放散塔技術方案

1、南鋼高爐煤氣DN1000放散火炬系統(tǒng)技術協(xié)議制定單位：南京鋼鐵聯(lián)合有限公司 上海同濟高科技發(fā)展有限公司日 期： 2009年2月9日甲方：南京鋼鐵聯(lián)合有限公司乙方：上海同濟高科技發(fā)展有限公司南京鋼鐵聯(lián)合有限公司（以下簡稱甲方）就廠內原有的一套DN700高爐煤氣放散塔,現將該放散塔拆除,同時委托上海同濟高科技發(fā)展有限公司（以下簡稱乙方）在該塔所處地址上進行DN1000高爐煤氣放散塔大修重建。經雙方友好協(xié)商達成如下協(xié)議。1 、設計依據 1.1 放散氣體數據l 放散介質：高爐煤氣；l 放散煤氣溫度：30-60（最大80）l 設計最大放散量：120000 Nm3/hl 高爐煤氣主管壓力：12kPa；1.

2、2 公用工程條件l 氮 氣：0.3-0.6MPa，常溫，輸入管徑Dn50；l 燃料氣：焦爐煤氣，36kPa，常溫。低熱值4200±10%kcal/Nm3，輸入管徑Dn80；l 供 電： AC380V/50HZ，三相四線，容量9 kVA；2 、放散設計方案2.1 設計原則l 嚴格執(zhí)行國家及行業(yè)相關標準、規(guī)范，保證火炬安全可靠運行；l 根據最大放散量和放散壓力確定主燃燒器的尺寸；l 采用成熟可靠的技術，具有節(jié)能性和先進性；l 設備具有良好的氣密性，不得有煤氣泄漏現象；l 能實現放散火炬裝置的遠程手動/自動點火，消滅常明火；l 設備的檢測、傳輸、調節(jié)、轉換及控制功能靈敏準確，精確度高，響應

3、速度快；l 采用節(jié)能型結構的常明燈，降低燃料氣的消耗。2.2 放散系統(tǒng)設計總體方案該放散火炬系統(tǒng)設置：主燃燒器、防風罩、常明燈、分子密封器、火炬筒體及水平工藝管、火炬塔架、自動點火/放散控制系統(tǒng)、電氣儀表、公用管道安裝材料及電氣儀表安裝材料等。2.2.1 主要工藝參數l 煤氣放散量：最大放散量為120000Nm3/h；，放散溫度30-60（最大80），壓力12kPa；l 設計放散高度：50m。2.2.2 主體設備參數l 主燃燒器： DN1000mm；l 分子密封器： DN1000mm；l 放散筒體： DN1000mm；l 放散塔架：底部根開約7m×7m，頂層檢修平臺高度約46m；l

4、水平工藝管DN1000mm，長度約8m。2.2.3 責任和供貨范圍：l 設備及工藝公用管線：放散調節(jié)蝶閥（含調節(jié)蝶閥）后，地面以上的所有設備、工藝公用管線（高爐煤氣、焦爐煤氣、氮氣）的設計、供貨和安裝由乙方負責；放散筒體和放散塔架的地錨螺栓由乙方負責供貨；l 自動點火控制系統(tǒng)：火炬自動控制柜后的所有電氣儀表設備、電氣儀表安裝材料的設計、供貨和安裝由乙方負責；火炬自動控制柜安裝位置位于距火炬塔架距離不超過200m的控制室內，控制柜與火炬塔現場之間的電纜敷設利用管道支架及管道加強環(huán)；兩臺火炬監(jiān)控專用工控機的供貨由乙方負責。（詳見供貨清單）l 南鋼給2路3相電源到上海同濟電氣柜由繼電器切換，確保UP

5、S和執(zhí)行機構得到2路供電。2.2.4 自動點火控制系統(tǒng)的功能有：l 放散系統(tǒng)自動點火；l 控制室手動遠操點火和現場手動點火；l 系統(tǒng)點火故障報警；l 系統(tǒng)燃燒狀態(tài)顯示，監(jiān)測火炬的工作狀態(tài)；l 點火控制柜預留與用戶中央監(jiān)控系統(tǒng)的EMS通訊接口；l 現場燃料氣、氮氣管道低壓報警；2.3 放散火炬系統(tǒng)主要技術特性表一、放散系統(tǒng)總體性能1設計數據設計流量120000m3/h介質（主要成分）高爐煤氣放散高度50m塔架高度約46m放散溫度30-60放散筒體DN1000 二、主體設備性能及結構參數1主燃燒器TJFL-1000A規(guī)格DN1000類型空氣混合型常明燈數量3設計最大放空量120000Nm3/h材質

6、304設計壽命15年制造廠商上海同濟高科技發(fā)展有限公司2分子密封器主要材料Q345R規(guī)格DN1000密封介質氮氣氮氣耗量 58 m3/h防腐要求表面耐高溫防腐漆設計壽命15年制造廠商上海同濟高科技發(fā)展有限公司3放散筒體主體材料Q235B，t=10mm規(guī)格DN1000防腐要求表面防腐漆處理設計壽命15年制造廠商上海同濟高科技發(fā)展有限公司4放散塔架高度約46m塔架形式預應力鋼管塔、法蘭連接底部根開約7m×7m頂部根開約2.5×2.5m主要材質20#無縫鋼管等爬梯形式斜爬梯，鋼隔柵防腐處理方式熱浸鋅防腐處理設計壽命30年制造廠商上海同濟高科技發(fā)展有限公司三、主要儀表參數及技術性能

7、1程控儀S7-300廠家西門子2熱電偶WRNK-331測溫范圍0-1000四、點火系統(tǒng)主要技術性能參數1常明燈型號JN-I數量3材質304單支耗氣量（燃料氣）約3Nm3/h2高空點火器類型電打火、高能放電數量3電源220V、50Hz單只功率1.5 kW輸出電壓2500±10%V點火能量12 J防爆等級dIIBT4防護等級IP54點火持續(xù)時間30s設計壽命2x105 次制造廠商上海同濟高科技發(fā)展有限公司3點火嘴點火能量12J使用壽命2×105次材質外殼不銹鋼點火頻率1216次/秒4高壓導電桿耐壓值大于5 kV絕緣電阻大于500×106 中心電阻小于0.02/m工作溫

8、度7005點火方式1. 自動點火2. 現場手動點火3.控制室遠操點火2.4 公用工程介質消耗指標序號名稱介質壓力公稱管徑單套消耗量用途及說明瞬時 / 間斷連續(xù)1焦爐煤氣36kPa（G）DN809Nm3/h3套長明燈燃料氣60 Nm3/h伴燒環(huán)管用2氮氣0.5MPa（G）DN2558Nm3/h分子密封氣用3用電量380V/220V1.5kW(每套)高能點火器(3套)4.5kW現場照明及維修用電3 放散系統(tǒng)設計方案說明3.1 工藝流程及總圖布置說明高爐煤氣放散系統(tǒng)包括主燃燒器、分子密封器、放散筒體、放散塔架、自動點火控制系統(tǒng)、公用管道、自控儀表及電氣控制系統(tǒng)等部分。3.1.1 高爐煤氣放散管來自高

9、爐煤氣總管的排放氣，經水平工藝管進入放散筒體后，再經過分子密封器進入主燃燒器，由常明燈點燃燃燒放散。3.1.2 氮氣管路氮氣管進入火炬界區(qū)后經過濾器，分若干路后，分別進入筒體、分子密封器的氮氣管和吹掃管法蘭接口。氮氣總管上設置低壓力開關和氮氣流量計，低壓報警信號和流量信號傳至自動點火控制柜。3.1.3 焦爐煤氣管路焦爐煤氣總管經過濾器，分若干路后，一路進入伴燒環(huán)管，另三路分別作為三個高空常明燈氣源。各路管道分別由獨立的閥組控制。焦爐煤氣總管道上設置低壓力開關和流量計，低壓報警信號和流量信號傳至自動點火控制柜。3.2 設備設計說明3.2.1 主燃燒器（TJFL-A型）：主燃燒器是整個煤氣放散系統(tǒng)

10、中關鍵的設備之一。該裝置摒棄了傳統(tǒng)的補充高熱值氣體助燃的方法，只需消耗少量的高熱值氣體，就能使低熱值的放散氣體得以充分燃燒，從而降低對環(huán)境的污染。燃燒裝置主要主要材質為304，由以下幾部分組成：a、旋流片：利用先進的三維流動理論原理及設計方法，是一種性能優(yōu)良，流動阻力較小的旋流片結構，能使低熱值的放散氣體形成速度均勻的流場與環(huán)形火焰強烈接觸，形成綜合的火焰，從而使放散氣體得到完全燃燒。b、伴燒環(huán)管：放散燃燒裝置燃燒外部四周設有伴燒環(huán)管。它的作用在于使低熱值放散氣體也能得到充分燃燒，符合一般冶金廠家的環(huán)保需求。伴燒環(huán)管的設立為用戶在火炬處于惡劣工況下（短時超負荷、放散量特別小、煤氣含水量過高、大

11、風、大雨等）運行時提供了可靠保障。c、常明燈組件：通過優(yōu)化設計，使每盞長明燈消耗約35Nm3/h焦爐煤氣，與普通設備90Nm3/h的消耗量相比，節(jié)能效果顯著，節(jié)約成本。d、防風罩：通過特殊結構設計的防風罩，能吸入大量空氣,與在旋流片的導流作用下的放散氣體充分混合、燃燒，具有極強的燃燒穩(wěn)定性，大大減輕了外部惡劣氣候環(huán)境對放散火炬的影響。防風罩通過螺栓與燃燒器防風罩支架相連接，方便安裝。3.2.2 分子密封器：其工作原理是采用分子量較空氣小的惰性氣體作為密封氣（本項目采用氮氣作為密封氣源），密封氣體由于浮力的作用充滿分子封工作段的上部，如此，只要使氮氣流速大于分子擴散速度，即可達到阻止外部空氣通過

12、擴散進入火炬筒體內，從而起到防止回火的目的；其主要材質為Q345R。3.2.3 放散筒體：設計時，經多階動力響應計算，確保在任何風速下不產生共振，通過在垂直方向上布置若干抱箍和平拉桿將放散筒體所受水平風荷載傳遞給支撐塔架。其主要材質為Q235B。3.2.4 放散塔架：整個塔架為預應力鋼管桁架結構、變截面體系，塔架的立柱、斜桿、橫桿均采用無縫鋼管，主構件之間采用法蘭螺栓聯(lián)接。塔架在垂直方向上共分為若干個塔段，下部為剛性角分式斜桿的剛性構架，上部為柔性交叉斜桿的柔性構架，柔性交叉斜桿預加拉力，塔架中間設若干橫隔，采用柔性拉桿通過抱箍預加拉力，保持塔體穩(wěn)定性。塔體上設維修平臺四處、斜爬梯一座。爬梯及

13、平臺的踏板采用鋼格柵結構，有效的降低了雨水聚集對結構的腐蝕，所有的鋼結構表面均采用熱浸鋅防腐處理，設計壽命30年。3.3 自動點火控制系統(tǒng)3.3.1實現自動點火和遠操手動點火，放散系統(tǒng)控制部分采用西門子S7-300控制器，并能與上一級控制系統(tǒng)通訊。3.3.2自動點火控制系統(tǒng)由點火信號（由甲方提供）、點火程控儀、高壓發(fā)生器、高壓電纜、高壓導電桿及點火嘴、燃料氣供應管路控制閥組、常明燈組件七大部分組成。當自動點火控制系統(tǒng)處于自動狀態(tài)時，PLC根據點火信號打開相應的常明燈燃料氣管路氣動球閥，觸發(fā)高壓發(fā)生器通過點火嘴引燃常明燈，通過常明燈點燃伴燒環(huán)管和主燃燒器。3.3.3自動點火程控儀具有以下功能：l

14、 接受點火信號后，實現自動程序點火；l 自動判斷、監(jiān)測、顯示長明燈點火是否成功，如遇點火故障則發(fā)出報警信號；l 自動判斷、監(jiān)測、顯示放散氣體是否被點燃，放散氣體點燃后關閉常明燈，保留伴燒環(huán)管伴燒，直至放散結束；l 顯示常明燈及主燃燒器工作狀態(tài)；l 在控制柜設自動/手動切換開關?！白詣印睜顟B(tài)下實現自動程序點火，“手動”狀態(tài)下可在控制室內手動控制點燃或熄滅常明燈。3.3.4 在各常明燈和主燃燒器上均設火焰檢測裝置，分別對各常明燈和主燃燒器進行檢測，并將溫度信號遠傳至操作室，供操作人員監(jiān)測燃燒時常明燈和主燃燒器的工作狀態(tài)，同時便于程控儀判斷常明燈和主燃燒器是否點燃。3.3.5 對氮氣管道及燃料氣管道

15、壓力進行檢測，一旦壓力過低則發(fā)出報警。3.3.6 對放散氣、燃料氣、氮氣的壓力和流量進行全程檢測和顯示。3.4 電氣設備該放散系統(tǒng)電氣設備含三臺高壓發(fā)生器、若干防爆照明燈具。4 、設計制造標準規(guī)范石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范SH3009-2001環(huán)境空氣質量標準GB3095-96大氣污染物綜合排放標準GB16297-97鋼制焊接常壓容器JB/T4735-1997爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-92石油化工自動化儀表選型設計規(guī)范SH3005-1999爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-92低壓配電設計規(guī)范GB50054-93工業(yè)企業(yè)照明設計規(guī)范

16、GB50034-92工業(yè)與民用電力裝置接地設計規(guī)范GBJ65-83高聳結構設計規(guī)范GBJ13590鋼結構設計規(guī)范GBJ17835 、性能保證a) 燃燒完全，將易燃和有害物質盡可能完全地轉變?yōu)椴蝗己蜔o害物質，燃盡率大于99，排放產物滿足國家相關環(huán)保標準。b) 當最大放散氣燃燒時，地面最大熱輻射強度小于1.58kW/m2。c) 當放散氣燃燒時，地面最大噪音強度小于75分貝。d) 放散系統(tǒng)的設計遵循SH3009-2001及其他相關國家標準。e) 高空電點火裝置可實現自動點火或手動點火。自動和手動切換時，需保持儀表、閥門的原狀態(tài)。f) 單支常明燈的燃料氣耗量約35 Nm3/h。g) 分子密封器氮氣正常

17、耗量58Nm3/h。6 、供貨清單序號名稱規(guī)格型號材質/規(guī)格單位數量備 注一放散裝置主體設備TJFL-1000A套11主燃燒器DN1000304套1含旋流片2伴燒環(huán)管304套13防風罩及其支架 DN1000304套14常明燈JN-1304套35分子密封器TJFM-DN1000Q345R套1二塔架約46m20無縫鋼管等座1鋼隔柵斜爬梯、熱浸鋅防腐三筒體及水平管1放散筒體DN1000 Q235B/t=10mm套12水平工藝管DN1000Q235B/t=8mm套1四自動點火控制系統(tǒng)1自動點火控制柜TJFL-IS套12工控機軟件及通訊附件套22.1工控機西門子套22.2顯示器17"液晶臺22

18、.3交換機西門子臺12.4以太網通訊模塊西門子套12.5WINCC軟件西門子套2運行版2.6STEP7軟件西門子套23PLC西門子S7-300臺14火炬專用軟件套15高壓點火裝置CD-IIe-12臺3含就地點火功能6點火嘴MDZ-5C個37高壓導電桿HDG-95套38高壓電纜DL-04米1809熱電偶WRNK-331套410熱電偶補償導線米100011氣動球閥DN50個1伴燒環(huán)管用12氣動球閥DN25個3長明燈用13就地點火箱臺1防爆14電動調節(jié)閥DN1000套1調節(jié)頭進口(奧瑪)15流量計威立巴套1放散煤氣/包控制16流量計畢托巴套1焦爐煤氣17流量計畢托巴套1氮氣18UPS梅蘭日蘭（成套供

19、貨）3KVA套1停電后保系統(tǒng)60分鐘。19防爆照明燈套420壓力表套2氮氣、焦爐煤氣21壓力開關套2氮氣、焦爐煤氣22避雷系統(tǒng)套1五公用管道安裝材料20#管2噸Q235B套1六電氣儀表安裝材料套1七塔架及筒體地錨螺栓套1注：供貨清單內未列入，屬于供貨范圍內的其它設備、材料均由乙方負責；管道安裝材料及電氣儀表安裝材料以施工設計所需材料及數量為準。7 、技術服務承諾7.1. 乙方公司是一家技術密集型的工程公司，依托同濟大學雄厚設計、開發(fā)力量及其所擁有的完善試驗測試設備，乙方公司可以提供滿足冶金企業(yè)各類燃氣放散設備質量、技術要求的煤氣放散設備。7.2. 乙方公司本身具有完善的質量控制保證體系，雄厚的

20、經濟實力和技術力量，可為用戶提供產品的終身服務。乙方公司有專門的工程維修服務部，配有專門的安裝、調試及維修保養(yǎng)的人才。因而，可為用戶提供從方案設計、生產、配套、調試到操作人員培訓及售后服務等一系列全方位的服務，達到國內高標準的水平。7.3. 對于工業(yè)可燃廢氣的燃燒處理，乙方公司一貫按有關標準并結合當地的實際情況提供煤氣放散裝置，以滿足鋼廠用戶的特殊使用要求，在冶金、石化行業(yè)已經得到證明。7.4. 對于冶金行業(yè)的高爐、轉爐和焦爐的煤氣放散項目，乙方公司組成專門項目組從技術方案設計開始，即會與設計院和用戶緊密合作，提供多套設計方案供用戶和設計院選擇。7.5. 乙方負責設備供貨、安裝、調試，乙方公司需派有經驗的工程技術人員赴現場，會同用戶一起對安裝質量進行檢查，確認安裝質量及設備安裝的完整性和可靠性。免費為用戶培