trt出口增设煤气机械水脱水装置项目可行性研究报告.doc

TRT出口增设煤气机械水脱水装置

项目建议书

目录

目录 1
1. 概况 2
1.1项目名称： 2
1.2项目责任单位： 2
1.3项目概况： 2
2. 项目的提出 2
2.1项目提出的必要性 2
2.2项目实施的可行性 2
3. 改造内容及方案 2
3.1 项目改造内容现状 2
3.2 改造方案 3
3.3 工程内容及工程量 3
3.4本项目主要设备使用情况调研及与供应商交流和询价情况 3
4.工程建设进度 3
5、投资估算 4
5.1建设投资估算 4
5.2投资估算表 4
6、经济效益分析 5
7.技改贡献值 5
8、附件 5

1. 概况
1.1项目名称：
增设1#、2#TRT出口机械水脱水装置改善高炉煤气质量提升发电效益工程
1.2项目责任单位：
公司 厂（处）
单位负责人（厂长、处长） ；项目负责人
责任单位基本情况：
目前拥有1350m3和580m3两座高炉，发生量正常分别为260000～300000Nm3/h和120000～160000Nm3/h，配套建设有余压透平发电的TRT机组。高炉煤气净化除尘工艺主要设备是重力除尘器、干法布袋除尘器，经计算，净煤气机械水含量约27.66g/Nm3（按2013年4月11～17日炼铁厂投入产出实绩测算），较国内外同行先进企业高出22.66g/Nm3以上，直接影响各用户的煤气加热效果、燃烧效率和单耗；同时，130t/h高温高压锅炉及其配套42MW汽轮发电机组即将正式投产，而其所需气体燃料即煤气平衡明显不足。
1.3项目概况：
炼铁厂1350m3和580m3两座高炉，配套建设高炉顶压余压透平TRT发电机组，其入口前煤气除尘工艺主要设备包括重力除尘器、干法布袋除尘器、管道及阀门组，出口主要设备分别是DN2600和DN1800管道、两波段补偿器、阀门组（电动蝶阀+电动敞开式盲板阀），而均无脱除高炉煤气机械水的脱水器。通过在两套TRT出口（拟在出口阀门组前）增设脱除机械水、局部析出的饱和水和部分灰泥的脱水器，可以改善高炉煤气质量，并因此提升炉机窑使用煤气的燃烧效率、降低各用户的煤气单耗，并为新建42MW发电机组提供所需的更多的气体燃料，从而促进公司整体效益最大化的实现。
本项目工艺流程示意如下：

2. 项目的提出
2.1项目提出的必要性
从以下方面说明项目的必要性：
（1）目前状态
①当前高炉煤气含水量状况
高炉煤气的含水量，即湿含量，包括机械水、饱和水两部分。其中，饱和水仅与煤气温度有关，即，随着煤气在管道内的沿程输送，产生温度降，则煤气中的饱和水含量会降低，部分水析出并通过排（脱）水器而脱除，直接查询化学手册既可得知其含量（计量单位：g/Nm3）；机械水，仅受高炉入炉原料、工艺、冶炼过程、操作等因素影响，一般在工况下与煤气的温度无关，其含量需要通过直接测量或者计算得出，公司暂无检测装置和数据，但根据2013年4月11～17日1#和2#高炉投入、产出实绩（物料平衡及检测数据统计）测算，净煤气机械水含量约27.66g/Nm3，较国内外同行先进企业高出22.66g/Nm3以上，急需考虑如何脱除而提升煤气质量。
其中，1#高炉副产高炉煤气中的机械水含量为25.58g/Nm3，2#高炉为31.33g/Nm3，加权平均为27.66g/Nm3。机械水含量计算公式：
V机械水 = Σ（V焦炭1×M焦炭1+V焦炭2×M焦炭2+V焦丁×M焦丁+V焦粒×M焦粒+V烟煤×M烟煤+V沫煤×M沫煤
+V烧结矿×M烧结矿+V球团矿×M球团矿+V其它×M其它－V干渣×M干渣－V铁水×M铁水）÷M铁水÷QBFG
式中：V—物料含水量，M—物料质量，QBFG—吨铁高炉煤气发生量（暂按1930Nm3/t）；入炉球团矿，出炉的干渣、铁水，均按不含水计算。
②煤气含水量过多会加重 CL-等酸性介质对煤气系统的腐蚀
无论煤气中的饱和水或者机械水在输送过程中或局部析出，均会强化CL-等酸性介质对煤气系统的腐蚀作用，尤其公司烧结厂在烧结矿中添加氯化钙或者低氯防粉化剂（目前单耗0.3kg/t）的工况下，其影响更加明显。一般而言，CL-等酸性介质对煤气系统的腐蚀，分为酸性化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但无论哪一种，均需要有水溶液的存在才会发挥作用。而煤气中的水过多析出，结合CL-等酸性介质的存在，势必会增加对煤气管道内壁、其它附属设施及用户燃烧器等的腐蚀，包括对碳钢管道（材质Q235等）、冷凝水排水器、非碳钢管道或者奥氏体不锈钢等材质的波纹补偿器或阀门、用户烧嘴等燃烧器以及TRT机组的静叶和动叶的叶片腐蚀、局部变薄等，缩短设备使用寿命和检修周期，易造成系统检修，影响公司整体效益。
③TRT出口增设脱水装置，既可因降低煤气中所含的机械水、脱除部分冷凝析出的饱和水和灰泥而提升煤气质量和燃烧效率，降低炉机窑等单体设备的煤气单耗，并可为新建42MW发电供应更多的高炉煤气，实现多发电、多创效益的目的，从而提升公司整体效益。
（2）项目实施后的效果
本项目实施后，既可提升煤气质量即高炉煤气机械水含量≤5g/Nm3，降低各用户的煤气单耗2.3～2.6%，又可为130t/h锅炉提供更多的气体燃料即高炉煤气流量约9572～10821Nm3/h，并因此提高新建42MW发电机组的发电量约2696～3048kWh/h及其净效益1002万元/年以上，为公司整体效益最大化奠定基础。
此外，可以切实减少煤气系统析出水量加剧含氯酸性介质对燃气设施的化学腐蚀和电化学腐蚀作用、减少设备维护及检修量、延长使用寿命，降低相应的备件和检修费用。
2.2项目实施的可行性
（1）提升高炉煤气质量的可行性
从工艺角度讲，高炉煤气中的湿含量包括饱和水和机械水，其中，机械水一般在工况下与煤气的温度无关，只受高炉入炉原料、工艺、冶炼过程、操作等因素影响，虽然公司暂无检测装置和数据，但据测算，目前公司净煤气机械水含量约27.66g/Nm3，较国内外同行先进企业的水平即≤5g/Nm3高出22.66g/Nm3以上。因此，增设两套TRT出口的机械水脱水器后，确保脱除82%以上的高炉煤气中所含的机械水和局部因冷凝而析出的饱和水及灰泥，实现净煤气机械水含量≤5g/Nm3的目标值以及各用户使用的高炉煤气质量的切实提升。可见，此项工程的投资、建设，从工艺的科学性、运行的安全性、经济方面的合理性以及国内外先进企业同行的实践上看，均是可行的。
（2） 增设机械水脱水器及管道补偿器占地需求
该项目仅需利用现有1#和2#两套TRT主厂房外煤气出口总管的双波段补偿器位置，各安装1台提前设计并预制好的机械水脱水器（本体自重约6.0～9.5吨/台，不包含需在停产及安装前即提前做好的基础、支架、托架、附属动力及工艺管线和阀门等），并在出口阀门组前各增设1台管道补偿器（注：现有出口电动敞开式盲板阀并无自带补偿器，TRT出口管径分别为DN2600和DN1800），因此，虽然空间狭窄、布局紧张，但是区域占地紧凑，无需考虑新增占地，且仅需在TRT随高炉检修或者单独停产而进行安装、过渡，并不影响公司整体生产组织。当然，总图布置及详细设计，可以考虑委托设计院，并考虑勘测费、设计费。
（3）自行设计、制作机械水脱水器的可行性
从技术上看，参考国内外同行经验，机械水的脱除，可以采用凝聚法原理，或者利用气体介质的绝热膨胀过程，使煤气中的机械水尽可能多地析出而脱除，而且依工艺与设备的不同，正常可以实现80～90%的脱除效率。因此，通过公司专业技术人员自行设计，并委托公司机修厂制作，采用已获国家专利的机械水脱水器专利技术（职务发明，集团内部唐山建龙拥有专利权），完全可以实现较高的脱除效率（唐山建龙原有热轧2、竖炉1和烧结1等合计4台，效率可达50～90%），改善高炉煤气质量，提升煤气燃烧过程的燃烧效果和效率，实现降低炉机窑等单体设备或工序的煤气用户之单耗的目的。
（4）机械水脱水器下部附设下降管及自动排水器
主要考虑脱水器的连续、安全、自动运行，兼顾下降管及排水器的分解、扫除或其它故障甚至事故状态的检修需求，包括局部清灰、清淤、取样、检测、试验等。
（5） 两套TRT出口现有盲板阀前或后各增设1台管道补偿器
目前TRT出口后DN2600及DN1800电动敞开式盲板阀，均无自带补偿器，其开、关所需的管道轴向补偿量依靠现有的TRT出口的两段式波纹补偿器；拆除并占用其位置安装新设脱水器后，必须考虑盲板阀的开、关所需补偿量，避免造成阀门或管道的轴向拉伸而可能导致的应力变化及变形。因此，在盲板阀前或后的煤气管道上安装补偿量足够的补偿器，是必需的。
（6）采购或自行设计，在新设脱水器出口管道或其后高炉煤气主管增设机械水含量检测装置，合计2台（套）。其中，采购需要约15～25万元/套（另，安装、调试费约需1～2万元/套），而自行设计、制作、安装，仅需2～3万元/套。检测工艺：
3. 改造内容及方案
3.1 项目改造内容现状
1#和2#高炉的煤气系统，均包括TRT发电机组入口前的除尘系统，主要设备包括重力除尘器、干法布袋除尘器、管道及阀门组，TRT出口主要设备分别是DN2600和DN1800管道、两波段补偿器、阀门组（电动蝶阀+电动敞开式盲板阀）。而经过测算，净煤气的机械水含量约27.66g/Nm3，较国内外同行业先进水平超出22.66g/Nm3以上，急需增设脱水装置并提升煤气质量。
3.2 改造方案（参见1.3工艺流程示意图，或按设计院最终方案确定）
（1）增设脱水器：拟拆除现有TRT出口双波段补偿器，在现TRT出口电动敞开式盲板阀前，增设自行设计、机械厂制作的机械水脱水器，附属设施包括土建基础、支架、托架、下降管、自动排水器等。其中1#TRT需考虑，占用现有阀门组操作与检修平台靠近现有双波段补偿器的局部平台位置（切割局部平台、拆除2个支架、另行增设保留部分的加固支架）。其它附属设施，或视设计院确认后确定有无增加项目。
（2）增设管道补偿器：拟在现两套TRT出口电动敞开式盲板阀前或后，各增设1台可以确保盲板阀开、关安全及其过程两侧管道之伸缩所需补偿量的管道补偿器。
（3）增设净煤气的机械水含量检测装置：优先考虑利用专业知识，自行设计，并委托机修厂制作该检测工艺所需的取样探头（也可采购，价格6000～8000元/个）1个，外购湿式气体流量计（量程500～2000L/min.）2台、集液瓶（φ400～800）2个、DN50及DN20或DN25球阀各2个、φ8～12胶管20m、普通温度计（量程0～100℃）5支。
3.3 工程内容及工程量
工程内容
序号
名称
结构形式
参数
单位
数量
备注
建筑工程
1
1#脱水器基础
混凝土

m3　
3　

2
2#脱水器基础
混凝土

m3
2　
设备名称
1
1#脱水器
钢结构　
DN6400☆
台
1
尺寸按自行设计　
2
2#脱水器
钢结构　
DN4400☆
台
1
尺寸按自行设计　
3
1#脱水器支架
钢结构　

个
4
尺寸按最终设计
4
2#脱水器支架
钢结构　

个
4
尺寸按最终设计
5
1#脱水器托架
钢结构　

个
1
尺寸按最终设计　
6
2#脱水器托架
钢结构　

个
1
尺寸按最终设计
7
1#补偿器
单波段
DN2600
台
1

8
2#补偿器
单波段
DN1800
台
1

9
冷凝水排水器
自动
有效水封高度≥4000mm
台
1

10
阀门
手动
DN200
台
2
选型按最终设计
安装及管线铺设
1
螺旋焊管Q235

DN200
m
20
选型按最终设计
2
钢结构平台Q235A
钢结构　
1200*1000
个
2
检修、操作平台　
3
爬梯
钢结构

个
2

仪表及材料
1
动力电缆

2
控制电缆

3
气体流量计
湿式

台
2

4
其他

取样探头、集液瓶、胶管、温度计、球阀等　

3.4本项目主要设备使用情况调研及与供应商交流和询价情况
无。
4.工程建设进度
4.1说明项目拟委托设计、施工等采用的模式：常规、大包、垫资等模式。
4.2可研完成时间2013年 6 月 15 日、初设（或方案）完成时间2013年 6 月 30 日、计划开工时间2013年 7 月 11日，计划竣工时间2013年 7 月 30 日，绝对工期 20 天。
表2 工程建设进度表 单位：月份
序号
项目名称
5
6
7
8
9
10
11
12
1
项目建议书
√

2
可行性研究、审批、立项

√

3
初步设计、施工图设计

√

4
设备制造

√

5
土建工程

√

6
设备安装调试

√

7
试生产

√

8
投产

√

注：进度表中时间单位可根据项目工期调整
5、投资估算
5.1建设投资估算
项目总投资预计73万元。其中，土建工程费2万元，设备及安装工程费48.7万元，排水器及检修平台安装费用6万元，勘察、设计费用4万元，三电费用6万元，其它费用6.3万元。详细内容见投资估算表。
5.2投资估算表
投资估算表
工程内容
序号
名称
结构形式
参数
单位
数量
投资额元
建筑工程
1
1#脱水器基础
混凝土

m3　
3　
20000
2
2#脱水器基础
混凝土

m3
2　
设备名称
1
1#脱水器
钢结构　
DN6400☆
台
1
120000
2
2#脱水器
钢结构　
DN4400☆
台
1
100000
3
1#脱水器支架
钢结构　

个
4
60000
4
2#脱水器支架
钢结构　

个
4
50000
5
1#脱水器托架
钢结构　

个
1
10000
6
2#脱水器托架
钢结构　

个
1
8000
7
1#补偿器
单波段
DN2600
台
1
80000
8
2#补偿器
单波段
DN1800
台
1
50000
9
冷凝水排水器
自动
有效水封高度≥4000mm
台
1
8000
10
阀门
手动
DN200
台
2
1000
安装及管线铺设
1
螺旋焊管Q235

DN200
m
20
60000
2
钢结构平台Q235A
钢结构　
1200*1000
个
2
3
爬梯
钢结构

个
2
自动化、仪表及材料
1
动力电缆

60000
2
控制电缆

3
气体流量计
湿式

台
2
4
其他

勘察费

20000
设计费

20000
监理费

工程管理费

其它（包括拆除费、保温材料费、防腐工程等）
1
拆除费

30000
2
保温工程

10000
3
防腐工程

10000
4
其它

13000
投资合计

730000

（注：项目建议书中的投资估算在初步设计或技术方案论证确定后，可根据论证结果进行调整）
6、经济效益分析
经济效益：
（1） 创效额（提升煤气质量、降低各工序煤气单耗，用于发电的年净效益）
=（高炉煤气发生量平均值×年度生铁产量×煤气单耗降低值÷煤气发电单耗） ×（外购电价格－发电制造成本）
= （1840×1899988×2.3%÷3.55）×（0.51－0.0674）（元/年）
≈1002.49（万元/年）。
备注：按2013年3月7日发电成本测算结论，2014年～2017年3月，发电制造成本按0.0674元/kWh计算。
（2）增设脱水器，可以提升供各用户的高炉煤气质量、降低其单耗、提高燃烧效率，并减少因煤气系统析出水量而加剧含氯酸性介质对燃气设施的腐蚀作用、减少设备维护及检修量、延长使用寿命，有利于公司实现均衡组织生产和稳产高效，间接效益明显。

7.技改贡献值
序号
指标名称
单位
基准值
技改贡献值
1
降低各工序高炉煤气单耗（平均）
%
100
≥2.3
注：基准值为上年同期各工序的高炉煤气单耗即100%的数值；
技改贡献值是指改造项目实施后相对于基准值增加或改善的数值
8、附件
同行业考察报告及市场调研报告（无）
项目论证情况（无）
项目建议书审批流程表
技改项目立项信息表

2

项目建议书及相关文件流程表

项目名称
增设1#、2#TRT出口机械水脱水装置改善高炉煤气质量提升发电效益工程
工程编号

项目承办单位

项目提出时间
2013年3月
项目初步意向
提出人

提出时间
2013年3月
项目考察报告
编制人

编制时间

审核人（单位主管）

审核时间

项目建议书
或技术方案
编制人

编制时间
2013年4月
审核人

审核时间

论证单位及论证人

论证时间

审批流程

备注
以上流程中产生的相关文件随项目建议书一同存放及上报。
说明 （1）年度预算立项编号；年度预算外项目不填。
（2）预算外项目在子公司内的审批流程

技改项目立项信息表
项目名称
增设1#、2#TRT出口机械水脱水装置改善高炉煤气质量提升发电效益工程
项目负责人

联系方式

项目所在单位主管领导

联系方式

项目现状
目前拥有1350m3和580m3两座高炉，发生量正常分别为260000～300000Nm3/h和120000～160000Nm3/h，配套建设有余压透平发电的TRT机组。高炉煤气净化除尘工艺主要设备是重力除尘器、干法布袋除尘器，经计算，净煤气机械水含量约27.66g/Nm3（按2013年4月11～17日炼铁厂投入产出实绩测算），较国内外同行先进企业高出22.66g/Nm3以上，直接影响各用户的煤气加热效果、燃烧效率和单耗；同时，130t/h高温高压锅炉及其配套42MW汽轮发电机组即将正式投产，而其所需气体燃料即煤气平衡明显不足
项目方案说明
1、工艺方案及工程内容
（1）1#、2#TRT出口各增设1台机械水脱水器。
（2）1#、2#TRT出口管道各增设1台波纹补偿器。
（3）增设净煤气的机械水含量检测装置。
2、方案设计及论证时间，开竣工时间
可研完成时间2013年6 月15日，初设（或方案）完成时间2013年 6月 3日，计划开工时间2013年7 月 11 日，计划竣工时间2013年 7 月30日，绝对工期 20 天。
3、投资：投资合计约73万元。
项目效果
1、本项目实施后，既可提升煤气质量即高炉煤气机械水含量≤5g/Nm3，降低各用户的煤气单耗2.3～2.6%，又可为130t/h锅炉提供更多的气体燃料即高炉煤气流量约9572～10821Nm3/h，并因此提高新建42MW发电机组的发电量约2696～3048kWh/h及其净效益351万元/年以上，为公司整体效益最大化奠定基础。
2、创效额（提升煤气质量、降低各工序煤气单耗，用于发电的年净效益）
=（高炉煤气发生量平均值×年度生铁产量×煤气单耗降低值÷煤气发电单耗） ×（外购电价格－发电制造成本）
= （1840×1899988×2.3%÷3.55）×（0.51－0.0674）（元/年）
≈1002.49（万元/年）。
3、增设脱水器，可以提升供各用户的高炉煤气质量、降低其单耗、提高燃烧效率，并减少因煤气系统析出水量而加剧含氯酸性介质对燃气设施的腐蚀作用、减少设备维护及检修量、延长使用寿命，有利于公司实现均衡组织生产和稳产高效，间接效益明显。
项目论证意见
公司两座高炉TRT出口各增设1台脱水器、补偿器、机械水检测装置，实现高炉煤气质量改善，既可提高各工序煤气燃烧效率、降低煤气单耗，也可保证新建42MW发电投产对煤气的需求，并减少煤气系统析出水量加剧含氯酸性介质对燃气设施的腐蚀作用、减少设备维护及检修量、延长使用寿命，提升公司整体经济效益。该项目工艺、技术、经济、安全运行等方面均合理、可行。
项目审批意见

目录

目录 1
1. 概况 2
1.1项目名称： 2
1.2项目责任单位： 2
1.3项目概况： 2
2. 项目的提出 2
2.1项目提出的必要性 2
2.2项目实施的可行性 2
3. 改造内容及方案 2
3.1 项目改造内容现状 2
3.2 改造方案 3
3.3 工程内容及工程量 3
3.4本项目主要设备使用情况调研及与供应商交流和询价情况 3
4.工程建设进度 3
5、投资估算 4
5.1建设投资估算 4
5.2投资估算表 4
6、经济效益分析 5
7.技改贡献值 5
8、附件 5