘能防尘，防小动物，其设计电缆入口处留有15%的备用空间，以备以后电缆增加或线路改变，其中连接电缆用的端子排亦留有20%的备用量，盘设置接地铜排直接联通。

仪表、控制用电缆采用网状屏蔽阻燃控制电缆，接入数字量信号电缆选用总屏控制电缆，截面将不小于1.5mm2；模拟量电缆选用分屏对绞计算机电缆，截面将不小于1.5mm2。

高温区域应采用耐高温电缆。

DCS机柜的每种类型I/O测点应有15%的备用量，每种I/O模件应按10%提供备件，不足1件按1件提供。

脱白项目系统涉及到的所有保护、联锁设计应符合焦化行业要求，保护信号及重要联锁信号必须多点采样。

所有就地热控热备的安装位置必须便安全检修，否则必须加装检修平台，以达到安全检修的要求。

就地安装的控制、测量元件及取样系统要求有防腐、耐磨、耐震、防堵等措施。

压力测量装置应提供取源部件、导管阀门及变送器等。

8.2.6无论本技术案中是否作出了详细规定，都应设计并提供能够满足整个锅炉脱白项目系统设备安全、经济运行和监视、控制、经济核算、环保的要求，并满足和电力行业相关规（安全、先进、完整、防爆、防腐）的仪表控制设备和控制系统。

应负责锅炉脱白项目系统围仪表控制系统的系统设计及安装设计，并负责围的仪表、控制设备、材料与备品备件（仪表及DCS软、硬件）供货，以及提供满足业主DCS控制系统要求的接口软、硬件和相应的工作。

9、支吊架安装要求

9.1支吊架须根据设计采购专业厂家制造的产品，不得自行在现场拼制，支吊架材质应能满足现场抗磨损、耐腐蚀、耐冲刷要求。

9.2不得在管道支吊架拉杆上焊接加长件。

9.3所有管道支承件的设计必须保证不会因为被支承管道的正常移动而跟管道脱开。

9.4所有锚固件、支吊件、导向件、支杆件等必须以整齐、精制的式制造。

支承面和螺栓不得采用火焰切割法加工。

9.5与建筑物钢件的连接、与钢件的焊接必须符合设计图的要求。

不允使用焊在梁腹两侧的U形件。

如果吊架或支架的钢件必须焊到埋置钢板上，则必须对该钢件的位置加以限制，以使焊缝的外缘至少离埋置钢板的外缘25mm。

9.6凡是底部支承（吊架或支承）而且保温层厚度超过25mm的水平管道，都必须配备管托，管夹处的吊杆附件不包入保温层。

10、保温、油漆、标示

10.1保温厚度应根据热力计算确定。

10.2对于防烫伤保温，保温结构外表面温度不应超过50℃。

对不保温的设备、管道及其附件、支吊架、平台扶梯应进行刷漆，以防止腐蚀。

油漆颜色应与现场设备颜色协调一致。

10.3机械、电气设备及部件的油漆工作应在制造厂完成。

对于钢构件及设备的底漆层和保护（中间）层应在制造厂完成，油漆两底、两面，面漆应在现场完成（颜色与厂区保持一致），并由我供货、施工。

10.4脱白塔体不采用保，管道外护板采用0.5mm厚的非压型彩钢板，整体保温厚度≮50mm（包括全部的骨架及附件）。

10.5应根据《火力发电厂保温油漆设计规程》（DL/T5072-2007）进行油漆设计和施工。

10.6所有加工件（除不锈钢外）都应对其表面进行除锈处理,除锈质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88规定的St3级；质保期：

5年。

钢结构表面在刷防锈漆前进行喷砂处理，喷砂处理的钢材表面除锈等级应达到GB8923-88中规定的Sa2

级。

10.7设备包装前应凃防腐漆，以便在运输保管中起防腐作用。

10.8凡电气设备必须格包装，以确保在运输保管期间不被损坏，并防止受潮。

10.9所有外露部分应有保护装置，防止在运输和储存期间损坏，所有管道端头均应有封堵。

10.10组装前应从每个零部件部清除全部加工垃圾，如金属切削、填充物等。

应从外表面清除所有轧屑、锈皮油脂等。

10.11设备发运前，应将水全部放掉并吹干，当放水需要拆除塞子﹑疏水阀（如果有）时，应确保这些部件在发运前重新装好。

所有开口﹑法兰﹑接头应采取保护措施，以防止在运输和储存期间遭受腐蚀﹑损伤及进入杂物。

10.12采用到厂交货、验收的模式，运输由负责。

须保证设备在运输中无损坏，如在到厂验收时发现有损坏现象，由负责免费更换。

如因此造成窝工等，所造成的损失由承担。

10.13工程结束后，所有设备、阀门、管道属性、流质走向应参照业主现场挂有永久性标示牌。

11、平台和扶梯

11.1脱白项目系统区域根据检修和维护的要求设置相应的平台扶梯。

平台扶梯的设计标准不低于DLGJ158-2001《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》的要求。

平台荷重按4kN/m2的荷载设计

11.2为保证锅炉脱白项目系统区域钢平台、扶梯的一致和美观，本工程所使用楼梯立柱、镀锌管、花纹钢板、踢脚板规格、材质将与脱硫本体一致。

11.3冷凝换热器平台、扶梯与湿电平台相连接。

另外，设置可以通过零米到达冷凝换热器设备检修平台的斜梯。

11.4设计的检修、维护和试验用平台步道，使检修和维护工作能够顺利进行。

设计时要考虑系统与设备的热膨胀，以及平台、扶梯和栏杆协调性（如型式、色彩）。

11.5如果没有另外规定，所有钢结构平台都要覆盖花纹钢板。

12、施工工期

12.1、设备制造及安装工期

1）设备制造期50天，

2）设备安装20-30天，

3）系统建设、安装、交钥匙期为100天（不含土建建设）。

第二章供货围及交货进度

1、一般要求

1.1我保证提供设备为全新的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的，且设备的技术经济性能符合业主要求。

1.2我应提供详细供货清单，清单中依此说明型号、数量、产地、生产厂家等容。

对于属于整套设备运行和施工所必需的部件，即使本合同附件未列出和/或数目不足，我仍须在执行的同时补足。

在附件1中已明确为我供货围的部分，若在供货清单中有不足，我亦须在执行合同时补足。

1.3除有特别注明外，所列数量均为一台炉所需。

1.4我应提供所有安装和检修所需专用工具和消耗材料等，并提供详细供货清单。

1.5我应提供随机备品备件，并给出具体清单。

1.6我应提出电厂三年商业运行和第一次大修所需的备品备件（推荐备品备件）的具体清单，供业主选购。

1.7提供所供设备的进口件清单。

1.8我所提供的设备在质保期结束前，由于制造厂原因造成的设备损坏，所需更换的部件，由我无偿提供。

1.9我设备进口件和配套部件的生产厂家由业主最终确认。

2、供货围及清单

2.1我应提供烟气脱白换热系统所有设备及管道、支吊架、管件、阀门、电气设备、电缆、热控仪表、保温等。

2.2所有系统接口连接均由我完成。

2.3换热器围的起吊检修设施，由我负责设计、供货、试验、报验，起吊设施应满足检修及日常维护需要。

2.4换热器围的的安装、保温、电气、控制、照明、防腐、试验等项目容，都属于我围。

2.5我提供的全部设备按系统详细填写供货围的设备、部件、材料清单，不足的应补充完全。

2.5.1烟气脱白系统清单

烟气脱白项目设备清单

序号

设备/项目名称

规格

数量

单位

材质

备注

一

烟气系统

1

烟道部分

1

项

碳钢

新建、含改造

2

脱白冷凝系统壳体

4m×4.0m×16m

1

项

碳钢+防腐

根据现场情况调整

3

烟道支架

1

项

碳钢

二

烟气取热系统

1

取热换热器（本体）

低压省煤器换热面积：

约560m2

2

台

碳钢+耐腐钢

含壳体、集箱、进出管口

2

压力膨胀罐

2

台

组合件

3

热源给水泵

Q=70m3/h，H=30m

3

台

铸钢

两用一备，变频调节

4

热源给水箱

V=25m3

1

座

碳钢

四

烟气再热系统

1

再热换热器（本体）

高分子换热面积：

1050m2

1

套

聚偏氟改性材料（高温）

布水管道

1

套

检修格栅

1

套

六

电气、照明系统

1

GGD配电柜

5

面

初步设计

2

电缆、电线

阻燃型

1

项

3

防雷接地系统

热镀锌

1

项

4

LED照明

1

项

5

电缆桥架

热镀锌、玻璃钢

1

项

6

配电箱

2

项

七

控制系统

1

PLC系统

1

套

根据场地条件设计扩展柜

2

电缆、电线

阻燃、屏蔽电缆

1

套

3

其他仪表

1

项

八

其他

1

平台、扶梯、管道支架

1

项

碳钢

2

烟道保温

1

项

3

油漆防腐

1

项

与脱硫相同

4

管道

1

套

5

阀门

1

项

6

其他安装辅材

1

项

7