6-3.2m两段热脱焦油煤气发生炉技术方案09.09.21.doc

浙江赤道筑养路机械有限公司 WWW.CIRD.COM.CN 3.2m6双段式煤气炉 热脱焦油煤气站工程工艺设计方案 浙江赤道筑养路机械有限公司电话传真网址：WWW.CIRD.COM.CN 目 录1.概述-22.工艺技术方案-22.1工艺方案设计基础资料2.2设计规模2.3工艺流程设计2.4主要设备选型2.5 煤气站管路2.6分析化验2.7土建工程2.8电控仪表2.9安全、环保及消防措施2.10煤气站内用电3.净化后煤气指标- 134.煤气站劳动定额-145.设备明细表-146.工程报价-157.付款方式-168.工期-169.售后服务-1610.公司资质-171.概述1.1项目名称、建设单位、建设地址、制造厂家项目名称：3.26双段式煤气发生炉热脱焦煤气站建设单位： 建设地址：唐山制造厂家：淄博亚丰煤气设备有限公司1. 2项目概况根据厂家要求，用发生炉热煤气加热用以轧钢，煤气炉用量为6台3.2双段热煤气站，5开一备。1.3设计标准(1)建设项目环境保护管理条例。 (2)发生炉煤气站设计规范GB50195-94。(3)工业企业煤气安全规程GB6222-86。1.4设计原则(1) 严格按照煤气站设计规范，尤其是对易燃易爆区域划分及设备选型标准要求组织设计。(2) 选用技术含量高、技术成熟的可靠设备及工艺，确保操作方便，建设周期短，投产后并能长时间安全稳定运行。(3) 结合当地自然条件，认真贯彻“五化”（工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、公用工程社会化、设备技术国产化）的设计原则。 2.工艺技术方案2.1工艺方案设计基础资料为保证发生炉煤气的质量要求，并满足两段炉煤制气的工艺需要，适合的煤种有不粘煤、弱粘结性烟煤、长焰煤、年老的褐煤。可供选择使用的煤种有山西大同煤、陕西神木、内蒙东胜煤等。2.1.1 煤气炉用煤质量指标粒度 2040；2550；3060mm最大粒度与最小粒度之比 2块煤限下率（% ） 10含矸率（%） 2干基挥发分Vd（%） 20干基灰分Ad（%） 18干基全硫分Std（%） 2灰熔融性软化温度ST（） 1250热稳定性TS+6（%） 60抗碎强度（25mm）（%） 60胶质层厚度 12mm罗加指数R.I 20自由膨胀系数F.S.I 22.1.1 煤气发生炉主要气化指标气化强度 200300kg/m2.h干煤气化率 3.13.5Nm3/kg低发热值 60606480kJ/Nm3灰渣含碳率 15蒸气耗率 0.30.5kg/kg煤空气耗率 2.2Nm3/kg煤2.2设计规模 在煤气炉选型时，一般以煤气炉最大理论产量8085%的煤气量作为选择煤气炉规格的依据。根据用户对煤气质量及以上煤气总量的要求，本方案推荐煤气站工程规模为：五台3.2m两段式煤气发生炉热脱焦油煤气站常开，一台备用。2.3工艺流程设计 2.3.1工程范围本工程设计包括煤气发生炉，煤气净化，焦油池，软化水输配系统，炉底鼓风，站内管路，低压配电，自控仪表以及相应的辅助设施。2.3.2制气及净化工艺流程简述二段式煤气发生炉制气属于空气鼓风连续制气方式：炉体水夹套自产的低压蒸汽和鼓风空气混合组成的饱和气作为气化剂，（饱和温度一般控制在5565之间）。经过干式止回阀从煤气炉底部风管经过炉栅进入气化炉内，在气化段内与逆向加入的原料煤所形成的热半焦发生气化反应生成热煤气。其中有近75%的热煤气经过中心钢管及环型炉墙内的通道导出，形成底煤气；其余约25%左右的热煤气直接对干馏段中的烟煤加热、干燥、干馏，与干馏煤气混合形成顶煤气。 (1)顶煤气的产生入炉的烟煤被气化段产生的热煤气加热首先失去内外水分（90150），继而逐渐被干馏（150550）脱出挥发分，挥发分成份为焦油、烷烃类气体、酚及H2、CO2、CO、H2O混合物，其中，焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化被脱除，而烷烃类及H2、CO2、CO类做为干馏煤气和气化段产生的部分发生炉煤气混合成为顶煤气。因为干馏气具有较高热值，因而，属于混合气的顶煤气热值一般可达到16501750大卡/Nm3。 (2)顶煤气净化处理过程顶煤气进入C-37管电捕焦油器，其工作温度为90150之间，煤气中的焦油雾滴及灰尘被极化，汇集到极管管壁，自流至焦油罐。顶煤气中的焦油其物理特性相当于重油，热值可达9000大卡/kg以上，产量因煤种不同而不定，一般为原煤总量的35%，是优质化工原料或燃料。(3)底煤气的产生原料煤在干馏段被底部煤气干馏后，形成半焦进入气化段。半焦的挥发份一般为35%。半焦因脱去煤中的活性组份，气化活性比烟煤有所降低，其气化强度一般可达270350Kg.h，二段式气化炉气化火层的温度一般为10001300之间。半焦与蒸汽或空气混合气发生以下反应：C+O2=CO2+408840千焦/千摩尔C+1/2O2=CO+123217千焦/千摩尔CO2+C=CO-162405千焦/千摩尔C+ H2O =CO+ H2-118821千焦/千摩尔C+ 2H2O =CO2+ 2H2-75237千焦/千摩尔底部煤气为完全气化煤气，几乎不含焦油。但含少量灰尘，其热值一般为12001300大卡/Nm3。(4)底煤气的净化处理过程底煤气先经过落灰斗，除去大颗粒的灰尘后再进入旋风除尘器被离心除尘，除尘后的温度大约在450550。2.3.3 主要工艺特点（1） 采用两段式煤气发生炉生产煤气，气化效率高、热效率高、生产运行成本较低、自动化程度高、劳动强度低、操作环境良好。煤气杂质含量少、发热值高而且产气量稳定。（2） 下段煤气出口配置了落灰斗，内砌保温砖，煤气中大颗粒通过自重在部分落入管底，减轻了旋风除尘器除尘压力，以提高除尘效率。2.3.4主要节能措施（1）采用了新型密封锁气性好的自动加煤装置，减少了煤气的泄漏量。（2）对耗电量大的空气鼓风机，增设了变频调节器，降低电力消耗。（3）采用高效保温材料，减少热量损失，提高热利用率。（4）电气设计选用了节能型变压器，电机采用Y型系列，采用PLC控制系统。电气操作自动化程度高。2.4主要设备选型2.4.1 两段式煤气发生炉（见附图）3.2m两段煤气发生炉技术特性及基本参数序 号名 称单 位数 值1炉体内径mm32002截 面m28.043煤 种烟煤、长焰煤、老年褐煤4煤粒度mm2040、2550、30605最大煤气产量Nm3/h600075006煤气出口压力上段KPa1.53.0下段KPa2.04.07煤气出口温度上段100150下段5506008煤气热值上段KJ/m371107350下段KJ/m352255434混合段KJ/m363009耗 煤 量Kg/h2000250010空气耗量m3/kg.c1.52.511蒸汽压力Mpa0.29412炉底鼓风压力Kpa7.5kpa我公司全套引进英国二段式气化炉技术，经不断地完善与改进，该产品产气量比直径3.0米气化炉高15-20%，至今已成功运行近十年。与其他炉型相比，具有以下特点：（1）加煤机为液压双滚筒双路加煤装置，滚筒与壳体之间采用干油泵注入黄油密封，密封效果好，从而避免了由煤气泄漏而导致的不安全及浪费现象。双路交替加煤，使加煤装置更加可靠，避免了因一路加煤装置发生故障，而导致停炉、停产等现象出现。（2）煤气炉采用耐热不锈钢中心管导流下段煤气，结构简单，耐高温，不挂渣，使用寿命长，维修更换方便。（3）煤气炉体水套采用全水套结构，自产饱和蒸汽，可完全满足煤气炉自身的用气要求，不需外来蒸汽，使生产成本降低。（4）煤气炉采用湿式锥形灰盘，液压两侧出灰装置。偏心炉篦排灰具有很强的破渣作用，避免了因破渣出灰不好而引起的煤气炉的不正常现象。（5）煤气炉炉篦采用耐热、耐磨材料制造，且进风口切向布置，改进后的炉篦使炉内布风更加均匀合理，产量提高，操作运行更加稳定。（6）使用双侧液压棘轮驱动灰盘，使灰盘的传动更加平稳、可靠，并且棘轮没有机械磨损。 2.4.2电捕焦油器 电捕焦油器主要功能是除去上段煤气中的重质焦油。本设计单台煤气炉配有一台C-37电捕焦油器。其主要技术指标见下表。C-37型电捕焦油器主要技术指标序号名 称单 位指 标备 注1设备外壳直径mm24202设备总高度mm90003处理煤气量Nm3/h430070504除油效率955煤气工作温度801206沉淀极数量根377电极管内径mm2588有效截面积m21.89工作电压kV456010配套电源60kV/100mA2.4.3 旋风除尘器旋风除尘器主要功能是对下段煤气进行除尘。该旋风除尘器采用内保温砖砌筑，排灰采用水封闭合的方式，可防止空气混入造成煤气爆燃隐患。本设计单台煤气炉配一台旋风除尘器，其主要技术指标如下表：旋风除尘器主要技术指标序号名 称单 位指 标备 注1设备外壳直径mm17502处理煤气量Nm3/h360050003除尘效率60704煤气工作温度4505502.4.5空气鼓风机系统根据煤气产量,鼓风机的选型为9-26 7.1D，风压11055Pa，流量18177Nmh，二台，所配电机型号：Y315S-2，功率110KW，开二备一。为了防止风机噪音的传播，设有封闭的风机房。空气鼓风机单台独立配变频器。入发生炉的空气管路设有自然通风管和止回阀。空气总管末端加有防爆装置。空气鼓风机配有变频器。2.6 煤气站内管路 煤气站设空气管路、煤气管路、蒸汽管路、软化水管路、自来水管路、焦、油管路等。为避免输送过程中热损失及冬季防冻，对水、汽管路应采取保温措施。为避免管路腐蚀，管路采取防腐措施。2.6分析化验根据全站生产工艺的需要，设化验室，主要承担煤气成分的分析。2.7土建工程（用户自理）2.7.1站内平面布置依据本装置生产介质为易燃、易爆物质，生产的火灾危险性分类为乙类，装置总平面布置严格遵照发生炉煤气站设计规范、工业企业总平面设计规范和建筑设计防火规范等有关规定，注意各建、构筑物之间的防火间距和消防车道的畅通。并根据当地气象条件，对装置进行合理布置。在满足生产工艺要求的条件下，节约用地。煤气站主厂房内布置5台3200煤气炉。厂房为四层钢筋砼框架结构或框架式钢结构，一层为出灰层，敞开式，标高5.5米；二、三层为操作层，二层标高11.4米；三层标高18.4米；四层为配煤层，标高22.42米；房顶标高24.42米；二、三、四层均为半封闭式。主厂房尺寸：A、气化炉厂房框架：长宽高=43米8米22.45米B、辅助厂房框架：长宽高=40米4米14.5米辅助厂房包括空气鼓风机房、水泵房及变配电室。所有机械间为单层工业厂房。在空气鼓风机房设有通风排气装置。详细结构用户选择。2.8电控仪表技术方案2.8.1概述根据站区的布置及装置操作特点，同时考虑到管理以及最大限度的减少现场人员及现场操作，进行工厂的操作、工艺参数的监视及控制、生产能力的调整、报警监视以及工厂的管理等；顺序控制系统、联锁及紧急停车系统采用可编程序逻辑控制器(PLC)来实现；为了确保工厂的安全操作，对气化、排送装置安全保护则采用安全保护系统来实现，并设有电气联锁及紧急停车系统。2.8.2站区内危险等级区域划分按照现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的有关规定，主厂房的贮煤层、煤气加压机间、净化设备区等属于含有氢气、一氧化碳、碳氢化合物等可燃性混合物的危险场所，划分为2区，此外的其它区域为非防爆危险场所。2.8.3仪表类型的确定现场变送器采用电子式智能型仪表。控制阀采用电动执行机构。所有进出控制室的信号都是电信号。除温度检测元件和特殊测量仪表外，标准的电信号为420mADC或15VDC。现场安装的仪表根据爆炸危险等级划分加以适当保护措施。2.8.4主要关键仪表的选择 PLC智能仪表操控台PLC智能仪表操控台选用国内知名厂商的产品，具有过程控制、操作、显示记录、报警、关键数据记录以及自动调节等基本功能。具有较强的自动调节控制功能，单台炉独立配置。操作人员完全可以凭借该生产控制系统进行整个生产系统的操作。现场仪表（1） 压力仪表压力变送器、差压变送器均选用隔爆型电子式变送器。（2） 物位仪表液位测量一般选用远传差压变送器。信号报警本方案工艺参数越限报警由参数设定位限来实现。所有的报警信息（过程报警、系统报警）可在仪表台上实现声光报警。2.9煤气站用电本煤气站装机容量一览表序号名 称数量装机容量（KW）常开最大功率（KW）备注1软化水泵7.5KW322.5152开1备2鼓风机110KW33302202开1备4C-37电捕焦油器636205开一备6液压站11 KW26132551开1备7干油泵0.45KW62.62.255开一备8干油泵0.45KW62.62.255开一备9仪表电源3310站内照明66合计534.7323.52.10安全、环保及消防措施2.10.1安全煤气管道及设备均考虑了防雷及防静电接地设施。需进行检修维护的设备均设有梯、平台及安全栏杆。煤气站整个系统在不同部位设有安全泄压水封。检修时有专门的蒸汽吹扫和安全放散系统。建立严格的管理制度和完善的操作规程。煤气发生站区域设有围墙及门卫，严格管理。2.10.2环保噪音的防治鼓风机设有防噪措施。噪声可降低到80分贝以下。焦油的处理焦油由电捕焦油器捕捉后收集在焦油箱内。可以作为燃料使用，也可作为化工原料外销。2.10.3消防要求煤气站为易燃易爆场所，为保证安全生产，设计、施工、验收时遵循以下要求：煤气站主厂房为乙类爆炸危险场所，建筑物耐火等级不低于二级。煤气站内设有消防车道及消火栓，各层配备灭火炎夏。煤气站订立严格的防火、防爆规章制度，加强煤气站区的管理，并由专人负责。煤气站防雷装置完善，所有设备在防雷保护区内。动力及照明配电符合防爆要求（详见自控仪表及低压配电系统控制要求）。所有设备和管路接地良好，接地电阻4。空气鼓风管路上设逆止阀，防止煤气倒流入空气管路，形成爆炸性气体。空气总管末端设防爆膜片。电捕焦油器设有防爆模片，以利泄压。正常生产中，加强煤气中氧化层的分析化验，严禁煤气中氧含量超标（体积比0.8%）的情况下使用电捕焦油器投入运行。有条件时，在电捕焦油器入口管路上设置氧含量自动分析仪，并与电捕焦油器实现超标联锁。0煤场注意通风降温，特别是夏季防止煤碳自燃。1煤场筛分装置等设有除设施，防止粉尘积存和飞扬，防止煤尘爆炸。2.10.4灰渣的处理灰渣可作为铺路或制砖原料外销。3.煤气净化后的主要指标3.1煤气成份：（以神木煤为例）CO 2430%CO2 46%H2 1315%CH4 1.82.4%O2 0.6%N2 4751%3.2煤气热值 60606480KJ/Nm34.劳动定员煤气站劳动定员22人煤气站劳动定员表（仅供参考）序号岗位一班二班三班合计1司炉工666182运煤出渣33393化验11134站长115合计315、设备配置表（三台）序号名称及规格数量备注1煤气炉炉体总成6台套1.1煤仓6套1.2滑板阀26套1.3连接段26套1.4旋转加煤阀6套1.5煤气隔断阀26套1.6缓冲煤仓6套1.7炉顶36套1.8上出气管6套1.9上段炉体6套1.10中心管6套耐热不锈钢 1.12底部调节器66套1.13水冷箱体6套1.14炉体部分6台内20g =201.15汽包(1000)6台1.16炉体支撑部分6套1.17炉篦部分6套铸铁1.18碎渣圈6套1.19小灰刀66套1.20大灰刀26套1.21灰盘及灰盘传动6套1.22棘轮驱动装置26套1.23炉底三通鼓风管6套1.24探火孔156套铸铁（机加工）1.25液压系统6台套2耐火材料6套3耐火砖6项4旋风除尘器17506台5湿式盘形阀6台6C-37电捕焦油器6台Q235 =8mm6.1高压电源（100mA）6套7DN300钟罩阀6台8DN400干式止回阀6台9空气鼓风机 75Kw 9-26 7.1D-1(2+1)台流量12292Nm3/h，全压12427Pa10软化水泵7.5KWIS65-40-200A(2+1)台 流量14.3m3/h,扬程47.8m11电控及热工仪表1项12煤气管道（站区内）1项13水、空气、蒸汽管道及阀门1项14站内煤气管道阀门