生产线配套燃煤锅炉实施替代改造项目改造技术方案设备方案和工程方案.doc
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1、生产线配套燃煤锅炉实施替代改造项目改造技术方案设备方案和工程方案1.1 设计原则1.1.1项目要充分利用得天独厚的地理位置和环境条件,坚持高起点、高标准、高品位的建设构思,在现有生产线的基础上进行技术改造,达到节约能源、提高企业经济效益和社会效益的目的。1.1.2本项目的基本指导思想是科学性与发展观的有机结合、当前利益与长远利益的有机结合、经济效益与社会效益的有机结合、企业效益与环境效益的有机结合,特别注重资源的合理利用和节能效果。1.1.3坚持成套制造的原则。实施制造的设备、检测仪表及控制系统与设备的采购招投标,既要满足生产的要求,又节省投资,有利于按期顺利投产。设计指标力求先进、可靠,自动
2、化水平要讲究安全、高效、节能和适用的效果。1.1.4依据建设的经济技术条件,综合确定各项合理的设备标准,使之既能满足当前的实际需要,又具有一定的前瞻性和科学合理性。1.1.5体现科技进步的原则,积极采用新技术、新产品、新工艺、新材料,依靠科技进步,推进规划、设计、施工水平的提高。1.2 企业现有情况1.2.1现有建筑规模企业现有厂区占地面积达180亩,总建筑面积63720.00平方米。公司总平面布置情况见附图2。1.2.2现有产能霍城县保全真空热导锅炉制造厂现拥有年产11000吨木糖生产线一条,工艺设备配套,动力工程完善齐全。主要产品方案为:(1)主产品:年产结晶木糖1.1万吨。(2)副产品:
3、年产木糖母液8800吨。1.2.3现有生产工艺1.2.3.1 工艺简述玉米芯经除杂、清洗、破碎(粒度为35 mm)预处理后,由原料输送系统送入水解釜,先以热水预洗,配以2.8%硫酸并通入蒸汽进行热酸解,酸解温度约120125。水解结束获得浓度约6%的水解液(木糖液),先后在脱色釜内经碳酸钙中和及活性炭脱色处理,再通过板框压滤机压滤除渣,成为透明度为30-40%的脱色溶液,脱色时料液温度控制在75。将脱色液冷却降温至30后,送入离子交换柱,分别经过阴、阳离子交换,达到吸附除杂,离交净化,使糖液进一步净化提高纯度。离交后的料液浓度降为5%,送至蒸发工段,先由双效蒸发浓缩系统进行一次蒸发浓缩,收得蒸
4、发液浓度为25%。浓缩后的蒸发液复回脱色工段进行第三次脱色、压滤,三脱液再送入离子交换柱进行交换除杂净化,净化液再进入蒸发工段,进行第二次蒸发浓缩,此时的糖液浓度约是55%左右,最后再由单效蒸发器进行第三次蒸发浓缩,使其浓度达到8385%左右。浓缩液自流进入结晶罐,结晶温度是90左右,结晶周期约70h。浓缩液结晶后通过离心分离机将湿晶体与母液分离,木糖湿晶体经流化床烘干线烘干,晶体成品包装入库。分离出的母液即为副产品木糖母液。1.2.3.2工艺流程图木糖生产线工艺流程详见图5-1。图5-1 项目11000t/a木糖生产线工艺流程图1.2.4现有设备情况木糖生产主要工艺设备现状见表5-15-5。
5、表5-1 木糖车间上料工段主要设备表序号设 备 名 称规格及主要参数单位数量备注1玉米芯输送皮带15t/h套12滚动筛1400套13玉米芯搅拌槽150010001200台14玉米芯除水振动筛20002500台15大倾角皮带输送机宽800 15T/h套16上粒绞笼40001000800套1表5-2 木糖车间水解脱色工段主要设备表序号设 备 名 称规格及主要参数单位数量备注1原料预处理系统清洗水泵1.5kW-30m3台12原料输送装置(大平带)11kW套13水解釜30m3,Q235A,内衬耐酸瓷砖台204脱色釜15m3台135板框式压滤机80m2台36板式换热器15m2台37GBL-密闭过滤机30
6、m3台58计量罐玻璃钢个69料液贮罐材质玻璃钢个1010料液贮池Q235A,内衬耐酸瓷砖个511水罐20m3 玻璃钢个612废液贮罐20m3 玻璃钢个313料液输送泵1.5kW台1514水泵台415废碳输送装置套216废渣脱水装置卧式螺旋卸料过滤离心机材质316L套817废渣暂存装置排渣池内衬耐酸瓷砖100m3个618废渣输送系统套319电动葫芦5t台120箱式过滤机260m2台121箱式过滤机60m2台322渣浆泵15kW/50m3台623涡杆涡轮减速机7.5kW台6表5-3 木糖车间净化工段主要设备表序号设 备 名 称规格及主要参数单 位数 量备 注1离子交换柱15006000台462机械
7、过滤器容积50m3台23反渗透装置产水80m3/h套14精密过滤器50m2台25板式换热器30m2 50m2台36酸喷射器10m3/h 台27碱喷射器10m3/h台28贮罐玻璃钢台309贮罐材质304台2010化盐罐材质304台211酸(碱)贮罐玻璃钢台1012计量罐材质PVC台2013料液输送泵台1214水泵台1015流动床30m3/h套2表5-4 木糖车间成品工段主要设备表序号设 备 名 称规格及主要参数单 位数 量备 注1四效真空降膜蒸发器35t/h套12板式换热器换热效率=90%台 23结晶槽7.8m3台114三足离心机SD-1200型台105震动流化床ZLG975台16旋振筛台17旋
8、风分离器台18包装机套19通风机4-72 3.6A台210臭氧消毒柜台111封口机台112电子称EDI 339台213封箱机台114过滤器袋式 20m2台115料液贮罐材质304台1416料液输送泵台3517水循环真空泵DF260-OND2 (3台)IBE1202-OBYO (1台)台418空气压缩机台119水泵台1020冷却塔HGCT-300台1表5-5 公用设备表序号设 备 名 称规格及主要参数单 位数 量备 注1污水处理设备套12蒸汽锅炉SZL链条炉台 53其他配套设备套11.2.5现有原辅材料及燃动力消耗项目实施后,企业原、辅材料消耗均无变化,可以从现有渠道购进,供应可靠。主要原辅材料
9、品种与年需要量见表5-6。表5-6 主要原辅材料年需要量表序号名称单位年消耗量来源1玉米芯t135300当地2液碱t12100外购3盐酸t6600外购4硫酸t3300外购5氨水(20%)t4840外购6酒精t726外购7活性炭t1100外购8阻垢剂t5060外购9钙粉t1100外购10包袋(25kg)万条44当地本项目生产工艺主要消耗的能源为蒸汽、电力、水。蒸汽用于蒸发、结晶等加热设备;电力主要用于电力拖动设备,如:风机、水泵等;水主要用作工艺水、循环水及生活办公等。目前企业生产及生活用汽由厂内现有的15t/h(2台)和4t/h(3台)蒸汽锅炉提供;用水为企业自备深水井提供,用电由市政配套接入
10、。燃动力主要包括原煤,电和新鲜水。企业现有燃动力消耗情况见表5-7。表5-7 企业现有燃动力消耗指标表序号名称规格单位t产品耗量年耗量备注1水m31801980000深井水2电kWh2260.92487万高压输送3原煤5000kcal/kgt1.6462013.60外购1.2.6能耗现状及主要能耗问题1.2.6.1能耗现状企业现有木糖工艺生产内容包括水解、中和脱色滤渣、离子交换净化、蒸发浓缩;结晶、干燥包装。在生产设施及管理中,将上述工艺生产划分为水解工段、脱色工段、蒸发工段、成品工段。其中水解工段主要能耗以蒸汽及新鲜水为主,另有空压机及泵等动力设备需用一定的电力;脱色工段主要消耗冷却循环水,
11、同时需用少量蒸汽;蒸发工段综合能耗较大,除需用大量的蒸汽外,生产用电及循环冷却水;成品工段生产以电耗为主。近年来,霍城县保全真空热导锅炉制造厂针对企业自身情况,先后实施了生产系统能量优化及生产节水技术改造,取得了较为显著的节能效果。但生产线配套锅炉仍采用小规模燃煤链条蒸汽锅炉,其对煤种的适应性较差,热效率低,造成能源大量浪费,吨产品能耗量4.33tce/t,同行业之间不存在较明显的竞争优势。且由于不能进行炉内脱硫,导致操作繁琐、占地面积较大等问题。由此,该生产线仍存在较大的节能潜力。目前,企业办公生活采暖及木糖生产所需蒸汽由锅炉房配套5台燃煤锅炉提供,其中,4t/h链条炉三台,15t/h两台。
12、图5-2 锅炉房南面4t链条炉图5-3锅炉房北面15t链条炉表5-8 现有锅炉房配置情况一览表炉型链条炉链条炉锅炉型号SZL15-1.25-AIISZL4-1.25-AII额定蒸发量15t/h4t/h除尘方式水膜除尘器水膜除尘器水处理方式钠离子交换钠离子交换台 数23装机功率134.7kW41.7kW总蒸发量15t/h4t/h建成时间20032002备注保留备用拆除从上表可以看出,现有的锅炉房中最早的建成时间已近10年,锅炉本体已出现不同程度的老化、磨损现象,部分辅助设备由于锈蚀也已经影响其正常工作,管道系统的跑、冒、滴、漏现象时有发生,加之链条炉本身对煤种的适应性较差,以上种种因素导致锅炉供
13、汽能力大幅下降,为满足生产需要,企业只有加大耗煤量、燃用优质燃煤来提高锅炉产汽量,造成能源大量浪费。通过综合锅炉房的燃煤消耗量和供汽量统计可以计算得出锅炉房的热效率比较低,同时由于链条炉不能进行炉内脱硫,脱硫装置需单独设置,导致操作繁琐、占地面积较大等问题。目前5台锅炉的燃煤、耗水、耗电情况见下表。表5-9 现有锅炉房消耗指标表锅炉配置15t/h24t/h3备注总蒸发量(t/h)3012煤耗指标(t/t汽)0.1990.2115000kcal/kg水耗指标(t/t汽)1.101.25电耗指标(kWh/t汽)8.058.46热效率66.55%62.76%综合热效率61.47%加权平均注:锅炉房的
14、热效率由企业根据燃料消耗台帐计算得出。按照每座锅炉房产汽量所占比例和其热效率可以计算得出5座锅炉的综合热效率。计算如下:66.55%(30/42)62.76%(12/42)61.47%通过统计数据和计算结果可以看出,企业目前的锅炉房综合热效率仅有61.47%,效率低下,燃煤消耗较大。现有锅炉房其他问题:控制水平较低,供汽参数难以调整;自动化程度低,工人劳动强度大;除尘、脱硫设备陈旧,效率较低;现有锅炉房热效率较低,设备落后,一方面制约了企业的进一步发展,另一方面造成大量的燃煤消耗,增加了企业生产成本。1.2.6.2现有生产装置运营情况表5-10 项目改造前能耗指标分析表序号能源名称计量单位年耗
15、用量折标准煤系数标准煤量(t)1水万m319800000.0857kgce/t169.692电力万kWh2034.90.1229kgce/kWh3056.653原煤t62013.600.7143tce/t44352.89合计47579.22tce单位产品综合能耗(tce/t产品)4.331.2.6.3主要能耗问题链条炉对煤种的适应性较差,易造成燃烧不充分,且锅炉老化,燃烧热效率低,造成原煤浪费。1.3 项目组成本项目依托公司现有设备和技术力量的基础,针对年产11000t木糖生产线进行节能技术改造。本项目确定新建1台40t/h循环流化床锅炉,替代现有的5台燃煤链条锅炉(其中3台4t/h锅炉拆除、
16、另外2台15t/h锅炉备用),提高锅炉热效率,节约原煤消耗消耗,实现节能降耗的目的。1.4 工艺技术及设备方案本项目设计中充分考虑利用公司现有人员、技术、设备、场地。本项目主要生产工艺改造及设备方案具体如下:1.4.1工艺技术方案及设备方案选择1.4.1.1改进方案本次改造拟新建高效率燃煤锅炉,替代现有的5台燃煤链条锅炉(其中3台4t/h锅炉拆除,另外2台15t/h锅炉备用)。经改造后,可提高全厂供热热效率,降低能源消耗,节约燃煤。根据企业目前热负荷情况,本项目确定新建1台40t/h循环流化床锅炉,同时根据锅炉房的淘汰和改建要求对现有供热管网主蒸汽管道的走向进行相应调整,并新建一部分管道支架。
17、考虑到由于循环流换床锅炉运行过程中需要定期检修,并且可能会有不可预见故障发生,因此,循环流化床锅炉的年运行时间约6480小时,其余生产时间将启用2台备用锅炉,以确保生产的顺利进行。1.4.1.2设备方案1、锅炉运行工况的确定本项目新建锅炉房以供热为主,厂区内各部门的用汽压力最高为0.8MPa,新建锅炉的运行工况为低压工况(压力1.6MPa)即可满足供汽要求,因此,锅炉拟按照供汽压力1MPa,供汽温度300运行。2、炉型的选择本项目拟选用燃烧效率较高的循环流化床锅炉,循环流化床锅炉作为一种新型成熟的高效低污染清洁燃煤锅炉,与其他炉型相比,具有以下优点:(1)燃烧效率和热效率高由于循环床锅炉炉膛内
18、有强烈的炉内循环扰动,强化了炉内传热和传质过程,使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度(850),并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行,因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内,更延长了颗粒的停留和反应时间,减少了固体不完全燃烧损失,从而使循环床锅炉可以达到9899的燃烧效率和8588%的锅炉热效率。据有关热电企业不同容量和型号锅炉的运行测试,同容量的循环流化床锅炉比链条炉的运行热效率高出约10左右。循环床锅炉渣的含炭量在百分之一到五之间,飞灰含炭量在835之间,而链条炉渣的含炭量在1525之间,飞灰含炭量在4050之间。循环流化床锅炉的燃烧效率虽然不及煤粉
19、炉,但由于煤粉炉制粉系统很复杂,燃料适应性差,氮氧化物和二氧化硫排放浓度高等缺点,在中小热电厂和区域锅炉房方面已经越来越少采用。(2)煤种适应性强循环流化床锅炉具有很高的燃烧热强度,其截面热负荷为46MW/m2,是链条炉的26倍,其炉膛容积热负荷为1.52MW/m3,是煤粉炉的811倍,因此它几乎可以燃烧在煤粉炉或链条炉中难以点燃和燃尽的贫煤、无烟煤、煤矸石等一切种类的燃料,并达到很高的热效率,这对于燃用当地劣质燃料、应对煤炭供应紧张形势有重要意义。煤炭市场波动时,企业的用煤得不到保障,煤炭发热量在30006000kcal/kg之间大幅波动,但循环流化床锅炉能够始终保持稳定运行,其优越性非常明
20、显。而链条炉、煤粉炉由于煤种变化较大,不是达不到出力,就是频繁发生灭火、结焦等故障。(3)污染物排放量低,脱硫效果好循环流化床锅炉内的燃烧温度可以控制在850950的范围内稳定而高效燃烧,这一燃烧温度抑制了热反应型NOx的形成,同时采用分级燃烧方式向炉膛内送入约3040的二次风,又可控制燃料型NOx的产生。只要操作得当,运行平稳,可以控制NOx的排放量小于200300mg/Nm3,其生成量仅为煤粉炉的1/31/4。此外,根据煤中含硫量的大小在给煤中掺入一定量的01mm的石灰石粉,可以脱去在燃烧过程中生成的SO2,脱硫效率可达到85左右。循环流化床锅炉脱硫原理为煤燃烧过程中产生二氧化硫与燃烧添加
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