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1總則
1.0.1為促進蘭炭(半焦)產業高質量發展,引導和規范企業投資建設和生產經營,促進技術進步,提高經濟、環境和社會效益,依據國家有關法律法規、產業政策和標準規范等,制定本規范條件。
1.0.2本規范條件適用于陜西省神木市所管轄的蘭炭(半焦)生產企業。
1.0.3蘭炭(半焦)熱解裝置設計應積極采用安全可靠、先進適用、經濟合理和節能環保的新工藝、新技術、新材料、新設備,提高綜合效益。
1.0.4蘭炭(半焦)工藝設計除應符合本規范的規定外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
2術語
2.0.1內熱式直立蘭炭(半焦)炭化爐(以下稱“蘭炭爐”)
將原料煤(低階煤)中低溫熱解成蘭炭(半焦),并產生煤氣和煤焦油,并設有煤氣凈化的生產裝置。加熱方式分內燃內熱式、外燃內熱式。
2.0.2 內燃內熱式
煤氣在蘭炭爐內炭化室燃燒釋放熱量加熱炭化室內原料煤的方式。
2.0.3外燃內熱式
煤氣在蘭炭爐外燃燒室加熱到一定溫度后進入蘭炭爐炭化室,通過熱交換加熱炭化室內原料煤的方式。
2.0.4煤焦油
是煤熱解過程中生成的粗煤氣的產物之一,是從粗煤氣中冷凝得到的黑色或黑褐色黏稠液體,具有特殊氣味。屬中低溫焦油。
2.0.5半焦
弱粘煤、不粘煤、長焰煤、褐煤在中低溫條件下熱解,得到的較低揮發份的固體炭質產品。
2.0.6成焦率
蘭炭爐低溫熱解生成的半焦(干基)與入爐煤(空氣干燥基)的質量百分比。
2.0.7煤的熱穩定性
指煤塊在燃燒或氣化高溫作用下保持原來粒度的性質的指標,是我國評價塊煤質量指標之一。
3基本規定
3.0.1在進行蘭炭工藝設計時,應按本規范的要求落實原料的數量、質量和供應條件。
3.0.2蘭炭爐的爐型和爐組數,應根據建設規模、建設條件、煤炭資源、技術裝備水平以及工藝的選擇等綜合確定,應符合“焦化行業規范條件”的要求。
3.0.3蘭炭單位產品能耗不超過《蘭炭單位產品能源消耗限額》(GB 29995-2013)的規定的限定值。
4原料、燃料的要求
4.1裝爐煤的質量要求
裝爐煤的質量宜符合表4.1的要求。
表4.1裝爐煤的質量要求
4.2燃料的要求
蘭炭爐回爐煤氣應采用蘭炭爐自身產生的干餾煤氣。應符合下列要求:
焦油≤100mg/m3。
壓力穩定,接點壓力P≥3.5kPa。
5產品指標
5.1蘭炭產品指標
蘭炭產品指標根據不同的用途應符合GB/T25212-2010標準中相關規定。
5.2煤焦油產品指標
陜西地區的煤焦油指標應符合DB61/T 995-2015,其它地區煤焦油可參考本標準執行。
6備煤及篩焦
6.1備煤(篩焦)工藝布置
6.1.1備煤(篩焦)工藝布置應根據場地、蘭炭爐爐體的位置和煤塔高度確定。
6.1.2備煤(篩焦)皮帶機通廊應短捷順暢,減少轉運次數,且不宜穿越凈化區及其他主要生產裝置區。
6.1.3備煤(篩焦)系統一般采用單路布置。
6.1.4 建設規模較大且場地條件允許時,可設置兩套上煤系統并行互為備用,且兩套上煤系統宜根據相關規范要求設置適當間距。
6.1.5上煤系統設備能力應滿足蘭炭爐連續生產的要求。
6.1.6上煤系統宜由儲煤場、受煤給料設備、篩分系統、皮帶輸送機、溜槽等組成。
6.1.7 原煤(半焦)儲存方式
1 原煤(半焦)采用連排筒倉,筒倉數量根據煤種和儲量確定,筒倉宜設置氮氣保護和清堵器等安全防護設施。
2 原煤(半焦)采用棚儲
煤棚為全封閉結構,棚內設置噴霧灑水裝置,通風裝置,煤(焦)塵檢測報警裝置。煤(焦)棚地面全部硬化,出入煤(焦)棚口位置,設置自動洗車裝置,運輸車輛采取密閉運輸。
6.1.8 筒倉儲存的上煤系統宜在筒倉一側另設置一套輔助上煤系統,保證清倉時系統可連續生產。
6.1.9 車間內的主要建(構)筑物四周應有環形道路,以便檢修車輛和消防車輛通過。
6.1.10備煤及篩焦工段應設置計量裝置,輸煤系統帶式輸送機上宜設置計量裝置。
6.1.11煤棚(筒倉)操作儲量應根據來煤方式確定,鐵路來煤宜按半焦爐15d~20d用煤量,汽車來煤宜按7d~15d用煤量,煤棚操作容量系數宜取0.7。
6.1.12 備煤、篩焦工段通廊、轉運站、篩煤樓、篩焦樓必須密閉,皮帶機各轉載部位設置無動力除塵,篩煤樓、篩焦樓應設置布袋除塵。
6.1.13配套有洗煤工段的蘭炭企業,原煤輸送系統應參照備煤工段要求執行。
7炭化
7.1新建項目:單爐產能≥20萬噸/年(半焦)或處理原煤≥30萬噸/年。技改項目另行規定。
7.2爐頂布料采用雙室雙閘自動給料結構,控制裝煤過程中溢出的煤氣及粉塵。
7.3蘭炭爐內應設置爐體溫度、爐頂壓力、監控儀表。
7.4 蘭炭爐宜采用整體密封型式,防止煤氣和焦油外泄。
7.5 熄焦系統全密閉,工藝應采用干熄焦或低水分熄焦工藝,鼓勵半焦余熱利用,熄焦水應采用清水或處理合格后的水,水質應符合《煉焦化學工業污染物排放標準》GB16171-2012中相關規定,在熄焦水管路預留取樣口,嚴禁采用氨水熄焦。
7.6 蘭炭出焦采用雙室雙閘結構,防止煤氣外溢。
7.7 鼓勵炭化爐采用外燃內熱式炭化爐或其他方式的炭化爐,提升煤氣品質。
7.8 煤氣管道:
1.煤氣總管應設置壓力監測及報警、連鎖裝置,外供管道設置流量、壓力監測及自動調節裝置,保證總管壓力。
2.送往每個蘭炭爐的煤氣支管上應設置壓力、流量監測及報警、連鎖裝置和自動調節裝置。
3.回爐煤氣管道末端應設爆破板。
4.煤氣管道上應設置煤氣取樣口、冷凝液回收裝置、排空口。
5.電捕焦油器前(或后)煤氣管道上應設置氧含量在線分析及報警、連鎖裝置。
7.9空氣管道
1空氣總管應設置壓力、流量監測及報警、連鎖裝置。
2送往每個蘭炭爐的空氣支管上應設置壓力、流量監測、報警、連鎖和自動調節裝置。
3 空氣管道末端應設爆破板。
7.10蘭炭爐集氣系統的設計應符合下列規定:
1 集氣管應設置溫度、壓力測量裝置,集氣管的壓力應有顯示和記錄,并設置集氣管壓力自動調節設施;
2 集氣系統應設置事故時煤氣自動放散裝置,并與蘭炭爐加熱系統連鎖控制;
3 橋管上應設置循環氨水噴灑裝置。
8煤氣凈化
8.1冷凝鼓風工段
8.1.1工藝設計原則
1 熱解煤氣的初步冷卻宜采用直間相結合的冷卻工藝。
2 冷凝鼓風工段應有兩路電源。
3 焦油氨水分離系統應建在地面以上,并密閉,設置液位監測、報警和連鎖裝置,設置觀測孔、呼吸孔氣體收集系統收集處置。
4 鼓風機應設置在室內,并應采取降噪、消音措施,鼓風機室內應設置煤氣監測及報警裝置、通風裝置。
5電捕焦油器應符合下列規定:
-----電捕焦油器入口和出口應設隔斷裝置;
-----電捕焦油器應設泄爆裝置,應定期檢查;
-----當下列情況之一發生時,電捕焦油器應設置能及時切斷電源的裝置:
煤氣含氧量達2%;
絕緣保溫箱的溫度低于規定(一般不低于煤氣入口溫度加25℃);
-----電捕焦油器應設放散管、蒸汽管;
-----電捕焦油器底部應設保溫或加熱裝置;
-----電捕焦油器沉淀管間應設帶閥門的連接管。
6 循環氨水泵應設置在室內,地面硬化,并與事故池聯通。
7凈化工段煤氣鼓風機宜設置備用,并應設置相應的安全連鎖。
8凈化工段設備應設置可靠的操作平臺。
9凈化工段各種塔器入口和出口管道應設有溫度計和壓力計。
未盡事宜應參照GB6222-2005《工業企業煤氣安全規程》中相關規定。
8.1.2工藝布置
1)設備應按工藝流程順序和同類設備集中的原則進行布置,并應符合下列規定:
應為操作、檢修、裝卸和吊裝留有所需的場地和通道;
應滿足設備和構架的平臺、梯子的布置;
應滿足設備基礎、埋地管道、管溝和排水溝的布置。
2)直冷塔、初冷器、鼓風機室、電捕焦油器、冷凝泵房、焦油氨水分離及其貯存設備等的相互關系和彼此間距,應考慮操作環境及管路布置合理。
3)直冷塔、初冷器一般正對鼓風機室按單行排列,各設備之間應預留有足夠的安裝及操作檢修空間。
4)鼓風機進出口煤氣總管應布置在室外。
5)鼓風機機組之間的距離,應考慮當其中一臺檢修時,不能妨礙其它各臺的正常操作。
6)考慮到對鼓風機廠房的采光影響,根據電捕焦油器的直徑大小,其中心與相鄰鼓風機室行列線的距離,以6~8米為宜。
7)電捕焦油器的操作走臺布置,須考慮其頂部絕緣箱的操作檢修。
8.2煤氣脫硫工段
8.2.1工藝設計原則
1)脫硫工藝宜采用濕法脫硫工藝。
2)應設溶液事故槽,其容積應大于脫硫塔和再生塔(再生槽)的溶液體積之和。
2)脫硫塔、再生塔(再生槽)和溶液槽等設備的內壁應進行防腐處理。
3)采用高塔再生時,進再生塔的壓縮空氣管和溶液管,均應高于再生塔液面,且溶液管上應設防虹吸管或采取其它防虹吸措施。
4)再生塔與脫硫塔之間的溶液管,應設U形管,其液面高度應大于煤氣計算壓力(以mmH2O)加500mm。
7)采用高塔再生時,應控制壓縮空氣流量及壓力,防止再生塔溢塔,泡沫槽溢流。
8.2.3工藝布置(熔硫工藝)
1)為了便于管理,將硫泡沫系統和熔硫系統置于脫硫廠房內。
2)硫泡沫管應有大于1%的坡度,并用壓縮空氣吹掃管接頭。
3)硫泡沫槽宜設兩臺,輪換使用(兩槽之間應有溢流連接管)以保證硫泡沫有足夠的靜止沉降時間。
4)脫硫廠房內應考慮通風,特別是放硫室必須有機械通風設施。
5)放硫室硫蒸汽腐蝕嚴重,故土建、電氣及通風設施均應采取防腐措施。
6)脫硫裝置設置前端和末端均可以,須達到國家有關標準。
9電氣
9.1蘭炭設計要求設置全廠獨立變電所,布置在用電負荷為中心。供電按二類負荷考慮,按雙回路電源設計。
9.2對工藝要求用以改善電機起動性能的部分用電設備,加裝變頻起動裝置或軟啟動器。
9.3對于用電設備200KW及以上的電動機功率宜采用高壓電動機。
9.4低壓電機保護要求采用電動機綜合保護器作為過負荷保護設備。
9.5主要生產工段用電設備的運行、控制及故障信號等送入控制系統進行監控。
9.6備煤及篩焦工段皮帶輸送系統應設置皮帶機啟動應答裝置,信號要求進入控制系統,并能實現順序啟停。
9.7全廠工作場所應設置正常照明及應急照明,爆炸危險場所照明應采用防爆照明及防爆應急照明,廠區內高度超過45米的建構筑物應根據規范設置航空障礙照明。
9.7.1照明控制方式:爆炸與火災危險場所的照明燈具采用由照明控制器控制或由照明配電箱集中控制;道路照明采用照明控制器自動控制,其他正常場所的照明均采用分散就地控制。
9.7.2照明光源宜采用高效節能的LED燈為主。
9.8防雷措施:
本工程各裝置工段建筑物、構筑物的防雷分類及防雷措施,按照現行國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010的有關規定執行。其中炭化、煤氣凈化、污水處理、輸煤轉運站等必須設置防雷接地裝置。
9.8.1對于戶外裝置區及罐區的防雷設計按照《石油化工裝置防雷設計規范》GB50650-2011和《石油化工企業設計防火規范》GB50160-2008的有關規定執行。
工藝裝置露天布置的塔、容器等,符合相關規范防雷設計要求時,可不設接閃器、帶保護,但必須與全廠接地系統相連。
9.8.2對屬于三類防雷建筑物的輔助生產設施及公用設施,根據地區雷電活動的特點要求裝設接閃帶。對裝有計算機、電子器件等敏感設備的建筑物做好防雷分區和防電磁脈沖的過電壓保護措施。
在總變配電所的每段高壓母線上裝設避雷器。在低壓電源進線處和裝有電子設備的電源側裝設電源避雷器或浪涌保護器。
9.9防靜電措施
對爆炸、火災危險場所內可能產生靜電危險的設備和管道,均應采取防靜電接地措施。可燃氣體、可燃液體、可燃固體的管道在下列部位設消除靜電接地設施:
1. 進出裝置或設施處;
2. 爆炸危險場所的邊界;
3. 管道泵及泵入口永久過濾器、緩沖器等。
在需進入爆炸危險區域操作的入口處,應設置消除人體靜電裝置。
除第一類防雷系統的接閃器裝置的接地體外,其他用途的接地體,均可用于防靜電接地。
防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統的接地等采用共用接地裝置,其接地電阻應不大于1歐姆。
9.10 各工段的防爆區域劃分應符合現行國家標準《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058的有關規定。
10自動化
10.1全廠裝置應設置現場儀表和遠傳儀表,其設計應符合國家現行標準《HG/T 20507自動化儀表選型設計規范》有關規定,對于涉及安全的重要監測點需要冗余設置。
10.2全廠應設中心控制室進行集中操作。根據實際需要,可在裝置區域內設置現場控制室或機柜室,其設計應符合國家現行標準《HG/T20508控制室設計規范》有關規定,在中心控制室內設置可視化智能化管控平臺。
10.3全廠自動控制系統應選用分散型控制系統,其設計應符合國家現行標準《HG/T 20573分散型控制系統工程設計規范》有關規定。
10.4全廠裝置應設置可燃和有毒氣體檢測報警系統,爆炸危險重點區域如炭化爐、煤氣風機房、焦油儲罐等建構筑物內應設置可燃有毒氣體探測器,探測器具備聲光報警功能。報警控制單元應設置在有人值守的控制室操作區內。其設計應符合國家現行標準《GB/T 50493石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》有關規定。
10.5全廠應設置火災自動報警系統,其設計應符合國家現行標準《GB50116火災自動報警設計規范》有關規定,系統由集中報警控制器、區域報警控制器、煙感、溫感自動傳感器、手動報警按鈕、編址型聲光報警和相關設備組成。系統設置單獨UPS供電。
10.6全廠須設置工業電視系統,可采取固定、可變焦、云臺監視的相結合方式,重要崗位監視的應為360度的可變焦攝像頭,工業監控系統選型應考慮防爆、防塵、高溫情況,其設計應符合國家現行標準《GB/T50115工業電視系統工程設計標準》有關規定。
10.7中心控制室及現場控制室設固定式電話或通信裝置。
10.8全廠儀表控制系統,火災自動報警系統及可燃氣體和有毒有害氣體報警系統應采用雙UPS供電,儀表氣源應采用潔凈、干燥的壓縮空氣,并符合國家現行標準《HG/T20510儀表供氣設計規范》有關規定。
10.9鼓風機的儀表室宜設在主廠房兩側或端部,當毗鄰廠房外墻設置時,應用耐火極限不低于3h的非燃燒墻體與廠房隔開。
10.10各工段應實現下列控制功能:
(一)備煤工段
1.備煤輸運系統主要設備宜采用控制系統聯鎖啟停,并具備就地啟停功能。
2.煤塔、煤倉應設置料位檢測裝置。
3.備煤輸運輸系統與半焦爐頂布料系統的銜接,符合上煤節奏智能匹配功能。
(二)炭化工段
1.蘭炭爐燃燒系統應根據工藝要求不同,選擇合適的工藝設計調節方式;
2.蘭炭爐集氣系統應與凈化煤氣系統自動聯鎖控制調節;
3.蘭炭爐頂部布料應采取智能、優化控制策略進行自動聯鎖控制;
4.蘭炭爐頂壓力應采取自動調節控制,且爐組間的壓力耦和應以智能化控制策略進行解耦調節,保證蘭炭爐組系統壓力的穩定。
5.爐頂除塵的各支路入口應設置壓力檢測和調節控制回路,智能化自動聯鎖調節下料點的吸力,保證系統除塵效率。
6.在回爐煤氣、回爐空氣中,應設置溫度、壓力、流量檢測裝置。
7.蘭炭爐燃燒系統(煤氣系統及空氣系統)的回爐煤氣空氣管應設壓力安全報警聯鎖。
(三)篩焦工段
1.低水分熄焦系統聯鎖控制;
2.雙倉雙閥采用自動聯鎖控制調節。
3.蘭炭雙倉上安裝料位檢測裝置。
4.篩焦輸運系統主要設備宜采用控制系統聯鎖啟停,并具備就地啟停功能。
(四)煤氣凈化工段
1.電捕焦油器煤氣管道應設置氧含量分析儀,并與電捕焦油器聯鎖。電捕焦油器設計采取的安全措施以及機組運行主要參數設定值,應符合現行國家標準《焦化安全規程》GB 12710的有關規定;
2.煤氣鼓風機機組設計采取的安全措施以及機組運行主要參數的設定值,應符合現行國家標準《焦化安全規程》GB 12710的有關規定。
11環保
11.1蘭炭企業應嚴格執行大氣排放標準《煉焦化學工業污染物排放標準》GB16171-2012及《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996的有關規定。
11.2蘭炭企業應執行《工業企業廠界環境噪聲排放標準》GB12348-2008中規定。
11.3蘭炭企業應同步配套建設污水焚燒裝置或生化污水處理裝置,或輸送至有資質的污水處理機構處理。
11.4蘭炭爐起爐氣需要同步處理,達標排放。
11.5爐頂布料裝置及煤塔應設置高效布袋除塵裝置。
11.6熄焦裝置出焦皮帶機前后應設置煙氣粉塵收集和處理裝置。
11.7 各工段儲罐放散管排出氣體應采用呼吸閥,減少廢氣排放。
11.8 蘭炭企業應同步建設VOCs 深度治理裝置。
12蘭炭清潔生產
12.1蘭炭企業生產應滿足蘭炭清潔生產的要求。
神木蘭炭建設規范強制十條
1、所有物料必須全部棚式或倉式儲存,煤棚及焦棚地面應全部硬化,同時棚內應加裝降塵,報警等裝置,并在大棚進出口加裝車輛沖洗裝置。
2、備煤、篩焦工段通廊、轉運站、篩煤樓、篩焦樓必須密閉,皮帶機設置無動力除塵,篩煤樓、篩焦樓設置布袋除塵。爐頂布料采用雙室雙閘自動給料。
3、熄焦系統全密閉,工藝應采用干熄焦或低水分熄焦工藝,排焦傳動電機應采用變頻電機,熄焦水應采用清水或處理合格后的水,水質應符合《煉焦化學工業污染物排放標準》GB16171-2012中相關規定,在熄焦水管路預留取樣口。
4、熄焦采用雙室雙閘結構,熄焦系統及出焦走廊必須全部密閉,出焦皮帶機前后端需封閉運行并加裝煙氣收集裝置,所有收集的煙氣必須通過VOCS治理裝置處理后達標排放。
5、焦油罐池和氨水分離系統需建在地面以上,采取全封閉并設置氣體收集系統回收治理。
6、對于產生噪聲的設備,如水泵、煤氣風機,應設置在室內,并加裝降噪措施。
7、蘭炭企業的防爆區域劃分應符合現行國家標準《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058的有關規定。
8、集氣系統應設置事故時煤氣自動放散裝置;蘭炭爐的起爐煤氣需要同步接入VOCS治理裝置,處理后達標排放。
9、所有蘭炭企業必須建設VOCS揮發性氣體治理裝置,其中新建企業必須同步配套建設蘭炭廢水處理裝置。
10、所有企業上煤和出焦系統需加裝自動計量裝置,涉及到安全自動聯鎖聯控的必須實現自動化控制,其它的自動控制裝置參照《蘭炭工藝規范》設計建設實施。
本《規范》發布單位:神木市蘭炭產業辦,本《規范》編制支持單位:中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司、神木市三江煤化工有限公司、陜西冶金設計研究院有限公司,本《規范》發布日期2020年5月。
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