两段式煤气炉冷净煤气站工程.docx
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两段式煤气炉冷净煤气站工程
两段式煤气炉冷净煤气站工程
(φ3.2M*I台)
1.1项目概况
本方案是两段式煤气炉冷净煤气站项目。
为提供产品质量,决定选用目前国内技术最成熟的两段式煤气发生炉.该气化炉生产工艺先进、安全环保、所用原料选用陕西铜川煤、神木煤、山西大同煤及当地成型煤。
煤气站工程规模设计据用户意见和计算建议选择1台φ3.2M的两段式煤气发生炉。
1.2工程设计规划范围
(1)煤的运输、储存、输配
(2)煤气发生炉系统
(3)煤气的净化及冷却系统
(4)空气鼓风机
(5)煤气加压机
(6)煤气站内的供电、供水
(7)消防、安全、环保
(8)土建工程:
基础、厂房、风机房、水池、油池、酚水池、长区道路、煤场
(9)生产组织
二、设计原则
1、针对贵公司的具体要求采用冷净煤气工艺方案。
2、保证工艺的合理性及长期运行的稳定性。
3、实用与节约相结合。
三、冷煤气站设计生产能力
1、本设计选用1台φ3.2M两段式煤气发生炉,配套煤气净化设备。
采用烟煤作为气化原料,最大煤气产量为7500Nm3/h,煤气热值1450-1600kcal/Nm3。
设计根据:
两段式煤气炉每立方米煤气热值:
1450kcal/Nm3
2、净化后煤气成分及指标如下:
冷煤气成分(%)
CO
H2
CO2
N2
CH4
O2
23-30
10-15
4-5
45-50
2-3
0.2-0.6
煤气杂质含量及热量
编号
名称
单位
指标
1
煤气焦油
Mg/Nm3
<100
2
煤气含尘量
Mg/Nm3
<100
3
煤气热值
KJ/Nm3
>6061
3技术参考
3.1煤种及煤质资料
建议采用发热值>27MJ/kg煤的烟煤。
3.2主要气化指标
气化强度 260~300kg/m2h
干煤气化率 3~3.5Nm3/kg
煤气低发热值 6060~6270KJ/Nm3
灰渣含碳率 <15%~20%
蒸气耗率 0.3~0.8kg/kg煤
空气耗率 30Nm3/kg煤
炉渣产率 15~20%
4,原料煤质量要求及发生炉煤气质量
为保证发生炉煤气的质量要求,并满足两段炉煤气制气的工艺需要,比较适合的煤种是不粘、弱粘结性烟煤、长焰煤、年老的褐煤。
具体指标详见下表:
项目
技术要求
煤的热值
≥27MJ/kg(6500kcal/kg)
粒度分级
不粘煤弱粘结性烟煤粒
最大粒度/最小粒度
≤2
块煤限下率
<10%
含矸率
<2%
挥发分(干基)
>25%
灰分(干基)
<18%
全硫(干基)
≤2%
煤灰软化温度(ST)
>1250℃
热稳定性(RW+6)
>60%
抗碎强度(>25mm)
>60%
罗加指数(R。
I)
<20
自由膨胀系数(F。
S。
I)
<2
5、工艺流程
5.1煤贮存、提升系统
煤气站煤场→ 手推小车→ 吊煤斗电动葫芦煤仓→加煤机构→ 煤气炉
5.2煤气生产工艺流程(风冷工艺)
煤气生产方案采用冷净煤气生产工艺,工艺流程见工艺流程简图。
工艺流程图如下:
合格粒煤40-60mm
电动葫芦
煤 仓
空气鼓风机 3.2m×1两段式煤气发生炉 汽 包
旋风除尘器
C37电捕焦油器 换热器
风冷器
间接冷却器
C72电捕轻油器
煤气加压机
脱 硫 塔
窑 炉
5.3工艺流程简述
从两段式煤气发生炉生产出来的上段煤气,其温度约80~120℃,热值约6688~7106KJ/Nm3(1600~1700kcal/Nm3)至电捕焦油器捕焦油。
下段热煤气(炉出口温度约为550~600℃),热值约为5016~5434kJ/Nm3(1200~1300kcal/Nm3)经强制冷却器强制冷却后与上段煤气同时进入间接冷却器分别冷却,在煤气冷却器出口出混合至电捕轻油器除去轻油、残余焦油和灰尘。
经过处理的冷净煤气经煤气加压机加压后输送到用户。
5.4工艺特点
5.4.1采用两段式煤气发生炉生产炉煤气,气化效率、热效率均高。
生产运行成本较低、自动化程度高、劳动强度低、操作环境较好。
煤气杂质含量少、发热值高而且稳定。
5.4.2采用强制风冷器和间接冷却器对煤气进行间接冷却,实行煤气全间冷工艺,有效地控制了含酚煤气与水直接接触产生大量的污水。
同时煤气冷却器将含酚的顶部煤气冷凝液与不含酚的底部煤气冷凝液分别收集、分别处理。
6主要设备配置及说明
φ3.0两段式煤气发生炉技术特性及参数见下表:
φ3.0两段式煤气发生炉技术特性及基本参数
序号
名称
特性及基本参数
1
炉膛直径
3.2m
2
炉膛断面积
8.04m2
3
适用燃料
不粘煤、弱粘煤、长焰煤、气煤、贫煤、部分褐煤
4
燃料块度
20~40、 25~50、30~60mm
5
燃料消耗量
2400~2800kg/h
6
煤气产量
7000~7800m3/h
7
煤气热值(低值)
上段煤气
(1600~1700)×4.18kJ/m3
下段煤气
(1200~1300)×4.18kJ/m3
混合煤气
(1450~1550)×4.18kJ/m3
8
出口煤气温度
上段煤气
100~150℃
下段煤气
550~600℃
9
炉出口煤气压力
上段煤气
980~1960Pa(100~200mmH2O)
下段煤气
1960~2940Pa(200~300mmH2O)
10
炉底鼓风压力
7.0kPa
11
鼓风饱和温度
55~65℃
12
水套受热面积
17m2
13
水套蒸汽压力
<70(294)kPa
14
水套蒸汽产量
550kg/h
15
灰盘转速
1.5r/h
16
灰盘转动电机功率
11kw
17
给煤液压站电机功率
2.2kw
18
煤气出口公称直径
上段
DN500
下段
866×866
19
探火孔蒸汽压力
294kpa
20
炉底鼓风管公称直径
DN500
6.2电捕焦油器
属煤气净化设备,布置在室外煤气净化区,主要功能是对上段煤气进行净化。
本设计配有一台电气滤清器,即C37型电气滤清器,进行捕焦油。
其主要技术指标见下表:
C37型电捕焦油器主要技术指标
序号
名称
单位
指标
备注
1
处理煤气量
m3/h
3700
2
除尘效率
%
≥95
3
入口煤气温度
℃
35~110
4
沉淀极数量
根
37
5
沉淀极内径
mm
250
6
有效截面积
m2
1.82
7
工作压力
KPa
0.4~1.5
8
蒸汽压力
MPa
0.3~0.4
9
作电压
kV
40~60
10
配套电源
60kV/100mA
6.3强制风冷器
属煤气间接冷却设备,布置在室外煤气净化区,选用1台强制风冷器,处理煤气量7000m3/h。
强制风冷器将经下段煤气进行冷却使下段煤气温度降到150℃左右。
6.4煤气间接冷却器
属煤气净化设备,布置在室外煤气净化区,主要功能是对经电捕焦油器净化后的上段煤气和经风冷器冷却后的下段煤气进一步冷却降温,去除煤气中含有的大部分水分,并使轻油雾冷凝。
选择不与煤气直接接触的间接式冷却器,避免了水与煤气直接接触,产生大量污水,利于环境保护。
选间接冷却器一台,单台处理煤气量9000m3/h。
煤气间接冷却器主要指标如下:
序号
名称
单位
指标
备注
1
设计压力
壳侧
MPa
0.080
管侧
0.010
2
工作压力
壳侧
MPa
0.060
管侧
0.006
3
试验压力
壳侧
MPa
0.100
4
设计温度
壳侧
℃
60
管侧
5
工作温度
壳侧
℃
25
管侧
70~80
6
介质
水
煤气
7
换热面积
M2
473
6.5电捕轻油器
属煤气净化设备,布置在室外煤气净化区,主要功能是对煤气间接冷却后的煤气进一步净化,去除轻油及残留的焦油及灰尘。
本设计选用一台C72电捕轻油器,其主要技术指标见下表。
电捕轻油器主要技术指标
序号
名称
单位
指标
备注
1
处理煤气量
M3/h
7422~
2
除尘效率
%
>95
3
出口煤气温度
℃
35~110
4
沉淀极数量
根
72
5
沉淀极内径
mm
250
6
有效截面积
m2
3.533
7
配套电源
60KV/200mV
6.6空气鼓风机
属煤气发生炉供风设备,布置在鼓风机房内,主要功能是将空气加压输送到煤气发生炉内,以便气化原料煤来产生炉煤气。
本设计共配有两台9-19 7.1A风机。
主要参数为全风压11596Pa,风量7376m3/h。
配电机Y200L2-2,功率37KW,开一备一。
6.7煤气加压机
属煤气输送设备,布置在煤气加压房内,主要功能是对净化后煤气加压输送至各炉窑前,满足各炉窑对加压煤气的要求。
本设计共配有两台MJG135-2150煤气加压机,开一备一,主要参数为全风压21460Pa,流量10200m3/h。
配电机YB280M-2,功率90kw。
7物料平衡计算
入炉煤量=小时耗煤量×24×330
=2.121×24×330
=16798t/a
考虑到煤在倒运过程中的破碎,一般煤中含有15%的粉煤,设计
统煤量为:
16798/0.85=19763t/a
粉煤量:
19763—16796=2967t/a
灰渣量:
16796×(15%~20%)=2519~3359t/a
8煤气站管网
煤气站设煤气管网、蒸汽管网、站内循环水管网、软化水管网、自来水管网、消防水管网、焦、轻油及酚水管网、压缩空气管网。
9工艺布置
煤气发生炉、煤气加压机及鼓风机均布置在室内,电捕焦油器、电捕轻油器、风冷器、间接冷却器等设备均在室外露天布置。
10建筑结构
煤气发生间主厂房属乙类有爆炸危险的生产厂房,建筑耐火等级不低于二级。
其中,煤气发生间主厂房为多层框架结构,共设有4.0m、8.7m、14.7m、21.7m四层操作平台,屋顶标高约为25.7m。
煤气发生间主厂房约为12m,宽9m。
其它设备的具体布置视现场情况定。
13煤气站动力、水、蒸汽
13.1煤气站动力
电力消耗:
装机容量约430kW
实用功率约230kW
13.2煤气站水耗量
煤气站用水量
煤气站软化水耗量约:
0.6m3/h 14.4m3/d
煤气站冷循环水用量:
80m3/h 1200m3/d
生活用水:
10m3/d
13.3蒸气
煤气发生炉自产蒸汽作为气化剂用。
外来蒸汽作为汽封探火孔、电气滤清器绝缘子保温、吹扫管路用。
蒸汽负荷
煤气站用汽点
用汽压力MPa
用汽量kg/h
备注
连续
间断
煤气炉汽化剂
0.098
300
探火孔汽剂
0.25~0.3
80
同时打开2个探火孔,最长10min
电气滤清器绝缘子保温
0.3~0.4
100
0
焦油管道保温
100
总计
500
80
580
四,主要设备选型
1、煤气站总成
序号
设备名称
单位
数量
规格型号
备注
生产厂家
1
煤仓
件
1
20m3
自制
2
加煤装置
套
1
M3.2
2.1
滑板阀
件
2
2.2
连接段
件
2
2.3
旋转加煤阀
件
4
精加工件
2.4
隔离阀
件
2
δ=6mm
2.5
缓冲煤仓
件
1
δ=6mm
3
炉顶
套
1
M3.2
δ=8、12mm
4
上出气管
件
1
DN500
δ=6mm
5
上段筒体
件
1
DN2450
δ=10mm
6
中心管
件
1
DN425
1Cr18Ni9Ti
7
底部煤气调节器
套
6
M3.2
δ=6mm
8
水冷箱体装配
套
1
M3.2
δ=16mm
9
炉体部分
套
1
M3.2
9.1
炉体(水夹套)
件
1
M3.2
内20gδ=20mm
外Q235δ=14mm
9.2
蒸汽环管
件
1
DN100
9.3
进水环管
件
1
DN80
9.4
小环管
件
1
DN80
10
汽包
套
1
φ1000
δ=8mm
11
炉体支撑部分
套
1
M3.2
12
炉蓖部分
套
1
M3.2
13
碎渣圈
件
1
M3.2
δ=16mm
14
小灰刀
件
6
M3.2
δ=16、20mm
15
大灰刀
件
2
M3.2
δ=16mm
16
灰盘部分
套
1
M3.2
16.1
灰盘
件
1
M3.2
δ=12、20mm
16.2
滑道
件
1
M3.2
16.3
棘轮
件
1
M3.2
δ=30mm
16.4
灰盘支撑
件
1
M3.2
δ=12mm
16.5
出灰槽
件
2
M3.2
δ=6mm
17
棘轮转动装置
套
2
M3.2
18
炉底三通鼓风机
套
1
DN400
δ=6mm
19
探火孔
件
12
DN50
精加工件
20
液压系统
台
1
M3.2
20.1
液压站
套
1
CB-FC20-1F85L-X
20.2
干油泵(10嘴)
件
1
20.3
干油泵(4嘴)
件
1
21
耐火材料(包括砌筑)
项
1
非标
2煤气净化设备
序号
设备名称
单位
数量
规格
型号
备注
1
C-72电捕焦油器
台
1
C-72
δ=8mm Q235
2
高压电源200mA
套
1
200mA
3
C-37电捕焦油器
台
1
C-72
δ=6mmQ235
4
高压电源100mA
台
1
100mA
5
旋风除尘器φ1750
台
1
δ=6mmQ235
6
余热换热器φ1250
台
1
20g
δ=10mm19管φ219×6
7
风冷器
台
1
Q235
钢管φ273×4
8
间冷器(400)
台
1
Q235
δ=10mm
9
钟罩阀DN300
台
1
Q235
δ=6mm
10
干式止回阀DN400
台
1
Q235
δ=6mm
11
旋风除油器
1
12
干式止回阀
台
1
DN400
δ=6mm
13
隔离水封
2
DN500
δ=6mm
1. 运转设备
序号
设备名称
数量(台)
规格型号
备注
数量
1
鼓风机37KW
1+1
9-197.1D-4变频1台 工频1台
风压11596Pa流量7376Nm3/h
套
2
煤气加压机90KW
1+1
MJG12-1100D5变频1台工频1台
风量Q=9039Nm3/h全压P=21719Pa
套
3
软化水泵5.5KW
1+1
IS50-32-200A
流量12.1m3扬程47.0m
套
4
洗涤水泵11KW
1+1
ISI100-80-160(B)
流量89m3/h扬程25.4m
套
5
循环水泵15KW
1+1
ISI100-800-160(0)
流量100m3/h扬程32m
套
6
电动葫芦
1+1
3T24m
台
五、煤气站工程报价明细
序号
名称
报价(万元)
备注
1
煤气炉总成
2
煤气净化设备
3
运转设备
4
工艺管道及安装材料
站内部分
5
阀门
6
电气仪表控制系统
7
设备安装
8
总计
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