250万大卡/h导热油炉
高能复合粉成套燃烧设备技术说明及工艺设计图
关键词:气力输送设备 石油焦粉燃烧 石油焦粉燃烧技术 窑炉节能技术
一. 设计要求及条件
(一)燃料情况
1、燃料名称及种类:
高能复合粉--根据导热油炉对燃料的特殊要求,应对原焦进行改性—除选择低硫、低灰,高热值的,石油焦作为高能复合干粉的主要原料外,还进行磨制、配混,是标准型配方燃料。
2、原焦指标:
石油焦粉是近年来发展并应用于工业窑炉的新型节能环保燃料。是炼油厂延迟焦化装置在生产轻质油品时的副产品,石油焦根据品质的不同分为多种牌号,其理化性能如下表:
(石化部门部颁标准)
| 项目 | 质量指标 | 试验方法 |
| 一级品 | 合格品 |
| 1A | 1B | 2A | 2B | 3A | 3B |
| 硫含量,% 不大于 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | GB/T387 |
| 挥发分,% 不大于 | 12 | 12 | 14 | 17 | 18 | 20 | SH/T0026 |
| 灰分,% 不大于 | 0.3 | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.2 | SH/T0029 |
| 水分,% 注(1) | 3 | SH/T0032 |
| 真密度 g/cm2 不大于 | 2.08 | 2.13 | | SH/T0033 |
| 粉焦量(快粒8mm 以下)% 不大于 | 25 | 报告 | | 附录A |
| 硅含量,% 不大于 | 0.08 | | SH/T0058 |
| 钒含量,% 不大于 | 0.015 | | SH/T0058 |
| 铁含量,% 不大于 | 0.08 | | SH/T0058 |
3、高能复合粉指标:
| | 项目 | 指标要求 | |
| 1 | 原焦选用 | 按部颁标准1A合格品 | 企业可根据环保及产品质量等级要求在3B内选择 |
| 2 | 水分 | ≤2% | 实验室标准方法 |
| 3 | 细度 | 200目筛上物留存≤1% | |
| 4 | 粒度分布 | 一致性高 | |
| 5 | 堆积密度 | 0.45-0.50吨/m³ | |
| 6 | 热值 | ≥8300大卡/公斤 | |
(二)工矿要求
1、现场料仓的位置确定:
由现场发送料仓出料法兰口开始到燃烧炉喷枪最长管线其当量长度一般不超过50米(其中高度不超过10米)。
2、现场发送料仓的进料方式:
采用罐车输送其除尘由燃烧系统中的仓顶除尘器处理。
3、进气要求:
输送燃料用气:高压风机,乙方配套;
雾化等用气:压缩空气、气量3m³/分钟以上、压力0.65-0.8MPA,需配备冷干机,用户自配。
导热炉引风机:风量10000立方/小时,压头在2500PA以上选用风机,用户自配;
导热炉鼓风机:风量5000立方/小时,压头1500PA选用风机,用户自配;
4、出气要求:
A料仓出气排放到大气中,需达到国家环保要求---即粉尘颗粒含量≤100毫克/m³,此项措施由系统提供方保证。
B窑炉尾气由烟囱排放到大气中, 需达到国家环保要求---即烟尘颗粒含量≤50毫克/m³,含硫含氮等指标,此项措施由系统使用方保证。
二、工艺设计方案
1、工作原理:
以石油焦原焦为主原料,添加生物质等干粉,经破碎、研磨、配制一定规格的粉料,即高能复合粉,(此工段为磨粉工段,不在本系统范围内)通过总储罐、悬浮助流、调节控制及粉料发送等将燃料发送至专用燃烧器,根据不同工业窑炉的工艺条件和要求,定量、连续、均匀、稳定地从燃烧器内喷出并燃烧,所产生的高强热量引入导热油炉而生产出符合质量要求的各类产品。
燃烧系统由储粉罐、发送设备、供气设备、控制装置、燃烧器等单元组成。燃烧器出口前的系统由乙方提供,燃烧器出口以后的部分由用户自理,乙方提供系统工艺设计和电控设计。
2、工艺设计:
干粉直燃系统主要体现两个方面:
一要体现干粉的发送--其关键点:连续、均匀、稳定;
二要体现干粉的燃烧—其关键点:温度可调、燃烧充分;
系统构成:料仓、发送设备、混合输送、调压充压控制管路、输送控制管路、流化控制管路、吹扫控制管路、流量调节、自动控制。详见工艺流程图。
3、工艺系统技术要点:
3、1 储粉单元一般由储粉仓和仓顶收尘器及助流装置、料位器等组成。储粉仓是喷吹系统中的重要设备,设计时应充分考虑干粉全炉使用的用量,根据地区不同,储仓尚需考虑设置保温或加热装置。本系统中储仓储量在50m³左右(详细见工艺图),未设保温和加热装置,但用户应充分考虑此因素可能带来的不足。
3、2 发送设备:一般应根据窑炉产量及输粉量不同进行设计并以企业自身条件选用。通常一台炉采用两套发送设备,互相独立,开停转换,根据需要切换;本系统采用了两套发送设备,一开一备。根据干粉燃料的特性,炉前喷吹系统中设计了喷前清扫、喷后清扫等装置,保证了管网系统的稳定、长期运转。
3、3 燃烧炉与导热炉之间的连接:从安全角度出发,如导热炉或燃烧炉各自可能的异常出现,其中间设置一台闸门,利于安全控制;从倒班需要其高温热的排放或对导热炉安全出发,在不使用导热炉时将高温热排出,用户应充分安排调剂好上下班时间,尽可能减少停炉时间,减少热源损失。该排放管宜采用锅炉钢管,其烟气温度在800度左右。燃烧炉与导热炉之间的管路连接用户在安装时应充分考虑此处温度较高,最高时可达1400度,此处应采用耐火砖现场堆砌。
3、4 燃烧器和燃烧炉是干粉能否充分燃烧的关键设备,需使用特制的干粉喷枪。本系统中业主原燃天然气的管路需连接到燃烧炉燃烧器接口处。
3、5 燃烧炉的升温和点火:采用天然气燃烧升温,其点火采用原天然气的点火方式(仅一次)。
3、6控制系统一般采用手动和自动二套控制单元,正常生产时可通过主控室触摸屏自动完成燃烧系统的流量控制、压力调节等各项操作。当需要个别调整或调试时可切换至手动单元进行操作。由此减轻了操作人员的劳动强度,保证了系统运行的稳定性。
3、7控制系统控制范围包含导热炉上的压力、温度等,但其上的一次表和油泵的开关元件、开关柜等用户应提前安排购置,与系统控制柜放置一处易于连接和控制。导热炉上的引风机宜采用变频调节,变频器也应提前购买放置在开关柜内。
三、技术说明
1、燃烧高能粉(含石油焦干粉)与重油等当量热值比较:石油焦干粉干基热值约8500~8600kcal /kg,重油热值9500~9600kcal /kg,根据窑炉不同热效率,燃烧1.01~1.1吨石油焦干粉与一吨重油热值相当。通过实验, 石油焦干粉燃烧时火焰温度稳定在1480~1500℃之间,完全满足燃烧需要;
2、高能粉的主要材料为石油焦,其灰分为0.2~0.35%,含硫量<1%,碳含量为85%,其它轻质可燃物约13.7%,各项成份指标与重油类似,且为间接燃烧不会对产品产生污染;
3、干粉在雾化燃烧过程中水分呈微粒状态,高温下迅速气化并随烟气排放,不会对熔窑耐火材料形成异常侵蚀;
4、系统可调性强,拆卸方便,完全适应导热炉的运行特性,无须对导热窑炉进行改造,保障了导热炉的完整性;
5、燃烧炉建成后其主体结构改变是相当困难的,当燃料品种改变时必须综合考虑燃烧炉设计要求、使用年限、各部位烧蚀情况、小炉碹宽度等等因素。现经多条生产线全炉燃用石油焦粉后,实践证明:炉温、炉压保持稳定,说明使用高能粉可满足燃烧炉需要。
四、供货范围
见合同设备清单并以清单为准。即燃烧炉出口之前的设备由乙方提供,燃烧炉出口以后的设备由用户自购。总的系统控制由乙方提供,燃烧炉出口以后的一次表和开关元件、开关动力柜、变频器等由用户自配。管路、电缆、安装等用户负责实施。
五、电气配电
导热炉燃烧系统总装机容量为163KW,系统同时运行最大电力负荷约为97.7KW。引取电源由甲方提供确定。
系统主要电力负荷表
| 序号 | 名称型号 | 铭牌功率(kW) | 安装地点 | 安装台数 | 运行台数 | 备用台数 | 运行连续 | 同时负荷(kW) | 备 注 |
| 1 | 两相流发送器 | 5.5 | 仓下 | 2 | 1 | 1 | 是 | 11 | 变频 |
| 2 | 仓顶除尘器 | 2.2 | 仓顶 | 1 | 1 | 1 | 否 | 2.2 | 三相动力 |
| 3 | 高压送粉风机 | 5.5 | 仓下旁 | 2 | 1 | 1 | 是 | 11 | 三相动力 |
| 4 | 导热炉引风机 | 22 | 炉后部 | 1 | 1 | | 是 | 22 | 变频 |
| 5 | 导热炉鼓风机 | 5.5 | 炉后部 | 1 | 1 | | 是 | 5.5 | 三相动力 |
| 6 | 导热油循环泵 | 55 | 炉旁 | 2 | 1 | 1 | 是 | 110 | 三相动力 |
| 7 | 仪表电源负荷 | 2.0 | 控制室 | 1 | 1 | | 是 | 2.0 | |
| 8 | 控制电源负荷 | 1.0 | 控制室 | 1 | 1 | | 是 | 1.0 | |
| | 合计 | | | | | | | 163 | 安装负荷97.7KW |
六、设计分工及实施
乙方的设计内容: 从现场储粉料仓的进料口法兰开始,之后经气力发送至导热炉尾气排放全过程。
1. 工艺设计:负责向甲方提供工程文件目录,系统P&ID图,数据表,设备布置图(显示所有设备和辅助系统的外型尺寸,标注与用户连接的管口方位,并在图中列出各设备的主要性能参数,外型尺寸,连接尺寸,维修和拆卸空间所需尺寸,各主要设备重量,技术要求)。完成工艺设计,并与甲方配合,提供所须资料。
2. 电气专业:负责向甲方提出总的用电量和用电品质,以及各用电设备的位置和用电参数、控制要求。负责电气配电设计并提供控制柜,控制柜的防护等级为IP65(各电机的进线电缆由甲方提供、敷设,导热炉的动力柜和一次表等用户承担)
3. 仪表专业:负责仪表专业设计。
4. 土建专业:负责提出土建条件(各设备重量、相对尺寸,基础螺孔位置、尺寸)。
七、技术资料交付及工程进度
1、 项目合同签字生效后8个工作日内乙方提供出初步的工艺流程图、平面布置图和立面图,征求甲方意见后进行下一步,甲方在三个工作日内予以书面回复,逾期视为甲方已认可,乙方为确保进度按设计继续实施(但因付款延迟工期自动顺延,见合同条款)。
2、 在本项第1条完成后,乙方7个工作日内完成工艺设计,并向甲方(或甲方指定的设计院)提出电气、仪表、土建二次条件。