新建111气化操作规程.doc

鄂尔多斯市乌审旗世林化工有限责任公司 煤气化装置操作规程世林化工有限责任公司气化操作规程(试行)鄂尔多斯市乌审旗世林化工有限责任公司编制审核审定批准实施日期分发号归档号注意：本文件为内部保密文件，不得复制或外传，违者责任自负目 录第一章 概述2第二章 基本原理18第三章 工艺流程22第四章 系统开停车27第五章 正常操作67第六章 煤气化装置联锁71第七章 煤气化装置控制程序80第八章 常见事故及处理93第九章 安全环保注意事项99第十章 煤气化装置主要报警和连锁值表111第十一章 煤气化装置主要设备参数一览表123第一章 概述1.1装置简介 鄂尔多斯市世林化工煤气化装置采用目前国内自主研发的两段式气化炉先进的气流床煤气化工艺。煤粉、氧气在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程，气化产物为以H2和CO 为主的合成气。采用干煤粉加压进料方式，纯氧作为气化剂，气化炉膛温度高达14001600，压力4.0MPa，碳转化率高达99%以上，氧耗低冷煤气效率高，液态排渣，产品气体洁净，有效气体(CO+H2)高达90%（干基）以上，CO2的含量相当少，酸性气体处理费用低，渣和灰可作建筑材料，H2S和粉尘几乎是零排放，工艺用水可循环利用，废水排放极少并且有机物含量很低，符合环保要求。本装置两段式气化炉采用对称布置的4个煤烧嘴，单炉日投粉煤量1000吨。粗合成气（湿基）产量为138628 Nm3/h，副产中压蒸汽。本煤气化装置由磨煤与干燥单元U-03100、加压输送单元U-03200、煤气化单元U-03300、除渣单元U-03400、湿洗单元U-03600、灰水处理工序U-03700及公用工程单元 U-03900组成，其中灰水处理单元、酸碱系统、燃料系统、CO2压缩系统公用工程部分单元为煤气化系列共用。1.2煤气化岗位任务1.2.1 现场岗位 本岗位的主要任务是做好现场巡查工作，,做好开车前后设备的运行、调试,让每台现场设备具备一次开车成功能力；在开车期间,协助中控岗位做好设备的运行监护,准确无误的做好数据记录，并对未运行设备进行维护、保养,使设备随时处于可备用状态。(现场设备包括压缩机、汽包、破渣机、各种塔罐和高低压泵等)。1.2.2 中控岗位 本岗位的任务是维持磨煤系统(U-03100),煤给料系统(U-03200),气化系统(U-03300),除渣系统(U-03400),湿法洗涤系统(U-03600)。灰水处理系统(U-03700)及公共系统(U-03900)的正常运行，并协调与公用工程车间,净化分厂,空分分厂的生产关系。磨煤系统(U-03100) 的任务是与现场岗位协调,将合格的粉煤送往煤加压进料系统。严格控制各项指标，维持系统的安全稳定运行，并根据汽化炉负荷相应调整磨煤系统负荷，根据两个系统用煤量合理调整偏量，实现系统经济稳定运行。 煤给料系统(U-03200)由2套完全相同的锁斗加压系统组成,本系统的任务是将磨煤送来的粉煤经煤锁斗加压,再送往气化炉的四个煤烧咀，严格按操作规程操作，防止误操作影响系统的安全稳定运行以及损坏设备。气化系统(U-03300)的任务是将加压后的粉煤和氧气通过2对相对的煤烧咀送入气化炉,使粉煤和氧气的混合物在一定条件发生反应,同时控制好炉内的温度,压力,出口合成气的温度及气化炉内的渣层厚度，并将产生的中压饱和蒸汽导入管网或自用。除渣系统(U-03400)的任务是将气化炉渣口流出的液态渣冷却、粒化并排至渣脱水槽T-03401,然后通过捞渣机和渣输送带送往渣场，严格控制各流量指标，密切注意与渣池有关的温度、密度、液位变化。湿法洗涤系统(U-03600)的任务是将经过干法除尘后的热合成气在文丘里洗涤器和湿洗塔里洗涤激冷,以脱除粗合成气中所含的氯化氢、氢氟酸和微量固体.最后将合格的合成气送往净化，通过有效调整补水和排水量控制好C-1601液位，通过控制P-1601打水量控制好C-1601出口温度，并负责加碱以有效控制C-1601内水的PH，使合成气得到最好的清洗效果。灰水处理系统(U-03700)的任务是将除渣系统,湿洗系统及其它装置送来的废水,进行闪蒸处理、回收、再利用。公共系统包括氮气系统,燃料和火炬系统、冷却水系统、工艺水系统、蒸汽/冷凝液系统、仪表空气系统和酸碱系统。该系统为各单元提供服务,满足各单元对氮气、各种用水、蒸汽和酸碱等需要。1.3建立以岗位责任制为中心的八项管理制度1.3.1岗位责任制车间主任岗位责任制(1) 在生产部长的领导下，对车间行政、生产、设备管理工作全面负责，全面组织和指挥工段生产，负责车间技术经济工作。(2) 负责编制工段年、季、月度生产工作计划，并监督执行。(3) 建立健全车间的管理制度与工作程序，坚持按制度和程序办事，明确责任分工。并且以身作则，带头执行，事事有人管，人人有专责，使车间管理科学化、规范化。(4) 每月召开一次车间管理人员、班组长会议，总结上月工作，布置本月任务。每周召开一次车间生产例会。(5) 狠抓产品质量，加强经济管理，建立以质量和经济效益为中心的责任制、奖惩制。(6) 加强业务培训，组织职工学习，开展岗位练兵活动。(7) 组织职工认真贯彻执行安全生产制度，抓好三废排放，不断改善劳动条件，保证安全生产。(8) 结合车间工作，联系职工思想动态，做好职工的思想政治工作。车间副主任岗位责任制(1) 在车间主任领导下，负责组织生产、工艺和设备管理，同时受生产部 长的领导，业务上受生产部指挥。(2) 贯彻工艺管理制度，组织制定，修订岗位管理技术标准及管理制度，并检查贯彻执行情况。(3) 负责编制生产、检修、技措技改、安措和质量工作计划，并监督执行。(4) 全面掌握生产动态，贯彻执行调度命令，及时解决生产问题，同时做好环保工作。(5) 抓好车间无泄漏建设，做到清洁文明生产，参加设备评级，及时提出检修建议。(6) 负责贯彻安全生产制度，组织工艺事故的调整、分析和处理，并制定落实防范措施。(7) 发动员工，提合理化建议，并组织讨论落实。(8) 抓好业务培训和岗位练兵，不断提高职工的业务水平。(9) 及时总结生产、操作管理方面的经验，落实节能降耗，完成各项技术 经济指标。(10) 关心职工生活，围绕以生产为中心，协助车间主任做好职工的思想工 作，抓好职工队伍的建设。工艺工程师岗位责任制(1) 在车间副主任的领导下负责本车间的工艺技术管理工作。(2) 负责车间操作规程、各种生产方案的编写、修订并监督实施。(3) 负责车间各种记录报表的设计、印制及生产过程报表的收发、检查，监督报表的填写。(4) 负责车间生产工艺技术资料的收集、整理、建档工作。(5) 负责车间生产工艺技改技措、节能降耗方案的提出、制定及实施。(6) 负责员工的业务技术培训、考核。(7) 负责解决和处理日常生产过程中的工艺技术问题。(8) 负责车间消耗定额的分解、实施与考核。(9) 负责车间安全、环保技术措施的制定及监督实施。(10) 完成上级安排的其他临时任务。设备工程师岗位责任制(1) 在车间副主任的领导下负责车间的设备管理工作。(2) 负责车间设备检修规程、维护保养制度、安全运行措施的编写、制定和监督实施。(3) 负责车间设备技术资料的收集、整理和建档。(4) 负责车间设备备品备件、油品等消耗计划的制定。(5) 负责车间压力容器、安全阀的审验、校对，登记证的建档。(6) 负责车间设备、管道的防腐、保温工作。(7) 负责车间无泄漏管理工作及三率（设备泄漏率、完好率、运转率）的管理与考核。(8) 负责解决和处理设备运行过程中的技术问题。(9) 协助副主任搞好清洁文明生产工作。(10) 负责车间固定资产的建档及管理工作。(11) 由工艺技术员协助负责车间设备、管道、阀门、建构筑物的涂色、编号工作。(12) 负责编写车间设备的大、中、小修检修计划及方案，并监督实施。(13) 完成上级安排的其他临时工作任务。综合管理员岗位责任制(1) 在主任的领导下，处理车间的事务性工作。(2) 按时编写考勤表、保健表和奖金发放表。(3) 负责领发车间的保健费、奖金、报刊、杂志、信件。(4) 负责申领车间各种劳保用品、办公用品。(5) 建立员工登记表，建立出勤、保健、奖金等统计台帐。(6) 负责本部门文件签收、登记、保管工作。(7) 办理员工转正定级、工资调整的具体审批手续。(8) 负责本部门一般技术资料及图书的保管工作。(9) 负责材料消耗及成本核算统计工作。(10) 做好月报、年报的统计工作。(11) 做好原始记录、台帐的汇总保存工作。(12) 参加经济责任制考核工作。(13) 负责本车间的物耗，单位消耗，产量统计核算工作，并负责填写好核算本。班长岗位责任制(1) 在车间领导下，负责组织班组的生产和工艺管理，业务上受生产部调度指挥。(2) 严格执行岗位安全生产责任制，指挥协调本班生产。(3) 严格执行岗位操作规程，控制好各项工艺指标。(4) 对本班组的安全、生产、劳动纪律、现场管理负责。(5) 及时总结本班组的生产、操作管理经验。(6) 抓好本班组的节能降耗工作。(7) 七、掌握本岗位的“应知、应会”，组织本班组的业务学习和岗位练兵。(8) 八、对违章指挥和命令有权拒绝执行，并迅速越级上报。(9) 九、负责管理好各岗位的设备、专用工器具、消防和防护器材。(10) 十、关心班组职工生活，围绕以生产为中心搞好班组建设，争创先进文明生产班组。中控岗位责任制(1) 遵章守纪，服从分配，听从指挥。(2) 严格执行岗位安全生产责任制，熟知与有关岗位的联系方式和号码，在事故状态下，准确迅速地内外联系，指挥协调生产。(3) 严格执行岗位操作规程，控制好各项工艺指标。(4) 按时如实填写生产记录报表，认真进行交接班。(5) 出现问题时按规定及时准确作出处理，发生紧急事故时有权先处理后汇报。(6) 保持本岗位环境卫生及所属设备的清净，保质保量按时完成生产任务。(7) 钻研生产技术，掌握本工种、本岗位的“应知”、“应会”。(8) 在业务上受当班班长直接领导，对现场操作应发出及时的准确指令，指挥现场副操和巡检。(9) 对违章指挥和违章命令有权拒绝执行，并迅速越级上报。拒绝非本岗位人员乱动计算机。(10) 对本岗位的操作规程有权提出修改意见，在未经有关领导及部门同意前不得自行修改工艺指标。(11) 负责管理好本岗位的设备、专用工器具、消防和防护器材。巡检岗位责任制(1) 遵守纪律，服从分配，听从指挥。(2) 严格执行岗位安全生产责任制，熟知与有关岗位的联系方式和电话号码。在事故状态下，准确迅速的内外联系，及时处理。(3) 严格执行岗位操作规程，控制好各项工艺指标。(4) 按时、按点、按巡回路线进行巡回检查，如实填写生产记录报表，认真进行交接班。(5) 发现问题时按规定及时处理，发生紧急事故时，有权先处理后汇报。(6) 严格执行清洗文明生产制度，保持本岗位环境卫生及所属设备的清洁。做到窗明地净、轴见光、沟见底、设备见本色。(7) 钻研生产技术，掌握本工种、本岗位的“应知”、“应会”。对岗位的操作规程有权提出修改意见，在未经有关领导及部门同意前不得试行。(8) 在业务上受当班班长和中控直接领导。(9) 对违章指挥和命令有权拒绝执行，并迅速越级上报。拒绝非本岗位人员乱动阀门、仪表、电器等设备。(10) 负责管理好本岗位所用工器具、消防和防护器材。1.3.2交接班制(1) 接班者提前30分钟到达现场，了解和检查上班生产情况，准时参加班前会，认真听取上班班长的汇报和本班班长的工作安排，然后到岗位逐项进行对口交接。(2) 交班者应认真填写交接班日志，做到“十交”“五不交”。1、“十交”指：交任务完成情况。交工艺指标执行情况和操作记录。交质量和消耗情况。交设备、仪表的运行检修和试车情况。交安全生产和事故处理情况。交跑、冒、滴、漏情况。交消防、气防、电讯器材及其它器具情况。交原材料、成品的库存及润滑油的备用情况。交岗位区域卫生。交上级指示和有关注意事项。2、“五不交”指：事故状态下不交。工艺和设备情况不清不交。操作记录不全、不清、不准不交。区域卫生不干净不交。任务未完成的原因不清不交。(3) 接班者逐项检查确认无问题时，双方签字后方算交接班完毕。(4) 接班者签名后交班者方可离开岗位参加班后会，由班长总结本班生产,如班内发生事故，应立即召开事故分析会，按照“三不放过”的原则，对事故责任者进行严肃处理，对避免重大事故的有功人员进行上报。(5) 交接班时如在事故状态，由交班者负责处理，接班者协助处理。1.3.3巡回检查制巡回检查制度是保障生产安全、连续、稳定运行的重要手段，因此要求气化生产岗位人员每2小时至少将自己所属生产岗位巡回检查一次，当生产不正常时要增加巡回检查次数。巡回检查主要内容：(1) 实行“四定一挂”。四定是：定时、定点、定内容、定路线；一挂是：每次巡检后按规定牌号挂牌，对设备的要害部位和缺陷部位要经常检查。(2) 巡回检查必须要从严、从细、从勤，做到眼看、耳听、手摸、鼻闻，及时发现问题，排除隐患，确保安全稳定生产。(3) 巡回检查期间按规定着装，随身携带“三件宝”：（扳手、听针、擦机布），按本岗位规定线路依次检查。(4) 夜间外出巡检，手电不离手，以防断电事故发生。(5) 对本岗位所属设备、管线、阀门、仪表做全面详细检查。检查现场有无“跑、冒、滴、漏”现象。(6) 尤其对本岗位磨煤机、风机、泵等运转设备，靠“望”“听”“摸”“嗅”等手段检查其是否运行正常（振动、温度、响声、电流、压力、油位、油质、填料泄漏情况以及平衡管畅通情况和冷却水情况等）。(7) 对于备用运转设备，每班应按规定时间进行盘车。冬季应做好设备防冻工作，保证备机处于良好备用状态。(8) 对本岗位中的薄弱环节要加强检查，做到心中有数。(9) 系统稳定后每奇数钟点前半小时开始巡回检查，检查后将所检查牌指针拨至奇数钟点。(10) 巡回检查中发现生产异常现象及事故隐患要及时处理，并做好记录。处理不了的应及时向主操、调度汇报，并按主操、调度意见妥善处理。(11) 现场巡检人员在巡检时或外进行操作时，要带对讲机以保证中控的指令能随时传达并执行。(12) 控制室内不得大声喧哗，不得聚众闲聊，不看与生产无关的书报、杂志，不做与生产无关的事情。(13) 剩饭、菜、汤等带油的食物定点摆放，不得进入地下管网。(14) 如实填写巡检纪录，不得作假和涂改。(15) 发现问题及时按规定准确作出处理；发现紧急事故时，有权先处理后汇报。1.3.4安全生产责任制(1) 牢固树立“安全第一，预防为主”的安全生产方针。(2) 严格遵守安全生产技术规程，确保职工安全、健康和公司财产不受损失，确保各项业务圆满完成。(3) 及时发现和消除生产中的不安全因素，自己不能消除的应立即向上级反映处理，把事故消灭在萌芽之中。(4) 对本岗位的各种介质应做到“三知、三会”。即：知防火规定，会灭火办法；知防烟规定，会采取措施；知防毒规定，会防毒方法。(5) 对岗位上的消防、气防器材及其它安全设施，要妥善保管，并经常检查，保证处于备用状态。(6) 坚持交接班，必须交安全，如发生事故要及时如实地向上级汇报，并要保护好现场，作好详细记录。(7) 定期开展安全教育和业务学习，必须坚持持证上岗。1.3.5设备维护保养制 (1) 设备是生产的物质基础，必须要做到设备维护保养、定点润滑、运行检查落实到人。(2) 设备运行应严格遵守工艺条件，做到“四不”、“一防”。四不是：不超温、不超压、不超速、不超负荷；一防是：防止事故发生。(3) 严格执行“三级过滤”和“五定”加油规定，保证设备润滑良好。(4) 做好设备的紧固和防腐，保证泄漏率在0.5%以下。(5) 按规定做好动设备的盘车工作。(6) 冬季要切实做好设备防冻保温工作，确保不冻坏一个阀门、一根管线、一台设备。1.3.6质量负责制(1) 牢固树立“质量第一”的思想，严格执行操作规程，确保本岗位产品质量合格。(2) 开展目标管理，对影响工艺指标的“六要素”（人、机、料、规程、检测、环境）要经常分析，做到事前把关、事后总结。(3) 开展全面质量管理的“三全”（全员、全部门、全过程）制度，做到优质、低耗的安全生产。(4) 全面开展以班组为单位的小组活动，探讨、解决生产中存在的问题，提高工艺指标合格率。1.3.7岗位练兵制(1) 为确保安全稳定生产，提高职工素质，必须要进行岗位练兵。(2) 岗位练兵采用“两结合”“两为主”的练兵方法。即：岗位练兵和技术讲解相结合，以岗位练兵为主，经常开展操作表演、技术问题、技术讲课、技术讨论、交流经验，不断提高操作技术水平；自学和互教互学相结合，以自学为主，要多看、多想、多问、多记，不断增长业务理论知识。(3) 对生产操作做到“一清”、“二懂”、“三会”。即一清是对岗位工艺流程和控制点位置及作用清楚；二懂是懂生产原理；懂工艺条件及控制的重要性；三会是按操作规程会停车，会正常操作，会预防和处理事故。(4) 对管辖设备做到“四懂、三会”。即：懂性能、懂作用、懂一般结构原理、懂故障预防处理；会使用、会维护保养、会解除故障。(5) 对岗位的仪表信号及联锁做到“三知”、“三会”。即：三知是知仪表性能及控制部位，知仪表联锁信号作用，知仪表计量单位；三会是会使用、会判断、会换算。1.3.8班组经济核算制(1) 经济和核算工作由工段负责，核算员行政上受工段长领导，业务上受公司财务部门的指导。(2) 根据公司下达的成本计划、费用指标进行成本倒算，编制月、季、年工段成本及费用计划，并将费用指标下达到各班组，保证工段成本及费用计划的完成。(3) 对工段的费用、成本进行核算，登记工段成本费用，编制上报工段经济核算报表。(4) 对本工段消耗进行核算与控制，参与本工段固定资产管理及核算工作。(5) 掌握工段产量、质量、各种消耗、各种费用的详细数据，定期组织工段内部进行经济活动分析，定期公布工段经济指标完成情况。(6) 经济核算受相关部门监督。1.4煤的基础知识1.4.1煤的形成煤是由远古植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过物理与化学作用而形成的有机生物岩，是一个极其漫长而复杂的过程。煤生成过程中的成煤植物来源与成煤条件的差异造成了煤种类的多样性与煤基本性质的复杂性，并直接影响煤的开采、洗选和综合利用。煤的成因因素，即成煤植物的种类，植物遗体的堆积环境和堆积方式,泥炭化阶段经受的生物化学作用等影响泥炭形成并保存的诸因素，决定了煤在显微结构上具有多种形态各异的显微成分。煤的变质因素，即泥炭成岩后煤变质作用的类型、温度、压力、时间及其相互作用决定了煤的化学成熟程度，亦即煤化程度，又称煤化度。1.4.2煤的分类根据煤化度的不同，它可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。各类煤具有不同的外表特征和特性，其典型的品种，一般肉眼就能区分。表11 四类煤的主要特征与区分标志特征与标志泥炭褐煤烟煤无烟煤颜色棕褐色褐色、黑褐色黑色灰黑色光泽无大多无光泽有一定光泽金属光泽外观有原始植物残体，土状无原始植物残体，无明显条呈条带状无明显条带自然水分多较多较少少密度/ g.cm-31.101.401.201.451.351.90硬度很低低较高高燃烧现象有烟有烟多烟无烟1.4.3煤的基本性质（1）煤的可磨性煤的可磨性标志着煤粉碎的难易程度，对煤粉制备是一项重要指标。不同煤种的煤可磨性不同，煤中的水分、挥发分含量以及矿物质的成分、结构、性质都会影响煤的可磨性。哈德格罗夫可磨性指标测定法（简称哈氏法）是以一种美国易磨碎的烟煤作为标准，以它的可磨性指数为100，在相同的条件下与其他煤样进行比较，定出它们的可磨性指数。中国煤的可磨性指标测定采用哈氏法。(2)煤（焦）活性煤（焦）活性表征煤（焦）的化学反应的能力，是煤气化的重要指标。测定原理是在高温下测定煤（焦）对CO2的还原成CO的能力，用体积百分数标出。(3)灰熔点灰熔点是煤燃烧或气化时的一项重要指标。煤的灰渣是由多种金属和非金属氧化物组成，没有确定的熔点，工业上指的灰熔点，实际上是灰渣在高温下的三个变形特征温度。DT1=变形温度；ST2=软化温度；FT3=流动温度。影响煤灰熔融性的主要因素煤灰的熔融性主要取决于煤灰化学组成。煤灰中Al2O3含量高，其灰熔点就高。如煤灰成分中Al2O3大于40%，其灰熔点ST2一般都超过1500；而三氧化二铁含量高的煤灰，其灰熔点一般均较低。氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等碱性氧化物含量越高，则灰熔点愈低。但当氧化钙含量大于30%时，则氧化钙含量增高反而提高煤灰熔融点。在锅炉设计中，大多采用软化温度作为灰熔点。(4)煤灰的黏度煤灰的黏度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系数，表征煤灰在高温熔融状态下流动时的物理特性。煤灰的黏度大小主要取决于煤灰的组成及各成分间的相互作用。不同的煤灰其流动性不同。此外，煤灰的黏度大小和温度的高低有着极其密切的关系（图11）。煤灰的黏度对于液态排渣的工业锅炉和气化炉来说是很重要的参数。根据煤灰黏度的大小以及煤灰的化学组成，就可以选择合适的煤源；或者采用添加助熔剂，甚至采用配煤的方法来改善煤灰的流动性，使其符合液态排渣炉的使用要求。煤灰的熔融性在一定程度上可以用以粗略地判断煤灰的流动性。对于大多数煤灰来说，熔融性温度高的煤灰，其流动性也差。在煤灰化学组分中，SiO2和A12O3能增大灰的黏度；Fe2O3、CaO、MgO等能降低煤灰黏度。但是若煤灰中Fe2O3含量较高而SiO2较少，在一定范围内SiO2含量增加反而能降低黏度。Na2O、K2O都只会降低黏度。利用煤灰渣的化学组分可以预测其流动性。(5)煤的风化与自燃长期堆放的煤由于雨水和空气的氧作用而使煤质发生很大变化，煤质变酥，强度、硬度、发热量、干馏时焦油产率、着火点指标下降等变化称为煤的风化。在燃烧和煤的气化时，应在煤的储存和运输中尽可能避免。煤在堆场和煤仓中较长时间储存，煤在此缓慢氧化产生的热量不及时散出，煤的温度升高，温度升高会更进一步促进氧化作用进行，当煤的温度达着火点时，在与空气接触的情况下，就会发生自燃。煤的自燃除造成煤的损失外，更主要的在储存和运输中发生火灾，尤其是变质程度低的煤应特别注意，防止煤中热量聚集。下面是几种主要煤种着火点范围。泥炭：225280；褐煤：250410；烟煤：400500；无烟煤；550600；焦炭：700。（6）煤的发热量发热量测定是煤质分析的一个主要项目，也是评价煤的主要质量指标。目前，国际国内均采用氧弹方法测定发热量。它是把一定量的分析煤样置于氧弹热量计中，在充入过量氧的氧弹内，使煤完全燃烧。氧弹预先放在一个盛满水的容器中，根据煤燃烧后水温的升高，计算试样的发热量。单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量。单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低位发热量。低位发热量也即由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢含量燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。1.4.4煤的工业分析（1）基的概念在工业生产或科学研究中，有时为某种目的将煤中的某些成分不计进去而重新组合，然后计算其组成百分含量，这种组合体称为基。换句话说，就是指以什么状态的煤来表示化验结果。常用的燃煤基有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基四种。表12 各种煤基的状态煤基煤的状态煤含有组成收到基（ar）收到时的煤表面水分(Mf)、空干基水分(MiNH)、灰分、挥发分、固定碳空气干燥基（ad）达到与环境湿度平衡时的煤空干基水分、灰分、挥发分、固定碳干燥基（d）在105干燥后的假想煤挥发分、灰分、固定碳干燥无灰基(daf)扣除水分和815下燃烧后灰分质量的假想煤挥发分、固定碳(2)煤的水分煤中的水分，按其在煤中存在的状态，可以分为外在水分、内在水分和化合水三种。外在水分（free moisture;surface moisture）是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中，附着在煤的颗粒表面以及直径大于10-5cm的毛细孔中的水分（简记符号Mf）。外在水分以机械的方式与煤相结合，蒸汽压与纯水的蒸汽压相等，较易蒸发。当煤在室温下的空气中放置时，外在水分不断蒸发，直至与空气的相对湿度达到平衡时为止。此时失去的水分就是外在水分。含有外在水分的煤称为收到煤，仅失去外在水分的煤则称为空气干燥煤。煤质化验通常采用空气干燥煤样进行。内在水分（moisture in air-dried coal;inherent moisture）是指煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分（简记符号MiNH）。内在水分以物理化学方式与煤相结合，蒸汽压小于纯水的蒸汽压，较难蒸发，加热至105110时才能蒸发。因此，将空气干燥煤样加热至105110时所失去的水分即为内在水分。失去内在水分的煤称为干燥煤。煤的外在水分与内在水分的总和称为煤的全水分（total moisture，简记符号Mt）。化合水（water of constitution）煤中的化合水是指以化学方式与矿物质结合的，在全水分测定后仍保留下来的水分，即通常所说的结晶水和结合水。化合水含量不大，而且必须在更高的温度下才能失去，因此，在煤的工业分析中，一般不考虑化合水。(3)煤的灰分煤的灰分（ash，简记符号A）是指煤中所有可燃物质完全燃烧时，煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，因此称为灰分产率更确切。灰分越高，气化煤耗、氧耗越高，气化炉及灰渣处理系统负担也就越重，严重时会影响气化炉的正常运行。两段式气化炉采用水冷壁结构，以渣抗渣，如果灰分含量太低，气化炉的热损大，且不利于炉壁的抗渣保护，影响气化炉的使用寿命(4)煤的挥发分煤在规定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为挥发分，简记符号V。(5)固定炭测定煤的挥发分时,剩下的不挥发物称为焦渣，焦渣减去灰分称为固定碳，简记符号FC。固定碳就是煤在隔绝空气的高温加热条件下，煤中有机质分解的残余物。1.4.5煤的元素分析煤的组成以有机质为主体，煤的工艺用途主要是由煤中有机质的性质决定的。煤中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等5种元素组成，其中又以碳、氢、氧为主其总和占有机质95%（质量分数）以上。有机质的元素组成与煤的成因类型、煤岩组成及煤化程度等因素有关。煤的元素分析，就是确定煤中有机物的碳、氢、氧、氮、硫等含量的百分比，作为煤的有机质特性。(1)碳碳是煤中最重要的组成部分，是组成煤炭的大分子骨架，是煤在燃烧过程中产生热量的重要元素之一。煤的碳含量随煤化程度的加深而增高。泥炭的碳含量为50%60%（质量分数），褐煤为60%77%（质量分数），烟煤为74%92%（质量分数），而无烟煤为90%98%（质量分数）。(2)氢氢是煤中的第二个重要组成元素，也是煤中可燃部分，其燃烧时可放出大量的热量。煤中氢的含量虽然并不高，但它的发热量高。(3)氧氧也是组成煤有机质的一个十分重要元素。氧元素在煤的燃烧过程中不产生热量，但能与产生热量的氢生成水，使燃烧热量降低，是动力用煤的不利的因素。同时氧是煤中反应能力最强元素。因此,当煤用于热加工时,煤中氧含量对热加工影响较大。(4)氮煤的有机质中氮的含量比较少,它主要来自成煤植物中的蛋白质。煤中氮含量多在0.81.8%（质量分数）的范围内变化。煤中氮在燃烧时一般不氧化，而成游离状态Nx进入废气中，当煤作为高温热加工原料进行加热时,煤中氮的一部分变成N2、NH3、HCN及其他一些含氮化合物逸出，其余部分则以某些结构复杂的氮化合物形态出现。(5)硫硫是煤中最有害的杂质。作动力燃烧时，煤中硫燃烧生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，使催化剂中毒，影响操作及产品质量，而且污染环境。煤中硫可分为有机硫和无机硫两大类，有时也有微量的元素硫。煤中各种硫分的总和称为全硫含量，以“St”表示。硫铁矿硫含量高的煤，在堆放时易于氧化和自燃,使煤的灰分增加，热值降低。第二章 基本原理2.1工艺概况本装置采用多喷嘴干煤粉加压气化工艺，输送过程不易堵塞，煤粉输送连续、平稳、均匀、脉动小。气化温度约1400-1600，压力4.0Mpa，碳转化率高达99%以上，产品气体相对洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（CO+H2）高达90%以上。气化炉采用水冷壁结构，以渣抗渣，无耐火砖衬里，维护量少，运转周期长，无需备炉。气化形成的混合粗煤气，在气化炉上部经喷淋冷却水激冷至800900左右，使其中夹带的熔融态灰渣颗粒固化。粗煤气离开气化炉进入激冷罐，在激冷罐内与水发生传热传质，再经过湿洗，冷却至196，湿洗塔出口粗合成气量为138628 Nm3/h，粉尘含量1mg/Nm3，送往甲醇工段作为年产30万吨甲醇的原料气。粗合成气的成份如下： 粗合成气成份COH2N2CO2H2SCOSH2OMol %36.2715.290.343.470.4244.202.2工艺原理及特点2.2.1工艺原理气流床以粉煤为原料，由气化剂夹带入炉，煤和气化剂进行并流（活塞流）部分氧化反应。为弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粒度很细（0.1mm）和高的反应温度（火焰中心温度在2000以上），因此液态排渣是其必然结果。干法进料气流床煤气化采用水冷壁结构，气化温度可达1800左右，气化强度大大提高，具有原料适应性广、冷煤气效率高、碳转化率高、比氧耗低等特点，代表了大规模煤气化的发展方向。干法进料气流床气化的炉型有：K-T炉、Shell、Prenflo、GSP和西安热工院的两段式气化炉等。气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程。由于在气化炉内高温条件下发生多相反应，反应过程极为复杂，可能进行的化学反应很多。在高温条件下，生成的煤气中主要含CO、H2、CO2、H2O、N2和少量的H2S、COS及CH4等。在粉煤气流床气化炉中进行的气化反应过程及反应方程可概括如下。（1）煤的干燥及裂解与挥发物的燃烧气化由于气流床气化反应温度很高，煤粉受热速度极快，可以认为煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，同时发生快速的热分解脱除挥发分，生成半焦和气体产物（CO、H2、CO2、H2S、N2、CH4和其他碳氢化合物CmHn）。生成的气体产物中的可燃成分（CO、H2、CH4、CmHn），在富含氧气的条件下，迅速与O2发生燃烧反应，并放出大量的热，使粉煤夹带流温度急剧升高，并维持气化反应的进行。CmHn十（m+n/4）O2=mCO2+（n/2）H2OCmHn+（m/2）O2=mCO十（n/2）H22CO+O2=2CO22H2+O2=2H2OCH4+2O2=2H2O+CO2(2)固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应脱除挥发分的粉煤固体颗粒或半焦中的固定碳，在高温条件下，与气化剂进行气化反应。挥发分的燃烧反应。剩余的氧与碳发生燃烧和气化反应，使氧消耗怠尽。C+O2=CO22C+O2=2CO炽热的半焦与水蒸气进行还原反应，生成CO和H2。C+H2O=H2+COC+2H2O=2H2+CO2 (3)生成的气体与固体颗粒间的反应高温的半焦颗粒，除与气化剂水蒸气和氧气进行气化反应外，与反应生成气也存在气化反应。C+CO2=2COC+2H2=CH4煤中的硫，在高温还原性气体存在的条件下，与H2和CO反应生成H2S和COS。（1/2）S2+H2=H2S（1/2）S2十CO=COS(4)反应生成气体彼此间进行的反应气化反应生成的气体，在高温条件下，活性很强。在它们自身被生成的同时，其相互之间也存在着可逆反应。CO+H2O= H2十CO2CO+3 H2=CH4+ H2OCO2十4 H2=C H4+2 H2O2CO+2 H2=CH4十CO2H2S+COCOS+ H2上述反应都伴随有热效应发生。热效应分两种形式：一是放热反应，包括C-O2反应、CO-O2反应、H2-O2反应、水煤气变换反应和甲烷的生成反应；二是吸热反应，包括C-CO2反应及C- H2O反应等。2.2.2工艺特点(1)干煤粉进料煤种适应性广，从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化，对煤的灰融点范围比其它气化工艺更宽。对于高灰分、高水分、高含硫量的煤种也同样适应。粉煤用密封料斗法升压（即间断升压），常压粉煤经变压仓升压进入工作仓（压力仓），其压力略高于气化炉，粉煤用氮气（N2，99）夹带入炉（经喷嘴）。(2)气化温度约14001600，压力4.0MPa，碳转化率高达99%以上，产品气体相对洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。高温气化不产生焦油、酚等凝聚物，不污染环境，甲烷含量很少，煤气质量好。(3)干煤粉喷嘴冷却保护干煤粉气化炉使用多个喷嘴(又称煤粉喷枪),喷嘴的空气动力学设计是国内国家科技部立项研究开发后确定的。喷嘴冷却水系统是为保护喷嘴设置的，目的是防止气化炉内高温对喷嘴造成过热损坏。软水经喷嘴冷却水泵分别打入各个煤粉喷嘴，出喷嘴的冷却水进入喷嘴冷却水冷却器进行冷却后循环使用。(4)两段式气化炉干煤粉被惰性气体（二氧化碳）携带，同氧化剂（氧气和水蒸汽）一起通过煤粉喷嘴进入气化炉，在气化炉炉膛煤与O2和H2O发生部分氧化反应（反应温度13001500C），生成以CO+H2为主要成分的粗煤气。气化炉采用水冷壁结构，以渣抗渣，无耐火砖衬里，维护量少，运转周期长，无需备炉。(5)高温煤气激冷和洗涤本装置采用激冷工艺，两段气化形成的混合粗煤气，在气化炉上部经喷淋减温水激冷至800C左右，使其中夹带的熔融态灰渣颗粒固化。粗煤气离开气化炉进入煤气激冷罐，在煤气激冷罐内与水发生传热传质，冷却至210左右，并使煤气中带入一定的蒸汽量，激冷后的煤气进入洗涤塔进行进一步水洗除尘并降温。洗涤后的煤气中含有一定量的水蒸汽，有利于后续的变换反应。(6)氧耗低本工艺的氧耗比较低，因而与之配套的空分装置投资可减少。单炉生产能力大，本项目投入运转的单炉气化压力4.0MPa，日处理煤量已达1000t。 (7)气化炉底部排出的熔渣在渣池内淬冷后成玻璃状颗粒，性质稳定，用锁渣罐排渣。气化装置废水中含氰化物少，容易处理，可以做到近零排放。(8)气化操作采用先进的控制系统，其中有专用的工艺计算机控制技术， 为保护设备和操作人员安全，设有必要的DCS、ESD(紧急停车系统)系统，使气化操作在最佳状态下进行。第三章 工艺流程3.1磨煤及干燥系统本项目采用二套独立的磨煤机系列，配套二套干燥及输送系统，正常工况下一开一备。最终符合要求的煤粉输送到气化炉两套煤加压给料系统中。合格粒度的原煤（粒度30mm）由原料贮运系统分别送入磨前碎煤仓（V03101A/B）。碎煤仓（V03101A/B）中的煤通过称重给煤机（X03101A/B），与锅炉飞灰按一定比例混合后，给到磨煤机（A03101A/B）中磨粉。在热风炉（F03101A/B）中燃烧产生的热烟气与循环气、燃料气（柴油或城市煤气）按比例加入的燃烧空气及补充的氮气调配到需要的温度的热惰性气体送入中速磨中，在磨粉的同时将干燥后合格粒度的煤粉吹入煤粉袋式过滤器（S03101A/B）中，分离收集的合格煤粉经旋转给料器（X03103A/B/C/D）、袋滤器排料螺旋输送机（X03102A/B/C/D）、螺旋输送机（X03105A/B）排入煤粉贮仓（V03201A/B）中贮存。热风流程：热气从大布袋S-03103 A/B上部出来，经循环风机K-03102A/B输送至热风炉F-03101 A/B，用合成气（原始开车时用液化气或柴油）将其从105加热，送往磨煤机A-03101 A/B，然后和煤粉一起进入大布袋，如此循环。分离后的尾气大部分经循环风机（K03201A/B）循环至热风炉（F03101A/B），送至磨煤继续使用，小部分排入大气。为避免整个热气循环回路中水分的聚集，根据水分分析数据自动从31FV-0110/0210处加入低压CO2降低其露点，如果回路压力上升，部分热气自动从31PV-0109A/0209A处放空。如果系统O2含量超标，低压氮就会从31FV-0105/0205或31FV-0106/0206处加入。为控制惰性气体的O2含量（一般8%）和露点，在系统中设有O2和CO在线分析仪，超标时向系统补充低压氮气。系统压力通过磨机出口压力控制来维持，磨机在微负压条件下操作。3.2煤粉加压及输送系统原煤经制粉系统制成煤粉后，采用螺旋输送机送入常压煤粉储仓（V-3201A），其排气通入布袋除尘器（S-3201A）过滤后，煤粉又经过螺旋输送机（X-3206A）输送至低压粉仓。 (以下由于两套加煤锁斗系统的流程相同，仅以一套锁斗为例说明)，煤粉贮仓（V-3201A）中的煤粉通过重力定时定量地加入其下方的煤粉锁斗（V-3204A），煤粉锁斗装满煤粉后关闭下料和排气管路阀门并开始升压，直至与其下方的给料仓（V-3205A）压力相接近（一般情况略高）时，停止升压并开启其下方的下料阀门以及平衡气压管路阀门将煤粉加入给料仓。由煤粉贮仓向煤粉锁斗以及由煤粉锁斗向给料仓均为每小时加煤19792kg。煤粉锁斗加压、排料、减压和进料工作周期在3045分钟内完成。主要控制进气升压和排气卸压时间，每次的充压和卸压时间约在58分钟，放料时间约35分钟完成。为保证煤粉流动通畅，在煤粉锁斗和给料仓之间设有均压管。煤粉锁斗设有充压管道可使煤粉锁斗升压。在两套加煤锁斗系统的常压煤粉贮仓（V-3201A）、煤粉锁斗（V-3204A）、给料仓（V-3205A）下部出口位置分别设有松动风，在罐内煤粉需要松动时可借助低压气体或充压气体松动煤粉，以保证煤粉下落顺畅。在顺控加煤的过程中，煤粉贮仓内的煤粉落入煤粉锁斗、煤粉锁斗内的煤粉落入给料仓均可在35分钟内完成。煤粉锁斗卸压时通过排气过滤器（S-3202A）排气，排气过滤器（S-3202A）设有反吹管路，排气过滤器的安装是为了限制煤夹在气流中通过控制阀32PV-0116。给料仓（V-3205A）设有充压管路和卸压管路以调整罐内压力，卸压时的排气分别通过排气背压控制阀排入布袋除尘器（S-3201A），经过滤处理后排入大气。布袋除尘器（S-3201A）设有反吹管路，定时反吹。给料仓（V-3205A）中的煤粉通过输送管路送至气化炉的喷嘴，在给料仓（V-3205A）入口处的送风管上设有调节器，用以调整输送风。为了保证在输送过程中给料仓（V-3205A）的压力稳定，在给料仓（V-3205A）运行时，给料仓（V-3205A）的充压管和卸压管上的调节阀打开，充压管和卸压管有小气量的CO2流入和流出给料仓（V-3205A），以保证给料仓内（V-3205A）的压力的动态平衡，充压管和卸压管上的调节阀32PdICA-0128A/B根据给料仓（V-3205A）的压力来控制。送往烧嘴的煤粉流量主要由流量控制阀进行控制，用煤高压给料仓允许压差来控制煤粉稳定的输出。系统设有开工旁路管。在气化炉启动时，煤粉首先在额定工况下通过开工旁路管送回常压煤粉储仓（V-3201A），在条件具备时切入气化炉加煤喷嘴。在切换阀后的开工旁路管上设有吹扫器，用于切换后将管中煤粉吹扫至煤粉贮仓。吹扫气体经布袋除尘器处理后排入大气（S-3201A）。布袋除尘器（S-3201A）中的煤粉排入常压煤粉储仓（V-3205A）。气化炉启动时，输送气用氮气。常压煤粉储仓（V-3201A）设有低压氮气保护，目的在于防止干煤粉吸湿，造成结块、架桥等现象，导致输送不畅。3.3煤气化系统从煤粉给料仓(V03205A/B)来的煤粉与输送煤粉用的高压氮气经计量后，送入煤烧嘴(A03301A/B)的中心管（煤粉给料仓为两台，每台供应气化炉的两个烧嘴）。来自空分装置的4.52Mpa，25的氧气经氧气预热器(E03309)加热到180后，与少量中压过热蒸汽混合进入烧嘴的外环隙。在气化炉内，经四个煤烧嘴喷入的煤粉与氧气发生部分氧化反应，气化压力4.0Mpa，反应后的高温煤气(14001600)在气化炉内被高压锅炉给水激冷至900左右，进入煤气激冷室（V03305）。煤气在激冷室经过水激冷、洗涤后，温度降至215，进入湿洗工序。气化炉点火用点火烧嘴（A03303），用液化气作燃料，燃烧之烟气经文丘里洗涤器（J03602）、洗涤塔(C03601)冷却后，用开工喷射器（J03601）抽出排空。气化炉开车升温用开工烧嘴（A03302），油泵（P03306）供应开工烧嘴柴油燃料，开工