天然气高温自控梭式窑.docx
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天然气高温自控梭式窑
21.5m3天然气高温自控梭式窑
（实际装载容积12.6m3）
技术方案及报价
报
价
书
编制日期：
2014年9月2日
电话：
地址：
淄博市淄川区城南工业园
一、窑炉设计总则
梭式窑采用天然气为燃料，燃料热（8600Kcal/M3），烧成、温度、压力，流量全自动控制，为了降低能耗，窑体尽可能采用新型节能绝热材料，同时设计烟道换热器，将助燃风温度提高到200-300℃。
二、梭式窑主要技术指标及参数：
2.1窑的基本情况及技术参数
2.1.1窑炉的有效容积为20m3（车台面以上的容积）,实际装载容积为13m3
5200（长）4700（宽）╳2300（高）；
2.1.2窑内容车：
电动窑车二辆,备用电动窑车二辆;
2.1.3窑车尺寸：
3400（长）╳1850（宽）；二辆窑车联在一起;
2.1.4天然气高速烧咀数量：
8个；
2.1.5最高烧成温度：
1550℃；
2.1.6焙烧产品：
催化剂制品；
2.1.7燃料：
天然气,热值Q=8600kcal/标米;
2.1.8烧成气氛：
氧化气氛;
2.1.9烧成合格率：
大于95%；
2.1.10升温速度及降温速度：
最大升温速度150℃/h，最大降温速度400℃/h；可调；
2.1.11窑内温差（控制点）：
升温阶段≤±10℃
冷却阶段≤±10℃
保温阶段≤±2℃
2.1.12窑门形式：
单开门,为电动侧拉式窑门；
2.1.13风机：
助燃风机一台，排烟风机一台；
3.1.14换热器：
平滑管式换热器一台（不锈钢），换出热空气
度300~400℃;
2.1.15窑体表面温度：
顶部不大于90℃，侧面不大于80℃,符合国标要求;
2.1.16烧成周期（室温-1550℃）：
24-72小时（可调）
2.1.17燃料消耗:
根据烧成温度不同,时间不同而不同;
2.1.18自控系统内容：
计算机与PLC共同完成过程控制，实现烧成冷却全过程曲线编程、通讯、动态画面显示、数据采集记录、人机对话、打印报表等功能；实现各个烧咀
的自动点火、火焰监控、安全防爆；实现天然气与空气的比例控制，实现多条温度曲线的编程及管理功能。
a.八个烧咀自动点火，火焰监控，安全防爆；
b.八点窑内温度自控，仪表选用日本OMRON阀,门选用国产优质产品，测温元件采用双铂铑热电偶；
c.一点窑压自动控制，采用日本变频仪；
d.一点空气流量控制，采用日本变频仪；
e.一点天然气流量控制；
f.一点排烟温度自动控制。
2.1.19梭式窑附属设备：
电动窑车一台。
三：
窑炉主要结构
3.1窑墙结构：
窑墙第一层采用230mm厚氧化铝空心砖,第二层采用230㎜聚轻莫来石砖,r=1.0,第三层采用80mm厚耐火纤维板，外包4mm钢板。
窑墙钢结构采用全托式结构，窑墙四周用粘土砖架空，有利于自然通风，降低车下温度。
3.2窑顶结构：
窑顶采用60o拱顶结构，采用270mm厚氧化铝空心球砖,上铺40mm含锆耐火纤维毡,再铺100mm厚普通硅酸铝耐火纤维棉。
3.3窑体钢结构：
窑体钢结构采用全托式结构，立柱采用16#工字钢，钢板采用4mm厚钢板，烧嘴及看火孔周围特别加固。
3.4基础及烟道：
窑基础采用混凝土，烟道内衬采用高铝砖和粘土砖，外包红砖。
3.5窑门结构：
窑门结构为型钢焊接，前单向电动侧拉式窑门，窑门耐火材料第一层采用230㎜氧化铝空心球砖,第二层采用115㎜聚轻莫来石砖，r=1.0,第三层采用80㎜硅酸铝耐火纤维板。
四：
燃烧系统：
4.1烧嘴：
全窑采用8只液化气高速等温烧咀，该烧咀的火焰喷出速度为40-60m/s，使窑内的热气体很好的搅动，减少了窑内的温差，8只烧咀平面交叉布置、布置两层，4条火道。
燃烧器为美国ECLIPS公司技术,国产制造，燃烧能力为20-25万大卡/小时，每个烧咀都配有点火器和火焰监控器，点火器为丹麦丹佛斯公司产品，火焰监控器为国产。
每个燃烧器液化气管路上装有电磁阀，一旦烧咀熄火，电磁阀自动关闭，切断燃气，按照程序重新点火,保证窑炉安全运行。
电磁阀进口产品。
助燃风机采用9-19、6.3A高压离心风机,N=18.5KW,助燃风管道均为碳钢材质.
4.2排烟系统：
采用下排烟方式，窑内烟气通过窑车排烟口排除，排烟机采用Y-4-73排烟机，N=30KW。
变频仪调节排烟机的转速，大大地节约了排烟机的电能消耗。
变频仪为日本三肯公司产品。
排烟机进口还设有兑冷风阀门，自动控制排烟温度。
4.3余热利用系统总烟道设有不锈钢换热器一台，助燃空气经换热器，换出热风达300℃
左右，再送至窑上助燃，可以降低燃料消耗。
4.4天然气管道供应系统：
窑上液化气管道均采用碳钢管道，为单层布置，总管道上装有孔板流量计及电动阀门，液化气总管道为DN65。
总管道上还设有球阀一个。
4.5窑车六台:
梭式窑用电动窑车，窑车钢结构采用型钢焊接，车轮为一面为双缘轮，一面为平轮。
窑车台面耐火材料采用刚玉莫来石砖,r=1.6,窑车与窑体密封，除砂封槽外还采用曲缝密封。
排烟口设计在窑车中间,共二个排烟口，排烟口尺寸为232x232mm.
电动窑车采用变频无机调速电机控制，并且在窑内外设置有限位开关,实现窑车的自动定位，只按一次按钮,就可实现窑车的自动到位。
4.620m3高温梭式窑自动控制系统该窑炉自动控制系统设计新颖、独特，计算机与PLC共同完成自动点火、升温、保温.冷却等全过程控制。
该系统性能先进、操作简便、安全可靠、故障率低，所有温控仪表及压力控制仪表均为日本欧姆龙E5智能控制仪表，天然气、空气控制阀门均采用一体化电动调节阀门，助燃风机、排烟风机均采用日本变频仪调节。
4.7计算机及软件本公司开发研制的窑炉计算机控制系统专有软件，在各个行业数十座梭式窑上已得到了广泛的应用，它具有操作简便、安全可靠、画面直观等性能。
其主要功能有：
（1）窑炉系统动态画面显示；
（2）各个烧咀着火与熄火动态显示；
（3）窑炉温度动态曲线全程跟踪；
（4）各个烧咀点火；
5）各个阶段阀门开度及调节；
（6）智能仪表的手动与自动转换；
（7）各个窑次烧成数据记录及储存；
（8）编辑烧成曲线；
（9）显示当前设定曲线及记录数据；
（10）设定曲线报表打印；
（11）记录数据浏览；
（12）查看历史数据曲线；
（13）系统参数设置；
（14）系统保密设置等多种功能。
（15）检查维护各智能仪表参数的正确性。
本设计方案计算机采用台湾研祥工控机。
下面为部分画面及功能介绍
1）计算机系统
SIMATICWinCC—实现工厂智能的过程可视化系统
SIMATIC?
WinCC?
是来自西门子公司的全球领先的HMI/SCADA软件，在Windows平台上为所有工业领域提供完整的SCADA功能。
作为高性能的信息集成平台，WinCC的信息交换功能可实现跨公司的集成。
经济全球化和日益加剧的竞争，一方面带来了生产过程的高度集中，另一方面，这些因素也要求一个组织的所有层级和现场应具有一致的信息流。
SIMATICWinCC为此提供了理想的解决方案：
针对过程可视化的可伸缩的客户机/服务器系统（可部署单用户系统、冗余系统、分布式系统、Web系统等）
丰富多样的用户界面（标准客户机、Web客户机、报表与数据分析客户机、瘦客户机等）
可灵活配置的集成在基本系统中的实时历史数据库（配置方式包括：
集中方式、冗余方式、中央方式、后备方式等）
实现生产数据分析、系统诊断和报警信息管理等的工厂智能化选件与IT系统、商务系统和MES无缝集成的智能化接口和选件广泛支持多种IT标准和开放性接口提供温度，压力，气氛以及机械的全自动控制。
（2）触摸屏
触摸屏是人（操作员）与过程（机器/设备）之间的接口。
PLC是控制过程的实际单元。
触摸屏系统承担下列任务：
后备系统：
在计算机处于非正常状态下代替计算机完成各种相关操作任务。
过程可视化：
过程显示在触摸屏设备上。
触摸屏设备上的画面可根据过程变化动态更新。
这基于过程的变化。
操作员对过程的控制：
操作员可以通过GUI（图形用户界面）来控制过程。
例如，操作员可以预置控件的参考数值或者启动电机。
显示报警：
过程的临界状态会自动触发报警，例如，当超出设定值时。
过程值和报警记录：
触摸屏系统可以输出报警和过程值报表。
例如，您可以在某一轮班结束时打印输出生产数据。
过程和设备的参数管理：
触摸屏系统可以将过程和设备的参数存储在配方中。
例如，可以一次性将这些参数触摸屏设备下载到PLC，以便改变产品类型进行生产。
（3）自动化控制系统
现场控制采用SIMENSS7－300系列PLC系统，现场级通讯采用PROFIBUS总线连接，企业级采用工业以太网与企业的ERP或MPS互联。
该系统具有以下显著特点：
灵活的系统配置。
程序容量可到252K，IO点数高达8192点。
无论小规模和大规模系统都能得到优化。
提供工厂信息自动化完美的通讯功能。
多功能的网络和数据传输能力使你能获得从专用网络到开放网络的高级信息系统。
增强设备的性能和精度。
顺控处理器和高速总线传输功能以及事件中断功能可确保灵活的响应系统所需的高性能和高速度。
提高程序生产率。
生产率可以通过工业切边程序结构化，标准化来进一步得到提高。
多种高性能模块。
种类繁多的智能功能模块可以完成的所需的所有功能。
易于维护。
提供无缝的远程、在线维护能力。
本项目自动控制系统具体包括以下部分：
上位机监控系统
硬件：
计算机采用台湾研华IPC610工业计算机（CPU:
Inter?
core?
2duo／2GB内存／256MB显卡／320GB硬盘／DVDl6X光驱／22”高分辨率液晶彩显，UPS不间断稳压电源以及A3激光打印机等组成。
该机具有系统存储容量大，运行速度快，抗干扰性能力强，可靠性高，具有广泛的工业现场应用实例，享有良好的现场口碑。
软件：
采用SIEMENS公司的WINCCV6.2视窗控制中心软件特点如上所述，软件运行效果如下图例所示：
系统类似工艺画面
手动点小火，手动点大火
手动点小火和手动点大火按钮为状态切换按钮,点击一下切换到
开状态,再点击一下就切换到关状态。
当切换到开状态时，按钮底色会变绿。
但真正的火焰状态只有看画面上炉膛内的火焰形状。
控温曲线设置和艺启动
最右边一排为设定时间，中间一排为设定温度，最右边一排为运行时间。
启始温度设定值
第1段设定时间，
第2段设定时间，
第3段设定时间，
第4段设定时间，
1段设定温度；
2段设定温度；
3段设定温度；
4段设定温度；
段剩余时间为当前正在运行段的剩余时间。
总剩余时间显示的是完成此工艺曲线总共剩余的时间
在参数设定完成之后，按“参数确认”按钮会弹出确认对话框，按“确定”按钮后，新设置的升温曲线参数就能正式下发下去。
如果新设置的升温曲线参数中有错误时，按“确定”按钮后，会出现红色的
提示条，新设置的升温曲线参数此时不会真正下发
下去，需重新设置参数后，再按按“参数确认”按钮。
当参数设置完成后就可以点火升温了。
温度历史曲线画面如下：
五区温度曲线趋势:
黑色显示的是设定的控温曲线，红色为控温一区的
实测温度曲线，紫色为控温二区的实测温度曲线，蓝色为控温三区的实测温度曲线，绿色为控温四区的实测温度曲线，桔黄色为控温五区的实测温度曲线。
左击可打开标尺，点击鼠标左键拖动黑色标尺，可精确显示出当前曲线和标尺相交点的时间和温度值。
左击可以选择在画面上需显示的曲线。
左击可以放大当前显示曲线。
左击停止曲线趋势数据采集。
压力历史曲线画面如下：
压力曲线：
黑色显示的是炉膛压力
操作方面和温度历史曲线相同。
温度检测和控制系统
本炉温度控制采用PLC控制，采用FB功能块实现脉冲时序控制。
应用PLC的程序化管理，加入移位和时序控制，能实现烧嘴点火的上下交叉智能化安排，解决瞬间齐开和齐关对窑炉压力和气氛的波动影响，保证炉温的稳定性。
每一个烧嘴空气和燃气管路配置有：
ATK无泄漏球阀，VR电磁阀；燃气支管配有VG⋯N电磁阀和GIK比例阀，烧嘴为BIO高速燃烧器，点火器为IFS258，点火变压器为TZI。
所有设备均为德国霍科德进口产品，均由PLC检测与控制。
压力检测和控制系统
压力控制是保证炉子正常稳定工作、节能、提高升温质量必不可少的。
本炉子对各系统的压力都进行了控制。
炉膛压力控制：
由炉内取压管、压力变送器、变频器、西门子PLCAI/AO
调节模块等组成。
可设定和自动控制。
风压控制：
由压力变送器、风机变频器、西门子PLCAI/AO调节模块等组成，可设定和自动调节。
燃气气压力，流量检测：
有燃气压力和流量瞬时和累计记录和显示。
以上各压力检测和控制系统集中显示在控制室内的计算机和控制柜上的触摸屏上。
各控制点均有手自动无扰切换功能。
流量检测系统
主管燃气计量：
采用高精度涡轮流量计进行测定，输出4－20MA信号到
PLC在上位机上显示煤气瞬时/累积流量。
安全联锁和故障检测报警系统
窑炉全部动作设有安全联锁保护，动作检测元件全部采用进口限位开关，比例阀，点火控制器，电磁阀全部采用德国霍科德产品。
本窑炉采用了全纤维炉墙结构，骨架采用全钢结构，不具有可燃性。
在操作升温时因炉体采取了密封措施，并自动控制炉内压力，所以无露、冒火现象。
本炉燃烧系统采用了高速调温自控烧嘴，具有火焰监测器及自动熄火保护和报警装置。
当烧嘴故障熄火时系统将自动切断气路，并发出声、光报警信号。
防止了因煤气泄漏而引发的不安全因素。
同时在空气管路上设有安全防爆装置，天然气管路上设有紧急切断阀，以确保各系统的安全运行。
炉压：
自动控制，压力显示，超压报警。
风压：
自动控制，压力显示，欠压报警。
燃气压力：
自动控制，压力显示，炉温，预热空气温度，燃气超压欠压报警和紧急安全切断，同时与助燃压力联锁，当助燃欠压亦实行紧急安全切
断处理和报警，同时与助燃排烟的启动回讯进行联锁，防止不当操作。
炉温：
超温报警。
本炉升温操作程序为自动控制,并有联锁保护系统。
本炉所有电气设备、电线埋敷管、仪表柜等都有安全接地装置接地电阻<4Ω。
所有电线、电缆均敷设在钢管和线槽内,并有安全接地装置。
液化气管防静电接地，并设多路放空阀，配电柜各路供电系统均设有空气保护开关。
炉子烟囱设有避雷针和单独接地体。
六：
其它说明
6.1技术服务
合同签订后一周内提供窑炉基础图、工艺布置图，由需方负责基础施工。
厂方只需提供用电、用水、住宿，燃气、电力送至窑上即可，其余均为交钥匙工程。
提供全套窑炉操作使用说明书，窑炉结构示意图和电气控制原理图，仪器仪表以及成套设备提供产品合格证和使用说明书，在调试期间对业主方操作人员进行现场技术培训。
6.2售后服务和质保期
本设备质保期为交付使用后12个月时间。
我公司在设备交付使用后长期提供技术指导和操作人员现场培训。
6.3交货时间、地点
自开工之日起70天（节假日顺延）完工。
七：
验收标准
7.1质量标准：
根据GB50309-92《工业炉砌筑工程质量检验评定标准》，窑炉工程质量达优良等级标准。
7.2检测标准：
根据GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB6222-86《工业企业煤气安全规程》。
7.3电气设备检测标准：
执行IEC标准
八：
报价概算
序号
名称
规格及型号
单位
数量
单价
金额
备注
窑体钢结构
1
工字钢
20#
T
2.5
5500
13750
市场国标
2
工字钢
20#
T
2.27
5500
12485
市场国标
3
工字钢
10#
T
2.60
5500
14300
市场国标
4
圆钢
φ10
T
0.01
4700
4700
市场国标
5
方钢管
100×50×5
T
1
5000
5000
市场国标
6
方钢管
100×50×5
T
0.5
5000
2500
市场国标
7
方钢管
100×50×5
T
0.5
5000
2500
市场国标
8
角钢
5#
0.4
4800
1920
市场国标
9
A3钢板
δ=6
T
5
4850
24250
市场国标
10
A3钢板
δ=3
0.7
4850
3395
市场国标
11
A3钢板
δ=8
T
1
4850
4850
市场国标
12
A3钢板
δ=10
T
0.2
4850
970
市场国标
小计
90620
窑体耐火材料
1
氧化铝空心球
230×114×65
T
7.65
15000
116500
山东磊宝
2
氧化铝空心球
T
3.0
15000
45000
山东磊宝
3
氧化铝空心球
T
1.6
15000
24000
山东磊宝
4
JM26莫来石
230×114×65
T
13.
6300
81700
山东鲁阳
5
JM26莫来石
230×114×65
T
4.9
6300
31000
山东鲁阳
6
含锆棉毯
7200×600×25
卷
25
500
10500
山东鲁阳
7
纤维板
1000×600×50
块
60
100
6000
山东鲁阳
8
硅酸铝棉
4公分及5公分
m3
5.5
4500
25000
山东鲁阳
9
硅酸铝棉
4公分及5公分
m3
3.3
4500
15000
山东鲁阳
10
硅酸钙板
2440×1220×10
张
12
133
1600
山东鲁阳
11
陶瓷辊棒
Φ48×750
个
12
30
360
山东鲁阳
12
刚玉烧咀砖
块
8
1500
12000
山东磊宝
13
氧化铝空心球
T
13
15000
200000
山东鲁阳
14
重质高铝工砖
T
3.2
1800
9000
山东鲁阳
15
含锆棉毯
7200×600×25
卷
10
600
6000
山东鲁阳
16
硅酸铝棉
40mm及50mm
m3
8.8
4500
40000
山东鲁阳
17
含锆散棉
T
0.35
28000
10800
山东鲁阳
18
高铝散棉
T
0.32
22000
7200
山东鲁阳
19
粘结剂
T
0.75
4000
3000
山东鲁阳
20
气密性耐火泥
T
2.5
4000
10000
山东鲁阳
小计
654660
三
窑门钢结构
1
槽钢
28#槽钢
T
2.0
5500
11000
2
方钢管
100×50×5
T
0.9
5000
4500
市场国标
3
方钢管
100×50×5
T
0.5
5000
2500
市场国标
4
方钢管
100×50×5
T
0.4
5000
2000
市场国标
5
方钢管
100×50×5
T
0.25
5000
1250
市场国标
6
A3钢板
δ=10
T
0.243
4850
1178.55
市场国标
7
A3钢板
δ=3
T
0.207
4850
1003.95
市场国标
8
A3钢板
δ=10
T
0.1
4850
485
市场国标
小
计
23917.5
四
窑门砌筑
1
氧化铝空心球
230×114×65
T
2.8
15000
42000
山东磊宝
2
JM26莫来石
230×114×65
T
0.68
6300
4300
山东鲁阳
3
含锆棉毯
7200×600×25
卷
2
600
1200
山东鲁阳
4
硅酸铝棉
4公分及5公分
m3
0.976
4500
4400
山东鲁阳
5
气密性耐火泥
T
0.12
4000
480
山东鲁阳
小
计
52380
五
窑车钢结构
4个车计算
槽钢
12#
T
0.48
5000
2400
市场国标
工字钢
12#
T
1.5
5000
7500
市场国标
A3钢板
δ=3
T
1
4850
4850
市场国标
A3钢板
δ=8
T
0.5
4850
2425
市场国标
槽钢
20#
T
1
5000
5000
市场国标
工字钢
20#
T
0.5
5000
2500
市场国标
A3钢板
δ=12
T
0．25
4850
1212
市场国标
轮轴
Φ300轮65轴
套
4
2600
10400
中洲公司
小
计
36287
六
窑车砌筑
1
氧化铝空心球
T
3.8
15000
58000
山东磊宝
2
JM26莫来石
T
2.9
6300
18490
山东鲁阳
3
JM26莫来石
T
0.17
6300
1075
山东鲁阳
4
轻质高铝砖
T
0.25
2600
650
山东鲁阳
5
陶瓷纤维板
1000×600×50
块
10
180
1800
山东鲁阳
6
含锆散棉
T
0.05
28000
1400
山东鲁阳
7
高铝散棉
T
0.05
17000
850
山东鲁阳
8
气密性耐火泥
T
0.6
4000
2400
山东鲁阳
小
84265
升级会员 