烧结机改造项目可行性研究报告.doc

烧结机改造建设项目可行性研究报告

济南GCS公司
烧结机改造项目

可行性研究报告

1 总论
1.1 概述
济南GCS公司（以下简称GCS）位于东郭镇，拥有烧结环烧机、烧结平烧机、煤气发电、球团竖炉、炼铁等相关的公辅配套设施，主要产品有烧结料、球团、球墨铸铁、造型材料、化工等制品。截止2013年底已形成固定资产原值18亿元，净值16亿元，拥有职工总人数1860人，其中工程技术人员630人。
GCS烧结厂4台60㎡烧结机年产高碱度烧结矿200万吨；两台16㎡竖炉车间年产球团矿36万吨。
GCS烧结厂四台老烧结机已分别运行18～10年，其技术、工艺和产品质量已满足不了公司球铁综合利用技术进步的需求，因此，需对其进行技术改造，采用先进的技术、工艺、装备以提高我公司人参牌球墨铸铁的质量及产量，满足公司炼铁系统的生产需求。
1. 2 设计依据
1. 2 .1 “GCS烧结机技术升级改造方案讨论会和方案设计委托书”。
1. 2 .2 业主提供的相关场地工程资料。
1. 3 设计原则
1.3.1 在现有厂区内原料储存场地、生产设施的基础上，实现尽可能大的单机产量规模。
1.3.2 采用机上冷却工艺，并吸纳国内同类烧结厂机冷烧结技术的改进成果。
1 .3 .3 主体工艺生产流程实现PLC系统集中控制。
1 .3 .4 除主体工艺设备必须更换，相关部分土建厂房、基础改造扩建外，其它电气、自动化仪表、通风除尘、给排水和燃气等专业设施立足于用旧。
1 .3.5 统筹考虑原有烧结机公辅设施利旧的可行性。
1 .3.6 工艺流程布置顺畅、简洁；总图布局紧凑、合理，节省工程投资，技术装备达到国内先进水平。
1 .3.7 严格遵守国家有关能源、环保、工业卫生与安全、消防等有关法令法规，强化“三废”治理，有效地保护厂址区域环境和生产岗位环境；采用节能的新工艺设备，注重节能降耗。
1 .4 主要设计决定和工艺特点
1 .4.1 利用现有场地布置1台有效烧结面积180㎡烧结主厂房，其他车间及辅助设施作相应改造，形成一条年产180万吨成品烧结矿的生产线。
1 .4.2 在现有的原料库西侧扩建两个圆筒仓，以提高含铁原料的供料能力；同时延长现有的配料皮带。
1 .4.3 熔剂和燃料准备系统全部利旧，生石灰使用粒度为0～3mm。
1 .4.4 采用三段式混合和燃料分加工艺，一、二次圆筒混合机均放置在地面，传动方式采用刚性齿轮传动；三混设在烧结主厂房，胶轮传动。
1 .4.5 采用梭式布料器+圆辊给料机+多辊布料器的形式。
1 .4.6 烧结机点火采用高效节能点火器，火焰集中，节省能耗；燃料为高炉煤气。
1 .4.7 成品筛分采用一级高效椭圆等后冷矿筛，根据机上冷却的技术特点，不设铺底料系统。
1 .4.8 烧结段大烟道除尘采用电除尘器，冷却段大烟道除尘采用多管除尘器。
1 .4.9 在烧结机冷却段大烟道上设置翅片管换热器，回收热废气的余热，生产低压蒸汽，用于混合料预热。
1 .4.10 烧结机大烟道卸灰系统采用电液动双层卸灰阀+皮带机的干式密封输灰方式，稳定烧结混合料的水分，并有效改善车间环境。
1 . 4.11 烧结机机尾、成筛分以及各转运扬尘点的除尘，利用现有的2台40㎡电除尘器进行除尘。
1 .4.12 成品烧结矿经皮带机直接转运到高炉矿槽。
1 .4.13 烧结机主生产流程设备全部采用PLC系统集中联锁控制，利用现有的主控室及控制设施。
1 .5 烧结机主要技术经济指标见表1-1。
新烧结机技术经济指标表1-1
序号
项 目
单 位
指 标
备 注
1
烧结矿产量
104t/a
180
出厂烧结矿

2
烧结机总有效面积
㎡
180

有效烧结面积
㎡
180

有效冷却面积
㎡
216

利用系数
t/(㎡.h)
1.3

年作业时间
h
7920

3
烧结矿质量

TFe
%
56.0

FeO
%
10

R（Ca/SiO2）

2.0

转鼓指数（T） +6.3mm
%
≥72.0

4
原料消耗（干）

（估算）

铁精矿单耗
Kg/t结矿
670

白云石单耗
Kg/t结矿
60

生石灰单耗
Kg/t结矿
90

焦粉单耗
Kg/t结矿
56

高炉返矿单耗
Kg/t结矿
150

5
动力消耗

电
Kwh/t结矿
45

水
m³/t结矿
1.1

其中新水
m³/t结矿
0.35

压缩空气
m³/t结矿
6.0

蒸汽
m³/t结矿
35

混合煤气
GJ/t结矿
0.10

6
设备总重
t
3665

7
装机总容量
Kw
11300
高压8460KW
8
劳动定员
人
160

2 烧结工艺
2.1设计规模、工作制度及产品方案
2.1.1设计规模
依据GCS公司的改造预期目标，采用机上冷却烧结工艺，主体设备为有效烧结面积180㎡的一台带式烧结机，有效冷却面积216㎡的环冷机，年产成品烧结矿180万t。
2.1.2工作制度
烧结机为连续工作制，四班三运转，每班工作8h；主机年工作时间7920h，日历作业率90.4%，单位产量为195t/h。
2.1.3产品方案
烧结机产品为经过筛分的冷烧结矿，粒度5-150㎜，温度≤150℃；烧结矿主要化学成分指标：TFe=56%，R=2.0。
2.2主要设计条件
2.2.1原、燃料的来源
烧结机使用的含铁原料主要是普通精矿，由料场采用皮带机运入配料仓。
燃料以焦粉为主，熔剂为生石灰和轻烧白云石。燃料和轻烧白云石由皮带机运输，生石灰采用罐车运输。
2.2.2原、燃料的主要化学成分略。
2.2.3含铁原料、熔剂及燃料的需要量
原、燃料消耗量表 表2.1
物料
单耗
干耗量
名称
结矿
小时耗量
日耗量
年耗量

kg/t
t/h
t/d
104t/a
铁矿粉
670
130.65
3135.6
103.47
白云石
60
11.7
280.8
9.27
焦粉
56
10.92
262.08
8.65
生石灰
90
17.55
421.2
13.90
高炉返矿
150
29.25
702
23.17
合计
1026
200.07
4801.68
158.46
2.4烧结机系统工艺流程见图-1。
2.5主要工艺技术特点和装备水平
2.5.1除主体生产设备外，相关辅助设施尽量利用。
2.5.2配料设备采用变频调速圆盘给料机和电子皮带秤，PLC系统自动控制配料过程。
2.5.3采用小球烧结工艺，配备三次混合机，有效保证实现小球烧结；同时采用燃料两次分加技术，在提高产量的条件下节能降耗。
2.5.4二次圆筒混合机内采用雾化水和特制逆流分级复合衬板，提高烧结机的制粒效果。
2.5.5混合料采用蒸汽预热技术，提高料温，增强料层的透气性。蒸汽为余热回收蒸汽。
2.5.6采用机上冷却工艺，混合料的烧结和烧结饼的冷却过程都在同一台烧结机上完成，物化反应充分，可显著提高烧结矿质量；取消热矿筛分工序，改善车间环境。
2.5.7采用大风量、低碳厚料层（料厚600-650㎜）生产工艺，强化料层的蓄热作用，有效降低燃料消耗，降低烧结矿中FeO含量，提高其还原性。
2.5.8烧结机采用高效节能型点火器，使用混合煤气点火，点火能耗0.10GJ/t-s。
2.5.9烧结机采用旋转散料收集装置，半悬挂柔性传动和尾部移动架等先进结构形式，设备运行平稳可靠。
2.5.10烧结机头尾采用全金属结构密封，台车采用弹簧滑道密封技术，有效降低漏风率，并设有台车篦条清扫器。
2.5.11烧结机采用圆辊给料机、辊式布料器和可调松料器技术，具有对小球破坏少，料面平整，混合料粒度偏析适宜的特点，保证料层具有较好的透气性。
2.5.12对扬尘设备严格密封，烧结机、原料和成品系统均采用静电除尘器集中除尘以保护劳动环境，使烟尘排放浓度≤100mg/Nm3。
2.6烧结工艺生产系统
烧结机工艺生产系统主要包括以下车间：
配料室、一次混合室、二次混合室、烧结主厂房、烧结风机房、冷却风机房、转运站及皮带机通廊等设施。
新1#烧结机的生产系统平断面布置详见附图。
2.6.1配料室
配料室设在原料仓库的西侧，增建2个圆筒仓，形成两列共计12个仓的配料系统，东侧6个仓作为铁精矿的配料仓，通过皮带上料；精矿仓下采用PZ20圆盘给料机和电子皮带秤配料，增加2套配料设施；现有2个白云石仓、2个燃料仓和2个生石灰仓的配料设施全部利旧。配料设备全部由PLC系统实现闭环自动控制调节。
配料室±0.00米地坪的配-2、配-3皮带机尾部延长6米；检修设备利旧。
2.6.2一次混合室
一次混合室内设1台Ø3.0×13.0m圆筒混合机，刚性齿轮传动；设备安装基本参数如下：安装角度2.5°，转速7.0r/min，填充率15.08%，混合时间为2.8min。
一次混合机设备、厂房和检修设施全部利旧改造，Ø3.0×13.0m圆筒混合机是利用现在使用的二混制粒机。
2.6.3二次混合室
二次混合室内设1台Ø3.5×16m大型圆筒混合机，强化混合料造球，采用刚性齿轮配液压马达传动，转速可调；设备基本参数如下：筒体转速6.4r/min，安装角度1.5°，填充率13.5%，混合时间为5min。
二次混合室混合机设备新上，厂房改造，检修设施全部利旧。
2.6.4熔、燃破碎间和二次配煤仓
烧结机熔剂和燃料来自现有烧结厂的熔燃制备系统，熔剂和燃料的上料系统和准备设施全部利旧。
二次配煤仓及二次配煤设施全部利旧。
2.6.5烧结主厂房
烧结机主厂房沿老厂房向西延长布置，新主厂房总成116.5米，宽12米，主要包括三次混合机、布料系统、点火、烧结、冷却、破碎和冷矿筛分工序，在标高16.90m平台设有中央计算机控制室（利旧），各作业工序设计如下：
（1） 三次混合
三次混合机设在主厂房标高22.50平台，规格Ø2.8×7m，对二次燃料和混合料进一步造球，使燃料外裹在小球表面，提高垂直烧结速度，提高产量，并降低燃耗。设备采用胶轮传动，安装角度2.0°，填充率17.9%，混合时间为1.76min。三次混合设备利旧改造，基础提高1.50米，传动装置与26.40米土建梁碰，设备做相应修改。
（2） 点火系统
烧结机使用混合煤气为点火燃料，点火温度要求1100±50℃，点火时间为1-2min，点火燃耗为0.10GJ/t烧结矿。点火设备包括1台幕帘式点火器和2台高压鼓风机。
（3）烧结机及配套设施
烧结机设计有效抽风面积为275㎡，安装在烧结主厂房标高12.90m平台，台车宽度为3.2m，总有效长度为86m，其中有效烧结面积183.6㎡，有效冷却面积121.6㎡。
烧结机基本结构主要有烧结台车、头部骨架、中部骨架、尾部骨架、尾部移动架、风箱、灰箱、头部星轮、尾部星轮、滑道、头尾弯道、传动装置等主题设施以及混合料斗、圆辊给料机、多辊布料器、台车篦条自动清理装置等辅助设施组成。下面简述其主要设计特点。
烧结机台车本体材质采用低硫球墨铸铁（球化率≥85%）；篦条为生产中易损件，采用材质为高铬铸铁。台车设计为整体防漏风结构，主梁与篦条之间设隔热垫；台车两侧下部采用弹簧弹压式密封装置；拦板为上下两节式。
烧结机头部设有混合料斗、圆辊给料机和辊筛式布料器。混合料斗通过侧重传感器安装于头部骨架，料斗上设置可调给料闸门，内部设防粘耐磨衬；圆辊给料机采用交流变频调速装置，辊筛式布料器安装角度较小，强化混合料在烧结台车上的偏析分布，使混合料中的大颗粒尽量布在台车底部，提高料层透气性；料层厚度为650-700㎜。头部下方还设有台车篦条自动清扫装置。
烧结机头部传动为半悬挂柔性传动，采用交流变频调速装置，并配带光电码测速仪，可根据生产情况与圆辊给料机一起通过计算机进行同步调速。
烧结机下部设有风箱、风箱立管和大烟道。烧结机风箱共60个，风箱设有防上浮装置；点火器下3个风箱设有风量调节阀，采用电液动执行机构，机旁操作。
烧结机头尾密封采用全金属结构，密封性能良好，可降低烧结机漏风率。
烧结机润滑系统考虑如下，头部传动采用稀油润滑，中部滑道采用干油集中润滑，台车车轮为定期注油。
烧结机头部布料、点火和结尾单辊破碎均设有工业电视监视系统，用于辅助操作；烧结终点位置和温度有仪表检测，计算机进行运算处理，在CRT画面上显示。
在主厂房标高12.25m平台设有小格拉链机，收集并运输烧结机散料，通过斜溜槽将散料送入烧结矿皮带。
（4） 单辊破碎机
从烧结机上卸下的烧结矿饼经单辊破碎机破碎到150mm以下，单辊破碎机设计规格为ø1.7×3.53m，破碎齿为可更换式，锤头表面堆焊耐热耐磨硬质合金钢。
单辊破碎机安装在主厂房伟跨标高13.05m平台。
（5） 冷矿筛分
在烧结主厂房尾跨标高4.60m平台配备1台TDLS2575型椭圆等厚筛，对破碎后的烧结矿进行分级，筛出返矿（<5mm)和成品。
烧结返矿经灰-2皮带机、改混-1#皮带机送入一次混合机参加混合。
成品矿经一冷-5#皮带机等现有皮带机系统直接运至高炉矿槽。
2.6.6烧结风机房及机头电除尘器
烧结烟气经大烟道、电除尘器、烧结风机、烟囱，最后排入大气。大烟道内径4960mm，中心标高8.00mm，设计烟气流速15.0m/s，烟气温度80--120℃，粗颗粒粉尘在此进行一次降尘。
机头除尘配备1台260m2三电场电除尘器，采用先进顶部振打结构形式，维护量小；设计进口粉尘浓度5g/m3,出口粉尘浓度100mg/m3。
除尘器下部输灰设备采用刮板输送机和加湿机进行输灰。
烧结风机房配备1台风量17000m3/min、升压17KPa的离心抽风机，检修设备采用1台Q=25/5t双钩桥式起重机。
烧结风机进口设有风量调节门，采用电动执行机构控制；进出风口均设有非金属膨胀节，避免进出风管对风机壳体的挤压。
烧结风机润滑系统由主油泵、油站及高位油箱等组成。主油泵2台，一备一用性质；润滑点包括风机轴承、电机轴承、齿式联轴器等5个点，润滑油采用20#或30#汽轮机油，油过滤精度≤30。
风机电机选用T5300-6/1730型同步电机，功率：5300KW,电压：6KV；防护等级为IP44。
烧结烟囱采用钢筋混凝土结构，设计高度100m，上口内径4.3m，烟尘排放浓度100mg/Nm3。
烧结风机和电除尘器的控制系统设在烧结风机房值班室内，控制室厂房、检测仪表和控制设施利旧。
2.6.7冷却风机房及多管除尘器
冷却风机房配备1台风量：15000m3/min、升压：8KPa的离心抽风机，检修设备是1台Q=20/5t双钩桥式起重机。
冷却段大烟道内径4660mm，中心标高8.88m，配备一台1200管除尘器进行烟气除尘。
冷却风机排放烟囱采用砖混结构，设计高度50m，上口内径4.3m，烟尘排放浓度100mg/Nm3。
2.6.8灰处理
烧结机大烟道、机头260m2电除尘器、1200管除尘器收集的烧结灰，加湿处理后经改混-1#皮带机送入一次混合机参加混合。
2.6.9余热回收系统
烧结机冷却段烟气平均温度在350℃以上，含有大量废热，采用换热器回收部分余热，生产低压蒸汽，再用来加热烧结混合料，可有效降低生产能耗。
改造方案在1200管除尘器后的大烟道上安装1台翅片管式换热装置，该设备具有热交换效率高、适应温度范围宽的特点，设计蒸汽产量6.0t/h，压力0.3-0.5MPa，完全满足混合料预热要求。
该套系统主要包括软水箱、变频供水和换热器三部分设施。

3总图
3.1气象条件
年平均温度 8.9℃
极端最高温度 41.5℃
极端最低温 -23.1℃
年平均无霜期 158天
平均风速 1.4m/s
年最大降水量 835.9mm
最大冻土深度 1260mm
3.2总平面布置
3.2.1主要设施组成：略，详见“GCS公司1#烧结机改造工程方案设计总平面布置图”。
3.3竖向布置及雨排水
3.3.1根据老厂区地形现状，竖向布置形式采用单向斜面型平坡式。
3.3.2依托现有的排水系统，改造部分场地排水采用盖板排水沟与厂区现有排水设施衔接，布置在厂区内道路一侧。
3.4道路布置
为满足厂内运输和消防要求，在有条件的地方设计道路及场地，新铺砼道路总长度约320.00m，路面宽度：主干道8.00m,次干道6.00m。道路型式采用郊区型，不设人行步道，最小转弯半径6.00m，最小纵坡小于3％，路面载荷为汽-20级。
3.5消防
本改造工程不考虑设置消防站，有关消防事宜依托GCS公司现有消防系统。
3.6拆迁
本工程需拆除原烧结厂部分设施及相应地上、地下管线。
4土建
4.1主要设计参数
基本风压值：0.4KN/m2
本地区地震基本烈度<7度
4.2工程地质情况
第一层 杂填土
第二层 粉质粘土
第三层 非自重湿陷性粉质粘土
第四层 粉质粘土
第五层 粉质粘土
第六层 细砂
第七层 粉质粘土
第八层 卵石
4.3建筑结构形式
4.3.1烧结主厂房
烧结主厂房内共设有6层平台，烧结机基础平台标高为12.90m和12.25m，其中12.90m平台利旧改造，12.25m平台新建，三次混合机及上料系统的22.50m及26.40m平台利旧改造。烧结主厂房设有3台检修吊车，其中2台吊车利旧，新上1台Q=20/5t,LK=18m吊车，检修烧结机尾设备，轨顶标高为25.70m。
新扩建厂房为钢筋砼框架结构，屋面采用现浇钢筋砼板，卷材防水；吊车梁为钢吊车梁或混凝土吊车梁，烟道及卸灰斗采用钢结构；基础为桩基础；地面采用砼地面；外墙封闭为空心砖或加气砼块填充墙，普通钢门窗。现有厂房根据现场实际情况及工艺要求改造加固。
4.3.2配料室
在现有原料库4个铁料仓的东侧增建2个含铁原料仓，柱距6.0m，结构形式为现浇钢筋砼结构，料仓为钢结构，钢筋砼独立柱基。
4.3.3烧结风机房
烧结风机房土建厂房利旧改造，风机基础及烟道等相关设施基础新建。
260m2电除尘支架采用钢筋砼框架结构，100m烟囱为钢筋砼结构，上口内径4.30m。
4.3.4转运站及皮带通廊
1#烧结机改造涉及4#、9#和10#转运站及相应的通廊，转运站的各层平台及连接通廊全部利旧，只对通廊内皮带机的基础修改，传动基础通过设备底座调整。
4.3.5 1200管除尘器
结构形式为钢筋混凝土框架结构，柱下独立基础，顶标高约4.50m，地面为混凝土，围护墙采用砖砌体，普通钢门窗。
4.3.6冷却风机房
新建厂房建筑面积288m2,结构形式为排架结构，预应力混凝土屋面梁、板，柱下独立基础，设有20/5t天车一台，砖砌体围护，地面为混凝土，柱牛腿标高约14.00m，柱顶标高约18.00m。
冷却风机烟囱为砖混结构，高50m，上口内径4.30m。
4.3.7一次混合室、二次混合室
一次混合室厂房利旧，设备基础根据工艺要求适当改造；二次混合室厂房利旧改造，现有厂房向西延长3米，新建厂房结构形式为钢筋混凝土框架结构，现浇钢筋混凝土屋面，柱下独立基础，砖砌体围护，混凝土地面，柱顶标高约14.00m。设备基础新建。
5电气
5.1电压等级及负荷
5.1.1电压等级
交流：6KV;380V;220V;36V
直流：220V
电源频率：50Hz
5.1.2计算负荷
全厂装机总容量约11300KW，其中高压电机4台，装机容量8460KW，最大电机5300KW。无功补偿采用同步电机进行补偿。全厂总计算负荷如下：
有功功率 Pjs=7731KW
无功功率 Qjs=5687KW
视在功率 Sjs=8590KVA
功率因数 COSø=0.90
年耗电量 Wh=46.5×106kWh
5.1.3负荷类别
烧结机、冷却风机、烧结抽风机等重要用电设备为一类负荷；配料系统、混料系统、成品系统、除尘系统等用电设备为二类负荷；其它附属设施为三类负荷。
5.2供配电系统
烧结机改造供电系统利用在建的35KV变电站，两路6KV电源引自上级高压配电室不同段母线，每路6KV电源均能负荷本工程100%的用电负荷。
5.3配电室设置及供电范围
5.3.1配料变配电室
利旧改造现有的配料变配电室，增加的主要供电设备有：配料室圆盘给料机、皮带机、电子皮带秤及振动器等设施。
5.3.2混合变配电室
一、 二次混合室配电室均利用现有的配电室，配电室内各设1台630KVA,6/0.4KV变压器。两路电源引自6KV高压配电室，各设1个MCC，其主要供电范围有：一次混合室、二次混合室、皮带机、除尘器等工艺设备及附属设施。
5.3.3烧结主厂房变配电室扩建改造
烧结主厂房变配电室扩建改造，内设两台1000KVA，6/0.4KV变压器。两路电源引自6KV高压配电室，下设1个MCC，其主要供电范围：烧结主厂房设备、260m2电除尘器、皮带机等工艺设备及附属设施。
低压变配电室母线采用单母线分段运行方式，两段母线之间设置分段母联开关，手动投入。
5.4电气传动系统的控制及操作方式
烧结机改造工程的混料系统、配料系统、烧结系统、成品系统、熔燃破碎系统、输灰系统等工艺设备均采用PLC可编程控制器控制。配料室圆盘给料机、烧结系统烧结机、布料设备等设备采用变频调速。
各车间设备的操作方式为机旁手动操作和集中连锁操作两种方式。
5.5主要电气设备及材料的选型
5.5.1 6KV高压开关柜
型式：封闭铠装中置式手车柜，真空断路器采用弹簧储能操作机构。
额定电流：1250A(1600A,进线柜）
额定电压：6KV
防护等级：IP30
开断电流：31.5KA
5.5.2直流电源装置
输入电压：三相四线 380±10%
频率：50Hz±10%
输出电压：DC220V
控制系统：微机监控，汉化显示，IGBT
防护等级：IP20
5.5.3电力变压器
型式：油浸式自冷节能型变压器
接线组别：D,yn-10
一次电压：6KV±10%
二次电压：0.4KV
阻抗电压：4￥或4.5%
5.5.4低压配电屏
型式：GGD固定式
防护等级：IP30
主要设备：低压断路器（开断电流35KA)、交流接触器、热继电器等设备选用国产或合资厂的产品。
5.5.5交流变频器：采用西门子变频器，采用网络控制方式
5.5.6电缆
高压电力电缆采用YJV-10KV型，低压电力电缆采用YJV-1KV型，控制电缆采用KYKV-500V型，回收区域采用防腐电缆，局部高温区域采用ZR-YJV-1KV型。
5.6电缆敷设
电缆采用沿电缆沟、电缆槽及电缆桥架敷设方式，局部电缆穿镀锌钢管明配或穿钢管埋地敷设。
5.7接地系统
本工程接地系统采用TN-C-S系统，接地电阻不大于1欧姆，设置防雷接地及静电接地，接地电阻不大于10欧姆和30欧姆。
5.8照明
配电室、控制室、操作室均采用荧光灯照明。车间各层平台的照明采用高效节能型工厂灯，煤气净化区域采用防爆灯，并在重要场所设置应急照明。
5.9防火措施
高、低压配电室均应设置手持式灭火装置，并设有 自动火灾报警装置（见通信专业说明书）。电缆须刷防火涂料，电缆进出配电室孔洞须用防火堵料封堵，电气设备的施工及安装均按有关规程规范进行设计。
6 自动化仪表
6.1 控制水平
自动化主要对设计范围的工艺过程进行检测及控制。其中主工艺流程采用计算机控制，辅工艺流程采用常规仪表控制。
6.2 计算机系统配置及仪表检测项目
6.2.1 设计确定的计算机系统采用工业微机（PC）和可编程控制器（PLC）组成。工业微机主要实现生产过程监视和控制，可编程控制器实现生产过程数据采集和逻辑控制。系统配置设有1套可编程控制器（PLC），通过远程I/O接口连接各个分站。可编程控制器（PLC）通过MODBUSPLUS网与工业微机（PC）通讯。
6.2.2 操作和监视系统（PC机、打印机）安装于烧结机主厂房控制室内；可编程控制器（PLC）安装于过程站内。
6.2.3 生产过程设有自动、集中手动、机旁手动（电气设计）三种操作方式。
6.2.4 计算机系统设有UPS电源保护系统，在断点的情况下可以正常工作，以便有时间采取紧急措施。
6.2.5 设计确定的检测项目有：混合料水分测量、温度测量、压力测量、流量测量、料位测量、承重测量，通过测量各种过程参数为生产人员提供可靠的操作依据。
6.3 控制系统功能
6.3.1 主要显示功能
--配料系统，烧结机系统总体及分部工艺动态流程画面
--各控制回路状态画面
--料仓料位显示画面
--风箱温度及压力显示画面
--点火器温度显示画面
--烧结机挤塑显示画面
--数据打印，报表及报警显示灯画面
6.3.2 主要控制功能
--配料控制
--混料水分控制、料斗料位控制
--点火器温度控制
--烧结机机速控制
6.4 设备选型：烧结机改造工程中利旧设备的自动化控制机检测设施原则上全部利旧，根据工艺要求及现场实情进行适当的改造，新增加设备的自动化控制机检测设施充分利用现有控制系统的预留点，新增控制设备按一下原则选型：计算器设备选用施耐德“Quantum”系列产品，料斗称、皮带称选用西门子产品，压力、差压变送器选用EJA产品。

7 暖风
7.1 概述
7.1.1 根据gcs公司1#烧结机改造工程的要求，相应的配置采暖、通风、空调、除尘设施。
7.1.2 设计依据
（1）《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
（2）《工业炉窑大气污染物排放标准》GB9078-1996
（3）《工业企业设计卫生标准》TJ36-79
（4）《建筑设计防火规范》GBJ16-87
（5）当地气象资料
7.2 气象资料
（1）大气压力：夏季：962.8hpa 冬季：980hpa
（2）冬季采暖室外计算温度：-14℃
（3）最大冻土深度：1260mm
（4）冬季通风室外计算温度：-9℃
（5）夏季通风室外计算温度：28℃
（6）冬季空调室外计算温度：-17℃
（7）夏季空调室外计算温度：32.3℃
（8）室外风速：冬季平均：1.4m/s 夏季平均：1.1m/s
（9）室外计算相对湿度：最冷月月平均：46%，最热月月平均：72%
7.3 设计原则
7.3.1 采暖
采暖热媒为高压蒸汽，使用压力为0.2-0.4MPa。散热器选用闭式对流或光排管散热器，通廊采暖选用蒸汽管伴热。
除新建的冷却风机房和延长部分主厂房增加采暖设施外，其它车间的采暖设施全部利旧。
7.3.2 通风
本工程设计充分利用有组织的自然通风，当自然通风不能满足要求时，设置机械送排风。
7.3.3 空调
为了满足设备或人体对温、湿度的要求，在控制室、过程站、操作室等设置分体柜式或壁挂式空调机。空调设施全部利旧。
7.3.4 除尘
烧结机改造工程环境除尘系统立足于现有的两套40m2电除尘设施。配料室改造、两个转运站及一次混合式除尘利用原有除尘系统。烧结机机尾、筛分、返矿转运、成品转运除尘进入现有的两套40m2电除尘器。

7.4 设计内容
7.4.1 采暖
根据工艺要求和室内卫生标准，新建的主厂房、冷却风机房及附属设施等分别考虑采暖设施，各地方的室内采暖温度均按规范要求设计。采暖热媒为蒸汽，使用压力为0.2-0.4MPa。采暖总负荷为1135KW（用蒸汽量2.5t/h），散热器选用光排管及闭式对流散热器。其它车间采暖设施全部利旧。
7.4.2 通风
为消除余热、余湿，安全生产，对烧结机机头、机尾巡视平台温度较高处设移动式轴流风机6台进行通风降温用。为了防止一、二、三次混合机出料端在生产过程中产生大量的烟气扩散到工作区，将分别设置排风系统；对风机房、高低压配电室等分别设通风设施，采用轴流风机进行排风；以上通风设施全部利旧。
7.4.3 空调
根据工艺要求，对温度、湿度有要求的主控制室、仪表室、控制子站、操作室等分别设分体柜式空调机。以上空调设施全部利旧。
7.4.4 除尘
在烧结生产过程中，原料系统的配料室、烧结机机头机尾、混合室、筛分、返矿仓及各转运站等处均散发出大量粉尘。为了防止粉尘外溢，在产生粉尘处设密闭罩及遮尘帘。并通过集中除尘器净化后排入大气。
通过治理后，使操作区粉尘浓度不超过国家卫生标准10mg/m3。
经除尘器净化后的气体浓度≤100mg/m3。
烧结机尾环境除尘系统
主要除尘点包括：烧结机机头、机尾、成品筛分、返矿转运及成品转运等。系统流程为：吸尘罩→除尘管道→除尘器→风机→烟囱→排入大气。
除尘管道敷设
除尘系统的管道均采用焊接钢管，材质为Q235A。管道直径由介质流速和流量等参数决定。流速取17-21m/s。除尘管道壁厚按以下规定采取：
＜DN800 S=3-4mm
DN800-DN1200 S=6mm
DN1300-DN2500 S=8-10mm

8 电信
8.1 概述
GCS公司烧结机改造工程配套电信设施如下：
（1）行政电话
（2）调度电话
（3）无线电通信
（4）工业电视
（5）火灾自动报警
（6）电信线路
8.2 电信系统设计内容
GCS公司烧结机改造工程需配套的电信设施全部利旧，个别新增的岗位增加相应的调度电话，利用现有调度系统的富裕点。

9 给排水
9.1 设计范围和内容
9.1.1 设计范围
GCS公司烧结机改造工程内的给排水设施和新增生产、生活给排水管线。
9.1.2设计内容
烧结机改造工程净环水系统、消防水加压系统、各值班室、控制室等处的给排水设施、厂区给排水及消防管网等全部利旧，本设计只涉及新增设备的净环水系统。
9.2 净环水系统
净环水系统增设2台水泵，供烧结机、风机等冷却用水，同时开率供给洒水清扫用水及其他工艺用水。
净环水流程：水经供水泵加压后通过供水管道送各用户使用，冷却回水利用余压直接进现有冷却塔冷却，冷却降温后的水经供水泵加压后循环使用。
净环冷却水供水温度33℃，用后水温升高8-10℃。
9.3 厂区给排水管线
厂区给排水管线主要由循环供（室外声场、消防供水管网）、回水管线，生活给水管外线和生活排水管线组成。
9.3.1 循环供、回水管外线
循环供、回水干管埋地敷设通向各用户，根据各用户的位置干管设计为环状，由干管至各用户为枝状管网。
9.3.2 室外消防供水管网
室外消防用水量为15L/S，厂区内生产+消防管网布置为环状，管径为DN200，管网上设室外消防栓，布置间距≤120m，每个消防栓的保护半径不大于150m。管网净水管设两条，火灾时启动消防水泵增加供水量。
10 能源
10.1 编制依据
《钢铁企业设计节能技术规定》（YB9051-98）
10.2 工程概况
烧结机改造工程新建1台180m2机上冷却烧结机，烧结面积180m2，冷却面积216m2，年产烧结矿180万吨。
主要生产设施：燃料仓库、配料矿仓、混合室、烧结机、成品筛分、成品运输、转运站等。
生产原料：铁矿粉、白云石、生石灰、煤粉（焦粉）、煤气、压缩空气、电、水、蒸汽。
10.3 能源消耗
烧结生产过程中消耗的能源及耗能介质为：水、电、煤粉、煤气、压缩空气、蒸汽等。本工程新上烧结机的能源消耗见下表：
能耗表 表10—1
序号
能源种类
实物量
单位
折算系数
能耗
公斤标煤
MJ
1
煤耗
56
Kg/t
0.714
39.98
1170
2
电力
45
kWH/t
0.404
18.18
532
3
混合煤气
0.1
GJ/T
34.1
3.41
100
4
新水
0.35
m3/t
0.1
0.04
1
5
压缩空气
6
m3/t
0.04
0.24
7

工序能耗

61.8
181

年产量（万吨）

155

年耗能（万吨标煤）

9.6

10.4 节能分析
本工程新上的烧结机工序能耗控制为61.8公斤标煤（1811MJ），稍高于原冶金部发布的YB9051-98中烧结工序设计能耗应不多于1760MJ/t的规定。据1998年我国大中型钢铁企业主要耗能指标统计，烧结工序平均能耗为76公斤，最高为110公斤，最低位61公斤，本设计的烧结机工序能耗61.8公斤，在我国处于偏上水平。
10.5 节能措施
（1）采用自动控制配料，变频调速给料设备，提高配料精度，改善烧结矿质量，降低烧结矿燃料用量。
（2）混合料中加生石灰，增强料的制粒效果，提高成球指数，改善料层的通气性，提高烧结矿产量。
（3）采用大风量、低碳厚料层生产工艺，强化料层的蓄热作用，有效降低燃料消耗。
（4）烧结机采用节能型点火器。
（5）混合料采用预热蒸汽预热技术。在烧结机冷却段大烟道安装翅片管换热器，回收预热产生蒸汽，用来预热混合料，提高料温，达到增产降耗的目的。
11 环保
11.1 设计依据及采用的环保标准
（1）《建设项目环境保护设计规定》[(87)国环字第002号]
（2）《建设项目环境保护管理条例》中华人民共和国国务院令第253号
（3）《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-95）
（4）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
（5）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
（6）《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）
（7）《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）
（8）《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-92）
（9）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（10）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）
（11）《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）
11.2 工程概况
本工程主要车间有：配料室、一次混合室、二次混合室、烧结主厂房、烧结风机房及260电除尘、冷却风机房及1200管除尘、二次配煤仓、转运站和皮带机通廊；以及环境电除尘、高低压配电室等设施。
烧结主要生产工序：配料→一次混合→二次混合→二次配煤→三次混合→布料→点火→烧结（含机上冷却）→单辊破碎→成品筛分→成品转运

11.3污染物的产生及治理
烧结厂的主要污染源是生产过程排放的烟尘、粉尘、污水、工业废弃物和噪声。
11.4大气污染
本工程的大气污染主要来自原料的破碎、筛分、配料、转运、烧结机机头、机尾等工序产生的粉尘。为了控制粉尘污染拟采取以下几个除尘系统对产生的烟气进行净化处理：
烧结烟气系统除尘
烧结机头大烟道除尘采用260m²电除尘器1台，除尘器进口粉尘浓