某煉鐵廠420m3高爐擴容至530m3可行性研究報告

XX 二煉鐵廠 420m3高爐擴容至 530m3可行性研究報告 XX 設(shè)計室 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 電氣及自動化儀表 11 6 環(huán)境保護及安全衛(wèi)生 12 7 總圖運輸 13 8 投資估算 14 1 1.1 概論 根據(jù) XX 鋼鐵集團“十一五”發(fā)展規(guī)劃，到 2007 年，通過技術(shù)改造和挖潛，生鐵產(chǎn)能將達到 900 萬噸。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，需對 5# 7#高爐進行擴容性技術(shù)改造，將 420m3高爐擴容到 530m3，如果可行，三座高爐全部投產(chǎn)后，可增加生鐵產(chǎn)能 50 萬噸。這相當(dāng)于新建一座 350m3高爐。 1. 2 技改范圍 本方案針對 3 座 420m3高爐進行技術(shù)改造 ,包括：礦槽、料坑、爐頂、斜橋、高爐本體、風(fēng)口平臺出鐵場、熱風(fēng)系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、鼓 風(fēng)機站、環(huán)水泵站、噴煤站、空壓機站等。 1.3 技改原則 本著充分利用技術(shù)進步、發(fā)展提高的要求，努力貫徹“經(jīng)濟、實用、可靠、效益的指導(dǎo)思想，執(zhí)行國家的有關(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、行之有效的先進工藝和技術(shù)，努力實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、高效。 高爐擴容，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，使之符合國家的有關(guān) 2 規(guī)定。 認(rèn)真執(zhí)行國家規(guī)定的能源政策，盡量利用二 次能源，以便達到節(jié)能降耗的目的。 1.4 技改方案 高爐爐容由 3 420m3擴建到 3 530m3，改擴建部分： 礦槽及料坑：保留礦槽本體，槽下供料設(shè)備按 5.0m3 料車重新配套，料坑重作。 斜橋及卷揚：由于原斜橋角度為 58.5，如按三鐵 530m3高爐結(jié)構(gòu)擴容后，斜橋角度將超過 61。河北華遠冶金設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的 HYWZ-C 型無料鐘爐頂雖然是同類型產(chǎn)品中高度最矮的，但是經(jīng)核算，根據(jù)二鐵現(xiàn)有實際情況，改用此爐頂斜橋角度也大于 60，滿足不了上料要求。若想將斜橋角度降到 60以下，只有將高爐中心線與料車受料點 之間的距離加大一個辦法。現(xiàn)有卷揚機能力不夠，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利舊改造。 風(fēng)口平臺出鐵場：出鐵場利舊加高，重鋪渣、鐵溝。爐前設(shè)備需更換，原有 10t 吊車?yán)f，其它建筑物利舊改建。 熱風(fēng)爐系統(tǒng)：由于現(xiàn)有場地狹小，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，以滿足 530 m3高爐對風(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)機室：由于原鼓風(fēng)機室跨度太小，需異地新建。布置 3臺 VA50軸流鼓風(fēng)機， 1臺相同參數(shù)的離心鼓風(fēng)機做備 用。煤氣凈化系統(tǒng)：布袋除塵系統(tǒng)，框架及平臺改造，擴大布袋箱體，增加布袋數(shù)量，以滿足高爐生產(chǎn)要求。 三電：原高爐、熱風(fēng)爐系統(tǒng)已采用微機控制，改造時盡量利于原有設(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。擴建氧氣、氮氣輸送系統(tǒng)。 空壓機站：利用原空壓機站擴建，增加能力。 2 煉鐵工藝及設(shè)備 二鐵廠高爐 3*420m3擴容到 3*530m3，爐頂采用無料鐘設(shè)備，熱風(fēng)爐改造，應(yīng)用大風(fēng)機，富氧噴煤，其余配套改造。 2.1 高爐主要 技術(shù)經(jīng)濟指標(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）： 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 名稱 符號 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)一個鐵口，十四個風(fēng)口，一個渣口。爐體冷卻設(shè)備由冷卻板和冷卻壁組成。 爐襯：為了達到高爐強化冶煉的要求，按爐體各部位冶煉的功能，分別配置相應(yīng)的耐火砌體，以達到高爐長壽的目的。 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：爐體設(shè)有溫度及 壓力等常規(guī)檢測，全部采用計算機進行數(shù)據(jù)采集。爐身設(shè)靜壓差計和爐身透氣性監(jiān)測裝置。爐身中下部及爐腹設(shè)有爐襯厚度及在線溫度監(jiān)測系 6 統(tǒng)。應(yīng)用爐喉煤氣自動測溫及綜合煤氣成分自動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足工藝要求，唯一的辦法是將高爐中心線與料車受料點之間距離加大。改造方案如下：將槽下振動篩方向旋轉(zhuǎn) 180，在保留礦槽本體的情況下，槽下設(shè)備按 5.0m3 料車配套，并作相應(yīng)的改造，使高爐中心線與料車受料點之間距離增加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 米平臺需重新改建。 斜橋卷揚：因斜橋角度和料車容積的變化，斜橋需重新設(shè)計制造。卷揚機室需新建，卷揚機更換為 12t。 爐頂設(shè)備：爐頂裝料設(shè)備采用串罐無料鐘爐頂，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氣。爐頂設(shè)計壓力最高達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。爐頂框架及各層平臺利舊改造。對于爐頂設(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冶金設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的 HYWZ-C 型無料鐘爐頂。該爐頂屬新產(chǎn)品，我們考察后認(rèn)為：該產(chǎn)品設(shè)計先進，維修簡單方便，現(xiàn)場使用情況良好。但由于該產(chǎn)品推出 7 時間不長，到目前為止，用戶最長使用時間只有一年半左右，沒有到一代爐齡的時間。為穩(wěn)妥起見，建議采用現(xiàn)有 530m3高爐爐頂設(shè)備形式。 2.6 風(fēng)口平臺出鐵場 風(fēng)口平臺出鐵場利舊加高約 1 米，重鋪渣、鐵溝。爐前設(shè)備泥炮、開口機、堵渣機重新配套。 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)見下表： 序號 名稱 單位 數(shù)值 備注 1 高爐公稱容積 m3 420 2 設(shè)計熱風(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。高爐擴容后，按現(xiàn)有熱風(fēng)爐蓄熱面積計算，高爐單位爐容熱風(fēng)爐蓄熱面積 74.5 m2/ m3。目前 ，國內(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)溫度平均達不到 1000，制約了高爐的生產(chǎn)能力。因此，高爐擴容后熱風(fēng)爐系統(tǒng)需增建 1 座熱風(fēng)爐。但由于原有場地狹小，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)溫度達到 1100-11500C，為高爐高產(chǎn)低耗創(chuàng)造良好條件。 2.9 鼓風(fēng)機站 目前，鼓風(fēng)機站內(nèi)安裝四臺 1400m3/min 鼓風(fēng)機 。高爐由3*420m3擴容到 3*530m3，在采用富氧鼓風(fēng)技術(shù)，富氧率為 2%時，需要配套鼓風(fēng)機風(fēng)量 1800m3/min，風(fēng)壓 0.35MPa。 由于原鼓風(fēng)機站場地太小，需新建鼓風(fēng)機站。安裝 3 臺AV50 全靜葉可調(diào)軸流式鼓風(fēng)機供應(yīng) 3 座高爐正常生產(chǎn)用風(fēng)。備用 1 臺相同參數(shù)的離心風(fēng)機備用。如三鐵二座 450m3高爐先行改造成 530m3高爐，可用原 450m3高爐風(fēng)機一臺作為備用風(fēng)機。 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 HRM1300 型立式中速磨。高爐擴容后， 3 座高爐年產(chǎn)生鐵 195 萬噸，煙煤噴吹量按 150Kg/t鐵計，年需要煤粉 29.25 萬噸，原磨煤、噴煤系統(tǒng)能力不能滿足高爐擴容后的要求。 建議在噴煤站貯煤場另一側(cè)新建一個相同的噴煤站，這樣，按三班作業(yè)，日工作 20 小時，年工作 350 天，年產(chǎn)煤粉 30 萬噸，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 箱體個數(shù) : 8 個 布袋條數(shù) : 960 條 每個箱體布袋過濾面積： 294m2 工作溫度： 120-3000C 凈煤氣含塵量： 10mg/m3 正常工作過濾負(fù)荷 :38.3m3/m2h 。 高爐擴容到 530m3，高爐煤氣發(fā)生量將達 14.5*104m3/h。由于高爐擴容煤氣發(fā)生量增加，原布袋除塵系統(tǒng)過濾負(fù) 荷將達 61.7m3/m2h，過濾負(fù)荷過大，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，對煤氣布袋除塵系統(tǒng)應(yīng)進行改造，既將布袋箱體直徑由 3000 改為 3400，每個箱體布袋條數(shù)由 120 條增加到 192 條，布袋材質(zhì)和規(guī)格不變， 工作過濾負(fù)荷調(diào)整為 38.56m3/m2h，可 以滿足高爐正常生產(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)。為此需擴建氧氣供應(yīng)系統(tǒng)，氧氣由氧氣站供 應(yīng)。 3.3 氮氣 爐頂、煤氣布袋除塵及噴煤系統(tǒng)應(yīng)用氮氣，需擴建氮氣供應(yīng)系統(tǒng)，氮氣由氧氣站供應(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 臺泵，最大供水能力4300m3/h，凈水循環(huán)系統(tǒng)不能滿足高爐擴容后的生產(chǎn)需要，需擴建。 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)過擴建和改造可以滿足高爐擴容后的需要。 4.4 安全、消防給水 安全、消防用水利用原有給水系統(tǒng)，可以保證高爐擴容 12 后正常生產(chǎn)需要。 5 電氣及自動化儀表 5.1 電力負(fù)荷 高爐擴容改造后，經(jīng)電氣專業(yè)核算，原有高壓系統(tǒng)可滿足除鼓 風(fēng)機室以外的電力需求。鼓風(fēng)機室的電力負(fù)荷需新建高壓配電室。 5.2 電氣傳動 用電設(shè)備除料車卷揚機和探尺卷揚機為直流電機傳動外，其余均為交流傳動。 5.3 電控系統(tǒng) 在原有的 PLC 系統(tǒng)補充 I/O 模塊和機架，采集和處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并增設(shè)三個操作站及通訊接口，原料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、高爐本體及熱風(fēng)爐可以通過總線連網(wǎng)，相互調(diào)用數(shù)據(jù)和畫面。 5.4 儀控系統(tǒng) 高爐爐頂、噴煤站新設(shè)計，原料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、高爐本體、熱風(fēng)爐、風(fēng)機室和泵站隨高爐大修更新。 6 環(huán)境保護及安全衛(wèi)生 6.1 環(huán)境保護 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，出鐵場的煙塵，除塵器排灰時產(chǎn)生的粉塵。原料和出鐵場粉塵、煙塵的 13 治理利用原除塵系統(tǒng)，除塵器排灰口設(shè)加濕機潤濕。 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)生強烈震動的設(shè)備加裝減震墊，鼓風(fēng)機加隔聲罩，廠房噪音區(qū)控制室采取隔音設(shè)施。 6.2 安全衛(wèi)生 在工程設(shè)計中采取行之有效的措施，排除各種不安全因素，達到設(shè)備安全運行，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，只對影響高爐生產(chǎn)部分進行技術(shù)改造。 7.2 運輸 高爐生產(chǎn)的鐵水、渣用鐵路運輸。碎焦、碎礦、除塵灰及炮泥等采用汽車運輸。 8投資估算 本工程屬于技術(shù)改造項目，設(shè)備費參照同類型高爐設(shè)備價格，建安估算指標(biāo)按市場價格，其他費用按 3%計取，拆除 14