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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156000 Nm3/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
四．锅炉设计和制造标准
(1)TSG G0001-2012《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。
