机械化竖窑技术方案20190621

XXXXX有限公司2 X 450ms节能环保机械化竖窑技术说明书江苏省建筑材料研究设计院有限公司常熟设计分院2019年6月21日n ZN UM 校奏扣H z s ,成1靶大斜日 S8 n3WH 料 余膜i眠皿co1 9.E ss * 祁枚w粗寸E 裕蜩只#E.E Z.E 琅普E m 羞Kg普* 9.z SN w器T.z3.7工业电视184仪表检测和控制184.1设计范围184.2控制方式与装备水平184.3主要检测项目（一座竖窑）194.4主要仪表设备选型195通风除尘205.1设计依据及标准205.2气象资料205.3烟气除尘216总图运输236.1厂址概况236.2设计依据236.3平面布置236.4竖向布置及场地排水246.5消防及绿化247能源与环境保护247.1设计所依据的主要规定和标准247.2工序能耗247.3环境保护258安全、工业卫生与消防268.1设计依据268.2安全措施268.3消防271总论1.1工程概况略。1.2设计依据1.2.1依据XXXX年XX月签订的设计合同及技术协议进行。1.2.2依据XXXX有限公司提供的厂区地形图进行。1.3设计规模及主要技术经济指标1.3.1设计规模建设2座450m3节能环保机械化竖窑，达到年产20万吨氧化钙的生产规模。1.3.1主要技术经济指标见下表技术经济指标表1-1序号指标名称单位数值备注1机械化竖窑座32炉子有效高度m313炉子有效直径m4.54炉子的运转率（作业率）%905整机运行寿命（大修期）56石灰石分解率%907活性度mlN2808年工作日天3308年工作日天3309石灰日产量t/d60010石灰年产量t/a19800011煅烧温度C125012废气出炉温度C20013石灰出炉温度C8014热耗GJ/kg 灰4.0415电力消耗kWh/t 灰2416煤炭消耗kg/t 灰137标煤17石灰石消耗kg/t 灰18001.4设计指导思想、原则1.4.1设计指导思想符合国家政策，国家生态环境部颁发了环境保护标准排污许可证申 请与核发技术规范-工业炉窑，2020年国家生态环境部排污许可证强制 执行，中国石灰协会也出台了石灰行业清洁生产评价标准，着手准备 进行石灰窑清洁生产的评价。采用先进、成熟的专有技术和装备，把本项目建设成高效、优质、节 能、低耗，技术可靠，具有国内同行业先进性的石灰竖窑。石灰窑炉需要高质量发展，转型升级，整体规划，分步实施。1.4.2设计原则（1）采用当今国内最先进的工艺技术和装备，确保产品高水平、高质量、 低成本，在同类产品中具有较强的竞争能力。（2）在设备选型上，在充分保证技术性能和质量的前提下，采用本公司关 键技术和关键设备，既体现先进、适用、安全、可靠，又节省投资，提高 投资回报率。（3）在保证生产工艺流程顺畅前提下，充分利用公辅设施、场地，以减少 工程投资。（4）总图布置力求工艺流程合理，布置紧凑，物流顺畅。（5）认真贯彻执行国家、行业、地方的有关法律、法规、标准和规定，特 别是环保、能源、安全卫生、消防等标准和法规。2工艺技术方案2.1原燃料条件2.1.1原燃料成分影响竖窑生产的原料是石灰石，其主要成份为CaCO3，这是评价石灰石矿 优劣的主要指标。要想生产出高品质的石灰，必须坚持精料方针，有高品 位的石灰石，加之科学的煅烧工艺，因此原料条件的好坏，是生产高质量 石灰的前提。对石灰质量有影响的杂质主要有：SiO2（二氧化硅）,Al2O3（三氧化二铝）， Fe2O3（三氧化二铁），Na2O（氧化钠），K2O（氧化钾），P（磷），S（硫）等。这些杂 质有些来自石灰石，有些来自煤炭，在煅烧过程中，这些杂质与CaO化合， 降低石灰活性。石灰石中的杂质主要有SiO,AlO，FeO，其余的NaO，KO，P，S等22 32 322含量很少，影响较大，要特别注意。杂质有二种存在形式，一是附着于石 灰石表面，二是以橄榄石形式存在于石灰石内部。这些杂质在煅烧过程中 与CaO结合形成低熔点物质，熔融结瘤，影响窑况顺行和窑衬使用寿命， 使烧成的石灰活性度下降。因此，要严格优选石灰石品位，清除石灰石表 面杂质，保证高品位的纯净石灰石入窑。煤炭带入的杂质主要是S和灰分，生石灰中的S大部分是煤炭带入的。煤炭中的灰分主要含有SiO2，Al2O3, Fe2O3等，在高温下，灰分能在石灰表面 形成陶瓷状物质，影响生石灰活性度。2.1.2原燃料粒度的影响煤炭粒度应当与石灰石粒度相适应，据生产经验石灰石与煤炭粒度比 为2： 1左右较好。煤炭粒度过大，则燃烧时间长，局部产生热量高，此处的石灰石在高 温下煅烧，石灰易产生过烧或表面烧结，甚至会出现未燃完煤核出窑；粒 度过小时，煤炭中的细小的碎煤、煤末多，入窑后，随废气上浮，排出窑 外，使机械不完全燃烧损失增大，烧成带会上移，变短，使石灰石未经充 分燃烧，石灰石中的部分CaCO没有进行有效地分解，从而使得生烧增加。3总而言之，要严格控制原、燃料中杂质含量及合适的粒度比，以确保 生产高质量的石灰。2.1.3石灰石成分及粒度石灰石成分：CaON53%，MgOV2.0%，SiO2W1.5%。石灰石粒度：4080mm，小于40mmW5%，大于80mmW5%，最大90mm， 最小30mm。2.1.4煤炭成分及粒度燃料使用无烟煤，质量指标：灰份W 16%，挥发份V 8%，热值 6400kcal/kg，SW0.5%，水份V6%，灰份熔点1250C，热稳定性65%， 机械强度70%。无烟煤粒度：2540mm，小于25mmW5%，大于40mmW5%，最大45mm，最小20mm。2.1.5成品石灰石灰质量达到国家黑色冶金行业标准YB/T0422014普通冶金石灰。类别品级CaO %CaO+MgO %MgO %SiO2 %2S %灼减 %活性度 4mol/ml 401C, 10min普通冶金石灰特级N92.0V51.50.0202N360一级N90.02.50.0304N320二级N85.03.50.0507N260三级N80.05.00.1009N2002.2检验标准2.2.1石灰检验标准(1) 试样的制备按GB2007散装矿产品的取样、制样通则的规定执行。(2) 化学成分测定按GB3286石灰石、白云石化学分析方法的规定执 行。2.2.2无烟煤检验标准(1) 无烟煤试样的采取和制备按GB474-2008煤样的制备方法的规定 执行。(2) 无烟煤中各成分的测定按GB/T212-2008煤的工业分析方法的规 定执行。(3) 无烟煤发热量的测定按GB/T213-2008煤的发热量测定方法的规 定执行。(4) 无烟煤中全硫的测定按GB/T214-2007煤中全硫的测定方法的规 定执行。（5）无烟煤煤灰熔融性的测定按GB/T219-2008煤灰熔融性的测定方法 的规定执行。2.3主要技术经济指标主要技术经济指标表2-1序号指标名称单位数值备注1石灰竖炉座22炉子有效高度m313炉子有效直径m4.54炉子的运转率（作业率）%905整机运行寿命（大修期）56石灰石分解率%907活性度mlN2808年工作日天3309石灰日产量t/d60010石灰年产量t/a19800011煅烧温度C125012废气出炉温度C20013石灰出炉温度C电气设备、构件等的保护接地。 PLC、计算机等弱电工作接地。本工程建筑物属于III类工业建筑物，设置防直接雷措施。3.7工业电视本方案中对于一些关键岗位，人们不易长期呆的地方，而且重要地方 设置工业电视，主要有：石灰竖窑窑顶、卷扬电机、小车进料口等地方， 监视器安装在主控室内，以监视主要设备的运转情况。4仪表检测和控制4.1设计范围本设计范围包括竖窑本体的过程参数检测与控制。4.2控制方式与装备水平所有温度、压力、流量等工艺参数采集均进入控制系统。由控制系统 完成过程信号的采集和集中显示。控制系统采用西门子的S7-300系列可编 程控制器，与电气共用。4.3主要检测项目（一座竖窑）1、石灰竖窑1）窑体三段温度检测，共12点。2）窑顶温度压力检测，共2点。（温度检测1点，压力检测1点）。3）上升管温度检测，1点。4）出灰温度检测，1点。5）助燃风压力流量检测，共2点（压力检测1点，流量检测1点）。6）窑顶料线检测，1点。4.4主要仪表设备选型一次仪表在满足工艺要求的前提下，尽量选用准确、可靠、实用的设备。具体选型如下：温度检测选用热电偶或热电阻测温；压力检测选用压力或差压变送器；流量检测采用标准孔板；自动化仪表设备材料表（三座竖窑）序仪表名称型号与规格单位数量1热电偶WRN-331 750X900支362热电偶WRN-231 350X500支63热电阻WZP-230 350X200支34差压变送器EJA-（带三阀组）台35标准孔板LGB台36重锤式料位计JN-LWJ10台37料位显示仪与料位计成套台38模拟量输入模板6ES7 331-7KF02-0AB0块49仪表保护箱YXH-E台310柜式仪表盘KG-221面111断路器C65N-C 20A/2P只112断路器C65N-C 5A/2P只213内螺纹球阀Q11F-10P个1014电缆桥架PQJ-C-01A-4米15补偿导线KX-HB-HF4-2X1.5米16屏蔽电缆RGGP-4X1.5米17屏蔽电缆RGGP-8X1.5米18焊接钢管DN20米19法兰JB81-59个485通风除尘5.1设计依据及标准工艺专业提供的有关资料工业建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB 50019-2015）大气污染物综合排放标准（GB162971996）工业炉窑大气污染物排放标准（GB90781996）工业企业噪声控制设计规范（GBT50087-2013）5.2气象资料冬季采暖室外计算温度（干球）C冬季通风室外计算温度（干球）C夏季通风室外计算温度（干球）C夏季空调室外计算温度（干球）C冬季空调室外计算温度（干球）C最冷月月平均室外计算相对湿度 %最热月月平均室外计算相对湿度 %冬季平均室外风速m/s夏季平均室外风速m/s冬季大气压力kPa夏季大气压力kPa5.3烟气除尘5.3.1概述在石灰生产过程中产生多种有害物，如不及时采取净化回收措施，将 污染厂区及周围大气环境，危害人体健康。为改善生产环境及消除大气污 染，保护人体健康，本设计对窑顶烟气设有除尘系统。工艺流程：根据石灰竖窑的工艺特点及本项目的实际情况，三座竖窑 配一套烟气除尘系统。烟气管道从竖窑顶部下来，经过低压脉冲布袋除尘 器净化，再经风机至脱硫塔脱硫，然后经过烟囱排入大气。净化后的气体 含尘浓度W30mg/Nm3，SO2浓度W100mg/Nm3。同时为适应竖窑生产工况 点的调整，排烟风机采用变频调速电机进行整个系统的调节。除尘器收集 下来的粉尘，经星型卸灰阀和螺旋输送机输送，用专用车定期运走。5.3.2烟气量计算烟气量38000Nm3/h烟气温度150200C烟气初始浓度58g/Nm3折合工况烟气量：按工况150C折算烟气量：72000m3/h按工况200C折算 烟气量：81000m3/h5.3.3设备选型除尘器：低压脉冲布袋除尘器处理风量：78000 m3/h85000 m3/h风速：0.80.9m/min过滤面积：1700m2滤料：覆膜美塔斯(2) 引风机：Y4-68Nq 12.5D 型风量：81512 89872m3/h全压：5041 4805 Pa配带变频电机：YVF315M2-4 160kW(3) 螺旋输灰机：GX200型输送量：9.3m3/h转速：n=75r/min长度：Le10m功率：1.8kW设备选型说明：a、为保证除尘系统正常工作，防止高温烧袋，除尘器的布袋材质选用 耐高温、防水、防油的美塔斯，为使除尘器灰斗排灰顺畅，防止烟气结露 使粉尘粘结侧壁，对除尘器和灰斗进行保温。b、风机性能参数为以下工况下的参数：介质温度：200C 大气压力：101325Pa6总图运输6.1厂址概况新建450m3节能环保智能窑石灰竖窑位于厂区原有老窑的位置，四周 靠厂区规划环行主干道，现有场地平坦。6.2设计依据工艺、采暖通风、给排水、电气等专业提供的初设条件。甲方提供的现状地形图及总体规划图。6.3平面布置6.3.1主要设施组成新建竖窑主体、风机房、除尘器、外部管线等设施组成。6.3.2总平面布置原则总平面布置是根据新建竖窑主体工艺、公辅设施，以及环保、消防、 安全、工业卫生、施工等因素的要求，在节约用地的情况下布置竖炉主体 工艺及公辅设施，做到布置紧凑、物流顺畅，总体工艺流程合理。本着经 济、适用、有利于生产、方便管理和施工等原则进行总平面布置。6.3.3总平面布置原、燃料混合均匀后通过皮带机送至单斗提升机小车进料口，从竖窑 主体出来的成品由皮带机送出，进入原有的成品系统。平面布置详见总平 面布置图。6.4竖向布置及场地排水新设计竖窑区场地高程为与现有场地高程相同，场地雨排水自然排放 至就近排水沟。6.5消防及绿化整个竖窑区纳入现有体系，具体设计参见总平面布置图。7能源与环境保护7.1设计所依据的主要规定和标准工业炉窑大气污染物排放标准GB9078 1996大气污染物综合排放标准GB16297-1996工业企业厂界环境噪声排放标准GB1234820087.2工序能耗本工程的工序能耗按吨灰标准煤折合计算为136.219kg/t，远低于国内 同类型石灰竖窑平均能源207kg/t，详见生产工序能耗计算表10-1。生产工序能耗计算表表10-1序号名称单耗单位折算系数标准煤1无烟煤151Kg/t.灰0.857129.412电耗20. 8KWh/t.灰0.309656.443压缩空气消耗9Nm3/t.灰0.0400.364水消耗0.10.08570.009合计136.2197.3环境保护本工程主要设计保护的内容有：石灰竖窑产生的烟气。7.3.1主要污染源和污染物有：(1) 废气石灰石煅烧过程中产生的烟(粉)尘。(2) 废水生活污水，厂区环卫用水。(3) 固体废物主要为除尘系统收集的粉尘。(4) 噪声主要有助燃风机和除尘风机的噪声。其噪声等级为85110dB(A)7.3.2污染物控制措施废气控制措施：烟气采用布袋除尘装置收集净化，再经脱硫除尘装置 脱硫。粉尘排放浓度小于30mg/Nm3 , SO2浓度W100mg/Nm3。岗位除尘：粉尘采用布袋除尘装置收集净化。排放浓度小于10mg/Nm3。 粉尘由用户统一处理。废水控制措施：废水为风机设备用水和生活用水的外排水，由于水量 较小，只做简单沉降处理，然后汇入厂区排水系统。噪声：在助燃风机进、出口设消音器，厂界噪声控制在85分贝以下。 由于厂区远离居民区，符合工业企业厂界噪声标准。8安全、工业卫生与消防在生产过程中的不安全因素有：烧伤、机械伤害、人体坠落等隐患。职业危害有粉尘、噪声等。8.1设计依据冶金企业安全卫生设计规定（冶生1996204号文颁发；建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定（劳动部1996年第3号令2）；建筑设计防火规范（GB 50016-2014，2018局部修订）钢铁企业总图运输设计规范（试行）（GB50603-2010）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-2014）建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）建筑物抗震设计规范（GB50011-2010（2016年版）构筑物抗震设计规范（GB50191-2012）工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）。8.2安全措施8.2.1防雷石灰竖炉本体设有避雷装置，作为防止雷击的保护。8.2.2防机械伤害和人体坠落窑区内所有不安全因素均设有相应保护措施，对窑体平台、走梯以及 坑、沟均设有走道和防护栏杆。8.2.3除尘在石灰石窑前料仓和料车的落料口等扬尘部位设粉尘收集装置，使烟气排放浓度小于30mg/Nm3。岗位粉尘排放浓度小于10mg/Nm3。达到国家标 准。8.2.3岗位噪声助燃风机房的噪声控制在85分贝以下，达到国家标准。在值班室、休 息室等地的噪声控制在70分贝以下。8.3消防8.3.1设计依据建筑设计防火规范(GB 50016-2014，2018局部修订)建筑灭火器配置设计规范(GB50140-2005)建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)8.3.2火灾危险类别石灰生产是将石灰石煅烧成生石灰，火灾危险类别为丁类。8.3.3设计采取的防范措施本设计严格执行“预防为主，防消结合”的消防工作方针及国家有关 防火方面的政策法规，设计采取了一系列防范措施，以消除隐患，防止和减少火灾的危害。8.3.4建筑设计车间建构筑物均按二级建筑耐火等级设计，疏散通道亦按规范要求设 计。主控室、配电室、风机房等配置灭火器。8.3.5防范措施本设计按照建筑设计防火规范等有关规定进行，以防止发生火灾， 保证安全生产。