催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目详细设计.docx
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催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目详细设计
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140万吨/年催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目
详细工程设计（DED）
设计说明书
一．概述
**140万吨/年催化装置采用贫氧再生方式，再生烟气中含有CO，尾部原配套有两台CO锅炉，该CO锅炉为全水冷壁焚烧炉膛结构，负压运行，回收催化装置含CO再生烟气的物理热和化学能，余热锅炉产汽系统与装置产汽系统相互独立，余热锅炉产出中压过热蒸汽，以满足催化装置生产用汽需要。
由于国家“十二五”期间加大对氮氧化物、硫氧化物等污染物的总量进行控制，并对最大排放浓度也提出了相应的限定值，而目前青岛石化公司氮氧化物、硫氧化物的排放量和排放浓度远远高于国家环保监管部门的要求值，且随着加工高硫原油比例的增加，污染物排放情况还会继续加剧，为此需要在催化裂化装置尾部增设烟气脱氮装置和脱硫除尘装置，才能满足国家环保监管部门的要求。
催化裂化装置尾部增设脱硝、烟气脱硫除尘装置主要对配套的余热锅炉烟气侧承压能力提出较高的要求，如果余锅本身阻力降为3kPa，增加烟气脱硫、脱硝装置后，烟气侧承压至少需按8kPa设计。
催化装置现配套有两台CO锅炉，为水冷壁炉膛模式，该结构原设计承压较低仅为3kPa，且难以进行局部加固，为使余热锅炉、烟气脱硫脱硝更好的运行，不互相影响，需新建一台余热锅炉满足脱硝脱硫系统运行要求。
同时，目前全厂管网用中压过热汽量为75～95t/h，每天正常用汽负荷为75t/h左右，每天有约1个小时用汽负荷为95t/h左右（焦化装置需要），目前用汽完全由两台CO锅炉提供，由于全厂瓦斯气过剩，目前再生烟气有约30%直接旁通至烟囱排放，热量损失严重。
新建的余热锅炉可解决存在的再生烟气排放而损失热量问题，新建余热锅炉可100%回收催化再生烟气余热，满足建设脱硫脱硝系统余热锅炉耐压要求，原两台CO锅炉完全保留，做平衡全厂用汽使用。
二．技术参数
余热锅炉设计技术参数为：
锅炉形式中温中压、单锅筒、π形、自然循环锅炉
锅炉型号Q190/850-56.7-3.82/450
额定蒸发量56.7t/h
外供热水量62t/h
外供热水温度200℃
额定蒸汽压力3.82MPa
额定蒸汽温度450℃
给水温度104℃
给水压力6.0MPa
排烟温度170℃
炉膛设计压力12kPa
排污率2%
再生烟气流量/温度156000Nm3/h/545℃
三．设计条件
余热锅炉改造设计基础参数如下：
表1余热锅炉设计基础参数
序号
参数名称
单位
设计工况
备注
一
烟气参数
1
再生烟气总流量
Nm3/min
2600
给定
2
烟气入炉温度
℃
500
给定
3
焚烧炉出口温度
℃
847
4
进口烟气压力
kPa（G）
8
设计
5
再生烟气成分
CO含量
V%
4.27
给定
6
排烟温度
℃
170
给定
7
烟气阻力降
Pa
＜3000
设计
二
汽水参数
1
给水压力
MPa（G）
6.0
给定
2
给水温度
℃
104
给定
3
省煤器进口水温
℃
＞135
设计
4
饱和蒸汽压力
MPa
4.22
给定
5
过热器蒸汽压力
MPa
3.82
给定
6
过热器蒸汽温度
℃
450
给定
7
过热蒸汽量
t/h
56.7
设计
8
装置产中压饱和汽量
t/h
50
四．锅炉设计和制造标准
（1）TSGG0001-2012《锅炉安全技术监察规程》。
（2）锅炉设计制造严格执行GB9222-88《水管锅炉受压元件强度计算》的规定。
（3）锅炉构架、设计满足《钢结构设计规范》的规定。
（4）锅炉设计制造符合最新行业制造标准。
五．基本尺寸
1．锅炉基本尺寸
锅炉顶板梁标高39700mm
炉膛截面（长×宽）6800mm×4000mm
锅炉深度（前后柱中心）18200mm
锅炉宽度（左右柱中心）8000mm
六．锅炉结构简介
1．炉膛及燃烧系统
由于本锅炉作用主要为回收烟气余热、脱硝脱硫，所以炉膛考虑采用绝热炉膛，节约燃料气（油）消耗，有利于炉膛温度场分布均匀，有利于CO迅速着火并燃尽。
炉墙采用耐磨、隔热和陶瓷纤维的复合结构，基于炉膛耐压考虑，整个炉膛为内衬里外护板及加强筋结构，衬里通过锚固钉附着在外护板上，支承在锅炉构架上，炉膛为现场施工。
炉膛布置有燃烧器口、看火孔、人孔门、防爆门、测温孔、测压孔等门孔。
在锅炉两侧各布置两台瓦斯/柴油两用燃烧器，燃烧器中心标高8700mm。
燃烧器设计燃用瓦斯气压力为0.05MPa，最大流量单台为500Nm3/h；燃油压力为1.3MPa，最大流量单台为1200kg/h；空气最高压力为14KPa，单台流量为6000Nm3/h。
再生烟气由中心标高7250mm的炉膛中部进入炉膛。
燃烧器喷口位于再生烟气入口的下部，使瓦斯与空气在燃烧室内燃烧后产生的高温烟气与高温再生烟气在炉膛内充分混合后进入换热设备。
炉膛由隔热和耐火浇筑料进行保温，确保炉膛外壁温度小于70℃。
燃烧器投用后，燃烧室温度控制在不超过850℃。
燃烧器采用高能点火器，点火介质为瓦斯气，并设有长明灯。
2．锅筒
本锅炉为单锅筒布置，规格为φ1500×46mm（内径×壁厚），筒身长6500mm，总长7500mm，用Q245R钢板卷制而成，封头为冲压椭圆封头。
锅筒标高为41000mm，支撑于炉顶钢架上。
锅筒内装有锅内旋风分离器，汽水混合物经旋风分离器，由锅筒顶部钢丝网分离器再次分离，将饱和蒸汽引出上锅筒至低温过热器。
在锅筒上安装二台液位计用于现场观测，两个差压液位计进行水位调节，用于记录、指示、报警，二个现场压力表等。
还有连续排污、紧急放水、加药管、给水管、上升管、下降管等。
锅筒上装有两个安全阀，整定压力为4.39MPa。
给水经省煤器吸热后，由一根DN150的管子送入锅筒。
为了监督给水、炉水和蒸汽品质，装设了给水、饱和蒸汽和炉水取样。
在锅炉的各个最高点均设有放空用的阀门。
3．水保护段
水保护段布置在炉膛上方，其主要作用是保护过热器，可有效防止焚烧后的高温烟气直接冲刷过热器受热面管子，延长过热器使用寿命。
水保护段属于蒸发受热面，由于水保护段工作烟气温度较高，管内汽化过程十分剧烈，管束布置型式适宜采用单流程、并联、倾斜布置，充分保证管内汽水混合物安全运行，确保受热面自由膨胀，延长使用寿命；集箱布置在炉墙外侧，高温烟气不直接冲刷，可防止集箱焊口热应力偏差泄漏，延长使用寿命；采用顺列布置结构，有利于受热面除灰。
水保护段通过上集箱直接支撑在构架上，自由向下膨胀。
水保护段箱体上布置若干个激波吹灰器接口，以有效清除受热面积灰。
4．高低温过热器及减温器
高、低温过热器布置在炉膛上方，位于水保护段出口。
自产饱和蒸汽，进入低温过热器入口集箱，高、低温过热器之间布置减温器，以满足出口蒸汽温度调节的需要，高温过热器出口集箱接入中压蒸汽管网。
高、低温过热器模块箱体均采用内衬里结构。
过热器箱体上布置若干个激波吹灰器接口，以有效清除受热面积灰。
减温器为喷水减温器，调节灵活。
设计最大减温范围为80℃。
5．对流蒸发段
烟气经转弯烟道后经对流蒸发段。
对流蒸发段和水保护段共同组成CO焚烧余热锅炉的自产饱和蒸汽系统，为使锅炉水动力安全运行，对流蒸发段管子采用倾斜布置。
对流蒸发段模块箱体均采用内衬里结构。
对流蒸发段设置独立的下降管和上升管，与汽包相连接。
对流蒸发段箱体上布置若干个激波吹灰器，以有效清除受热面积灰。
6．省煤器
省煤器分高温省煤器、两级低温省煤器（水热媒省煤器），布置在蒸发段下方的尾部烟道上。
省煤器结构采用积木式模块化箱体结构，外保温。
省煤器各模块箱体上预置若干个激波吹灰器，以有效清除受热面积灰。
在工艺流程上采取了一些独特的措施：
为提高低温段省煤器给水入口温度，避免省煤器发生露点腐蚀，增设给水预热器，利用低温段省煤器出口高温水加热104℃锅炉给水。
保证进省煤器给水温度大于140℃，管壁温度高于烟气露点，彻底根除露点腐蚀。
省煤器及其连接烟道在安装完毕后需进行外保温。
7．空气预热器
在鼓风机出口风道上设置空气预热器，采用两级空气预热器（1＃和2＃），1＃空预器热源利用厂内85℃低温除氧热水，2＃空预器热源利用低温省煤器热回水，加热后的热风进入燃烧器助燃，有利于燃烧器强化燃烧，使CO迅速燃尽，避免尾燃，同时可节约瓦斯量消耗，提高省煤器换热效率。
8．构架及平台扶梯
新设计的余热锅炉钢构新建，设10根立柱，11圈横梁。
Z1a柱与Z1b柱与Z1c柱与Z1d柱与Z1e距离分别为5200mm、4000mm、5000mm和4000mm，Z1a柱与Z2a距离分别为8000mm。
构架均由型钢焊制而成。
锅炉为全支撑结构，护板、水保护段、过热器、蒸发段、SCR脱硝模块及省煤段重量通过横梁传递到8根立柱上。
锅炉设12层平台，用于锅炉运行监测和设备维护。
凡有人孔、检查门、电动葫芦处，均设有平台，以便于操作、观察和检修。
上下层平台之间通过斜梯相连。
9．其他
锅炉看火孔采用正压式，要求用工业风进行密封和冷却。
防爆门为水封式，布置在炉顶，共二只。
余热锅炉过热器出口阀为电动阀。
锅炉安装完毕后对省煤器，汽包及过热器分别做水压试验：
省煤器部分水压试验压力为7.5MPa，汽包及过热器部分的水压试验压力为5.275MPa。
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140万吨/年催化裂化装置烟气脱硫脱硝项目余热锅炉
安装及使用说明书
1．锅炉概况
本锅炉是利用催化裂化装置高温烟气及一定的瓦斯或柴油补燃生产外供热水及过热蒸汽供其它装置使用，同时此锅炉在蒸发段之间加入脱硝模块，在锅炉尾部增加脱硫设备。
余热锅炉由炉膛、汽包、水保护段、高低温过热器、蒸发段、高低温省煤器、给水预热器、内部汽水管道及钢结构等组成。
2．施工安装应遵循的规范及规定
锅炉安装公司在安装施工及验收过程中除应遵照设计图纸外，还应遵循以下规范及规定：
1）电力建设施工及验收技术规范锅（炉机组篇）DLT5047-95
2）锅炉安全技术监察规程
3）工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97
4）现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98
5）锅炉钢结构技术条件JB/T1620-1993
6）工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ126-89
7）隔热耐磨衬里技术规范SH3531-2003
3．施工安装说明
施工安装分锅炉基础检查，受热面安装，构架平台扶梯安装，水压试验及工程验收等五个部分。
3.1锅炉基础检查，划线和垫铁安装
3.1.1锅炉开始安装前必须根据验收记录进行基础复查。
3.1.2锅炉基础划线允许偏差为：
柱子间距±2mm
柱子相应对角线±5mm
3.1.3基础表面与柱脚底板的二次灌浆间隙不得小于50mm，基础表面应全部打出麻面，放置垫铁处应凿平。
3.1.4采用垫铁安装时，垫铁应符合下列要求：
1）垫铁表面平整，必要时应刨平；
2）每组垫铁不应超过3块，其宽度一般为80～120mm，长度较柱脚底板两边各长出10mm左右，厚的放置在下层。
当二次灌浆间隙超过100mm以上时，允许垫以型钢组成的框架再加一块调整垫铁；
3）垫铁应布置在立柱底板的立筋板下方，每个立柱下垫铁的承压总面积可根据立柱的设计荷重计算，但垫铁的单位面积的承压力，不应大于基础设计混凝土强度等级的60%;
4）垫铁安装后，用手锤检查应无松动，并将
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