煤气站工程工艺设计方案.doc

3.6M两段式冷煤气站四川自贡市隆兴实业有限公司工艺设计方案山东淄博驰恒环保机电设备有限公司煤气站工程工艺设计方案目 录1. 概述2. 工艺技术方案2.1 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 煤气站内用电2.10 安全、环保及消防措施3. 净化后煤气指示4. 设备明细表5. 工程报价6. 付款方式7. 工期8. 售后服务煤气站工程工艺设计方案1. 概述1.1 项目名称、建设单位、建设地址、制造厂家项目名称：3.6M冷煤气站建设单位：四川自贡市隆兴实业有限公司建设地址：四川自贡市隆兴实业有限公司制造厂家：山东淄博驰恒环保机电设备有限公司1.2 项目概述1.3 设计标准 （1）设计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范GB6222-861.4 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。可供选择使用煤气站工程工艺设计方案的煤种有山西大同煤、陕西神木、内蒙东盛煤等。2.1.1 煤气炉用煤质量指标 粒度 20 40；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V（） 20 干基灰分Ad（） 18 干基全硫分S（） 2 灰熔融性软化温度ST（） 1250 热稳定性TS（） 60 抗碎强度（25mm）（） 60 胶质量厚度 12mm 罗加指数R.I 20 自由膨胀系数F.S.I 22.1.2 煤气发生炉主要气化指标 气化强度 200300kg/.h 干煤气化率 3.13.5Nm3 /kg 煤气发热值 60606480kJ/ Nm3 灰渣含碳率 15 两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煤气站工程工艺设计方案炉内，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形炉墙内的通道导出，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） 顶部煤气的产生 入炉的烟煤被氧化段产生的热煤气加热首先失去内外水分（90-150），继而逐渐被干馏（150-550）脱出挥发分，挥发分成份为焦油、烷烃类气体、酚及氢气、二氧化碳、一氧化碳、水混合物。其中焦油、轻焦油随顶煤气进入后继净化被脱除，而烷烃类及氢气、二氧化碳、一氧化碳类作为干馏煤气和气化段产生的部分产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1650-1750大卡/ Nm3。（2） 顶煤气净化处理过程 顶煤气进入C-61管电捕焦油器，其工作温度为90-150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。顶部煤气中的焦油其物理特性相当于重油，热值可达到9000大卡/kg以上，产量因煤种不同而不定，一般为原煤总量的23.5%，是优质化工原料或燃料。（3） 底部煤气的产生 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+O=CO+408840千焦/千摩尔煤气站工程工艺设计方案C+1/2O=CO+123217千焦/千摩尔CO+C=CO-162405千焦/千摩尔C+H2O=CO+H2-118821千焦/千摩尔C+2H2O=CO+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。根据气化原理，炉温高火层厚，煤层热值也提高；反之亦然。（4） 底煤气的净化处理过程 底煤气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成煤气，气化效率高、热效率高、生产运行成本低、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。2.3.4 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，减少了煤气的泄露量。 （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）电器设置选用了节能型电器，采用Y系列电机，采用PLC控制系统。电器操作自动化程度高。2.4 主要设备需用2.4.1 两段式煤气发生炉（见附图）3.6M两段式冷煤气发生炉技术特性及基本参数煤气站工程工艺设计方案序号名称单位数量1炉体内径mm36002截面10.23煤种烟煤、长焰煤、老年褐煤4煤颗粒mm2040、2550、30605最大煤气量Nm3/h10000125006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/m354455600混合段KJ/m363009耗煤量Kg/h3040400010空气耗量m3/kg煤1.52.511蒸汽压力MPa0.29412炉底鼓风压力KPa7.5 KPa 我公司全套引进英国二段式气化炉技术，经不断的完善与改进，该产品产气量比直径3.2米气化炉高1520%，至今已成功运行近三年。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煤气站工程工艺设计方案安全及浪费现象。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，排灰机构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，使灰盘受力均匀，传动更加平稳、可靠。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。其工作原理：沉淀极和电晕极之间建立起45V-60KV的电场。在两极之间产生电晕放电。当焊尘或焦油雾滴的气体通过该控件时，粉尘和焦油雾滴被极化带电，向沉淀极移动，碰到沉淀极后贴在沉淀极管壁上，因自重而沉到电捕焦油器底部，捕获的焦油相当于油重，粘度较大，为了保证其顺畅排出，在电捕焦油底部设盘管加热装置。电捕焦油器：工作电压4.5-6万伏，根据规范电捕焦油器极管内流速不宜高于0.8m/s，本方案使用的型号为C-61蜂窝式电捕焦油器，管内流速不超过0.6m/s，经电捕焦油器处理后，煤气中焦油被脱出蜂窝式电捕焦煤气站工程工艺设计方案油器与传统管式电捕焦油器相比具有除焦效率高，设备占地面积小的特点，是我公司开发的节能型新产品，使用寿命长。本设计单台炉配有一台C-61电捕焦油器。其主要技术指标见下面。C-61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24602设备总高度90003处理煤气量Nm3/h120004除油效率%955煤气工作温度80-1206沉淀极数量根617电极管内径2508有效截面积3.59工作电压kv45-6010配套电源72kv/250mA2.4.3 电捕轻油器 电捕轻油器主要功能是除去经间冷器冷却后的煤气中的轻质轻油。其工作原理同电捕焦油器。 电捕轻油器工作电压4.5-6万伏，根据规范电捕轻油器极管内流速不宜高于0.8m/s，本方案使用型号为C-91蜂窝式电捕轻油器，管内流速不超过0.45m/s，经电捕轻油器处理后，煤气中轻油被脱除。本设计单台炉配有一台C-91电捕轻油器。其主要技术指标见下面： 煤气站工程工艺设计方案C-91型电捕轻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30002设备总高度90003处理煤气量Nm3/h18000-20004除油效率%955煤气工作温度80-1206沉淀极数量根917电极管内径2508有效截面积5.289工作电压kv45-6010配套电源72kv/300mA2.4.4 旋风除尘器 旋风除尘器主要功能是对下段煤气进行除尘，其工作原理：当含尘气流以12-25m/s速度由进气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下，朝椎体流动，通常乘此为外旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁而下落，进入排灰管。旋转气流在到达椎体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达椎体下段某一位置时，即经同样的旋转方向从旋风除尘器底部，由下反转而上，继续作螺旋形流动，即内旋气流。最后煤气站工程工艺设计方案净化经排气管排出。一部分未被捕焦的尘粒也由此溢出。自进气管流入的另一小部分气体，称为上旋气流，它向旋风除尘器顶盖流动，当到达排气管下端时，即反转向阳花随上升的中心气流一同从排气管排出。分散的这一部分上旋气流也随同被带走。 该旋风除尘器采用内保温，排灰管插入水封槽，即可靠、密封又能自动排灰。本设计单台炉拍一台旋风除尘器，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17502处理煤气量Nm3/h6500-90003除尘效率%80-904煤气工作温度450-5502.4.5 空气鼓风机系统 鼓风机选型为：9-26 6.3A，风压8636Pa，流量12699 Nm3/h，两台。所配电机型号：Y250M-2 功率55KW，一开一备。 为了防止风机噪音的传播，用户应设有封闭的风机房。空气鼓风机配变频器，空气总管末端加有防爆装置。2.5 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、气管路应采取保温措施。煤气站工程工艺设计方案为避免管路腐蚀，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，用户应自设化验室，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，注意各构、建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下，节约用地。 辅助厂房包括空气鼓风房、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。详细结构由用户选择建造。2.8 电控仪表技术方案2.8.1 概括 根据站区布置及装置操作特点，同时考虑到管理及最大限度的减少现场人员及现场操作，对工艺参数的监控及控制、生产能力的调整、采用可编程序控制器来实现。煤气站参数可在控制室仪表盘上集中显示。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，此外的其他区域为非防爆危险场所。煤气站工程工艺设计方案2.8.3 仪表类型的确定 现场变频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2.8.4.1 DCS和PLC智能仪表操作系统 DCS和PLC智能仪表操作系统是我公司自主研发的产品，具有过程控制、操作、显示记录、报警及自动调节等基本功能。操作人员可通过观察仪表显示数据直观的了解整个生产系统的基本情况。2.8.4.2 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。2.8.4.3 信号报警 鼓风机：（1）工作状态显示； （2）自动调节转速； 气化炉：（1）加煤机工作状态； （2）炉体6路温度显示； （3）炉底鼓风压力显示； （4）饱和温度显示； （5）上、下段煤气温度显示； （6）上段煤气温度显示与调节； （7）上、下段煤气压力显示（两个）；煤气站工程工艺设计方案 电捕焦：（1）绝缘子箱温度显示； （2）电捕焦油器工作电压显示设置调节控制2.9 煤气站用电本煤气站装机容量一览表序号名称数量运行功率（KW）装机容量（KW）备注1软化水泵 7.5KW1+15.511开1备12洗涤水泵18.5KW1+118.537开1备13循环水泵22KW1+12244开1备14空气鼓风机55KW1+155110开1备15加压风机110KW1+1110220开1备16酚水泵5.5KW1+15.511开1备17液压站7.5KW17.5158C60电捕焦油器16129C-91电捕焦油1153010电动葫芦23611干油泵20.751.512仪表电源22合计257.5492.52.10 安全、环保及消防措施2.10.1 安全2.10.1.1 煤气管道及设备均考虑了防雷及防静电接地设施。2.10.1.2 需进行检修维护的设备均设有爬梯、平台及安全栏。煤气站工程工艺设计方案2.10.1.3 煤气站整个系统在不同位置设有安全泄压水封。2.10.1.4 检修时有专门的蒸汽吹扫和安全放散系统。2.10.1.5 建立严格的管理制度和完善的操作规程。2.10.1.6 煤气发生站区域设有围墙和门卫，严格管理。2.10.2 环保2.10.2.1 噪音的防治 用户可对鼓风机采取防噪音措施。噪音可降低到80分贝以下。2.10.2.2