标准34m两段冷站方案华凯

1、 3.4m×5两段式煤气炉冷净煤气站工程 工艺设计方案说明1、概述1.1项目名称、建设单位、制造厂家 项目名称：Ø3.4两段式煤气发生炉冷净煤气站 建设单位：制造厂家：新乡市华凯机械设备有限公司 佛山市南海区豫窑工业炉厂1.2设计标准建设项目环境保护管理条例。 大气污染物综合排放标准GB16297-1996工业生产窑炉大气污染物排放标准GB90785-1996发生炉煤气站设计规范GB50195-94工业企业煤气安全规程GB6222-86。1.3设计原则 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。 选用技术含量高、技术成熟的可靠设备及工艺，确

2、保操作方便，建设周期短，能长时间安全稳定运行。 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。 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

3、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 2 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 2.23.2Nm3/kg煤2.2工艺流程设计 工程范围本工程设计包括上煤，煤气发生炉，煤气冷却、净化，焦油、轻油、循环水系统，软化水输水系统，煤气加压，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。 煤气生产工艺流程.1工艺流程简图如下：上段煤气

4、煤 仓两段式煤气发生炉汽 包空气鼓风机旋风除尘器C-45电捕焦油器余热换热器煤气加压机风冷器C-97电捕轻油器间接冷却器下段煤气合格粒煤 4060mm 电动葫芦窑 炉.2工艺流程简述两段式煤气发生炉制气属于空气鼓风连续制气方式：炉体水夹套和余热锅炉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，形成底部煤气；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

5、合形成顶部煤气。(1)顶部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，干馏产生的酚在净化冷却设备内逐渐被煤气中凝结的水溶解而形成酚水，酚类物属杂酚，以对苯二甲酚居多，酚水的浓度一般不超过5%，属有害有毒物质，需处理。(2)顶煤气净化冷

6、却处理过程顶煤气净化处理过程为经旋风除油器除去大颗粒灰尘,进级电捕焦油器，其工作温度为90150之间，脱除重质焦油（一般热值可达9000大卡/kg以上），其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。经初步脱焦油后的顶煤气接着进入间冷器，在间冷器内煤气被冷却至3545左右，产生含有轻油的酚水混合物。其中，轻油因比重轻于酚水而可被分层分离开。被间接冷却后的顶煤气再进入二级电捕焦油器，煤气中的轻焦油雾滴及灰尘被极化，汇集到极管管壁，自流至轻油罐，轻焦油的组份相当于重柴油。(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

7、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200280Kg.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。根据气化原理，炉温高火层厚，煤气热值也提高，反之亦然。(4)底煤气的净化处理过程底煤气净

8、化处理采用先被离心除尘，除尘后的温度大约在450550；继而进入余热锅炉被回收煤气显热，煤气温度降至180220左右；再进入风冷器被冷却，温度降至6580；进入间冷器，被循环冷却水间接冷却至3545。与顶部煤气混合进入二级电捕轻油器，再一次脱油、除尘到低压总管的冷净煤气经加压机加压,后经过煤气管道进入窑炉供用户使用。 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） 下段煤气出口设旋风除尘器和余热换热器，使下段煤气先经除尘后再进余热换热器，煤气温度降到220左右，使煤

9、气显热得到了充分回收利用，同时又副产0.24KPa的蒸汽,蒸汽可作为煤气炉探火汽封用或电捕焦油器绝缘子箱保温及焦油管道伴热用。（3）采用风冷间冷工艺，对煤气进行降温处理，避免了煤气与水直接接触产生的大量洗涤污水。主要节能措施（1）充分利用下段煤气余热，设置余热换热器产生蒸汽，既回收了能量，又节省冷却水。（2）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。（3）对耗电量大的空气鼓风机、煤气加压机，增设了变频调节器，降低电力消耗。（4）采用高效保温材料，减少热量损失，提高热利用率。（5）电气设计选用了节能型变压器，电机采用Y型系列。2.3主要设备选型 两段式煤气发生炉（见附图）3.6m

10、两段煤气发生炉主要技术特性及基本参数序号名 称单位参 数备 注1炉膛内径mm34002炉膛断面积m29.253水套受热面积m230.54适用煤种不粘结或弱粘结烟煤、长烟煤5燃料粒度2040；2550；30606耗煤量Kg/h205030007气化剂空气+水蒸汽8空气消耗量m3/kg煤2.22.59蒸气消耗量kg/kg煤0.30.510煤气产量Nm3/h7000900011煤气热值混合kJ/Nm360606270上段kJ/Nm371107350下段kJ/Nm35225543412煤气出口压力上段kPa3.03.5下段kPa3.54.513煤气出口温度上段80120下段45055014最大炉底鼓风

11、压力kPa8.015饱合空气温度506516探火孔气封压力MPa0.1517水套蒸汽产量Kg/h70018水套蒸汽压力MPa0.09/0.24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）煤气炉采用浇注料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

12、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）使用蜗轮蜗杆驱动灰盘，使灰盘的传动更加平稳、可靠。 一级电捕焦油器 本设计单台煤气炉对应配有一台C-45电捕焦油器，主要功能是除去上段煤气中的重质焦油。其主要技术指标见下表。C-45型电捕焦油器技术指标序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm27162设备总高度mm96003处理煤气量Nm3/h450055004净化效率955煤气工作温度801206沉淀极

13、数量根457沉淀极内径mm2508有效截面积m22.29工作电压kV456010高压电源72kV/150mA 旋风除尘器本设计单台煤气炉对应配旋风除尘器一台，其主要功能是对下段煤气进行除尘。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mm20002设备总高度mm65003处理煤气量Nm3/h500070004除尘效率60705煤气工作温度450550余热换热器本设计配余热换热器一台，其工作原理：500左右的煤气进入余热换热器，煤气显热与余热换热器管内的水进行热交换，使煤气温度降到230。换热器产生的蒸汽可供探火时封探火孔用，也可供电捕焦油器和电捕轻油器绝缘子

14、干燥保温用，还可作为气化工艺的气化剂以及需保温管路的伴热蒸汽。换热器按压力容器设计制造，其主要技术指标如下表：余热换热器主要技术指标 序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm14002设备总高度mm80003处理煤气量Nm3/h400056004蒸汽压力KPa0.095煤气进口温度4505506煤气出口温度200230风冷器本设计配风冷器一台，其功能是将从余热换热器出来的下段煤气（200230）通过风冷器管被空气冷却，冷却后温度为110150左右。其主要技术指标见下表。风冷器主要技术指标序号名 称单位指标备注1设备长×宽×高mm4200×1800×898

15、240管2设备总高度mm89823处理煤气量Nm3/h550070005煤气进口温度2002306煤气出口温度110150煤气工作压力KPa2.43.5洗涤间接冷却器 本设计配间接冷却器一台，主要功能是对经电捕焦油器净化后的上段煤气和经旋风除尘器、余热换热器、风冷器处理过的下段煤气进一步冷却降温。由于煤气通过管程冷却水通过壳程属间接冷却，避免了水与煤气直接接触，不产生污水，利于环境保护。其主要技术指标见下表。间接冷却器主要技术指标序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm21202设备总高度mm96003处理煤气量Nm3/h8000120004煤气流速m/s345煤气温度上段进口105下段进口1

16、20混合出口456冷却水温度进口3035出口40457冷却水用量T/h408管间水压力kgf2.03.0 二级电捕焦油器 本设计配一台C-97型电捕焦油器，其主要功能是对混合后的上下段煤气进行二次除尘及轻油，其主要技术指标如下：C-97型电捕焦油器技术指标序号名 称单位指标备注1设备外壳直径mm36002设备总高度mm96003处理煤气量Nm3/h7000100004除油效率955煤气工作温度40506沉淀极数量根977沉淀极内径mm2508有效截面积m24.769工作电压kV456010高压电源72kV/200mA空气鼓风机与煤气增压系统根据煤气产量,鼓风机的选行为9-19 7.1D-4，风

17、压11596Pa,开一备一。根据煤气产量,加压风机选行为MJG12-1100 D5，全压P=21719pa，开一备一。2.4煤气站用电本煤气站装机容量一览表序号名 称数量装机容量常开最大功率备注1软化水泵5.5KW2台115.5开1备1（自备）2循环水泵18.5KW2台3718.5开1备1（自备）3洗涤水泵7.5KW2台157.5开1备14鼓风机55KW2台9045开1备15加压风机110KW2台11055开1备16C-45电捕焦油器1台7.24.326C-97电捕焦油器1台14.48.647电动葫芦4KW1台44自备8液压系统 11KW2台2211开1备19干油泵0.55KW2台1.11.1

18、10仪表电源1项22自备11站内照明1项55自备合计448.7KW232.56KW2.5电控仪表技术方案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。仪表测量测量项目名称仪表安装位置单位备注上段煤气出口温度中央控制盘 现场上段煤气出口压力中央控制盘 现场Pa下段煤气出口温度中央控制盘下段煤气出口压力现场

19、Pa饱和空气温度中央控制盘 现场饱和空气压力中央控制盘 现场Pa通道巡检温度中央控制盘绝缘子箱温度中央控制盘汽包水位中央控制盘带水位报警煤气低压总管压力中央控制盘 现场Pa带低压报警煤气高压总管压力中央控制盘 现场Pa 自动控制：自动控制使用可编程序控制器控制：.1 液压站起动后，先打开下加煤阀，缓冲煤仓中的一斗煤落入煤气中，经延时自动关闭下加煤阀，接着打开上加煤阀，煤仓的煤落入缓冲煤仓中，经延时自动关闭上加煤阀，1号煤仓和2号煤仓设有转换开关，安装于中央控制盘。.2 温度控制自动加煤：即当上段煤气温度高于120（此温度可调）自动加煤循环1次。.3 半自动除灰：按启动按钮自动除灰一个循环.4

20、采用电动执行器自动调节饱和温度。报警.1 低压煤气总管压力降到300Pa时报警，降到150Pa以下时，自动停止电捕焦、电捕轻和加压风机。.2汽包水位高或低时自动报警。工艺风机和加压风机的联锁.1 工艺风机起动后，才能起动加压风机。.2 当工艺风机停机时，应自动停止加压风机。现场仪表.1 液压站电磁阀电压为24V直流电源。.2 仪表选用福光白特智能仪表，PLC选用日本三凌MR40点IN，继电器选用欧姆龙（OMRON），电器元件选用正泰系列，总开关DW1T-800A，风机变频选用国产英威腾（一套）。.3 电器部分：加压风机工艺风机可选用4台变频器或2台变频器，2台工频。工频选用软起动或自耦降压起动

21、。.4推荐使用国产英威腾变频器。.5 主电源开关选用固定式DW17-800A天关，其它电器选用开关DZ20Y系列，接触器CJ20系列，CJX2系列，也可根据用户要求选用施耐德和西门子电器选件。2.5安全、环保及消防措施2.6 煤气站安全、环保及消防措施 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子、平台及安全护杆。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。煤气发生站区域应设隔离网及门卫，严格管理。 环保.1焦油的处理 焦油与轻油含量一般按6080kg/t煤计算（根据煤的挥发份不同而不同

22、），焦油、轻油由电捕焦油器和电捕轻油器捕捉后收集在焦、轻油池内。可以作为燃料使用，也可作为化工原料外销。.2废渣处理煤气站在生产过程中的固体废弃物是灰渣。由于煤气发生炉出灰采用湿式出灰，不会造成粉尘散入空气中的现象。灰渣量的多少和原料煤的灰分有关，一般要求原料煤的灰分小于15。灰渣作为铺路或制造空心砖的原料出售，不会对环境造成影响。 消防.1煤气站区域内配备若35个手提式灭火器，窑炉烧成区域配备24个手提式灭火器，并定期检验。.2区域内预留相应消防通道及配有室外灭火水源。2.7 煤气站建设过程中安装措施安全措施煤气站设备安装是多工种交叉作业、高空作业较多，每个施工人员必须扎实树立安全第一的思想

23、。高空作业必须有可靠的安全措施，同时注意防止施工工具从高空坠落。施工现场禁止闲人进入。施工工艺必须考虑安全因素。能在地面施工完成的部件尽量在地面完成，尽量减少高空作业量。地面负责安全的人员，对不安全的操作方式、方法有否决权，严重的可以停止施工。必须佩带安全防护用品方可进入工地，安全帽、工作鞋、手套、安全带、防护眼镜。工地须竖立安全标牌，可以警告。工地的易燃材料、气体须安排妥善。油漆：必须有专用库房，不得和其他杂物混放，库门外的醒目位置应有严禁烟火的字样，并应有灭火器材。氧、乙炔并应距工作地点 1015m以外安放，并不得在强阳光下暴晒。雨、雪、风（5 级以上）必须停止高空作业。高空作业时，作业区

24、下面不得有人，并应有专人监督。每周必须召开安全会议并有记录。严禁任何人酒后进入工地，带病进入工地的施工人员不得进行高空作业。施工现场必须作到文明生产。施工现场必须有安全负责人，安全员至少一人。施工现场所有临时性电器，接点都不得外露。施工工地组织按照本厂相关规定建立，并书面通知建设单位对口部门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煤气杂质含量焦油、灰尘总含量 <100mg/33.3煤气热值 60606480KJ/Nm34.劳动定员煤气站每班劳动定员5人（供参考）煤气站劳

25、动定员表序号岗位一班一班一班合计1司炉工22262风机水泵房、加压机房、配电室11133运煤出渣11134化验11135站长1合计165.煤气站设备配置3.4m×1两段炉冷净煤气站设备基本配置及项目表序 号名 称单位数量备 注1煤气炉炉体总成台套11.1煤仓套1Q235 =6mm1.2滑板阀套21.3连接段套21.4旋转加煤阀套4机加工1.5缓冲煤仓套1Q235 =6mm1.6炉顶套1Q235 =6、12mm1.7上段炉体套1Q235 =10mm1.8中心管套11.9底部调节器套6Q235 =5mm1.10水汽环管套11.11炉体部分套1 =181.12汽包1000压力容器套1Q235 =6mm1.13汽包800常压容器套1Q235 =6mm1.14水冷箱体套11.15炉体支撑部分套11.16炉篦部分套1铸件1.17碎渣圈套1=20mm1.18小灰刀套4=16mm1.19大灰刀套2=16mm1.20灰盘套11.21液压传动装置套21.22炉底三通鼓风管套1Q235 =6mm1.23探火孔套18铸铁（机加工）1.24DN400干式止回