某40万吨/年煅后焦工程
二ΟΟ八年五月
1 项目概况
1.1建设项目的名称、性质及建设地点 （1）项目名称： 40万吨/年煅后焦工程。 （2）建设单位： （3）执行单位：
（4）建设项目性质：新建项目 （5）建设地点：。 1.2 工程概况
本工程厂区总占地面积为89261平方米，工程投资为44343.45万元，总投资为47062万元，
项目主要由：（1）生产装置：煅烧装置、余热锅炉、烟气净化。
（2）储运设施：重油库、原料处理及输送系统、成品储仓及输送系
统、成品包装楼、成品仓库等。
（3）公用工程：余热发电站、35kV变电站、空压站、循环冷却水
站、生产及消防加压泵站、泡沫室、事故池、雨水池、生活污水池等。
（4）辅助设施：综合办公楼、总控制室、大门及门卫等组成。
煅烧装置配置2台回转窑，每台回转窑尾部设置一台余热锅炉，煅后石油焦年产量为400000吨，供应市场需要。同时产生9.8MPa、540℃蒸汽75吨/小时以及25MW发电量，产生蒸汽外供石化炼油项目使用，发电用于内部使用，不对外销
2项目组成及主要工程内容
2.1 主体工程
本工程为40万t/a石油焦煅烧工程，主要由两套生产装置构成，单套生产能力为20万吨/年，配套有余热锅炉，以及烟气净化装置。
项目组成和主要工程内容见表2-2-1。
表2-2-1 项目组成和主要工程内容
2.1.1 煅烧工艺
（1）煅烧工艺方案
本次煅烧工艺方案拟采用Φ3.73(内径)×67m回转窑、Φ2.9(内径)×27.4m冷却筒。具体参数如下：
● Φ3.73(内径)×67m回转窑 煅烧温度为 1250℃～1350℃ 回转窑产能为 25t/h 焦在窑内煅烧时间为 65～75分钟 回转窑的斜度为 5% 转速 ～1.7转/min(可调) ● Φ2.9(内径)×27.4m冷却筒 产能为 25t/h 冷却方式 内喷水 冷却筒的斜度为 4% 转速 ～4转/min(可调) （2）流程简述
煅烧石油焦流程图见图2-2-1，可见其流程包括了：生石油焦运输、煅烧工段、煅烧焦运输和贮存、热力设施和其它辅助等。
● 生石油焦运输
调整后的厂址距离炼油项目的生焦储仓及输送系统和炼油码头较原方案更为接近，原料石油焦和产品煅后焦的输送系统连接更短捷，同时煅后焦项目的原料储存可以依托炼油项目的原料堆场，不需要设大的原料储仓。生焦堆场内的物料由密闭带式输送机输送到转运站进行破碎，破碎后的生焦由带式输送机送到煅前料仓贮存。整个输送系统根据生焦堆场和煅前料仓的料位，进行连锁控制。
● 煅烧工段
煅前料仓里的焦炭经计量，运送到回转窑里进行煅烧。石油焦在回转窑里预热、加热到1250～1350℃。煅烧热源主要靠生石油焦煅烧过程中挥发的可燃气体。回转窑内配置三次风以供挥发分充分燃烧。
煅烧好的石油焦（即煅后焦）靠位差经过中转溜管流进旋转冷却器进行冷却，在旋转冷却器的煅后焦进料端喷水蒸发，同时吸入环境空气与煅后焦顺流换热进行冷却至120℃左右，旋转冷却器出料端筒壁开有网孔，内衬材料以及超大块物料不通过网孔排出，成品煅后焦通过网孔排到成品皮带输送机送至成品包装库或成品储存堆场。旋转冷却器排出的气体用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机上。
● 煅烧焦运输和贮存
煅烧装置旋转冷却器排出的煅后焦产品先由1#成品带式输送机送入地下转角楼，转运至2#成品带式输送机运至TT2转运塔，在TT2转运塔经过电动三通闸门的切换，需包装的煅后焦成品进入3#成品带式输送机运至包装楼，经过料斗的贮存、自动定量包装机的称量、人工封包，最后用叉车将袋装煅后焦运至成品仓库码垛储存。其它煅后焦进入4#成品带式输送机进入成品圆形堆场，由堆料机堆料，外运时由取料机刮料至圆锥料斗（或应急料斗）内，由电机振动给料机向5#成品带式输送机（地下）给料，5#成品带式输送机在破碎楼一层将煅后焦转入6#成品带式输送机送至TT1转运塔，然后通过炼油项目的管带输送机送至码头装船。
因煅后焦产品必须干燥储存，同时为避免粉尘外逸污染环境，本系统考虑设置圆形料场一座，堆料直径90米，堆料内径7米，储存容积为50000立方米。
为满足用户的需求，有10万吨/年的煅后焦产品需要包装，煅后焦成品采用聚丙烯扁丝编织袋内衬塑料薄膜袋包装，每袋存装煅后焦1吨，成品库设计为24×60米的矩形仓库。
图2-2-1煅烧石油焦流程图
● 煅烧工段
煅前料仓里的焦炭经计量，运送到回转窑里进行煅烧。石油焦在回转窑里预热、加热到1250～1350℃。煅烧热源主要靠生石油焦煅烧过程中挥发的可燃气体。回转窑内配置三次风以供挥发分充分燃烧。
煅烧好的石油焦（即煅后焦）靠位差经过中转溜管流进旋转冷却器进行冷却，在旋转冷却器的煅后焦进料端喷水蒸发，同时吸入环境空气与煅后焦顺流换热进行冷却至120℃左右，旋转冷却器出料端筒壁开有网孔，内衬材料以及超大块物料不通过网孔排出，成品煅后焦通过网孔排到成品皮带输送机送至成品包装库或成品储存堆场。旋转冷却器排出的气体用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机上。
● 煅烧焦运输和贮存
煅烧装置旋转冷却器排出的煅后焦产品先由1#成品带式输送机送入地下转角楼，转运至2#成品带式输送机运至TT2转运塔，在TT2转运塔经过电动三通闸门的切换，需包装的煅后焦成品进入3#成品带式输送机运至包装楼，经过料斗的贮存、自动定量包装机的称量、人工封包，最后用叉车将袋装煅后焦运至成品仓库码垛储存。其它煅后焦进入4#成品带式输送机进入成品圆形堆场，由堆料机堆料，外运时由取料机刮料至圆锥料斗（或应急料斗）内，由电机振动给料机向5#成品带式输送机（地下）给料，5#成品带式输送机在破碎楼一层将煅后焦转入6#成品带式输送机送至TT1转运塔，然后通过炼油项目的管带输送机送至码头装船。
因煅后焦产品必须干燥储存，同时为避免粉尘外逸污染环境，本系统考虑设置圆形料场一座，堆料直径90米，堆料内径7米，储存容积为50000立方米。
为满足用户的需求，有10万吨/年的煅后焦产品需要包装，煅后焦成品采用聚丙烯扁丝编织袋内衬塑料薄膜袋包装，每袋存装煅后焦1吨，成品库设计为24×60米的矩形仓库。
图2-2-1煅烧石油焦流程图
2.1.2 热力设施
本工程热力设施包括：余热锅炉房、水处理站、空压站、油库及厂区热力管网等。主要对余热锅炉房和工艺流程进行介绍。
（1） 余热锅炉房
● 设备选择
为充分利用烟气余热，节约能源，在每台回转窑尾部设置一台余热锅炉，由于烟气中粉尘含量低，本技术方案余热锅炉不采用灰斗结构，热量回收后的烟气经净化装置脱硫除尘后通过引风机排放。根据回转窑的排烟参数，经平衡计算，设计选用余热锅炉二台，每台锅炉运行参数如下:
额定蒸发量 D=100t/h
锅炉排烟温度 t=200℃
过热蒸汽压力 P=9.8MPa
过热蒸汽温度 t=510～540℃
给水温度 t=105℃
锅炉入口烟气温度 t=1000℃
热效率 85%
余热锅炉房的热力系统设备由余热锅炉、热力除氧器、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、锅炉给水泵、除盐水泵、除盐水箱等组成。
余热锅炉烟气采用循环流化床半干法烟气脱硫技术和回转式脉冲喷吹布袋除尘器技术，石油焦煅烧后再燃烧的烟气经余热锅炉回收热量后，由吸收塔下部通过气流均布装置进入吸收塔。雾化水由文丘里喉口上部的高压雾化喷嘴喷入吸收塔，以很高的传质速率在塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO3等反应产物。这些干态产物经过袋式除尘器分离、收集在每台锅炉尾部。2条窑烟气混合经1个80米的烟囱排放，排放量为331470标准立方米/小时。
● 工艺流程
煅烧沉降室排出的高温烟气经过烟道进入余热锅炉，经过余热锅炉的省煤器、水冷壁及过热器，将锅筒内的锅水加热成过热蒸汽后，在余热锅炉尾部排出，进入脱硫除尘器进行除尘，使烟气中的二氧化硫及含尘量达到排放标准，从除尘器排出的合格烟气再经引风机及烟囱排入大气。
（2）水处理系统
锅炉给水的处理方案为一级反渗透加混床的除盐水系统,按照外供蒸汽凝结水不回收考虑，设计选定除盐水系统的出力为200m3/h。
工艺流程如下：
（3）油库配置
燃料油油库区面积424m2，26.5米×16米。共设2个300m3的浮顶储油罐，油泵站跨距6m，长10.5m，下弦标高3.500m。设有油泵间及操作休息室等。油库油罐区设有防火围墙，高1.5m。
2.2.主要辅助及配套工程
主要包括：余热发电站、35kV变电站、380/220V低压变电所、煅烧成品库、循环水泵房、空压站、加压泵房、水处理站、炉修检修、综合仓库、综合办公楼、油库、综合管网等。
2.2.1 电力
为利用余热锅炉产生的过热蒸汽（9.8MPa（表压），540℃），项目配备25MW余热发电站，用于公司内部项目的供电。同时本工程电源由规划区内变电站就近提供，电力专业设计内容包括35kV变电站、380/220V低压变电所、配电室及各子项的电动、照明、防雷设计。
2.2.2 给排水
（1） 水源及用水量
本工程生产及消防用水由开发区生产供水管网供给，生活用水由开发区生活供水管网供给。新水用量为3673.8m3/d，生活用水40m3/d。
（2） 厂区排水
全厂设两个排水系统，分别为生产排水系统和生活排水系统。
● 厂区生产排水
本设计厂区生产、雨排水分流制进行设计。项目总排水量为230m3/d，包括循环水系统排污水和分散的设备冷却水206 m3/d，以及分析室废水、设备冲洗用水等24 m3/d。循环冷却水水质较清洁，主要是含较多的盐类物质，不增加污染物排放标准控制的污染物排放量，直接排入厂区雨排水收集管网，设备、地面等冲洗用水排入污水管网，进入公司污水处理厂厂处理。
因本厂区设在1200万吨炼油装置规划区内，整个规划区的防洪已做考虑，本设计不单独考虑防洪问题。
● 厂区生活排水
本设计厂区生活排水自成一个排水系统。全厂生活日排水量为32m3/d，预处理达到接管标准后经生活排水管网排入公司污水处理厂，处理达标后至深海排放。
2.2.3 自动控制
自动化专业的设计本着先进性、可靠性、实用性、合理性、经济性的设计原则。
设计依据工艺专业提资要求及国家标准、行业标准和院标等标准及规定。
自控专业设计范围主要包括：（1）原料处理及输送；（2）煅烧装置；（3）余热锅炉及烟气净化；（4）余热发电装置；（5）成品储存、包装及输送；（6）循环冷却水装置；（7）空压站；（8）重油库；（9）生产及消防加压泵站、泡沫室；（10）雨水池、事故池等。
本工程依据工艺生产装置的规模、流程特点、操作要求及结合炼油项目的自动化水平，同时吸收了同类厂自动化方面的成功经验，并考虑国内外新型仪表的发展和实际应用，设置了较完善的检测、自动控制系统及必要的信号联锁保护系统或安全仪表系统。本工程生产装置、公用工程和辅助设施的监视、控制和管理，通过采用集散型控制系统（DCS）及其它系统来完成，采用中央控制室进行集中控制和管理，正常情况下操作人员在控制室就可以使装置连续安全生产。共设检测和控制点数约1500点，其中包括机泵运行和启、停信号等，调节回路约60套。以保证工艺生产过程的正常进行。
2.2.4 电信
为了满足现代化企业生产和行政管理的需要，保证企业的安全生产，本设计设厂区行政通讯和生产调度通讯。
另外，业主要求设计紧急呼叫系统。在本设计阶段设计还没有形成可行方案，有待于在下一设计阶段提出该系统方案，在本可研阶段未列投资估算。
● 行政通信
在厂内设一台交换和调度合一的程控数字交换机，作为全厂行政管理通信和生产调度通信使用。调度和交换两个系统各自独立。调度系统的中继入直接进入调度台，生产调度系统，主要对重要岗位的生产进行指挥调度。而交换系统的中继入直接由电脑话务员转接。交换容量约为300门左右，其中20门设定为厂生产调度分机，其它设定为行政分机。电话站
设在厂综合办公楼内。
● 辅助通信
为了满足企业生产和经营的需要，企业需配备一定数量的传真机。重要岗位在调试中还要配备一定数量的无线对讲机。
2.2.5 消防
新建厂区，建构筑物的防火按照《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版)进行设计。 本工程主要建筑物火灾危险等级及耐火等级如下表。
本工程主要建筑物火灾危险等级及耐火等级表
2.3 主要环保工程
2.3.1 废气治理系统
(1) 回转窑烟气净化(脱硫除尘)
本工程共设煅烧窑2台，石油焦煅烧烟气温度高达1000～1200℃，瞬时可达1250℃。为回收余热，每台煅烧窑窑尾设置1台Q＝100吨/小时余热锅炉回收能量。余热锅炉烟气采用循环流化床半干法烟气脱硫技术和回转式脉冲喷吹布袋除尘器技术，石油焦煅烧后再燃烧的烟气经余热锅炉回收热量后，由吸收塔下部通过气流均布装置进入吸收塔。雾化水由文丘里喉口上部的高压雾化喷嘴喷入吸收塔，以很高的传质速率在塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO3等反应产物。这些干态产物经过袋式除尘器分离、收集。系统脱硫效率>85%，除尘效率>99%。2条窑烟气混合经1个80米的烟囱排放。烟尘排放浓度17.3毫克/标准立方米，小于国家标准120毫克/标准立方米。符合排放标准的要求。当烟气引风机发生故障或者余热锅炉发生故障时，该气体经旁通烟道挡板直接排入50米高的事故烟囱。去余热锅炉和去事故烟囱的烟道挡板设有连锁装置，保证一个烟道挡板处于开启状态，而另一个烟道挡板必须处于关闭状态。
另外，本系统设置污染物排放在线监测装置，时刻显示污染物排放情况。
(2) 煅前料仓通风除尘系统
煅前料仓顶部设有煅前料仓除尘器，除尘效率99%，除尘后的尾气含尘20毫克/标准立方米，由1000标准立方米/小时的排风机经50米高的排气筒排放。
(3) 煅烧窑和旋转冷却器尾气处理系统
煅烧窑和旋转冷却器排出的气体含有大量挥发份，为了充分回收能量，一起用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机。多管旋风除尘器除尘效率85%，后燃烧器同时加入重油、燃烧风提供燃烧所需的氧气。后燃烧器排出的气体正常情况去余热锅炉用于副产蒸汽，当事故态时可直接排入烟囱。
(4) 煅烧窑出料口除尘系统
煅烧窑出料口在落料过程中会产生较多的粉尘，设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对产生的含尘气体进行除尘，处理风量26700标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度为30毫克/标准立方米，为防止除尘器内部结露，除尘器本体采用50mm厚岩棉保温，滤料采用防水防油耐高温的涤纶针刺毡。收集下的物料经螺旋输送机返回到输料系统运走。 (5) 转角楼及破碎楼除尘系统
转角楼及破碎楼各设一套除尘系统，排除在转运、破碎过程中产生大量的粉尘，设计采用高效脉冲布袋除尘器进行除尘，收集下的物料返回输料系统运走。处理风量22000标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度为13.64毫克/标准立方米。
(6) 包装楼除尘系统
成品在包装过程中产生大量的粉尘，设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对产生的含尘气体进行除尘，收集下的物料返回输料系统。处理风量26700标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘排放浓度为13.64毫克/标准立方米。
(7) 成品储仓除尘系统
成品储仓屋面上设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对进料时产生的粉尘进行除尘，收集下的物料返回到储仓内。处理风量11000标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度：30毫克/标准立方米。
2.3.2 废水治理系统
为节约用水，减少废水的排放，设计中按不同水质和不同用途，分别设置独立的循环水系统。
本工程新水用量为3673.8m3/d，生活用水40m3/d，由于在工艺中增加了余热发电装置，其循环水用量较之前工艺有了很大的变化，余热发电装置循环水量达到153744 m3/d，总循环水量为160817m3/d。
项目总排水量为230m3/d，包括循环水系统排污水和分散的设备冷却水206 m3/d，以及分析室废水、设备冲洗用水等24 m3/d。循环冷却水水质较清洁，主要是含较多的盐类物质，不增加污染物排放标准控制的污染物排放量，直接排入厂区雨排水收集管网，设备、地面等冲洗用水排入污水管网，进入污水处理厂处理后达标排放。生活污水预处理达到管网接收标准后进入分公司污水处理厂处理后达标排放。
2.3.3 废渣治理措施
烟气净化系统排出的灰渣，产生量约为4016吨/年，主要成份CaSO3、少量Ca(OH)2、灰尘，用于水泥掺和料外售。
煅烧窑在大修时废弃的耐火材料，产生量约为3600吨/年。因渣量少且不含有害物质，将按一般工业固废处理方式处理。
2.3.4 噪声治理措施
本工程设计中尽量选用低噪声设备，对噪声较的高设备采取设置减振基础等简单有效的治理措施，减少噪声污染。余热锅炉蒸汽放空管设置消音器。采取上述措施后，厂界噪声值可满足国家标准的要求。
2.3.5 节能系统
（1） 回转窑节能设计
石油焦中含有12～14%的挥发分，这是很大一部分可以利用的能量。为了充分地利用它，在回转窑中除了设一次风机外，另设三次鼓风机，使石油焦中排出的挥发分充分燃烧，节省燃料的用量。
根据有色冶金行业标准YS/T131-94，回转窑的热效率等级标准分为三等，具体见下表。
表2-2-3 回转窑的热效率等级标准
由于本项目煅烧窑结构设计的优化，煅烧窑热效率高于行业规定中的最高标准。热平衡计算见表 2-2-4。
表 2-2-4 热平衡计算结果
从上表中可以看出，燃料的燃烧热仅占总的热收入的32%。 (2) 增大燃烧室
在过去的设计理念中，配置在回转窑后部的沉降室，具有沉降烟气中粉尘的作用，也有窑体中排出尚未燃烬的可燃物继续燃烧的作用，而主要是沉降粉尘作用。本设计中吸收当前国内外先进技术，增大了燃烧室空间，改变了燃烧室的功能，即以燃烧为主，这样就使可燃物更加充分燃烧，最大限度的释放热量，以被余热锅炉吸收，利用。
(3) 利用烟气余热
烟气带走的热量占65.0%，是很大的一笔热量，必须充分利用，因此设置余热锅炉回收热量，提高整个系统的热量利用率，余热锅炉热效率最高可达85%。烟气余热在余热锅炉内回收，副产蒸汽（9.8MPa，540℃）170～180吨/小时。为利用余热锅炉产生的过热蒸汽（9.8MPa（表压），540℃），项目配备25MW余热发电站，用于内部的供电。 (4) 其它节能措施
① 低压变电所内电力变压器，采用无油干式，铜芯节能型电力变压器。 ② 低压配电柜内主母线、支母线均采用铜排降低损耗。 ③ 回转窑主电机传动装置采用变频器进行调速实现节能。
④ 余热锅炉后的引风机，采用10 kV高压供电，减少电能损失。
⑤ 设备选型中，不采用国家8部委公布淘汰的能耗高，落后的产品，而采用新型节能设备。
⑥ 蒸汽设备、管道及高温烟气设备、管道采取保温措施。
2.3.6 降耗技术与措施
① 向高温煅后焦中直接喷水冷却，促使物料急剧降温，既保证了产品的质量，又产生大量高湿气体送入余热回收工序。这符合国家的节水政策中关于“在加热炉等高温设备推广应用汽化冷却技术”这一措施。
② 烟气净化选用循环流化床半干法脱硫工艺，用水量较湿法工艺大为减少，且为排放干式灰渣。
③ 煅烧窑和后燃烧器的托辊等采用一次水冷却，冷却后的一次水回水及余热发电站内机泵冷却排水，均用热水泵送入循环冷却水站的冷却塔冷却，二次利用，减少循环水系统的一次水补充水量。
④ 根据区控规文本要求，将循环水浓缩倍数由N＝3提高到N＝5.0，该煅后焦项目循环水装置补充一次水节省14.7立方米/小时，减少排污量10.2立方米/小时。
3 总平面布置方案
3.1 工业场地总平面布置
项目主要由：（1）生产装置：煅烧装置、余热锅炉、烟气净化。（2）储运设施：重油库、原料处理及输送系统、成品储仓及输送系统、成品包装楼、成品仓库等。（3）公用工程：余热发电站、35kV配电站、空压站、循环冷却水站、生产及消防加压泵站、泡沫室、事故池、雨水池、生活污水池等。（4）辅助设施：综合办公楼、总控制室、大门及门卫等组成。
总平面布置原则：
A． 了解园区的规划要求，使总平面布置与其适应。
B． 在满足生产工艺流程、安全消防、管理及维修方便的要求下，同类型的工艺生产装置及辅助设施，尽量结合在一起。
C． 布置应有利于生产和原材料及产品运输。力求流程短捷流畅，避免交叉。 D． 尽量减少风象、朝向造成的不良影响。 E． 总体布局应整体协调、美观。
旋转冷却器、煅烧窑、后燃烧器、余热锅炉、烟气净化为东西一线式布置，并根据工艺匹配关联在其北侧布置：空压站、余热发电站、35KV变电站、循环冷却水站、等辅助生产装置，厂区东南布置成品及原料储运设施、事故池、雨水池、生活污水池、泡沫室、生产及消防加压泵站，厂区西南部布置重油库。厂区西侧临靠中山路设有人员进出大门，南侧临靠规划滨海大道设置成品出口。详见总平面布置图2-3-1，工程的主要用地指标如表2-3-1所示。
表2-3-1 项目用地指标表
某40万吨/年煅后焦工程
二ΟΟ八年五月
1 项目概况
1.1建设项目的名称、性质及建设地点 （1）项目名称： 40万吨/年煅后焦工程。 （2）建设单位： （3）执行单位：
（4）建设项目性质：新建项目 （5）建设地点：。 1.2 工程概况
本工程厂区总占地面积为89261平方米，工程投资为44343.45万元，总投资为47062万元，
项目主要由：（1）生产装置：煅烧装置、余热锅炉、烟气净化。
（2）储运设施：重油库、原料处理及输送系统、成品储仓及输送系
统、成品包装楼、成品仓库等。
（3）公用工程：余热发电站、35kV变电站、空压站、循环冷却水
站、生产及消防加压泵站、泡沫室、事故池、雨水池、生活污水池等。
（4）辅助设施：综合办公楼、总控制室、大门及门卫等组成。
煅烧装置配置2台回转窑，每台回转窑尾部设置一台余热锅炉，煅后石油焦年产量为400000吨，供应市场需要。同时产生9.8MPa、540℃蒸汽75吨/小时以及25MW发电量，产生蒸汽外供石化炼油项目使用，发电用于内部使用，不对外销
2项目组成及主要工程内容
2.1 主体工程
本工程为40万t/a石油焦煅烧工程，主要由两套生产装置构成，单套生产能力为20万吨/年，配套有余热锅炉，以及烟气净化装置。
项目组成和主要工程内容见表2-2-1。
表2-2-1 项目组成和主要工程内容
2.1.1 煅烧工艺
（1）煅烧工艺方案
本次煅烧工艺方案拟采用Φ3.73(内径)×67m回转窑、Φ2.9(内径)×27.4m冷却筒。具体参数如下：
● Φ3.73(内径)×67m回转窑 煅烧温度为 1250℃～1350℃ 回转窑产能为 25t/h 焦在窑内煅烧时间为 65～75分钟 回转窑的斜度为 5% 转速 ～1.7转/min(可调) ● Φ2.9(内径)×27.4m冷却筒 产能为 25t/h 冷却方式 内喷水 冷却筒的斜度为 4% 转速 ～4转/min(可调) （2）流程简述
煅烧石油焦流程图见图2-2-1，可见其流程包括了：生石油焦运输、煅烧工段、煅烧焦运输和贮存、热力设施和其它辅助等。
● 生石油焦运输
调整后的厂址距离炼油项目的生焦储仓及输送系统和炼油码头较原方案更为接近，原料石油焦和产品煅后焦的输送系统连接更短捷，同时煅后焦项目的原料储存可以依托炼油项目的原料堆场，不需要设大的原料储仓。生焦堆场内的物料由密闭带式输送机输送到转运站进行破碎，破碎后的生焦由带式输送机送到煅前料仓贮存。整个输送系统根据生焦堆场和煅前料仓的料位，进行连锁控制。
● 煅烧工段
煅前料仓里的焦炭经计量，运送到回转窑里进行煅烧。石油焦在回转窑里预热、加热到1250～1350℃。煅烧热源主要靠生石油焦煅烧过程中挥发的可燃气体。回转窑内配置三次风以供挥发分充分燃烧。
煅烧好的石油焦（即煅后焦）靠位差经过中转溜管流进旋转冷却器进行冷却，在旋转冷却器的煅后焦进料端喷水蒸发，同时吸入环境空气与煅后焦顺流换热进行冷却至120℃左右，旋转冷却器出料端筒壁开有网孔，内衬材料以及超大块物料不通过网孔排出，成品煅后焦通过网孔排到成品皮带输送机送至成品包装库或成品储存堆场。旋转冷却器排出的气体用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机上。
● 煅烧焦运输和贮存
煅烧装置旋转冷却器排出的煅后焦产品先由1#成品带式输送机送入地下转角楼，转运至2#成品带式输送机运至TT2转运塔，在TT2转运塔经过电动三通闸门的切换，需包装的煅后焦成品进入3#成品带式输送机运至包装楼，经过料斗的贮存、自动定量包装机的称量、人工封包，最后用叉车将袋装煅后焦运至成品仓库码垛储存。其它煅后焦进入4#成品带式输送机进入成品圆形堆场，由堆料机堆料，外运时由取料机刮料至圆锥料斗（或应急料斗）内，由电机振动给料机向5#成品带式输送机（地下）给料，5#成品带式输送机在破碎楼一层将煅后焦转入6#成品带式输送机送至TT1转运塔，然后通过炼油项目的管带输送机送至码头装船。
因煅后焦产品必须干燥储存，同时为避免粉尘外逸污染环境，本系统考虑设置圆形料场一座，堆料直径90米，堆料内径7米，储存容积为50000立方米。
为满足用户的需求，有10万吨/年的煅后焦产品需要包装，煅后焦成品采用聚丙烯扁丝编织袋内衬塑料薄膜袋包装，每袋存装煅后焦1吨，成品库设计为24×60米的矩形仓库。
图2-2-1煅烧石油焦流程图
● 煅烧工段
煅前料仓里的焦炭经计量，运送到回转窑里进行煅烧。石油焦在回转窑里预热、加热到1250～1350℃。煅烧热源主要靠生石油焦煅烧过程中挥发的可燃气体。回转窑内配置三次风以供挥发分充分燃烧。
煅烧好的石油焦（即煅后焦）靠位差经过中转溜管流进旋转冷却器进行冷却，在旋转冷却器的煅后焦进料端喷水蒸发，同时吸入环境空气与煅后焦顺流换热进行冷却至120℃左右，旋转冷却器出料端筒壁开有网孔，内衬材料以及超大块物料不通过网孔排出，成品煅后焦通过网孔排到成品皮带输送机送至成品包装库或成品储存堆场。旋转冷却器排出的气体用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机上。
● 煅烧焦运输和贮存
煅烧装置旋转冷却器排出的煅后焦产品先由1#成品带式输送机送入地下转角楼，转运至2#成品带式输送机运至TT2转运塔，在TT2转运塔经过电动三通闸门的切换，需包装的煅后焦成品进入3#成品带式输送机运至包装楼，经过料斗的贮存、自动定量包装机的称量、人工封包，最后用叉车将袋装煅后焦运至成品仓库码垛储存。其它煅后焦进入4#成品带式输送机进入成品圆形堆场，由堆料机堆料，外运时由取料机刮料至圆锥料斗（或应急料斗）内，由电机振动给料机向5#成品带式输送机（地下）给料，5#成品带式输送机在破碎楼一层将煅后焦转入6#成品带式输送机送至TT1转运塔，然后通过炼油项目的管带输送机送至码头装船。
因煅后焦产品必须干燥储存，同时为避免粉尘外逸污染环境，本系统考虑设置圆形料场一座，堆料直径90米，堆料内径7米，储存容积为50000立方米。
为满足用户的需求，有10万吨/年的煅后焦产品需要包装，煅后焦成品采用聚丙烯扁丝编织袋内衬塑料薄膜袋包装，每袋存装煅后焦1吨，成品库设计为24×60米的矩形仓库。
图2-2-1煅烧石油焦流程图
2.1.2 热力设施
本工程热力设施包括：余热锅炉房、水处理站、空压站、油库及厂区热力管网等。主要对余热锅炉房和工艺流程进行介绍。
（1） 余热锅炉房
● 设备选择
为充分利用烟气余热，节约能源，在每台回转窑尾部设置一台余热锅炉，由于烟气中粉尘含量低，本技术方案余热锅炉不采用灰斗结构，热量回收后的烟气经净化装置脱硫除尘后通过引风机排放。根据回转窑的排烟参数，经平衡计算，设计选用余热锅炉二台，每台锅炉运行参数如下:
额定蒸发量 D=100t/h
锅炉排烟温度 t=200℃
过热蒸汽压力 P=9.8MPa
过热蒸汽温度 t=510～540℃
给水温度 t=105℃
锅炉入口烟气温度 t=1000℃
热效率 85%
余热锅炉房的热力系统设备由余热锅炉、热力除氧器、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、锅炉给水泵、除盐水泵、除盐水箱等组成。
余热锅炉烟气采用循环流化床半干法烟气脱硫技术和回转式脉冲喷吹布袋除尘器技术，石油焦煅烧后再燃烧的烟气经余热锅炉回收热量后，由吸收塔下部通过气流均布装置进入吸收塔。雾化水由文丘里喉口上部的高压雾化喷嘴喷入吸收塔，以很高的传质速率在塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO3等反应产物。这些干态产物经过袋式除尘器分离、收集在每台锅炉尾部。2条窑烟气混合经1个80米的烟囱排放，排放量为331470标准立方米/小时。
● 工艺流程
煅烧沉降室排出的高温烟气经过烟道进入余热锅炉，经过余热锅炉的省煤器、水冷壁及过热器，将锅筒内的锅水加热成过热蒸汽后，在余热锅炉尾部排出，进入脱硫除尘器进行除尘，使烟气中的二氧化硫及含尘量达到排放标准，从除尘器排出的合格烟气再经引风机及烟囱排入大气。
（2）水处理系统
锅炉给水的处理方案为一级反渗透加混床的除盐水系统,按照外供蒸汽凝结水不回收考虑，设计选定除盐水系统的出力为200m3/h。
工艺流程如下：
（3）油库配置
燃料油油库区面积424m2，26.5米×16米。共设2个300m3的浮顶储油罐，油泵站跨距6m，长10.5m，下弦标高3.500m。设有油泵间及操作休息室等。油库油罐区设有防火围墙，高1.5m。
2.2.主要辅助及配套工程
主要包括：余热发电站、35kV变电站、380/220V低压变电所、煅烧成品库、循环水泵房、空压站、加压泵房、水处理站、炉修检修、综合仓库、综合办公楼、油库、综合管网等。
2.2.1 电力
为利用余热锅炉产生的过热蒸汽（9.8MPa（表压），540℃），项目配备25MW余热发电站，用于公司内部项目的供电。同时本工程电源由规划区内变电站就近提供，电力专业设计内容包括35kV变电站、380/220V低压变电所、配电室及各子项的电动、照明、防雷设计。
2.2.2 给排水
（1） 水源及用水量
本工程生产及消防用水由开发区生产供水管网供给，生活用水由开发区生活供水管网供给。新水用量为3673.8m3/d，生活用水40m3/d。
（2） 厂区排水
全厂设两个排水系统，分别为生产排水系统和生活排水系统。
● 厂区生产排水
本设计厂区生产、雨排水分流制进行设计。项目总排水量为230m3/d，包括循环水系统排污水和分散的设备冷却水206 m3/d，以及分析室废水、设备冲洗用水等24 m3/d。循环冷却水水质较清洁，主要是含较多的盐类物质，不增加污染物排放标准控制的污染物排放量，直接排入厂区雨排水收集管网，设备、地面等冲洗用水排入污水管网，进入公司污水处理厂厂处理。
因本厂区设在1200万吨炼油装置规划区内，整个规划区的防洪已做考虑，本设计不单独考虑防洪问题。
● 厂区生活排水
本设计厂区生活排水自成一个排水系统。全厂生活日排水量为32m3/d，预处理达到接管标准后经生活排水管网排入公司污水处理厂，处理达标后至深海排放。
2.2.3 自动控制
自动化专业的设计本着先进性、可靠性、实用性、合理性、经济性的设计原则。
设计依据工艺专业提资要求及国家标准、行业标准和院标等标准及规定。
自控专业设计范围主要包括：（1）原料处理及输送；（2）煅烧装置；（3）余热锅炉及烟气净化；（4）余热发电装置；（5）成品储存、包装及输送；（6）循环冷却水装置；（7）空压站；（8）重油库；（9）生产及消防加压泵站、泡沫室；（10）雨水池、事故池等。
本工程依据工艺生产装置的规模、流程特点、操作要求及结合炼油项目的自动化水平，同时吸收了同类厂自动化方面的成功经验，并考虑国内外新型仪表的发展和实际应用，设置了较完善的检测、自动控制系统及必要的信号联锁保护系统或安全仪表系统。本工程生产装置、公用工程和辅助设施的监视、控制和管理，通过采用集散型控制系统（DCS）及其它系统来完成，采用中央控制室进行集中控制和管理，正常情况下操作人员在控制室就可以使装置连续安全生产。共设检测和控制点数约1500点，其中包括机泵运行和启、停信号等，调节回路约60套。以保证工艺生产过程的正常进行。
2.2.4 电信
为了满足现代化企业生产和行政管理的需要，保证企业的安全生产，本设计设厂区行政通讯和生产调度通讯。
另外，业主要求设计紧急呼叫系统。在本设计阶段设计还没有形成可行方案，有待于在下一设计阶段提出该系统方案，在本可研阶段未列投资估算。
● 行政通信
在厂内设一台交换和调度合一的程控数字交换机，作为全厂行政管理通信和生产调度通信使用。调度和交换两个系统各自独立。调度系统的中继入直接进入调度台，生产调度系统，主要对重要岗位的生产进行指挥调度。而交换系统的中继入直接由电脑话务员转接。交换容量约为300门左右，其中20门设定为厂生产调度分机，其它设定为行政分机。电话站
设在厂综合办公楼内。
● 辅助通信
为了满足企业生产和经营的需要，企业需配备一定数量的传真机。重要岗位在调试中还要配备一定数量的无线对讲机。
2.2.5 消防
新建厂区，建构筑物的防火按照《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版)进行设计。 本工程主要建筑物火灾危险等级及耐火等级如下表。
本工程主要建筑物火灾危险等级及耐火等级表
2.3 主要环保工程
2.3.1 废气治理系统
(1) 回转窑烟气净化(脱硫除尘)
本工程共设煅烧窑2台，石油焦煅烧烟气温度高达1000～1200℃，瞬时可达1250℃。为回收余热，每台煅烧窑窑尾设置1台Q＝100吨/小时余热锅炉回收能量。余热锅炉烟气采用循环流化床半干法烟气脱硫技术和回转式脉冲喷吹布袋除尘器技术，石油焦煅烧后再燃烧的烟气经余热锅炉回收热量后，由吸收塔下部通过气流均布装置进入吸收塔。雾化水由文丘里喉口上部的高压雾化喷嘴喷入吸收塔，以很高的传质速率在塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO3等反应产物。这些干态产物经过袋式除尘器分离、收集。系统脱硫效率>85%，除尘效率>99%。2条窑烟气混合经1个80米的烟囱排放。烟尘排放浓度17.3毫克/标准立方米，小于国家标准120毫克/标准立方米。符合排放标准的要求。当烟气引风机发生故障或者余热锅炉发生故障时，该气体经旁通烟道挡板直接排入50米高的事故烟囱。去余热锅炉和去事故烟囱的烟道挡板设有连锁装置，保证一个烟道挡板处于开启状态，而另一个烟道挡板必须处于关闭状态。
另外，本系统设置污染物排放在线监测装置，时刻显示污染物排放情况。
(2) 煅前料仓通风除尘系统
煅前料仓顶部设有煅前料仓除尘器，除尘效率99%，除尘后的尾气含尘20毫克/标准立方米，由1000标准立方米/小时的排风机经50米高的排气筒排放。
(3) 煅烧窑和旋转冷却器尾气处理系统
煅烧窑和旋转冷却器排出的气体含有大量挥发份，为了充分回收能量，一起用引风机排入后燃烧器进一步燃烧，因排出的尾气含有大量煅后焦粉末，在旋转冷却器出口和引风机之间设有多管旋风除尘器除去夹带的粉末，收集的煅后焦粉末经螺旋输送机送至成品皮带输送机。多管旋风除尘器除尘效率85%，后燃烧器同时加入重油、燃烧风提供燃烧所需的氧气。后燃烧器排出的气体正常情况去余热锅炉用于副产蒸汽，当事故态时可直接排入烟囱。
(4) 煅烧窑出料口除尘系统
煅烧窑出料口在落料过程中会产生较多的粉尘，设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对产生的含尘气体进行除尘，处理风量26700标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度为30毫克/标准立方米，为防止除尘器内部结露，除尘器本体采用50mm厚岩棉保温，滤料采用防水防油耐高温的涤纶针刺毡。收集下的物料经螺旋输送机返回到输料系统运走。 (5) 转角楼及破碎楼除尘系统
转角楼及破碎楼各设一套除尘系统，排除在转运、破碎过程中产生大量的粉尘，设计采用高效脉冲布袋除尘器进行除尘，收集下的物料返回输料系统运走。处理风量22000标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度为13.64毫克/标准立方米。
(6) 包装楼除尘系统
成品在包装过程中产生大量的粉尘，设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对产生的含尘气体进行除尘，收集下的物料返回输料系统。处理风量26700标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘排放浓度为13.64毫克/标准立方米。
(7) 成品储仓除尘系统
成品储仓屋面上设计采用一套高效脉冲布袋除尘器对进料时产生的粉尘进行除尘，收集下的物料返回到储仓内。处理风量11000标准立方米/小时，除尘效率99%，处理后粉尘浓度：30毫克/标准立方米。
2.3.2 废水治理系统
为节约用水，减少废水的排放，设计中按不同水质和不同用途，分别设置独立的循环水系统。
本工程新水用量为3673.8m3/d，生活用水40m3/d，由于在工艺中增加了余热发电装置，其循环水用量较之前工艺有了很大的变化，余热发电装置循环水量达到153744 m3/d，总循环水量为160817m3/d。
项目总排水量为230m3/d，包括循环水系统排污水和分散的设备冷却水206 m3/d，以及分析室废水、设备冲洗用水等24 m3/d。循环冷却水水质较清洁，主要是含较多的盐类物质，不增加污染物排放标准控制的污染物排放量，直接排入厂区雨排水收集管网，设备、地面等冲洗用水排入污水管网，进入污水处理厂处理后达标排放。生活污水预处理达到管网接收标准后进入分公司污水处理厂处理后达标排放。
2.3.3 废渣治理措施
烟气净化系统排出的灰渣，产生量约为4016吨/年，主要成份CaSO3、少量Ca(OH)2、灰尘，用于水泥掺和料外售。
煅烧窑在大修时废弃的耐火材料，产生量约为3600吨/年。因渣量少且不含有害物质，将按一般工业固废处理方式处理。
2.3.4 噪声治理措施
本工程设计中尽量选用低噪声设备，对噪声较的高设备采取设置减振基础等简单有效的治理措施，减少噪声污染。余热锅炉蒸汽放空管设置消音器。采取上述措施后，厂界噪声值可满足国家标准的要求。
2.3.5 节能系统
（1） 回转窑节能设计
石油焦中含有12～14%的挥发分，这是很大一部分可以利用的能量。为了充分地利用它，在回转窑中除了设一次风机外，另设三次鼓风机，使石油焦中排出的挥发分充分燃烧，节省燃料的用量。
根据有色冶金行业标准YS/T131-94，回转窑的热效率等级标准分为三等，具体见下表。
表2-2-3 回转窑的热效率等级标准
由于本项目煅烧窑结构设计的优化，煅烧窑热效率高于行业规定中的最高标准。热平衡计算见表 2-2-4。
表 2-2-4 热平衡计算结果
从上表中可以看出，燃料的燃烧热仅占总的热收入的32%。 (2) 增大燃烧室
在过去的设计理念中，配置在回转窑后部的沉降室，具有沉降烟气中粉尘的作用，也有窑体中排出尚未燃烬的可燃物继续燃烧的作用，而主要是沉降粉尘作用。本设计中吸收当前国内外先进技术，增大了燃烧室空间，改变了燃烧室的功能，即以燃烧为主，这样就使可燃物更加充分燃烧，最大限度的释放热量，以被余热锅炉吸收，利用。
(3) 利用烟气余热
烟气带走的热量占65.0%，是很大的一笔热量，必须充分利用，因此设置余热锅炉回收热量，提高整个系统的热量利用率，余热锅炉热效率最高可达85%。烟气余热在余热锅炉内回收，副产蒸汽（9.8MPa，540℃）170～180吨/小时。为利用余热锅炉产生的过热蒸汽（9.8MPa（表压），540℃），项目配备25MW余热发电站，用于内部的供电。 (4) 其它节能措施
① 低压变电所内电力变压器，采用无油干式，铜芯节能型电力变压器。 ② 低压配电柜内主母线、支母线均采用铜排降低损耗。 ③ 回转窑主电机传动装置采用变频器进行调速实现节能。
④ 余热锅炉后的引风机，采用10 kV高压供电，减少电能损失。
⑤ 设备选型中，不采用国家8部委公布淘汰的能耗高，落后的产品，而采用新型节能设备。
⑥ 蒸汽设备、管道及高温烟气设备、管道采取保温措施。
2.3.6 降耗技术与措施
① 向高温煅后焦中直接喷水冷却，促使物料急剧降温，既保证了产品的质量，又产生大量高湿气体送入余热回收工序。这符合国家的节水政策中关于“在加热炉等高温设备推广应用汽化冷却技术”这一措施。
② 烟气净化选用循环流化床半干法脱硫工艺，用水量较湿法工艺大为减少，且为排放干式灰渣。
③ 煅烧窑和后燃烧器的托辊等采用一次水冷却，冷却后的一次水回水及余热发电站内机泵冷却排水，均用热水泵送入循环冷却水站的冷却塔冷却，二次利用，减少循环水系统的一次水补充水量。
④ 根据区控规文本要求，将循环水浓缩倍数由N＝3提高到N＝5.0，该煅后焦项目循环水装置补充一次水节省14.7立方米/小时，减少排污量10.2立方米/小时。
3 总平面布置方案
3.1 工业场地总平面布置
项目主要由：（1）生产装置：煅烧装置、余热锅炉、烟气净化。（2）储运设施：重油库、原料处理及输送系统、成品储仓及输送系统、成品包装楼、成品仓库等。（3）公用工程：余热发电站、35kV配电站、空压站、循环冷却水站、生产及消防加压泵站、泡沫室、事故池、雨水池、生活污水池等。（4）辅助设施：综合办公楼、总控制室、大门及门卫等组成。
总平面布置原则：
A． 了解园区的规划要求，使总平面布置与其适应。
B． 在满足生产工艺流程、安全消防、管理及维修方便的要求下，同类型的工艺生产装置及辅助设施，尽量结合在一起。
C． 布置应有利于生产和原材料及产品运输。力求流程短捷流畅，避免交叉。 D． 尽量减少风象、朝向造成的不良影响。 E． 总体布局应整体协调、美观。
旋转冷却器、煅烧窑、后燃烧器、余热锅炉、烟气净化为东西一线式布置，并根据工艺匹配关联在其北侧布置：空压站、余热发电站、35KV变电站、循环冷却水站、等辅助生产装置，厂区东南布置成品及原料储运设施、事故池、雨水池、生活污水池、泡沫室、生产及消防加压泵站，厂区西南部布置重油库。厂区西侧临靠中山路设有人员进出大门，南侧临靠规划滨海大道设置成品出口。详见总平面布置图2-3-1，工程的主要用地指标如表2-3-1所示。
表2-3-1 项目用地指标表