某煉鐵廠(chǎng)420m3高爐擴(kuò)容至530m3可行性研究報(bào)告

XX 二煉鐵廠(chǎng) 420m3高爐擴(kuò)容至 530m3可行性研究報(bào)告 XX 設(shè)計(jì)室 2010 年 8 月 目 錄 1 總論 1 2 煉鐵工藝及設(shè)備 3 3 燃?xì)?8 4 給排水 9 5 電氣及自動(dòng)化儀表 11 6 環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生 12 7 總圖運(yùn)輸 13 8 投資估算 14 1 1.1 概論 根據(jù) XX 鋼鐵集團(tuán)“十一五”發(fā)展規(guī)劃，到 2007 年，通過(guò)技術(shù)改造和挖潛，生鐵產(chǎn)能將達(dá)到 900 萬(wàn)噸。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需對(duì) 5# 7#高爐進(jìn)行擴(kuò)容性技術(shù)改造，將 420m3高爐擴(kuò)容到 530m3，如果可行，三座高爐全部投產(chǎn)后，可增加生鐵產(chǎn)能 50 萬(wàn)噸。這相當(dāng)于新建一座 350m3高爐。 1. 2 技改范圍 本方案針對(duì) 3 座 420m3高爐進(jìn)行技術(shù)改造 ,包括：礦槽、料坑、爐頂、斜橋、高爐本體、風(fēng)口平臺(tái)出鐵場(chǎng)、熱風(fēng)系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、鼓 風(fēng)機(jī)站、環(huán)水泵站、噴煤站、空壓機(jī)站等。 1.3 技改原則 本著充分利用技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展提高的要求，努力貫徹“經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、效益的指導(dǎo)思想，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 主要原則如下： 采用成熟可靠、行之有效的先進(jìn)工藝和技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、高效。 高爐擴(kuò)容，充分利用現(xiàn)有的公輔設(shè)施和各種建筑物，以減少投資。 對(duì)不符合生產(chǎn)要求的設(shè)施、落后的技術(shù)及設(shè)備作改造和更新，以適應(yīng)高爐強(qiáng)化冶煉的要求。 要特別重視環(huán)保、安全和衛(wèi)生，使之符合國(guó)家的有關(guān) 2 規(guī)定。 認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家規(guī)定的能源政策，盡量利用二 次能源，以便達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 1.4 技改方案 高爐爐容由 3 420m3擴(kuò)建到 3 530m3，改擴(kuò)建部分： 礦槽及料坑：保留礦槽本體，槽下供料設(shè)備按 5.0m3 料車(chē)重新配套，料坑重作。 斜橋及卷?yè)P(yáng)：由于原斜橋角度為 58.5，如按三鐵 530m3高爐結(jié)構(gòu)擴(kuò)容后，斜橋角度將超過(guò) 61。河北華遠(yuǎn)冶金設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的 HYWZ-C 型無(wú)料鐘爐頂雖然是同類(lèi)型產(chǎn)品中高度最矮的，但是經(jīng)核算，根據(jù)二鐵現(xiàn)有實(shí)際情況，改用此爐頂斜橋角度也大于 60，滿(mǎn)足不了上料要求。若想將斜橋角度降到 60以下，只有將高爐中心線(xiàn)與料車(chē)受料點(diǎn) 之間的距離加大一個(gè)辦法?，F(xiàn)有卷?yè)P(yáng)機(jī)能力不夠，需更新。 爐體：爐體拆除新建，高爐基墩加固、爐頂框架及各層平臺(tái)利舊改造。 風(fēng)口平臺(tái)出鐵場(chǎng)：出鐵場(chǎng)利舊加高，重鋪渣、鐵溝。爐前設(shè)備需更換，原有 10t 吊車(chē)?yán)f，其它建筑物利舊改建。 熱風(fēng)爐系統(tǒng)：由于現(xiàn)有場(chǎng)地狹小，增建熱風(fēng)爐很困難，建議將蓄熱室內(nèi) 7 孔格子磚改為 19 孔格子磚，以增加蓄熱面積，以滿(mǎn)足 530 m3高爐對(duì)風(fēng)溫的要求。 粗煤氣系統(tǒng)：現(xiàn)重力除塵器能力不足，需更換。 3 鼓風(fēng)機(jī)室：由于原鼓風(fēng)機(jī)室跨度太小，需異地新建。布置 3臺(tái) VA50軸流鼓風(fēng)機(jī)， 1臺(tái)相同參數(shù)的離心鼓風(fēng)機(jī)做備 用。煤氣凈化系統(tǒng)：布袋除塵系統(tǒng)，框架及平臺(tái)改造，擴(kuò)大布袋箱體，增加布袋數(shù)量，以滿(mǎn)足高爐生產(chǎn)要求。 三電：原高爐、熱風(fēng)爐系統(tǒng)已采用微機(jī)控制，改造時(shí)盡量利于原有設(shè)施。 給排水系統(tǒng)：環(huán)水泵站改造，給、排水管網(wǎng)改造。 通風(fēng)除塵系統(tǒng)：設(shè)備利舊，管網(wǎng)局部改造。 噴煤系統(tǒng)：噴煤站改造，增加能力。擴(kuò)建氧氣、氮?dú)廨斔拖到y(tǒng)。 空壓機(jī)站：利用原空壓機(jī)站擴(kuò)建，增加能力。 2 煉鐵工藝及設(shè)備 二鐵廠(chǎng)高爐 3*420m3擴(kuò)容到 3*530m3，爐頂采用無(wú)料鐘設(shè)備，熱風(fēng)爐改造，應(yīng)用大風(fēng)機(jī)，富氧噴煤，其余配套改造。 2.1 高爐主要 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 高爐有效容積 （ m3）： 530 利用系數(shù) （ t/m3.d）： 3.5 燃料比 （ Kg/t 鐵）： 530 焦 比 （ Kg/t 鐵）： 420 煤 比 （ Kg/t 鐵）： 150 渣鐵比 （ Kg/t 鐵）： 350 爐頂壓力 （ MPa）： 0.03-0.15 4 風(fēng) 溫 （ 0C）： 1100-1150 熟料比 ： 80%燒結(jié)礦 10%球團(tuán)礦 10%塊礦 入爐礦品位： TFe59 年工作日 （ d）： 350 年產(chǎn)生鐵 (t/a): 64.9*104 一代爐齡 （ a） : 8 2.2 原燃料消耗量 燒結(jié)礦（入爐） Kg/t 鐵： 1288 球團(tuán)礦（入爐） Kg/t 鐵： 161 塊 礦（入爐） Kg/t 鐵： 161 焦 炭（入爐） Kg/t 鐵： 420 噴煤粉（入爐） Kg/t 鐵： 150 石灰石 （入爐） Kg/t 鐵： 20 2. 3 產(chǎn)品及副產(chǎn)品（按一座高爐計(jì)）： 煉鋼生鐵 t/a： 64.9*104 水渣 t/a： 22.75*104 高爐煤氣 Nm3/h： 14.5*104 2.4 高爐本體 高爐內(nèi)型尺寸表： 序號(hào) 名稱(chēng) 符號(hào) 單位 數(shù)值 1 爐缸直徑 d mm 5650 2 爐腰直徑 D mm 6650 3 爐喉直徑 d1 mm 4500 4 爐缸高度 h1 mm 3273 5 爐腹高度 h2 mm 3200 5 6 爐腰高度 h3 mm 1600 7 爐身高度 h4 mm 11000 8 爐喉高度 h5 mm 1670 9 有效高度 Hu mm 20743 10 死鐵層高度 h0 mm 1121.5 11 風(fēng)口高度 hf mm 2873 12 渣口高度 hz mm 1673 13 爐缸斷面積 A m2 25.06 14 爐腹角 81.1217 15 爐身角 84.4209 16 Vu/A 21.19 17 Hu/D 3.12 18 d1/D 0.677 19 D/d 1.478 20 d1/d 0.796 高爐爐體拆除新建 530m3 爐體。爐體框架保留，爐體各層平臺(tái)改造，高爐耐熱基墩需局部加固，可以處理。 爐體：爐體結(jié)構(gòu)采用原有框架自立式結(jié)構(gòu)，設(shè)一個(gè)鐵口，十四個(gè)風(fēng)口，一個(gè)渣口。爐體冷卻設(shè)備由冷卻板和冷卻壁組成。 爐襯：為了達(dá)到高爐強(qiáng)化冶煉的要求，按爐體各部位冶煉的功能，分別配置相應(yīng)的耐火砌體，以達(dá)到高爐長(zhǎng)壽的目的。 爐體冷卻：高爐爐體冷卻系統(tǒng)利用循環(huán)水冷卻方式，風(fēng)口及渣口各套應(yīng)用高壓凈工業(yè)水冷卻，冷卻水利用原系統(tǒng)。 爐體熱工檢測(cè)：爐體設(shè)有溫度及 壓力等常規(guī)檢測(cè)，全部采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。爐身設(shè)靜壓差計(jì)和爐身透氣性監(jiān)測(cè)裝置。爐身中下部及爐腹設(shè)有爐襯厚度及在線(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)系 6 統(tǒng)。應(yīng)用爐喉煤氣自動(dòng)測(cè)溫及綜合煤氣成分自動(dòng)分析裝置代替爐身煤氣取樣及人工煤氣分析。 2.5 上料系統(tǒng) 礦槽及料坑：由于降低高爐整體高度不能使斜橋角度滿(mǎn)足工藝要求，唯一的辦法是將高爐中心線(xiàn)與料車(chē)受料點(diǎn)之間距離加大。改造方案如下：將槽下振動(dòng)篩方向旋轉(zhuǎn) 180，在保留礦槽本體的情況下，槽下設(shè)備按 5.0m3 料車(chē)配套，并作相應(yīng)的改造，使高爐中心線(xiàn)與料車(chē)受料點(diǎn)之間距離增加5000mm，這樣按 三鐵 530m3 高爐工藝尺寸布置，斜橋角度降低到 58.5以下，使高爐擴(kuò)容改造成為可能。料坑需拆除新建，困難較大，料坑上 3 米、 8 米平臺(tái)需重新改建。 斜橋卷?yè)P(yáng)：因斜橋角度和料車(chē)容積的變化，斜橋需重新設(shè)計(jì)制造。卷?yè)P(yáng)機(jī)室需新建，卷?yè)P(yáng)機(jī)更換為 12t。 爐頂設(shè)備：爐頂裝料設(shè)備采用串罐無(wú)料鐘爐頂，可以降低爐頂高度，減小布料偏析。氣密箱采用水冷，水封煤氣自平衡式，可以減少大量密封用氮?dú)?。爐頂設(shè)計(jì)壓力最高達(dá)0.15MPa，為高爐高壓操作提供了良好條件。爐頂各閥均為液壓傳動(dòng)。爐頂框架及各層平臺(tái)利舊改造。對(duì)于爐頂設(shè)備我們現(xiàn)在有兩 種選擇：一種是采用原三鐵高爐爐頂；另一種是采用河北華遠(yuǎn)冶金設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的 HYWZ-C 型無(wú)料鐘爐頂。該爐頂屬新產(chǎn)品，我們考察后認(rèn)為：該產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)，維修簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)場(chǎng)使用情況良好。但由于該產(chǎn)品推出 7 時(shí)間不長(zhǎng)，到目前為止，用戶(hù)最長(zhǎng)使用時(shí)間只有一年半左右，沒(méi)有到一代爐齡的時(shí)間。為穩(wěn)妥起見(jiàn)，建議采用現(xiàn)有 530m3高爐爐頂設(shè)備形式。 2.6 風(fēng)口平臺(tái)出鐵場(chǎng) 風(fēng)口平臺(tái)出鐵場(chǎng)利舊加高約 1 米，重鋪渣、鐵溝。爐前設(shè)備泥炮、開(kāi)口機(jī)、堵渣機(jī)重新配套。 高爐控制室利用原有建筑，完善現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)，取消二次儀表。 2.7 粗煤氣系統(tǒng) 爐頂煤氣上升管、下降管、重力除塵器全部更新。 2.8 熱風(fēng)爐系統(tǒng) 熱風(fēng)爐主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表： 序號(hào) 名稱(chēng) 單位 數(shù)值 備注 1 高爐公稱(chēng)容積 m3 420 2 設(shè)計(jì)熱風(fēng)溫度 1100 1150 3 熱風(fēng)爐座數(shù) 座 3 4 熱風(fēng)爐直徑 mm 7830/6640/6500 5 熱風(fēng)爐全高 mm 34850 6 蓄熱室有效斷面積 m2 13.14 7 燃燒室有效斷面積 m2 2.46 8 格子磚加熱面積 m2/m3 38.06 9 格子磚重量：高鋁磚 Kg/ m3 1757 高荷軟、低蠕變率RL-70 粘土磚 Kg/ m3 1487 10 一座熱風(fēng)爐總蓄熱面積 m2 13216 11 一座熱風(fēng)爐格子磚重量 t 508 12 每立方米高爐容積蓄熱面積 m2/m3 104 13 每立方米高爐容積格子磚重量 t/m3 4.01 現(xiàn) 5#、 6#、 7# 高爐各配備 3 座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，采用二燒 8 一送工作制度，現(xiàn)有高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積 94.4m2/ m3。高爐擴(kuò)容后，按現(xiàn)有熱風(fēng)爐蓄熱面積計(jì)算，高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積 74.5 m2/ m3。目前 ，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積 100m2/ m3。高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積小，熱風(fēng)爐的供熱風(fēng)溫度平均達(dá)不到 1000，制約了高爐的生產(chǎn)能力。因此，高爐擴(kuò)容后熱風(fēng)爐系統(tǒng)需增建 1 座熱風(fēng)爐。但由于原有場(chǎng)地狹小，增建熱風(fēng)爐很難。建議將原蓄熱室內(nèi) 7 孔格子磚改為 19 孔格子磚，以增加蓄熱面積，使高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積達(dá)到 90m2/ m3，并使雙預(yù)熱裝置真正發(fā)揮作用，使熱風(fēng)溫度達(dá)到 1100-11500C，為高爐高產(chǎn)低耗創(chuàng)造良好條件。 2.9 鼓風(fēng)機(jī)站 目前，鼓風(fēng)機(jī)站內(nèi)安裝四臺(tái) 1400m3/min 鼓風(fēng)機(jī) 。高爐由3*420m3擴(kuò)容到 3*530m3，在采用富氧鼓風(fēng)技術(shù)，富氧率為 2%時(shí)，需要配套鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量 1800m3/min，風(fēng)壓 0.35MPa。 由于原鼓風(fēng)機(jī)站場(chǎng)地太小，需新建鼓風(fēng)機(jī)站。安裝 3 臺(tái)AV50 全靜葉可調(diào)軸流式鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng) 3 座高爐正常生產(chǎn)用風(fēng)。備用 1 臺(tái)相同參數(shù)的離心風(fēng)機(jī)備用。如三鐵二座 450m3高爐先行改造成 530m3高爐，可用原 450m3高爐風(fēng)機(jī)一臺(tái)作為備用風(fēng)機(jī)。 2.10 噴煤設(shè)施 2.10.1 主要技術(shù)參數(shù) 9 530m3高爐噴煤主要技術(shù)參數(shù)： 高爐生產(chǎn)能力： 64.9*104t/a 噴吹煤粉量： 150Kg/t 鐵 噴吹煤種： 煙煤 煤粉粒度： 0.088mm，占 80-90% 水份： 1% 年耗煤粉： 32 *104t/a 2.10.2 噴煤設(shè)施 現(xiàn)高爐噴煤站安裝了 1 臺(tái) HRM1300 型立式中速磨。高爐擴(kuò)容后， 3 座高爐年產(chǎn)生鐵 195 萬(wàn)噸，煙煤噴吹量按 150Kg/t鐵計(jì)，年需要煤粉 29.25 萬(wàn)噸，原磨煤、噴煤系統(tǒng)能力不能滿(mǎn)足高爐擴(kuò)容后的要求。 建議在噴煤站貯煤場(chǎng)另一側(cè)新建一個(gè)相同的噴煤站，這樣，按三班作業(yè)，日工作 20 小時(shí)，年工作 350 天，年產(chǎn)煤粉 30 萬(wàn)噸，可以與高爐生產(chǎn)能力相匹配。 3 燃?xì)?3.1 煤氣 目前，現(xiàn)有 3 座高爐煤氣凈化裝置采用干式布袋除塵 煤氣凈化裝置由干式布袋除塵器和卸灰輸灰系統(tǒng)組成。 布袋除塵器技術(shù)性能： 箱體規(guī)格： 3000*15000 布袋規(guī)格： 130*6000 10 箱體個(gè)數(shù) : 8 個(gè) 布袋條數(shù) : 960 條 每個(gè)箱體布袋過(guò)濾面積： 294m2 工作溫度： 120-3000C 凈煤氣含塵量： 10mg/m3 正常工作過(guò)濾負(fù)荷 :38.3m3/m2h 。 高爐擴(kuò)容到 530m3，高爐煤氣發(fā)生量將達(dá) 14.5*104m3/h。由于高爐擴(kuò)容煤氣發(fā)生量增加，原布袋除塵系統(tǒng)過(guò)濾負(fù) 荷將達(dá) 61.7m3/m2h，過(guò)濾負(fù)荷過(guò)大，凈煤氣含塵量將嚴(yán)重超標(biāo)，這將直接影響到熱風(fēng)爐使用壽命和熱風(fēng)溫度。因此，對(duì)煤氣布袋除塵系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行改造，既將布袋箱體直徑由 3000 改為 3400，每個(gè)箱體布袋條數(shù)由 120 條增加到 192 條，布袋材質(zhì)和規(guī)格不變， 工作過(guò)濾負(fù)荷調(diào)整為 38.56m3/m2h，可 以滿(mǎn)足高爐正常生產(chǎn)的需要。 3.2 氧氣 為了降低高爐生產(chǎn)成本，增加噴煤量，以節(jié)約焦炭，需采用富氧鼓風(fēng)技術(shù)。為此需擴(kuò)建氧氣供應(yīng)系統(tǒng)，氧氣由氧氣站供 應(yīng)。 3.3 氮?dú)?爐頂、煤氣布袋除塵及噴煤系統(tǒng)應(yīng)用氮?dú)?，需擴(kuò)建氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，氮?dú)庥裳鯕庹竟?yīng)。 3.4 壓縮空氣 11 該區(qū)域供氣由三燒空壓站供給，新增壓縮空氣由原空壓站擴(kuò)建解決 。 4 給排水 4.1 供水要求 3 座 530m3高爐用水量如下： 總用水量：正常 18000m3/h、最大 20000m3/h 其中：凈水循環(huán)正常用水量： 15000 m3/h 濁水循環(huán)正常用水量： 2700m3/h 工業(yè)水： 24m3/h 4.3 給水系統(tǒng) 凈水循環(huán)系統(tǒng)，主要供高爐爐體、風(fēng)口、渣 口、熱風(fēng)爐、鼓風(fēng)機(jī)等，正常循環(huán)水量 12000m3/h ，最大循環(huán)水量15000m3/h。 現(xiàn)有凈水循環(huán)泵站共安裝 7 臺(tái)泵，最大供水能力4300m3/h，凈水循環(huán)系統(tǒng)不能滿(mǎn)足高爐擴(kuò)容后的生產(chǎn)需要，需擴(kuò)建。 夏季凈水循環(huán)系統(tǒng)回水溫度高，應(yīng)增加冷卻塔數(shù)量，以保證高爐冷卻水正常供水溫度。 經(jīng)核算水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)擴(kuò)建和改造可以滿(mǎn)足高爐擴(kuò)容后的需要。 4.4 安全、消防給水 安全、消防用水利用原有給水系統(tǒng)，可以保證高爐擴(kuò)容 12 后正常生產(chǎn)需要。 5 電氣及自動(dòng)化儀表 5.1 電力負(fù)荷 高爐擴(kuò)容改造后，經(jīng)電氣專(zhuān)業(yè)核算，原有高壓系統(tǒng)可滿(mǎn)足除鼓 風(fēng)機(jī)室以外的電力需求。鼓風(fēng)機(jī)室的電力負(fù)荷需新建高壓配電室。 5.2 電氣傳動(dòng) 用電設(shè)備除料車(chē)卷?yè)P(yáng)機(jī)和探尺卷?yè)P(yáng)機(jī)為直流電機(jī)傳動(dòng)外，其余均為交流傳動(dòng)。 5.3 電控系統(tǒng) 在原有的 PLC 系統(tǒng)補(bǔ)充 I/O 模塊和機(jī)架，采集和處理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并增設(shè)三個(gè)操作站及通訊接口，原料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、高爐本體及熱風(fēng)爐可以通過(guò)總線(xiàn)連網(wǎng)，相互調(diào)用數(shù)據(jù)和畫(huà)面。 5.4 儀控系統(tǒng) 高爐爐頂、噴煤站新設(shè)計(jì)，原料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、高爐本體、熱風(fēng)爐、風(fēng)機(jī)室和泵站隨高爐大修更新。 6 環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生 6.1 環(huán)境保護(hù) 6.1.1 粉塵、煙塵的治理 產(chǎn)生粉塵和煙塵污染源是原料系統(tǒng)的粉塵，出鐵場(chǎng)的煙塵，除塵器排灰時(shí)產(chǎn)生的粉塵。原料和出鐵場(chǎng)粉塵、煙塵的 13 治理利用原除塵系統(tǒng)，除塵器排灰口設(shè)加濕機(jī)潤(rùn)濕。 6.1.2 污水處理 生活含油污水經(jīng)處油后外排，糞便水經(jīng)化糞池處理后外排。 6.1.3 噪音治理 氣體放散管路加裝消聲器，產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)的設(shè)備加裝減震墊，鼓風(fēng)機(jī)加隔聲罩，廠(chǎng)房噪音區(qū)控制室采取隔音設(shè)施。 6.2 安全衛(wèi)生 在工程設(shè)計(jì)中采取行之有效的措施，排除各種不安全因素，達(dá)到設(shè)備安全運(yùn)行，操作人員安全作業(yè)，遵守操作規(guī)程，可保證安全生產(chǎn)。 7 總圖運(yùn)輸 7.1 總圖 原高爐系統(tǒng)總圖布置已經(jīng)形成，此次高爐擴(kuò)容性大修只能建在原有位置，所有公用設(shè)施及建筑物利舊，只對(duì)影響高爐生產(chǎn)部分進(jìn)行技術(shù)改造。 7.2 運(yùn)輸 高爐生產(chǎn)的鐵水、渣用鐵路運(yùn)輸。碎焦、碎礦、除塵灰及炮泥等采用汽車(chē)運(yùn)輸。 8投資估算 本工程屬于技術(shù)改造項(xiàng)目，設(shè)備費(fèi)參照同類(lèi)型高爐設(shè)備價(jià)格，建安估算指標(biāo)按市場(chǎng)價(jià)格，其他費(fèi)用按 3%計(jì)取，拆除 14