10万m3焦炉煤气柜项目可行性研究报告{修}Word文件下载.doc
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热力
魏书德
刘军
孟宪桥
给排水
张云生
李冬梅
电讯
魏兴波
苏桂兰
李岩
总图
聂世一
张颖
蒋玉茹
概算
吕刚
章笑凡
高金华
技术经济
马芸
目录
1.总论·
·
1
2.10万m3干式焦炉煤气柜工艺设施·
6
3.热力及通风设施·
24
4.给排水设施·
28
5.供配电设施·
30
6.自动化仪表·
33
7.电讯设施·
36
8.土建·
39
9.总图运输·
42
10.环境保护·
43
11.安全与工业卫生·
45
12.消防·
51
13.能源·
58
14.劳动定员·
59
15.概算投资·
60
16.技术经济分析·
72
17.附图
18.附件·
（1）《辽宁省本溪市企业投资项目备案确认书》
（2）《本溪北营钢铁（集团）建设10万m3焦炉煤气柜项目建议书》
（3）本溪北营钢铁（集团）有限公司与中冶京诚工程技术有限公司签订的《本溪北营钢铁（集团）有限公司建设100000m3干式焦炉煤气柜工程设计合同》
1.总论
1.1主要设计依据
编制本项可行性研究依据的主要文件如下：
（3）本溪北营钢铁（集团）有限公司与中冶京诚工程技术有限公司签订的《本溪北营钢铁（集团）有限公司建设100000m3干式焦炉煤气柜工程设计合同》1.2本溪北营钢铁（集团）有限公司概况
1.2.1企业概况
北营公司位于辽宁省本溪市平山区北台工业园区，为北钢集团的核心单位，地理位置和交通条件十分优越。
现拥有资产总额182亿元，员工2.7万人，2005年销售收入总额113亿元，同口径实现税金5.75亿元，直接利用外资额3200万美元。
北营公司的主要设备有：
300m2、360m2烧结机各一台，4座420m3高炉，9座530m3高炉，4座50吨氧气顶吹转炉、3座120吨顶底复吹转炉，及与之相配套的CAS-OB炉、LF炉、VOD炉及RH炉等炉外精炼设施；
4台方坯连铸机、4台板坯连铸机、1台方矩形坯连铸机；
2条棒材生产线，4条线材生产线，1条热轧中宽带钢生产线；
1条1780热轧生产线。
现已形成年产800万吨生铁、750万吨粗钢、900万吨钢材（根据市场调节品种）的综合生产能力。
北钢集团下属辽宁北方煤化工公司利用北营公司剩余的焦炉煤气、高炉煤气已建成年产61万吨尿素、3万吨甲醇项目。
1.2.2现有煤气产量、利用情况及建设焦炉煤气柜的必要性
1.2.2.1现有煤气产量、利用情况
北钢集团下属北营钢铁集团新区建有4×
72孔4.3m焦炉四座，按设计指标生产时，小时产焦炉煤气89，400m3/h，焦炉自身加热使用高炉煤气，89400m3/h焦炉煤气除化产自用25000m3/h外全部外供。
焦炉煤气主要用户是煤化公司、1780热轧以及三铁、四烧等一些零星用户。
1.2.2.2新区建设干式焦炉煤气柜的必要性
北钢集团已形成年产800万吨生铁、750万吨粗钢、900万吨钢材的综合生产能力，轧材能力大于粗钢能力，可以根据市场需要调节产品品种。
为炼铁需要有焦炉8座，年产焦炭能力297.4万吨。
全厂生产分三个区，老区东部有高炉四座、焦炉二座；
老区西部有高炉三座、焦炉二座；
新区有高炉6座，焦炉4座。
各区边界有山河相隔，中心距离约1.5公里，区域之间有铁路管网相连。
为充分利用煤气杜绝放散，稳定管网压力，除炼钢设有回收转炉煤气的气柜以外，老区东部已建有10万m3干式焦炉煤气柜一座，2万m3干式焦炉煤气柜一座，老区西部已建有10万m3干式焦炉煤气柜一座，5万m3干式焦炉煤气柜一座，新区已建有16.5万m3干式焦炉煤气柜一座，但尚未建焦炉煤气柜。
为发展循环经济，尽可能的利用低热值的高炉煤气，发电厂烧单一高炉煤气，利用蓄热式技术，高线、中宽带烧单一高炉煤气，利用复热式技术焦炉用高炉煤气加热，置换出尽可能多的珍贵的焦炉煤气用于化肥生产尿素、甲醇，使之从燃料提升为化工原料。
2007年冬煤气平衡见下表：
名称
2007年冬煤气平衡
高炉
焦炉
转炉
发生量
高炉煤气
1690，000
一焦
二焦
44，800
三焦
89，300
合计
134，100
一钢
20，500
二钢
36，500
57，000
自用量
845，000
3，500
5，000
12，000
外供量
130，600
15，500
24，500
供用量
一电
100，000
二电
91，200
民用
500
宾馆、原料厂
200
铸管
10，000
1，000
机修、管件
300
化肥
33，000
73，000
一铁
6，000
4，000
二铁
三铁
40，000
老棒
新棒（大盘卷）
轧钢中宽带
轧钢一高线
轧钢二高线
56，000
钢厂一区烤包
钢厂二区烤包
2，000
200万吨轧线
1780
60，800
23，600
废钢老白灰窑
废钢新区白灰窑
16，000
110，000
230，000
新老区解冻库
8，000
光大公司焦油
剩余
注：
为节能减排生产已30多年的一焦停产
从表可见：
按小时平均值煤气是平衡的，虽然焦炉生产是比较稳定，但在焦炉集中检修时，焦炉煤气产量有一定波动幅度，焦炉集中检修一般每日三次，每次持续时间约2小时，检修初期和中期煤气产量提高，末期产量下降。
煤气产量的波动系数一般正值为7～10%，负值为-6～-10%。
而用户正常生产时要求均衡供应，就化肥上讲平均用量是73，000m3/h，它要求气源均衡的向氧压机供气，当气源不稳定时必然造成气源多时煤气放散，少时管网压力下降，被迫减产。
当用户生产不稳定时，用量少时，煤气放散，多时供不应求，被迫减产，开成恶性循环。
煤气放散既浪费了能源又污染了环境，要解决这个问题只有考虑建设现钢铁企业普遍采用的干式煤气柜，当焦炉煤气供应不足时，由柜存气予以补充，当焦炉煤气供应过剩时，由气柜予以贮存。
虽然北营集团老区已建有2万m3、5万m3两座焦炉煤气柜，但由于气柜的压力都在6kPa左右，且和管网连通，而且生产要求管网压力稳定，故气柜在一定吞吐量情况下，服务范围不能太大，老区5万m3焦炉煤气柜和煤气最大用户化肥之间的距离达3.5km，满足不了管网稳定的压力要求。
综上所述，在北营集团新区建设干式焦炉煤气柜是必要的。
1.3建设项目内容与设计分工
1.3.1建设项目内容
（1）10万m3干式焦炉煤气柜1座及其相应的油泵房、电梯等辅助设施。
（2）气柜管理室。
1.3.2设计分工
（1）中冶京诚负责上述2项设计。
（2）北营集团负责将水、电、蒸汽、煤气等送至煤气柜内域边界处。
1.4建设条件
1.4.1煤气柜及其附属设施布置在北营集团新区5万制氧的西南面，该场地西面是石灰窑，东、南、北目前没有建筑。
电源由石钢以电缆送来二回路低压电源（计算负荷约为139kVA），水和蒸汽均接自新厂区管网，其中生产用水量为40m3/h，热水站定期补水2m3/h，生活用水2.5m3/h，消防水量为30L/S，蒸汽耗量为700kw。
1.4.2建设进度
项目建设期为12个月。
1.5环境保护与安全工业卫生
为了给职工创造安全良好的工作条件以及保护建设项目所在地的环境，本工程采取了各种必要的环境保护措施和安全与卫生措施。
本工程环保设施投资14.71万元，占工程静态投资的0.49%（其中排污水泵和集水井9.55万元，绿化5.16万元）。
安全与工业卫生投资约18.46万元，占工程静态投资的0.62%。
消防设施投资为8.87万元，约占工程静态投资的0.30%。
1.6结论意见
1.6.1概算投资
（1）本工程项目概算总投资3054.9万元，其中固定资产投资2990.00万元，建设期利息54.90万元，铺底流动资金10.94万元。
1.6.2经济效益
本工程竣工投产后，正常年销售税及附加为17.8万元，年所得税为155.6万元，年净利润为466.9万元，全部投资内部收益率为19.88%，人民币贷款偿还期为4.5年（含建设期）。
1.6.3结论意见
经过技术、经济论证，结论为本工程竣工后，可以减少高炉煤气放散量，减少外购焦炉煤气量，改善环境，节约环境，取得较好的经济效益。
2.10万m3干式焦炉煤气柜工艺设施
本工程设计内容为：
新建10万m3干式焦炉煤气柜一座（包括油泵房4座、电梯机房和煤气进出口水封室），以及煤气柜区的管线、生产管理室、热水站等生产辅助设施。
2.1容积选定
新区焦炉煤气供应系统主要用户是煤化公司，其余煤气由化产自用及三铁、四烧等。
煤气发生量及其主要用户用量：
焦炉煤气发生量（4×
72孔）
89，400m3/h
煤化公司用量
73，200m3/h
1780热轧
23，600m3/h
化产自用
2，500m3/h
三铁、四烧用量
6，000m3/h
老区西部向新区供量
21，200m3/h
焦炉煤气柜容积的确定：
焦炉煤气的容量，应包括以下几个部分：
（1）焦炉煤气波动调节量
焦炉煤气发生量和用量的正常波动量如下表：
序号
项目
数量（m3/h）
波动量（m3/h）
波动率%
89,400
7,200
8
2
煤化
73,200
7,300
10
3
23,006
3,500
15
4
其他
8,500
800
总波动量σ=（7.22+7.32+3.52+0.82）1/2=10,900m3
一般气柜提供2σ的波动调节量，用以保证供需之间的平衡。
因此波动调节量为：
10,900×
2=21,800m3
（2）煤气柜结构安全储备量
为了保护气柜的钢结构，不使活塞运行到上下极限位置，而在气柜上部和下部各留有气柜总容积5%的安全储备量，约为3000m3。
（3）化肥间隙停产按一小时计算73，000m3
（4）气柜容积的确定
按上述计算，计算容积为：
21,800+73,000+3,000=97,800m3
故选择10万m3煤气柜。
2.2干式煤气柜的选型
干式煤气柜按其结构可分为三种型式，即稀油密封多边形、干油密封、橡胶膜密封。
其中稀油密封多边形型煤气柜比较适用我国北方地区，而且国内已建成容积20000～300000m3的干式煤气柜百余座，积累了丰富的建造和生产运行的经验，所以本工程的煤气柜选用稀油密封多边形干式式煤气柜。
干式煤气柜的优点：
（1）占地面积小
干式煤气柜的高径比H/D≈1.5，湿式柜的高径比H/D≈0.7~0.8，相同容积的干式柜与湿式柜相比较，干式柜占地面积比湿式柜小一倍多。
（2）基础费用低
干式煤气柜由于采用稀油密封没有水槽，以100000m3煤气柜为例，干式煤气柜与湿式煤气柜相比减少操作水重约30000吨。
在地质条件不好的地点上设置干式煤气柜基础容易处理。
（3）含酚污水排量少
湿式煤气柜需经常加水、排水量多，气柜检修时这样大量的污水是很难处理的。
而干式煤气柜只有少量的煤气冷凝水析出，容易处理。
（4）活塞升降速度快,煤气吞吐量大
干式煤气柜活塞及侧板组装要求精度高，升降速度可达0.5~1.5m/min，而且煤气柜储气压力高，可以与煤气管网直接连接。
湿式煤气柜则受气柜塔节精度不高直径误差较大以及螺旋导轨的限制,其升降速度最大为1m/min，通常在0.5m/min以下。
（5）北方地区湿式柜冬天防冻，需要消耗大量热能。
一台100000m3湿式煤气柜要建一台10t/h锅炉，冬季耗煤折价~70万元。
而干式煤气柜只加热密封用油，耗热量较低。
（6）干式煤气柜因为内壁有油膜保护，使用寿命长，目前干式煤气柜使用寿命已有超过60年的，而湿式煤气柜使用寿命一般为15~20年。
2.3100000m3干式煤气柜主要规格、结构参数及结构设计说明
2.3.1主要规格
1）公称容积：
100000m3
2）型式：
正二十边形，稀油密封
3）设计贮气压力：
6kPa（612mmH2O）
4）贮气介质：
焦炉煤气
5）贮气温度：
0~35℃
最低为大气温度-32.3℃
6）煤气吞吐量：
平时0~45000m3/h（0.5m/min）
最大~135000m3/h（1.5m/min）
2.3.2结构参数：
（1）外形：
正二十边形
（2）最大直径（外接圆）：
44.747m
（3）最小直径（内切圆）：
44.196m
（4）檐口高：
74.105m
（5）柜体总高：
81.412m
（6）活塞最大行程：
63.630m
（7）每边边长：
7m
（8）底面积：
1547m2
（9）支柱数：
20根
（10）活塞升降速度：
0.5~1.5m/min
（11）活塞密封压紧型式：
弹簧式
（12）活塞支承导辊数：
40个
（13）活塞水平旋转防止装置：
2个
（14）密封油供应装置：
4套
（15）活塞密封油加热系统：
1套
2.3.3煤气柜本体结构设计说明
2.3.3.1气柜本体结构设计说明
本设计柜体为一容积可变的活塞式容器，由柜底、柜身、柜顶和活塞等部分组成的壳体结构。
平面呈20边形，边长7.0m。
气柜立面详见附图。
（1）柜底部分由柜底油槽、底板等结构组成，是全焊的钢结构，对焊缝有气密性要求。
（2）柜身部分是由20根柱子、约90余层冷压成形的侧板，四层环形走道和具有进风功能的檐口组成的壳体结构。
侧板之间及其与柱和柜底油槽的连接焊缝气密性必须保证。
柱及侧板的制造和安装精度有严格要求。
（3）柜顶部分由放射状布置的柜顶桁架、带档风板的通风气楼，冷压成型的屋面板，三角形采光通风天窗，柜顶通道和内部吊笼平台组成。
柜顶平面呈正20边形。
（4）活塞部分由放射状布置的活塞桁架、活塞导轮架、活塞油槽、活塞底板、环形走道、吊笼降落平台和配重等组成，系空间桁架加强的平板结构。
活塞是气柜的核心部件，四周的油槽和密封设备构成密封所需深度的油封。
为了防止活塞上下运行过程中可能产生的倾斜及保证活塞运行平滑，在活塞桁架的上下弦处安装两个导轮。
导轮系沿着立柱内侧导轨板面滚动，为了保证活塞重量与储气压力的均衡，需在活塞板上安放混凝土配重块。
防止人员行走时可能引起火花，活塞走道均用钢筋砼板铺设。
活塞底板与油槽和油塞桁架下弦之间焊缝必须保证有气密性。
活塞结构的平面亦呈正20边形。
（5）外部电梯井架结构
气柜檐口高度约74m，正常情况下进入柜内活塞上的唯一通道是通过柜顶从通风气楼内乘吊笼下去，因而设置外部电梯是十分必要的。
电梯井结构是垂直钢结构井架。
内部是上下运行的电梯轿箱，上部为滑轮机房，下部建有电梯卷扬机机房。
电梯停靠柜体的五层环形走道和柜顶。
电梯井架四周设置了绕井架上下的人行扶梯，通达各层环形走道和柜顶。
2.3.3.2气柜钢材材质要求
（1）通风帽支架的中心环梁，柜顶桁架及其中心环梁，柜身侧板（要求采用双定尺平板），柜身立柱，活塞底板，活塞桁架，及其中心环梁，檐口构件，柜身平台梁，活塞桁架支撑系统，活塞油槽及油槽平台采用Q235-B号钢制造其抗拉强度，伸长率，屈服强度，冷弯试验（简称Q235-B四项）及碳、硫、磷的极限含量须符合GB700-88的规定。
（2）通风帽支架及其顶板、侧板。
柜顶板，柜底板，柜底油槽，卷扬机底座平台，电梯井架及梯梁采用Q235-BF
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