神寧爐干煤粉氣化技術(shù)標定方案

1、附件一“神寧爐”干煤粉氣化技術(shù)標定方案項目承擔單位：神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司寧夏神耀科技有限責任公司中國五環(huán)工程有限公司標定委托單位：神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司組織標定單位：中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會現(xiàn)場標定日期：2018年5月13日至16日一、標定情況概述1.（一）項目概述1（二）標定目的3（三）標定內(nèi)容4（四）標定時間4二、標定準備工作.4.三、組織機構(gòu)4.（一）標定專家組4（二）標定配合組：4四、標定期間系統(tǒng)操作條件5.（一）裝置運行工況5（二）主要裝置操作條件5五、分析項目內(nèi)容及分析要求7.（一）原料及其性質(zhì)分析7（三）產(chǎn)物分析8（四）廢棄物排放8（五）分析檢驗項目及分析頻率10六

2、、標定數(shù)據(jù)匯總10（一）主要物料進出數(shù)據(jù)10（二）主要設(shè)備操作溫度與壓力10七、標定結(jié)果1.1（一）計算公式11（二）標定結(jié)果12（三）標定應達到的標準12八、標定期間注意事項1.2附表：記錄表格13一、標定情況概述（一）項目概述1概述本項目煤氣化裝置工藝技術(shù)采用寧夏煤炭科學研究所和中國五環(huán)工程有限公司共同開發(fā)的日投煤2200噸干煤粉氣化技術(shù)。該氣化技術(shù)是采用干粉進料、純氧氣化、液態(tài)排渣、粗合成氣激冷工藝流程的氣流床氣化技術(shù)。通過此工藝技術(shù)，可以把價格低廉、直接燃燒污染較大的煤原料轉(zhuǎn)化為清潔的、高附加值的合成氣，即一氧化碳與氫氣，這是生產(chǎn)化工產(chǎn)品基本原料，可以用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品如甲醇、合成氨，合

3、成油，還可以用于發(fā)電或直接用于城市煤氣，合成天然氣使用。本裝置生產(chǎn)所需主要原料為原料煤、氧氣、蒸汽等，燃料為高壓燃料氣、LPG輔助物料有分散劑、絮凝劑。設(shè)計單臺爐投煤量為2200噸/天（含水4%勺煤粉），有效氣產(chǎn)量為：138,000NmVh（CC+H）,操作彈性：77-108%氣化裝置上下游工藝流程簡圖原煤一煤倉+煤粕制備IAIR-空分-氣化*灰水處理）+蒸汽（三類蒸汽）變換低溫用酹洗2本項目主要產(chǎn)品及產(chǎn)量匯總表見表1-1表1-1廠品方案和廣量參考表廳P產(chǎn)品產(chǎn)品方案一、主產(chǎn)品(1)合成氣（CO+H2）年總產(chǎn)量110400萬Nm33項目建設(shè)情況“神寧爐”作為煤制油項目的重要國產(chǎn)化技術(shù)之一。詳細節(jié)

4、點如下：2012年7月，完成流程設(shè)計；2013年1月，完成工藝包的開發(fā)；2013年9月-2016年4月，施工安裝；2013年10月，完成基礎(chǔ)設(shè)計；2015年2月，完成詳細設(shè)計；2016年9月，項目中交試車；2017年3月，產(chǎn)出合格粗煤氣。4生產(chǎn)的簡要流程干煤粉氣化是指干煤粉為原料，氧氣、水蒸氣為氣化劑，在高溫條件下進行復雜的化學反應，把煤炭轉(zhuǎn)化為以COH2為合成氣的過程，為下游裝置提供原料氣。圖1為神寧爐氣化工藝流程圖。LPG合成氣酸性氣f圖1神寧爐工藝流程圖1-粉煤倉；2-煤鎖斗；3-發(fā)料罐；4-組合式燃燒器；5-燃燒室；6-激冷室；7-一級文丘里；8-汽液分離器；9-可調(diào)文丘里；10-洗滌

5、塔；11-閃蒸塔；12-中壓閃蒸罐；13-真空閃蒸罐；14-減濕器；15-沉降槽；16-循環(huán)水罐；17-真空過濾機；18-閃蒸汽液分離罐1;19-閃蒸汽液分離罐2;20-閃蒸汽液分離罐3;21-燒嘴冷卻水罐；22-水冷壁循環(huán)水罐；23-渣鎖斗；24-撈渣機低壓煤粉通過兩個交替運行的鎖斗送入高壓煤粉發(fā)料罐，通過密相氣力輸送系統(tǒng)，將煤粉送入頂置強旋轉(zhuǎn)動量傳導組合式燃燒器，進入氣化爐反應室；在反應室中發(fā)生部分氧化反應，產(chǎn)生高溫合成氣和液態(tài)渣；高溫合成氣和液態(tài)渣并流下行進入激冷室，經(jīng)水浴激冷后進行合成氣和固態(tài)渣分離，大部分灰渣沉降至激冷室底部，通過渣鎖斗減壓外排，少量細灰隨合成氣進入合成氣洗滌單元；含

6、塵合成氣和高壓循環(huán)水通過兩級文丘里充分潤濕后，進入氣液分離器，分離后的合成氣經(jīng)洗滌塔深度處理后進入下游裝置。從激冷室底部和洗滌塔底部排出的黑水經(jīng)減壓后被送至閃蒸系統(tǒng)。黑水經(jīng)過三級閃蒸后進行分離，分離得到酸性氣體到界外進行處理，三級閃蒸氣體冷卻后進入循環(huán)水緩沖罐回用。黑水處理系統(tǒng)實現(xiàn)固液分離，大部分澄清水作為合成氣洗滌系統(tǒng)的回用水，少量廢水外排以保證系統(tǒng)的離子平衡。煤氣化裝置工藝水平先進，采用集中控制、操作平穩(wěn)、安全。所選用的儀表及控制系統(tǒng)安全可靠，滿足工藝過程的操作要求，達到國內(nèi)同類裝置的先進水平?？刂葡到y(tǒng)主要包括分散控制系統(tǒng)（DCS、儀表設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS、可燃/有毒氣體檢測系統(tǒng)（GDS、

7、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、機組監(jiān)控系統(tǒng)（MMS等。5主要經(jīng)濟指標：氣化裝置有效氣產(chǎn)量：13.8萬Nm3/h6產(chǎn)品主要消耗：本項目原料消耗主要為煤、氧氣、燃料氣和LPG,消耗量見表表1-2原料及輔助材料消耗表廳P項目單位單爐備注1粉煤t/h87.852氧氣Nm3/h441903燃料氣Nm3/h16004開車燃料LPGNm3/h3500開車一次（二）標定目的1）對“神寧爐”煤氣化裝置的比煤耗、比氧耗、比蒸汽耗、碳轉(zhuǎn)化率、有效氣產(chǎn)量、冷煤氣效率、塵含量等關(guān)鍵指標進行標定。2）查找并分析示范工程存在的問題，為進一步優(yōu)化操作和技術(shù)改造提供可靠的依據(jù)和建議。（三）標定內(nèi)容標定氣化爐的物料和能量平衡以及“三廢

8、”排放等環(huán)保性能。（四）標定時間確定標定起始節(jié)點，對示范工程進行連續(xù)72小時現(xiàn)場標定。項目標定時間為2018年5月13日20:00至5月16日20:00,連續(xù)72小時現(xiàn)場標定。二、標定準備工作（一）標定方案已編制完成，并經(jīng)標定組織機構(gòu)審核通過；（二）各崗位人員認真學習標定方案，熟悉標定內(nèi)容；（三）公用工程管理中心確保原料的供應充足，保障產(chǎn)品的存儲；（四）技術(shù)部、質(zhì)檢中心做好原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的采樣及分析化驗工作；（五）儀表管理中心校正標定所需的計量儀表和分析儀器，保證計量儀表均在檢驗有效期內(nèi)，確保物料計量準確；（六）機動部門及氣化廠做好設(shè)備運行維護保障工作，查找隱患，及時解決問題，滿足標定需

9、要；（七）各班組準備好標定記錄表；（八）負荷調(diào)整時幅度要慢，防止造成波動。三、組織機構(gòu)（一）標定專家組于廣鎖寧夏大學教授劉艷軍華陸工程科技有限責任公司教授級高工姜建生內(nèi)蒙古伊泰集團有限公司教授級高工（二）標定配合組：侯茂林氣化廠運行一部主任李俊廷氣化廠運行三部主任何紅兵氣化廠運行一部技術(shù)員王國梁氣化廠運行三部技術(shù)員張永明氣化廠運行三部技術(shù)員楊濤氣化廠生產(chǎn)部技術(shù)員四、標定期間系統(tǒng)操作條件（一）裝置運行工況4.1 氣化裝置要求標定過程中裝置運行穩(wěn)定，負荷100%裝置負荷以氣化爐耗氧量44190Nrr/h為準。裝置運行各項工藝參數(shù)在允許控制范圍以內(nèi)，無超溫、超壓、超速現(xiàn)象。4.2 原煤的要求在性能標

10、定前3天至標定結(jié)束，每天對原煤取樣分析。與公司調(diào)度聯(lián)系,要求配煤中心保證性能標定期間原煤供應穩(wěn)定、符合要求。表4-1氣化供煤指標分析數(shù)據(jù)項目單位"求指標實際供煤指標（第f）實際供煤指標（第二天）實際供煤指標（第三天）灰份%<18水分%<20發(fā)熱事MJ/Kg>18硫含量%<1.8平均值（二）主要裝置操作條件表4-2主要操作條件一覽表名稱項目單位指標監(jiān)測點緩沖給料系統(tǒng)流化氣量Nm3/h10001500222_F0721流化盤壓差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水冷壁系統(tǒng)水冷壁罐壓力MPa5.3223P0403汽包壓力MPa0.40.5223P0406水冷壁的熱損MW<6223UI0411排灣口水冷壁熱損MW<1.8223UI0428熱裙水冷壁熱損MW<1.9223UI0430燒嘴罩水冷壁熱損MW<0.4223UI0421氣化爐氣化爐壓力MPag4.054.45223P0102入點火燒嘴0.40.6228FF0202入主燒嘴0.30.5228FF0200環(huán)形空間頂部溫度C<280223TIA0302ABCD燒嘴支撐處吹掃氣溫度c<280223TIA0303AB氣化爐頂壁溫c<300223

12、TIA0304ABCD氣化爐頂壁溫c<240223TIA0305ABCD環(huán)形空間中部壁溫r<240223TIA0306ABCD環(huán)形空間底部壁溫c<240223TIA0307ABCD環(huán)形空間溫度c<240223TIA0309ABCD氣化爐隔板溫度c<240223TIA0310AB氣化爐隔板溫度c<240223TIA0311AB環(huán)形空1可底部溫度c<240223TIA0312AB環(huán)形空間內(nèi)件表面溫度c<240223TIA0314AB激冷室頂部壁溫c<240223TIA0313中心氮氣流星m3/h2.53.0223F0101燒嘴保護罩吹掃氣m3/

13、h36223F0301環(huán)隙流量m3/h6575223F0304氣化爐合成氣出口溫度C215230223TI0301文丘里洗滌系統(tǒng)合成氣出洗滌塔溫度c205212225TI0301脫鹽水加熱器出口溫度c140225TI0402激冷循環(huán)水過濾器前后壓占MPag<0.2225PD0203洗滌塔塔板壓差kPag<20225PD0201傳統(tǒng)文丘里洗滌水m3/h120225F0101可調(diào)文丘里洗滌水m3/h52225F0201變換冷凝液進洗滌塔流量m3/h53225F0202高壓工藝水進洗滌塔流量m3/h47225F0204高壓循環(huán)水進洗滌塔流量m3/h158225F0203激冷循環(huán)水去激冷室

14、流量m3/h535560225F0206洗滌塔液位%5065225L0201文丘里氣液分離罐%4060225L0101CH4含量ppm<700225_AI0301H2含量ppm2535225_AI0301CO含量ppm5570225_AI0301CO2含量ppm615225_AI0301去界外廢水流量m3/h<1432279_FI0701五、分析項目內(nèi)容及分析要求（一）原料及其性質(zhì)分析原料煤分析以氣化界區(qū)煤皮帶處采樣樣品為準表5-1原料煤的性質(zhì)廳P名稱符號單位正常煤種局灰局硫煤種1入爐煤水分Mwt%4.04.02入爐煤灰分Awt%15.3617.283入爐煤碳Cwt%62.3360

15、.544入爐煤氫Hwt%4.113.865入爐煤氮Nwt%0.650.716入爐煤硫Swt%1.291.897入爐煤氧Owt%12.2411.71廳P名稱符號單位正常煤種局灰局硫煤種8入爐煤氯Clwt%0.020.02煤灰熔融性1艾形溫度DTC117011802軟化溫度STC119012003半球溫度HTc120012204流動溫度FTc12201240其它1干基低位發(fā)熱量Qnet,dMJ/kg25.024.0表5-2入爐煤規(guī)格項目單位指標干煤粉粒度分布R<500mm/wt%>99R<250mm/wt%>94R<63mm/wt%4050干煤粉含水量%wt<4

16、.0（三）產(chǎn)物分析表5-3產(chǎn)品質(zhì)量項目位號要求指標實際值實際與設(shè)計偏差原因分析有效氣占比（CO+H2(225AI0301A+225AI0301B)88%-93%粗煤氣甲烷含量225AI0301D100-600Ppm洗滌后粗煤氣溫度225TI0301205-215C氣化爐副產(chǎn)蒸汽壓力223PI04060.5-0.65MPa氣化爐副產(chǎn)蒸汽溫度223TI0401155-170C（四）廢棄物排放1 .廢水污染源及污染物煤氣化裝置主要廢水污染源為煤氣化廢水。廢水中的主要污染物為COD、氨氮。表5-4廢水排放狀況一覽表項目要求值實際值（第f）實際值（第二天）實際值（第三天）備注PH7-8氨氮<250

17、mg/lCOD<700氯離子<500mg/l總硬度<2000mg/l懸浮物<80mg/l總?cè)芄?lt;2000mg/l水溫<40C清潔度（目測）微黃或無色，略有沉淀水量35t/h2 .固體廢物煤氣化裝置固體廢物排放情況見表5-5、5-6表5-5固體廢物排放一覽表裝置名稱周廢名稱排放量煤氣化裝置氣化廢渣11.93t/h氣化濾餅17.9t/h表5-6固體廢物排放統(tǒng)計表目時間、當日粗渣重量（含水）粗渣含水率粗渣殘?zhí)籍斎諡V餅重量（含水）濾餅含水率濾餅殘?zhí)荚?餅比偏差原因分析單位t%t%考核第一大考核第二天考核第三天總量/平均值（五）分析檢驗項目及分析頻率表5-7分析項目參

18、考表廳P樣品名稱分析項目取樣點分析頻率01原料分析煤質(zhì)分析煤粉采樣機ri次/班02工乙氣分析粗煤氣組份合成氣管線取樣箱4次/班粗煤氣塵含量合成氣管線取樣箱i次/大03排放分析廢渣撈渣機和過濾機pi次/班04廢水廢水冷卻器出口i次/天六、標定數(shù)據(jù)匯總（一）主要物料進出數(shù)據(jù)表6-1主要物料進出數(shù)據(jù)匯總表序號名稱設(shè)計值實測值備注主要物料輸入煤粉（t/h）87.8475氧氣(Nm3/h)44190燃料氣（Nm3/h）1600次圖壓蒸汽（kg/h）15005.9Mpa主要物料輸出后效氣（Nm3/h）138000氣化廢渣（t/h）11.925氣化濾餅（t/h）17.9廢水（t/h）35（二）主要設(shè)備操作溫

19、度與壓力操作條件設(shè)計值標定值熱損/MW壓力/MPa熱損/MW壓力/MPa氣化爐<5.04.5操作條件設(shè)計值標定值出口溫度/C壓力/MPa出口溫度/C壓力/MPa合成氣洗滌塔207.64.15七、標定結(jié)果（一）計算公式1.比煤耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的煤粉的質(zhì)量比焯耗_入氣化爐煤折100%干燃料量kg/h木一（COH2）*Nm3/h0002.比氧耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的氧氣的流量力尸打入氣化爐氧氣折100%氧氣量Nm3/h一比*1nnn出氣化爐粗煤氣中（COH2）氣量Nm3/h0003.比蒸汽耗：生成1000Nm3（CO+H2）所消耗的入爐蒸汽的質(zhì)量比

20、蒸汽耗;出氣化爐粗/C?Hl）:量Nm3/h*10004.碳轉(zhuǎn)化率：原料中的碳元素轉(zhuǎn)移到合成氣中的質(zhì)量分率。碳轉(zhuǎn)化率=入爐煤帶入的碳kg/h（灰渣中的殘?zhí)剂浚﹌g/h入爐煤帶入的碳kg/h*100%5.有效氣產(chǎn)量以氣化爐碳洗塔出后至變換管線在線合成氣流量為基準氣量，有效氣（干基）計算公式如下:P0.1-exp9.3876-3826.36有效氣產(chǎn)量總氣量T227.68P0.1注：該公式出自陳志新等編著的化工熱力學，VcoVhco2100其中P為洗滌塔出口合成氣壓力，MPa;T為洗滌塔出口合成氣溫度，C；Vco為在線分析儀測得的CO體積含量（干基），%;VH2為在線分析儀測得的H2體積含量（干基）

21、，。6.冷煤氣效率原料的化學能轉(zhuǎn)化為有效氣化學能的百分比。冷煤氣效率=出氣化爐煤氣中COH2低熱值kJ/Nm3*有效氣體量Nm3/h*100%入爐煤的低熱值kJ/kg*入爐煤量kg/h（二）標定結(jié)果表7-1標定結(jié)果匯總表項目單位林/£結(jié)果5月14日5月15日5月16日72小時平均比煤耗t/kNm3后效氣比氧耗Nm3/kNm3有效氣比蒸汽耗t/kNm3后效氣冷煤氣效率%1碳轉(zhuǎn)化率%Nm3/h廢水排放量t/h（三）標定應達到的標準本次考核項目應達到各項設(shè)計或規(guī)定指標，生產(chǎn)能力達到或超過設(shè)計指標，裝置單項能耗不高于設(shè)計指標，產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量均達到或優(yōu)于設(shè)計指標，環(huán)保監(jiān)測、排放數(shù)據(jù)不超過設(shè)計指

22、標，“三廢”排放量不高于設(shè)計指標，粗渣、濾餅的含水量（設(shè)計為40%、60%）、殘?zhí)技氨壤桓哂谠O(shè)計指標，洗滌塔出口粗煤氣的塵含量<1mg/Nm3,單爐滿負荷時有效氣（CO+H占比n90%，產(chǎn)量A138000Nm3/h,冷煤氣效率>81.5%,比氧耗<328Nm3O2/kNm3（CO+H2）,比煤耗<762kg/kNm3（CO+H2）,碳轉(zhuǎn)化率n98.5%。當測試期間，工藝指標嚴重偏離工藝卡片和上述目標時，由性能標定領(lǐng)導小組討論決定是否繼續(xù)性能標定。八、標定期間注意事項（一）做好各裝置運行維護保障工作，及時解決裝置運行問題，保證大型機組、關(guān)鍵設(shè)備的運行穩(wěn)定；（二）各裝置操作