神宁炉干煤粉气化技术标定方案

1、附件一“神宁炉”干煤粉气化技术标定方案项目承担单位：神华宁夏煤业集团有限责任公司宁夏神耀科技有限责任公司中国五环工程有限公司标定委托单位：神华宁夏煤业集团有限责任公司组织标定单位：中国石油和化学工业联合会现场标定日期：2018年5月13日至16日一、标定情况概述1.（一）项目概述1（二）标定目的3（三）标定内容4（四）标定时间4二、标定准备工作.4.三、组织机构4.（一）标定专家组4（二）标定配合组：4四、标定期间系统操作条件5.（一）装置运行工况5（二）主要装置操作条件5五、分析项目内容及分析要求7.（一）原料及其性质分析7（三）产物分析8（四）废弃物排放8（五）分析检验项目及分析频率10六

2、、标定数据汇总10（一）主要物料进出数据10（二）主要设备操作温度与压力10七、标定结果1.1（一）计算公式11（二）标定结果12（三）标定应达到的标准12八、标定期间注意事项1.2附表：记录表格13一、标定情况概述（一）项目概述1概述本项目煤气化装置工艺技术采用宁夏煤炭科学研究所和中国五环工程有限公司共同开发的日投煤2200吨干煤粉气化技术。该气化技术是采用干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的气流床气化技术。通过此工艺技术，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合

3、成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。本装置生产所需主要原料为原料煤、氧气、蒸汽等，燃料为高压燃料气、LPG辅助物料有分散剂、絮凝剂。设计单台炉投煤量为2200吨/天（含水4%勺煤粉），有效气产量为：138,000NmVh（CC+H）,操作弹性：77-108%气化装置上下游工艺流程简图原煤一煤仓+煤粕制备IAIR-空分-气化*灰水处理）+蒸汽（三类蒸汽）变换低温用酹洗2本项目主要产品及产量汇总表见表1-1表1-1厂品方案和广量参考表厅P产品产品方案一、主产品(1)合成气（CO+H2）年总产量110400万Nm33项目建设情况“神宁炉”作为煤制油项目的重要国产化技术之一。详细节

4、点如下：2012年7月，完成流程设计；2013年1月，完成工艺包的开发；2013年9月-2016年4月，施工安装；2013年10月，完成基础设计；2015年2月，完成详细设计；2016年9月，项目中交试车；2017年3月，产出合格粗煤气。4生产的简要流程干煤粉气化是指干煤粉为原料，氧气、水蒸气为气化剂，在高温条件下进行复杂的化学反应，把煤炭转化为以COH2为合成气的过程，为下游装置提供原料气。图1为神宁炉气化工艺流程图。LPG合成气酸性气f图1神宁炉工艺流程图1-粉煤仓；2-煤锁斗；3-发料罐；4-组合式燃烧器；5-燃烧室；6-激冷室；7-一级文丘里；8-汽液分离器；9-可调文丘里；10-洗涤

5、塔；11-闪蒸塔；12-中压闪蒸罐；13-真空闪蒸罐；14-减湿器；15-沉降槽；16-循环水罐；17-真空过滤机；18-闪蒸汽液分离罐1;19-闪蒸汽液分离罐2;20-闪蒸汽液分离罐3;21-烧嘴冷却水罐；22-水冷壁循环水罐；23-渣锁斗；24-捞渣机低压煤粉通过两个交替运行的锁斗送入高压煤粉发料罐，通过密相气力输送系统，将煤粉送入顶置强旋转动量传导组合式燃烧器，进入气化炉反应室；在反应室中发生部分氧化反应，产生高温合成气和液态渣；高温合成气和液态渣并流下行进入激冷室，经水浴激冷后进行合成气和固态渣分离，大部分灰渣沉降至激冷室底部，通过渣锁斗减压外排，少量细灰随合成气进入合成气洗涤单元；含

6、尘合成气和高压循环水通过两级文丘里充分润湿后，进入气液分离器，分离后的合成气经洗涤塔深度处理后进入下游装置。从激冷室底部和洗涤塔底部排出的黑水经减压后被送至闪蒸系统。黑水经过三级闪蒸后进行分离，分离得到酸性气体到界外进行处理，三级闪蒸气体冷却后进入循环水缓冲罐回用。黑水处理系统实现固液分离，大部分澄清水作为合成气洗涤系统的回用水，少量废水外排以保证系统的离子平衡。煤气化装置工艺水平先进，采用集中控制、操作平稳、安全。所选用的仪表及控制系统安全可靠，满足工艺过程的操作要求，达到国内同类装置的先进水平。控制系统主要包括分散控制系统（DCS、仪表设备管理系统（AMS、可燃/有毒气体检测系统（GDS、

7、安全仪表系统（SIS）、机组监控系统（MMS等。5主要经济指标：气化装置有效气产量：13.8万Nm3/h6产品主要消耗：本项目原料消耗主要为煤、氧气、燃料气和LPG,消耗量见表表1-2原料及辅助材料消耗表厅P项目单位单炉备注1粉煤t/h87.852氧气Nm3/h441903燃料气Nm3/h16004开车燃料LPGNm3/h3500开车一次（二）标定目的1）对“神宁炉”煤气化装置的比煤耗、比氧耗、比蒸汽耗、碳转化率、有效气产量、冷煤气效率、尘含量等关键指标进行标定。2）查找并分析示范工程存在的问题，为进一步优化操作和技术改造提供可靠的依据和建议。（三）标定内容标定气化炉的物料和能量平衡以及“三废

8、”排放等环保性能。（四）标定时间确定标定起始节点，对示范工程进行连续72小时现场标定。项目标定时间为2018年5月13日20:00至5月16日20:00,连续72小时现场标定。二、标定准备工作（一）标定方案已编制完成，并经标定组织机构审核通过；（二）各岗位人员认真学习标定方案，熟悉标定内容；（三）公用工程管理中心确保原料的供应充足，保障产品的存储；（四）技术部、质检中心做好原料、中间产品、产品的采样及分析化验工作；（五）仪表管理中心校正标定所需的计量仪表和分析仪器，保证计量仪表均在检验有效期内，确保物料计量准确；（六）机动部门及气化厂做好设备运行维护保障工作，查找隐患，及时解决问题，满足标定需

9、要；（七）各班组准备好标定记录表；（八）负荷调整时幅度要慢，防止造成波动。三、组织机构（一）标定专家组于广锁宁夏大学教授刘艳军华陆工程科技有限责任公司教授级高工姜建生内蒙古伊泰集团有限公司教授级高工（二）标定配合组：侯茂林气化厂运行一部主任李俊廷气化厂运行三部主任何红兵气化厂运行一部技术员王国梁气化厂运行三部技术员张永明气化厂运行三部技术员杨涛气化厂生产部技术员四、标定期间系统操作条件（一）装置运行工况4.1 气化装置要求标定过程中装置运行稳定，负荷100%装置负荷以气化炉耗氧量44190Nrr/h为准。装置运行各项工艺参数在允许控制范围以内，无超温、超压、超速现象。4.2 原煤的要求在性能标

10、定前3天至标定结束，每天对原煤取样分析。与公司调度联系,要求配煤中心保证性能标定期间原煤供应稳定、符合要求。表4-1气化供煤指标分析数据项目单位"求指标实际供煤指标（第f）实际供煤指标（第二天）实际供煤指标（第三天）灰份%<18水分%<20发热事MJ/Kg>18硫含量%<1.8平均值（二）主要装置操作条件表4-2主要操作条件一览表名称项目单位指标监测点缓冲给料系统流化气量Nm3/h10001500222_F0721流化盘压差kPa<600222_PD0721煤粉速度m/s49222_S0812/22/32/42煤粉密度kg/m3300450222_D08

11、12/22/32/42水冷壁系统水冷壁罐压力MPa5.3223P0403汽包压力MPa0.40.5223P0406水冷壁的热损MW<6223UI0411排湾口水冷壁热损MW<1.8223UI0428热裙水冷壁热损MW<1.9223UI0430烧嘴罩水冷壁热损MW<0.4223UI0421气化炉气化炉压力MPag4.054.45223P0102入点火烧嘴0.40.6228FF0202入主烧嘴0.30.5228FF0200环形空间顶部温度C<280223TIA0302ABCD烧嘴支撑处吹扫气温度c<280223TIA0303AB气化炉顶壁温c<300223

12、TIA0304ABCD气化炉顶壁温c<240223TIA0305ABCD环形空间中部壁温r<240223TIA0306ABCD环形空间底部壁温c<240223TIA0307ABCD环形空间温度c<240223TIA0309ABCD气化炉隔板温度c<240223TIA0310AB气化炉隔板温度c<240223TIA0311AB环形空1可底部温度c<240223TIA0312AB环形空间内件表面温度c<240223TIA0314AB激冷室顶部壁温c<240223TIA0313中心氮气流星m3/h2.53.0223F0101烧嘴保护罩吹扫气m3/

13、h36223F0301环隙流量m3/h6575223F0304气化炉合成气出口温度C215230223TI0301文丘里洗涤系统合成气出洗涤塔温度c205212225TI0301脱盐水加热器出口温度c140225TI0402激冷循环水过滤器前后压占MPag<0.2225PD0203洗涤塔塔板压差kPag<20225PD0201传统文丘里洗涤水m3/h120225F0101可调文丘里洗涤水m3/h52225F0201变换冷凝液进洗涤塔流量m3/h53225F0202高压工艺水进洗涤塔流量m3/h47225F0204高压循环水进洗涤塔流量m3/h158225F0203激冷循环水去激冷室

14、流量m3/h535560225F0206洗涤塔液位%5065225L0201文丘里气液分离罐%4060225L0101CH4含量ppm<700225_AI0301H2含量ppm2535225_AI0301CO含量ppm5570225_AI0301CO2含量ppm615225_AI0301去界外废水流量m3/h<1432279_FI0701五、分析项目内容及分析要求（一）原料及其性质分析原料煤分析以气化界区煤皮带处采样样品为准表5-1原料煤的性质厅P名称符号单位正常煤种局灰局硫煤种1入炉煤水分Mwt%4.04.02入炉煤灰分Awt%15.3617.283入炉煤碳Cwt%62.3360

15、.544入炉煤氢Hwt%4.113.865入炉煤氮Nwt%0.650.716入炉煤硫Swt%1.291.897入炉煤氧Owt%12.2411.71厅P名称符号单位正常煤种局灰局硫煤种8入炉煤氯Clwt%0.020.02煤灰熔融性1艾形温度DTC117011802软化温度STC119012003半球温度HTc120012204流动温度FTc12201240其它1干基低位发热量Qnet,dMJ/kg25.024.0表5-2入炉煤规格项目单位指标干煤粉粒度分布R<500mm/wt%>99R<250mm/wt%>94R<63mm/wt%4050干煤粉含水量%wt<4

16、.0（三）产物分析表5-3产品质量项目位号要求指标实际值实际与设计偏差原因分析有效气占比（CO+H2(225AI0301A+225AI0301B)88%-93%粗煤气甲烷含量225AI0301D100-600Ppm洗涤后粗煤气温度225TI0301205-215C气化炉副产蒸汽压力223PI04060.5-0.65MPa气化炉副产蒸汽温度223TI0401155-170C（四）废弃物排放1 .废水污染源及污染物煤气化装置主要废水污染源为煤气化废水。废水中的主要污染物为COD、氨氮。表5-4废水排放状况一览表项目要求值实际值（第f）实际值（第二天）实际值（第三天）备注PH7-8氨氮<250

17、mg/lCOD<700氯离子<500mg/l总硬度<2000mg/l悬浮物<80mg/l总溶固<2000mg/l水温<40C清洁度（目测）微黄或无色，略有沉淀水量35t/h2 .固体废物煤气化装置固体废物排放情况见表5-5、5-6表5-5固体废物排放一览表装置名称周废名称排放量煤气化装置气化废渣11.93t/h气化滤饼17.9t/h表5-6固体废物排放统计表目时间、当日粗渣重量（含水）粗渣含水率粗渣残碳当日滤饼重量（含水）滤饼含水率滤饼残碳渣/饼比偏差原因分析单位t%t%考核第一大考核第二天考核第三天总量/平均值（五）分析检验项目及分析频率表5-7分析项目参

18、考表厅P样品名称分析项目取样点分析频率01原料分析煤质分析煤粉采样机ri次/班02工乙气分析粗煤气组份合成气管线取样箱4次/班粗煤气尘含量合成气管线取样箱i次/大03排放分析废渣捞渣机和过滤机pi次/班04废水废水冷却器出口i次/天六、标定数据汇总（一）主要物料进出数据表6-1主要物料进出数据汇总表序号名称设计值实测值备注主要物料输入煤粉（t/h）87.8475氧气(Nm3/h)44190燃料气（Nm3/h）1600次图压蒸汽（kg/h）15005.9Mpa主要物料输出后效气（Nm3/h）138000气化废渣（t/h）11.925气化滤饼（t/h）17.9废水（t/h）35（二）主要设备操作温

19、度与压力操作条件设计值标定值热损/MW压力/MPa热损/MW压力/MPa气化炉<5.04.5操作条件设计值标定值出口温度/C压力/MPa出口温度/C压力/MPa合成气洗涤塔207.64.15七、标定结果（一）计算公式1.比煤耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的煤粉的质量比焯耗_入气化炉煤折100%干燃料量kg/h木一（COH2）*Nm3/h0002.比氧耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的氧气的流量力尸打入气化炉氧气折100%氧气量Nm3/h一比*1nnn出气化炉粗煤气中（COH2）气量Nm3/h0003.比蒸汽耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的入炉蒸汽的质量比

20、蒸汽耗;出气化炉粗/C?Hl）:量Nm3/h*10004.碳转化率：原料中的碳元素转移到合成气中的质量分率。碳转化率=入炉煤带入的碳kg/h（灰渣中的残碳量）kg/h入炉煤带入的碳kg/h*100%5.有效气产量以气化炉碳洗塔出后至变换管线在线合成气流量为基准气量，有效气（干基）计算公式如下:P0.1-exp9.3876-3826.36有效气产量总气量T227.68P0.1注：该公式出自陈志新等编著的化工热力学，VcoVhco2100其中P为洗涤塔出口合成气压力，MPa;T为洗涤塔出口合成气温度，C；Vco为在线分析仪测得的CO体积含量（干基），%;VH2为在线分析仪测得的H2体积含量（干基）

21、，。6.冷煤气效率原料的化学能转化为有效气化学能的百分比。冷煤气效率=出气化炉煤气中COH2低热值kJ/Nm3*有效气体量Nm3/h*100%入炉煤的低热值kJ/kg*入炉煤量kg/h（二）标定结果表7-1标定结果汇总表项目单位林/£结果5月14日5月15日5月16日72小时平均比煤耗t/kNm3后效气比氧耗Nm3/kNm3有效气比蒸汽耗t/kNm3后效气冷煤气效率%1碳转化率%Nm3/h废水排放量t/h（三）标定应达到的标准本次考核项目应达到各项设计或规定指标，生产能力达到或超过设计指标，装置单项能耗不高于设计指标，产品产量、质量均达到或优于设计指标，环保监测、排放数据不超过设计指

22、标，“三废”排放量不高于设计指标，粗渣、滤饼的含水量（设计为40%、60%）、残碳及比例不高于设计指标，洗涤塔出口粗煤气的尘含量<1mg/Nm3,单炉满负荷时有效气（CO+H占比n90%，产量A138000Nm3/h,冷煤气效率>81.5%,比氧耗<328Nm3O2/kNm3（CO+H2）,比煤耗<762kg/kNm3（CO+H2）,碳转化率n98.5%。当测试期间，工艺指标严重偏离工艺卡片和上述目标时，由性能标定领导小组讨论决定是否继续性能标定。八、标定期间注意事项（一）做好各装置运行维护保障工作，及时解决装置运行问题，保证大型机组、关键设备的运行稳定；（二）各装置操作