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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
2、标力求先进、可靠， 自动化水平要讲究安全、高效、节能和适用的效果。依据建设的经济技术条件，综合确定各项合理的设备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夕卜购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
3、水为企业自备深水井提供, 用电由市政配套接入。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5-7o表5-7企业现有燃动力消耗指标表序名称规格单位t产品耗量年耗量备注号1水3 m1801980000深井水2电kWh2260. 92487 万高压输送3原煤5000kcal/kgt1.6462013.60外购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
4、动力设备需用一定的电力；脱色工段 主要消耗冷却循环水，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
5、房 配套5台燃煤锅炉提供，其中，4t/h链条炉三台，15t/h两 台。图5-2锅炉房南面4t链条炉图5-3锅炉房北15t链条炉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
6、身对煤种的适应性较差, 以上种种因素导致锅炉供汽能力大幅下降，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/hX24t/hX3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
7、热效率66. 55%62. 76%综合热效率61.47%加权平均注：锅炉房的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%X （30/42） +62. 76%X （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
8、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用 量折标准煤系 数标准煤量 (t)1水万n?19800000. 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(tee/1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 n
9、ooot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、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
10、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。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。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 13mmf振动筛f破碎机一 N02胶带机一N03胶带机一炉前煤 仓13mm t4、石灰石添加循环流化床锅炉的炉内脱硫要求添加粒度小于2mm
11、的石 灰石，符合要求的成品石灰石堆放在干煤棚内，并按比例添 加在N01胶带输送机上。3、燃烧系统(1)给煤系统锅炉设置1个炉前煤仓，煤仓有效容积能够保证锅炉在额定负荷下运行12小时。燃煤由炉前煤仓经给煤机送入炉膛。（2）锅炉排渣锅炉排出的炉渣经冷渣机冷却至i2（rc以下后排放，经链 斗输送机送至主厂房外渣场暂存。（3）配风系统每台锅炉设置一台一次风机和一台二次风机，一次风（约 占60%）通过锅炉底部进入炉膛，二次风（约占40%）从锅炉 中部进入炉膛。锅炉一、二次风机均采用变频控制以利节能。（4）除尘方案本工程利用现有锅炉房的烟囱，由于循环流化床锅炉飞 灰份额较大，选用普通干、湿式除尘器难以满足
12、环保要求， 因此本工程采用除尘效率较高的静电除尘器，配合炉内添加 石灰石的脱硫方式可以得到较好的脱硫除尘效果。根据已知 的煤质资料，除尘效率按99%,锅炉排烟温度150C,机械未 完全燃烧损失q4=3%,烟气飞灰份额a fh=0.6,脱硫率=80虹 烟气经除尘器处理后林格曼黑度1级，能够满足锅炉大气 污染物排放标准（GB13271-2001）中规定的二类区H时段 锅炉烟尘最高允许排放浓度200mg/Nm3和SO2最高允许排放浓 度900mg/Nn3的要求。4、热力系统（1）供热系统本项目采用锅炉直接供热，锅炉在低压状态下运行，供玉米芯经除杂、清洗、破碎（粒度小为35 mm）预处理 后，由原料输
13、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75O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 发液浓度为25%O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，
14、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9（TC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汽压力0. 8MPa,供汽温度170. 44。锅炉供汽进入锅炉房分汽包，然后接入厂区供热管网系 统。锅炉的供汽主管上分别设置温度、压力测量和蒸汽计量 装置，以便对每台锅炉的耗煤量指标进行精确统计，便于节 能管理。(2)主给水系统主给水系统采用分段母管制，给水经除氧器升温至105T 后送入锅炉。除氧器选用旋膜式热力除氧器，锅
15、炉给水泵均 采用变频控制以利节能。5、除灰系统锅炉除灰采用气力除灰，电除尘收集的灰由仓泵输送至 灰库；炉渣采用机械干除渣，炉渣经冷渣器冷却后，由小车 直接运至临时灰渣场暂存，灰、渣定期外运至建筑材料厂进 行综合利用。按全厂满负荷生产计算，现有锅炉房年排炉渣灰总量约 为12526吨，改造后锅炉房年排炉渣灰总量约为9909吨,年 减少灰渣排放量2617吨。6、化学水处理系统新建锅炉房配套购置汽、水处理系统。热能综合利用要求锅炉排烟处设置省煤器，给水经省煤器预热后送至上锅 筒；连续排污扩容器产生的二次蒸汽用于除氧，加热除氧水,以做到废汽利用。表5-13技改实施后锅炉节能减排量表项目现状改造后节能量/
16、 减排量说.明全厂耗 汽量 (t/h)306900306900/蒸汽压力0.8MPa,温度170. 44热值 2768. 86kJ/kg年耗煤量(t/a)62092.8049068.0013024. 80新上锅炉年工作小时按6480 计现有锅炉综合热效率 61.47%；改造后锅炉综合热 效率88% 普通燃煤，低位发热值5000kcal/kg(折标准煤，低位发热值 7000kcal/kg)锅炉年 耗电 (万 kWh)142. 24244. 01-101. 77锅炉房补水(万吨)31. 6131. 580. 03节水量较少，本项目节能量 计算过程中忽略不计年灰渣 排放量 (t/a)12526990
17、92617通过旧锅炉替代及管道整修等措施，年节约原煤消耗量13024. 80t,新增用电量 101. 77 万 kWh。L4.2节能改造效果分析项目改造后，现有生产装置按满负荷年生产uooot结 晶木糖计算。1.4. 2.1 蒸汽本项目进行老旧锅炉替代改造，不涉及生产工艺改造，因此改造前后生产消耗蒸汽量不发生变化，耗汽量38.75t/ho1.4. 2.2耗电量改造后新增装机容量447. 50 kW,新增年耗电量：新增设备功率又需要系数X有功功率同时系数义年平均有功负荷系数X年工作小时二447. 50X0. 8X0. 90X0. 75X270X24=121. 27 万 kWh考虑新上循环流化床锅
18、炉配套安装变频装置，变频器应 用实践中的节电率10-25%,但同时会消耗一部分电力。根 据经验值，对于小型的低压变频器（90kW以下的），一般的 满载时的消耗约占容量的3-4%o对于90kW以上或高压变频 器满载时的消耗可达容量的2%o综合考虑，耗电按容量的 2. 5%计算。变频装置耗电量：变频器输出功率又需要系数X有功功 率同时系数义年平均有功负荷系数义年工作小时X耗电系 数=707. 00X0. 80X0. 90X0. 75X270天X24X2. 5%=6. 18 万 kWh安装变频节电量：安装变频设备功率X需要系数义有功 功率同时系数义年平均有功负荷系数X年工作小时X耗电 系数=707.
19、 00X0. 80X0. 90X0. 75X270 天X24X 12%=29. 69万kWh经估算，改造后年耗电量增加量：121.27万kWh+6. 18 万 kWh-29. 69 万 kWh=101. 77 万 kWh。1.4. 2. 3 耗水改造后节水量较小，可忽略不计，年消耗量约198万t。1.4. 2.4耗煤量采用循环流化床锅炉替代现有的5台链条锅炉（其中3 台4t/h锅炉拆除、另外2台15t/h锅炉保留备用）。大大提 高了锅炉热效率，年可节约原煤消耗消耗量。循环流化床锅 炉年运行时间6480h,锅炉检修及不可预见故障停运期间， 启用2台备用锅炉确保生产。根据年产1. 1万吨结晶木糖计
20、 算节煤量。1、节煤量改造前年消耗原煤量62092. 80吨，改造后年消耗原煤 49068. 00吨，其中：循环流换床锅炉年运行6480h,年消耗 原煤量37778. 40吨；2台备用锅炉年消耗原煤11289. 00吨。年节约原煤消耗62092. 80吨-49068. 00吨=13024. 80吨。2、吨汽节煤量改造前吨汽耗煤：306900造62092. 80t=0. 202t/t汽;改造后循环流化床锅炉吨汽耗煤：251100t/37778. 40t=0. 150t/t 汽；吨汽节原煤量：0. 202 t/t 汽一0. 150 t/t 汽=0. 052t/t 汽;表5-14项目改造前后年能耗量
21、一览表序号原煤(t/a)电（万 kWh/a）水(t/a)合计(tce/a)改造前62092.802034. 9198000047579.22改造后49068. 002588. 87198000038400. 68节约量13024. 80-101. 77/9178. 54折标系数0.7143kgce/ kg0.1229kgtce /kWh0.0857kgce/t1.5总图运输1. 1. 1总平面布置本项目在该公司现有土地上进行，项目所在地的地形较 为平坦，相对高差较小。根据现代先进生产工艺流程需要， 严格执行国家、地方有关标准、规范，充分考虑生产的适用 性、合理性、经济性等要求，工艺流程顺畅，管
22、线短捷。依据上述设计原则，对针对需要对旧锅炉房进行改造。厂区总平面布置图见附件霍城县保全真空热导锅炉制 造厂厂区总平面布置图。L 1.2厂区绿化本项目不涉及绿化建设。运输方式本项目位于霍城县保全真空热导锅炉制造厂厂区内，由于本项目不需要增加原辅材料，所以不需要增加运输能力。1.6建筑工程本项目不新建建构筑物。1. 7给排水L7.1研究范围本项目主要涉及生产用水、生活用水、消防用水及绿化用水。1. 7. 2给水概述该项目用水由厂内自备水井供给，霍城县保全真空热导 锅炉制造厂厂区内已建有完善的给水管网，只需从厂区原有 的供水主管接入即可保证项目的正常用水。车间内给排水1.7.3.1 水源、给水工程
23、说明厂内供水采用生产供水系统、循环水系统、生活供水系 统、消防供水系统、绿化供水系统，消防供水系统在厂区内 形成供水管网。1.7. 3. 2用水标准本项目不新增用水量。1.7.4 排水系统本项目厂区排水系统采用雨污分流制，分设废水和雨水 排水管网。厂区内地势平坦，生活粪便经化粪池处理后同其他生活 废水排入厂区排水管道，雨水沿厂区管道排至厂区雨水沟。 1.8供电1.7.5 供电电源及供电条件临邑县境内建有11万伏、22万伏变电站各一处，24兆 瓦热电厂一处，另一处48兆瓦热电厂正在筹建之中，工业和生活用电有充分保障。1.7.6 用电量本项目改造前，企业总装机容量7269. 16kW；年耗电量24
24、87. 10万kWh；改造后,企业总装机容量7632. 69kW,年耗电量 2588. 87 万 kWho1.7.7 电力负荷及性质本项目生产过程中若中断供电，将会造成较大的经济损 失。因此，生产车间的主要生产工段用电负荷属二级负荷。 供电方案1. 8. 4. 1配电室设置本项目实施后，部分设备容量和运行方式重新配置，全 厂设备装机容量和年电力消耗较改造前略有增加，对于改建 锅炉房，厂内现有电力设施可满足项目改造后的用电需求， 电力供应有保障。1.8. 4.2配电系统设置变压器的低压配电系统主接线为单母线，采用放射式配电方式，容量较大的用电设备和比较分散的用电设备直 接由配电室供电，在负荷集中
25、且单台用电设备容量较小的工 段设置低压动力配电箱。照明、防雷、接地 1.8.1.1 照明照明灯具与照明配电箱的选择，按照环境要求在装置区 用防腐灯具，配电箱可置于操作室内用普通型，操作室，配 电室可用常规灯具。电缆按电压、电流、允许电压损失及环境等条件选择。 380V电缆选用阻燃型铜芯聚氯乙烯、绝缘聚氯乙烯护套电力 电缆。控制电缆需要阻燃型聚氯乙烯、绝缘聚氯乙烯护套控 制电缆。电缆敷设采用电缆桥架明敷及配电室的电缆沟敷设。车间内的照明灯具选用隔爆型荧光灯或白炽灯，照明线 路均采用BV2. 5平方毫米线穿钢管暗敷，相应的照明配电 箱，分线盒，开关等亦采用隔爆型，照度应在75100LX范 围内。变
26、配电间内除变通照明外，还应设应急照明灯具以备 停电时开关操作之用。1.8.1. 2防雷、接地及静电厂区所有生产装置及建构筑物，按第三类防雷设防。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 o图5-L项目11000t/a木糖生产线工艺流程图现有设备情况木糖生产主要工艺设备现状见表5-15-5。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15t/h套1对系统接地的型式本工程采用TN-S系统，将变压器的 中性点与地直接连接，负荷侧的电气设备外露可导电部分则 通过保护线（PE线）与接地点
27、连接，整个系统的中性线（N 线）和保护线（PE线）是分开的。电力变压器中性点接地、电气设备外壳接地和防雷设施 接地，先按各自的要求考虑接地装置，然后可将它门连接在 一起，构成统一的接地网。1. 8. 6电修本项目对一般的电气设备维修由厂内电工负责修理，对 较复杂的电气设备修理委托当地的电气修理部门或设备生 产商进行维修。1.9供热1.9.1 供热需求企业供热由新增的热效率高的循环流化床锅炉及备用 锅炉提供。根据生产车间和锅炉房计量统计结果，全厂热负 荷详见表5-15o表5T5全厂热负荷一览表序号用汽类别用汽备注表压力 (MPa)温度 ()最大用汽量(t/h)冬季(t/h)夏季 (t/h)1工艺
28、用汽0.834. 1134. 112车间采暖0. 2三饱和0. 633小计34. 7434. 114管道热损失2. 642. 775锅炉自用汽1. 741. 716合计39. 1238. 59由上表可以看出，目前企业冬季最大热负荷39. 12t/h,夏季最大热负荷38. 59t/hoL9.2热源选择企业目前有燃煤蒸汽锅炉5台，总蒸发量42t/h,根据 实际用热需求，新上一台40t/h循环流化床锅炉，淘汰现有 5台锅炉(3台4t/h锅炉拆除，另外两台15t/h锅炉备用)。 可满足工艺生产及生活需要。具体配置情况见表5-11。L9.3供热改造方案本项目锅炉房以生产用蒸汽供热为主，厂区内各部门的用汽
29、压力最高为0.8MPa,因此锅炉按照LOMPa运行即可满 足供汽要求。根据实际需要，本项目对现有锅炉房实施局部 改造，使之满足改造后的全厂供热情况。1.10采暖、通风、空调和制冷1. 10. 1室外气象参数夏季主导风向：西南风夏季主导风向：东北风年平均气温：13. 1绝对最高气温：42. 2绝对最低气温：-25P年平均降雨量：603. 3mm年最大降雨量：933. 6mm年平均相对湿度：65%最大冻土深度：35cm地下水埋深-2m历年平均风速：3. 4m/s历年最大风速:29. Im/s冬季采暖计算温度：8冬季通风计算温度：-4夏季通风计算温度：174C日平均温度5寸的天数：H8天地震设防烈度
30、：7度L 10. 2采暖、通风、空调负荷和制冷量的要求本项目没有新增建筑物，现有设施完全能够满足改造后需要，不需要增加新的采暖、通风、空调、制冷设施。1. 11通信利用厂区原有通信设施。序号设备名称规格及主要参数单位数量备注带2滚动筛01400套13玉米芯搅拌槽1500X1000X1200台14玉米芯除水振动筛2000X2500台15大倾角皮带输送机宽 800 15T/h套16上粒绞笼4000X1000X800套1表5-2木糖车间水解脱色工段主要设备表序口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-30m3A12原料输送装置（大平带）llkW套13水解釜30m3,
31、 Q235A,内衬耐酸瓷砖A20序号设备名称规格及主要参数单位数量备注4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30m3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1序号设备名称规格及主要参数单位数量备注21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