畢業(yè)設(shè)計(jì)：4m2豎爐氧化球團(tuán)設(shè)計(jì)說明書

4m2豎爐球團(tuán)工程初步設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)編號：2008-881.總論1.1設(shè)計(jì)原則成品球團(tuán)礦的質(zhì)量能夠滿足400m3高爐的要求，盡量降低投資費(fèi)用。1.2設(shè)計(jì)范圍設(shè)計(jì)從原料進(jìn)庫至成品球團(tuán)礦從豎爐底部排出，中間包括球團(tuán)廠全部工藝設(shè)施及輔助生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)。球團(tuán)廠的設(shè)備維修和辦公樓等公用設(shè)施的設(shè)計(jì)由甲方另行安排。1.3設(shè)計(jì)規(guī)模球團(tuán)廠生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)12萬噸酸性氧化球團(tuán)礦。1.4工藝形式及產(chǎn)品方案新建球團(tuán)廠采用豎爐工藝，生產(chǎn)酸性氧化球團(tuán)礦，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)見表1-1。球團(tuán)礦主要技術(shù)指標(biāo)表表1-1序號項(xiàng)目單位指標(biāo)1TFe%642FeO%≤13粒度mm8-184抗壓強(qiáng)度N/個球≥20005ISO轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度（+6.3mm）%≥936耐磨指數(shù)（-0.5mm）%≤57R2自然、酸性1.5主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)球團(tuán)廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，見表1-2。球團(tuán)廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表表1-2序號項(xiàng)目單位指標(biāo)1球團(tuán)廠生產(chǎn)規(guī)模萬噸/年122主要設(shè)備規(guī)格干燥窯1臺mΦ1.5×10造球機(jī)2臺mΦ4.2×0.4豎爐1座m243主機(jī)作業(yè)率%954利用系數(shù)豎爐t/m2·h3.705球團(tuán)礦質(zhì)量TFe%64FeO%≤1R2自然、酸性抗壓強(qiáng)度N/個球≥2000粒度mm8-186原料耗量鐵精礦單耗kg/tp1080年耗量1×104t12.96膨潤土單耗kg/tp25年耗量1×104t0.37年動力消耗電單耗kWh/tp年耗量1×106kWh水單耗m3/tp年耗量1×104m3煤氣單耗m3/tp200年耗量1×104m32球團(tuán)工藝2.1工廠規(guī)模及工作制度新建球團(tuán)廠規(guī)模為一座4m2豎爐年生產(chǎn)氧化球團(tuán)12萬噸。年集中中修10天，主機(jī)工作355天，即8520小時，期間作業(yè)率95%，年實(shí)際作業(yè)時間8094小時，采用連續(xù)工作制。球團(tuán)廠主機(jī)規(guī)格為：干燥窯：Φ1.5×10m，每臺有效容積：17.66m3；造球機(jī)：Φ4.2×0.4m；豎爐：4m2豎爐，有效焙燒面積：4m2。2.2原料、產(chǎn)品及物料平衡2.2.1含鐵原料含鐵原料為磁鐵礦、赤鐵礦（用量≤30%）、本廠旋風(fēng)除塵灰，磁鐵礦、赤鐵礦的粒度（-200目含量）在70%以上，水分≤10.5%。2.2.2燃料干燥窯和豎爐的燃料均為發(fā)生爐煤氣，煤氣熱值5016KJ/m3左右，干燥窯的煤氣壓力在9KPa，豎爐的煤氣壓力在16～18KPa。膨潤土為改善生球性能，提高生球強(qiáng)度，采用人工鈉化膨潤土作為粘結(jié)劑，膨潤土在近地外購。膨潤土配比在2.5%左右，膨潤土主要理化指標(biāo)見表2-1：膨潤土主要理化指標(biāo)表2-12h吸水率膠質(zhì)價(jià)ml/15g膨脹容ml/g水分%粒度%（-0.044mm）≥500≥600≥55<7≥902.2.4原、燃料及膨潤土消耗量球團(tuán)廠鐵精礦、膨潤土消耗量見表2-2，發(fā)生爐煤氣消耗量見表2-3。鐵精礦、膨潤土消耗量（干量）表2-2物料名稱年耗量（萬t/a）日耗量（t/d）鐵精礦12.96365膨潤土0.38.451發(fā)生爐煤氣消耗量表2-3物料名稱小時耗量（m3）干燥窯豎爐煤氣741.32223.9注：以每年生產(chǎn)355天，期間作業(yè)率95%，年實(shí)際作業(yè)時間8094小時計(jì)，按年產(chǎn)12萬噸計(jì)時，小時產(chǎn)量為14.826噸，發(fā)生爐煤氣熱值按5016KJ/m3計(jì)，發(fā)生爐煤氣小時消耗：干燥窯741.3m3，豎爐2223.9m3，合計(jì)2965.2m3。2.2.5成品～球團(tuán)礦綜合指標(biāo)表2-4抗壓強(qiáng)度(N)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度(>6.3mm)耐磨指數(shù)（-0.5mm）化學(xué)成分%TFeFeO≥2000≥93%≤5%64≤1.0物料平衡物料平衡見表2-5。12萬t/a規(guī)模物料平衡表(干重)表2-5輸入輸出物料名稱萬t/a比例%物料名稱萬t/a比例%磁鐵精礦12.9695.36酸性球團(tuán)礦1288.3膨潤土0.32.21篩下物0.967.06增氧0.332.43燒損機(jī)損及脫硫0.634.64總計(jì)13.59100總計(jì)13.591002.3工藝流程豎爐球團(tuán)工藝流程見豎爐工藝總平面圖。2.3.1精礦接受與貯存球團(tuán)廠原料庫為30×30m，其中精礦和膨潤土倉占用30×8m，精礦儲量=27×24×2.5×2.2約為3500噸。向精礦倉庫進(jìn)料采用汽車運(yùn)到原料庫，再用鏟車打堆和向精礦配料倉上料。 2.3.2膨潤土接受與貯存袋裝膨潤土用汽車運(yùn)輸進(jìn)庫，拆袋卸至膨潤土倉。2.3.3配料系統(tǒng)配料室配料礦槽采用單列配置，3個精礦配料倉，1個膨潤土倉。倉下設(shè)配料小皮帶，通過調(diào)整閘板的高度來控制精礦和膨潤土的用量。2.3.4原料干燥系統(tǒng)精礦進(jìn)廠水分為10.5%左右，不能滿足造球?qū)V水分要求，因此設(shè)計(jì)中采用了干燥工藝，將精礦中水分部分脫除，以保證鐵精礦水份滿足造球工序的要求。需干燥的濕精礦粉經(jīng)配料膠帶機(jī)運(yùn)至干燥窯，物料干燥后經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)至造球前料倉。干燥選用Φ1.5×10m干燥機(jī)，采用順流式，脫去2～3%的水分，干燥后料的水分控制在7.5～8.5%左右。精礦干燥熱風(fēng)爐以發(fā)生爐煤氣為燃料，配置助燃風(fēng)機(jī)，窯進(jìn)口煙氣溫度700～900℃，出口廢氣溫度120℃，從干燥機(jī)排出的廢氣經(jīng)煙囪排放。按年12萬噸計(jì)算，干燥窯需發(fā)生爐煤氣741.3m3/h，壓力9KPa，助燃風(fēng)量2150m3/h，壓力9～10Kpa，風(fēng)機(jī)選8-09NO.7.1D,Y160M2-2,15KW。2.3.5造球系統(tǒng)造球室設(shè)置兩臺Ф4.2m×400圓盤造球機(jī)，造球機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，傾角可調(diào)。由中間料倉穩(wěn)定向造球機(jī)供料，在造球過程中添加約0.5～1.0%的水，以使混合料水分控制在造球最佳值。實(shí)踐證明造球過程中加適量的水利于成球。在機(jī)械力和毛細(xì)水的作用下，造球盤內(nèi)形成清晰的母球區(qū)、生球長大區(qū)和成球區(qū)。造好的生球直接上豎爐。2.3.6豎爐工程建設(shè)4m2豎爐一座，每座9×18×13m。主體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋頂采用彩鋼板輕型屋面。一層設(shè)置兩臺電振給料機(jī)（GZ6型）；二層設(shè)置輥式卸料器和液壓泵站；三層為燃燒室平臺，設(shè)置臥式燃燒室2個，每室配2只5#環(huán)縫燒嘴；四層爐頂布料平臺，布料采用往復(fù)式布料小車，布料小車的皮帶寬度B=500mm、L=11m。生球從爐頂開始，經(jīng)歷干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻共五個階段，最后，成品球從爐底排出。4m2豎爐的烘干床水梁、導(dǎo)風(fēng)墻水梁、大水梁、下部水套等部位采用循環(huán)水強(qiáng)化冷卻，循環(huán)水來自泵房。2.３.7其它輔助系統(tǒng)2.３.7.1除塵系統(tǒng)來自豎爐爐頂?shù)臒煔?，正常風(fēng)量為39923m3/h，負(fù)壓3.5kPa，經(jīng)過旋風(fēng)或水膜除塵器除塵，最后由引風(fēng)機(jī)及煙囪排出，煙囪高度20m，煙囪上口流速19.8m/s。2.３.7.2豎爐鼓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)D350風(fēng)機(jī)1臺，同時供豎爐冷卻風(fēng)和助燃風(fēng)。2.3.7.3煤氣發(fā)生爐和煤氣加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)煤氣發(fā)生爐系統(tǒng)，產(chǎn)生煤氣3000m3/h，壓力1.5kPa。發(fā)生爐煤氣經(jīng)過煤氣加壓機(jī)送豎爐和干燥窯使用，風(fēng)機(jī)出口壓力20KPa。2.3.7.4供電系統(tǒng)根據(jù)整個廠的用電負(fù)荷設(shè)計(jì)低配電室。2.3.7.4供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水泵站一座，安裝水泵兩臺，循環(huán)水量80t/h,揚(yáng)程16m，水泵型號為ISG（B）100-125A，N=7.5KW。2.4豎爐風(fēng)平衡及主要工藝風(fēng)機(jī)參數(shù)的確定風(fēng)機(jī)及電除塵器選型依據(jù)(年產(chǎn)12萬噸)表2-6序號名稱小時量噸耗壓力Pa備注1.1助燃風(fēng)量5115Nm3345Nm3190001.2煤氣量2223.9Nm3150Nm317000煤氣熱值5000kJ/m31.3冷卻風(fēng)量14826Nm31000Nm3240001.4爐頂水汽量1826Nm314826×1.1×9%×22.4/181.5爐頂漏風(fēng)量2399.1Nm3(1.1～1.4)的10%2引風(fēng)機(jī)26390Nm33583140℃時工況風(fēng)量為39923m3根據(jù)表2-6，確定工藝風(fēng)機(jī)能力如下：共用助燃和冷卻風(fēng)機(jī)選D350；加壓站煤氣風(fēng)機(jī)選D150；引風(fēng)機(jī)選Y4-73-11型離心引風(fēng)機(jī)，№11D,Q=47427m3/h。2.6主要設(shè)備選擇2.6.1精礦干燥窯（1）干燥強(qiáng)度：一般設(shè)計(jì)采用的蒸發(fā)強(qiáng)度為50kg/m2.h，生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)脫水率為4%時，蒸發(fā)強(qiáng)度可達(dá)40kg/m2.h以上。根據(jù)上述指標(biāo)，蒸發(fā)強(qiáng)度按35kg/m2.h計(jì)。（2）精礦水分：按原料含水10.5%，最終混合料水分控制在8.25%計(jì)算：小時干料量=14.826×1.08=16.012噸小時進(jìn)窯濕料量=16.012/（1-0.105）=17.891噸小時出窯濕料量=16.012/（1-0.0825）=17.452噸小時驅(qū)除水量=17.891-17.452=0.439噸干燥窯體積=439/35=12.543m3故選用Φ1.5×10m圓筒干燥機(jī)兩臺，每臺體積為17.66m3。2.6.2圓盤造球機(jī)根據(jù)球團(tuán)產(chǎn)量，選用Φ4.2×0.4m圓盤造球機(jī)兩臺，一開一備。2.6.3豎爐設(shè)計(jì)4m2豎爐，年生產(chǎn)氧化球團(tuán)12萬噸。3．豎爐爐頂廢氣除塵來自豎爐爐頂?shù)臒煔?，正常風(fēng)量為39923m3/h，溫度100~140℃，經(jīng)過旋風(fēng)或水膜除塵器除塵，最后由引風(fēng)機(jī)及煙囪排出，煙塵排放濃度≤100mg/m3，煙囪為Φ900×20m，煙囪上口流速19.8m/s。除塵主風(fēng)機(jī)選用Y4-73-11型離心引風(fēng)機(jī)，№11D風(fēng)量Q=47427m3/h風(fēng)壓H=3986Pa風(fēng)機(jī)配用電機(jī)：Y280S-4，N=75Kw，380V4、電氣4.1供配電本工程電氣總裝機(jī)容量為600kW。4.2PLC系統(tǒng)功能（1）各種設(shè)備的聯(lián)鎖控制，逆料流啟動，順料流停車；（2）采集來自儀表的模擬量信號，包括溫度、流量、壓力等，并實(shí)現(xiàn)其閉環(huán)控制及檢測報(bào)警；4.3照明廠房、轉(zhuǎn)運(yùn)站、皮帶通廊的照明均采用高壓鈉燈照明，由操作室集中控制。高、低壓配電室、休息室、操作室、辦公室等均采用熒光燈照明，重要的場所設(shè)置事故應(yīng)急照明。室外照明采用高壓鈉燈燈具，時控方式。4.4防雷及接地本工程建筑物屬三級防雷建筑物，采取避雷帶保護(hù)方式。本工程電氣接地保護(hù)與防雷設(shè)施共用接地裝置，其接地電阻不大于10歐姆。高配室、變電所接地電阻不大于4歐姆。5、自動化檢測及控制主要場所均安裝煤氣報(bào)警器，煤氣閥門均按防爆要求配置。5.1儀表設(shè)備的選型（1）溫度一次元件采用熱電偶、熱電阻（部分現(xiàn)場為插入式壓力溫度計(jì)）；（2）壓力、差壓采用EJA或羅斯蒙特、霍尼韋爾等智能壓力、差壓變送器；（3）介質(zhì)流量采用標(biāo)準(zhǔn)孔板或威力巴流量計(jì)；（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用ZYR-X系列和DKJ系列；（5）調(diào)節(jié)器、隔離器采用美國優(yōu)倍系列；（6）閥門為調(diào)節(jié)蝶閥。6給排水本次設(shè)計(jì)生產(chǎn)所需各種管線如下：生產(chǎn)、消防及設(shè)備冷卻給水管；生活給水管(S2)。6.1水壓及水源生產(chǎn)消防和設(shè)備冷卻水水壓S1:P=4.0×105Pa生活水水壓S=2\*Arabic2:P=3.0×105Pa6.2用水量標(biāo)準(zhǔn)及用水量6.2.1用水量生產(chǎn)消防設(shè)備冷卻水量： Qcp=80m3/h,Qmax=120m3/h(消防時)生活用水量： Qcp1=1m3/hQcpmax1=3m3/h6.3給排水構(gòu)筑物及設(shè)備6.3.1循環(huán)水泵站一座，內(nèi)設(shè)：6.3.1.1生產(chǎn)、消防和設(shè)備冷卻給水泵離心泵兩臺，型號：ISG（B）100-125A，一用一備。性能如下：Q=89m3/hH=16mN=7.5kWn=1450r/min6.3.2循環(huán)水池LBH=554m。7土建7.1概述主要由原料庫、干燥窯頭房、干燥窯尾房、轉(zhuǎn)運(yùn)站、造球室、豎爐、低配室、幾條膠帶機(jī)通廊、除塵器及20米高煙囪等建構(gòu)筑物組成，總建筑面積約6000㎡。7.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2.1結(jié)構(gòu)選型原料場及焙球堆場采用室外堆場；豎爐本體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；通廊采用現(xiàn)澆砼支架，砼梁，輕鋼屋面；其它建、構(gòu)筑物均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；20m煙囪采用鋼煙囪。8.環(huán)境保護(hù)8.1工程概述生產(chǎn)工藝流程：鐵精礦、膨潤土→配料→精礦干燥→造球→豎爐焙燒。主要原料：鐵精礦(12.96萬t/a)、膨潤土(0.3萬t/a)8.2主要污染源和污染物本工程產(chǎn)生的主要污染物有煙(粉)塵、二氧化硫、廢水、固體廢物和設(shè)備噪聲。8.3污染控制方案8.3.1來自豎爐爐頂?shù)臒煔猓ｏL(fēng)量為39923m3/h，負(fù)壓3.5kPa，經(jīng)過旋風(fēng)