两段式煤气站技术文件.docx
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两段式煤气站技术文件
￠3.0m二段炉煤气站技术
方案及价格
太重机械企业公司
日期：
2011年8月
第一章总说明
第一节概述
第二节方案依据及原则
第三节方案范围
第二章煤气站工艺流程
第三章技术工艺方优点
第四章煤气站安全措施
第五章三废治理与环境保护
第六章煤气成本估算
第七章煤气站定员、技术指标
第八章工程进度表
第九章价格
附录一、工艺流程图
附录二、平面布置图
附录三、两段炉图样
附录四、两段炉用煤质量要求
第一章总说明
第一节 概述
根据贵公司使用燃料为烟煤，我公司认为使用二段煤气发生炉目前最为合适，二段煤气发生炉主要适用于烟煤、褐煤等挥发性高的煤种。
我厂生产的二段煤气发生炉性能优良、质量可靠、煤气站工艺先进、成熟。
“三废”容易治理，能达到环保标准；而且长期运行成本低，煤气热值高，完全能满足贵公司产品生产的工艺要求。
根据贵公司提供技术规格书之要求：
1、煤气量（最大）39000m3/h
2、煤气热值：
>1500×4.18KJ/Nm3
3、煤气出口压力：
>16kPa
4、焦油和尘含量：
<20mg/Nm3
5、煤气出口温度：
<35℃
因此，本工程为建设六台ф3.0m两段式煤气发生炉冷煤气站，。
第二节 方案设计依据及原则
一、贵公司产品对煤气用量及质量的要求；
二、气化用煤的煤种及煤质分析资料符合国家标准（GB9143-94）
三、GB50195-94《发生炉煤气站设计规范》
四、GB6222-86《发生炉煤气安全规程》
五、设计原则：
在保证煤气质量的前提下，节省投资，采用稳妥可靠的新技术，新工艺，达到一定的自动化控制水平。
使生产操作方便、安全，工艺流程，设备布置科学合理；同时煤气站的生产运行达到或优于环保标准。
第三节 方案范围
本方案范围从合格原料煤到站开始，经提升、输送、加煤、造气、煤气冷却、净化、加压、过滤除水，合格煤气送出煤气站的总平面布置图、上煤系统、工艺管道系统、除尘净化、酚水处理系统、焦油回收系统、安全防护系统、电气系统、仪表系统、土建施工图（结构、建筑、通风、照明、上下水、消防、防雷接地、电缆沟等）、煤气输送管网至煤气站外1米处。
本站所需水、电、蒸汽由用户负责如下：
1、水：
接至煤气站外1米处；
2、电：
接至煤气站总进线柜；
3、蒸汽：
接至煤气站外1米处；
4、煤气站化验设备、煤气安全防护；
5．煤的筛分机提升输配至煤仓；
6、煤气站周围绿化道路等由建设单位统一规划；
第二章煤气站工艺流程
1、上煤
进场合格原料煤粒度（13-25、25-50、50-75mm分级使用）用斗车运至斗式提升机处进行机械筛分后由斗式提升机提升至造气厂房+20.5米层，再由平面输送皮带机送至煤仓内。
2.煤气化、净化
空气由百叶窗、消声器、进风口经吸风道进入空气鼓风机加压到7000Pa进入总管、支管，空气从支管经空气调节阀支管进入水力逆止阀与水夹套产生蒸充分混合达到饱和状态，由炉底饱和空气管进入炉内作为气化剂与炽热的碳发生氧化、还原反应。
煤仓中的煤由煤气炉的程控液压加煤机自动控制加入二段炉炉膛内,每台炉每小时加煤量约1.6-2.5吨。
进入炉膛内的煤料从上向下运动，经由炉内干燥层，干馏层，还原层，氧化层，灰渣层，最后经煤气炉的炉篦，碎渣圈，灰盘，传动装置等组成的除灰装置自动排出炉外，人工运至渣场。
每台煤炉每小时产渣量约100-200公斤。
炉篦、灰盘等除灰装置均采用液压装置来驱动灰盘转动使灰渣自动排出，出灰量由拉杆行程控制。
本煤气炉采用的炉篦具有布风均匀、除灰量大、破渣能力强、煤气产量大，生产稳定的特点。
气化剂（鼓风量每台炉约4350m3/h）进入炉内后经灰层预热，在氧化层和碳发生反应，生成CO2，并放出大量热量（氧化层温度约1200℃左右），在还原层CO2和气化剂中所携带的水蒸汽和灼热的碳反应，生成了煤气（CO、CH4和.H2），约2/3的煤气由下段煤气出口排出，温度为500-600℃；约1/3的煤气，上升到干馏层，依靠煤气自身的显热和下段煤气通过隔墙传导的热量加热煤料，进行低温干馏，和干馏煤气一起由上段煤气出口排出，温度约为120℃。
由于煤气炉为二段式煤气炉，所以煤气站配套的净化回收工艺也分为上段部分和下段部分。
上段净化工艺为间接处理方式，即煤气经上段电捕焦油器除去煤气中的焦油后，进入间冷器;下段煤气经旋风除尘器除去煤气中的粉尘后，进入风冷塔将温度降到100℃，与上段煤气混合进入间冷器；经间冷器间接冷却后煤气温度降到40℃,进入二级电捕焦油器进一步除去煤气中的轻油，之后煤气经煤气加压机加压到20000Pa（或根据用户需要的压力）进入捕滴器脱去煤气中的水份后，再进入煤气管网系统送至用户各窑炉。
采用二段式煤气炉工艺，由于煤气中含有大量的挥发性油及挥发份中的酚，均为间接处理，所以不产生新的含酚污水。
下段煤气为半焦或焦炭气化，煤气中几乎不含焦油，同时工艺采用风冷和间冷，循环水系统的水质不会受到污染，满足环保的要求。
上、下段煤气中冷凝的少量含酚污水（约0.4-0.5t/d）和系统分离利用酚烧炉处理。
产生的蒸汽可作为煤气站生产补充用汽。
二段式煤气炉所产生的低温干馏焦油为优质轻油，经过二级电捕焦油器从煤气中分离出来，收集在焦油罐中,定期外售。
3.附图：
ф3.2米二段炉冷煤气站工艺流程图、煤气站平面示意图。
第三章煤气站技术工艺特点
我公司两段式煤气站，工艺先进、成熟具有以下特点：
1、两段式煤气炉特点
（1）设计科学、合理，吸收国外两段式特点
煤种的适应性强，具有较高的气化强度，从而提高了热效率；
（2）二段炉好坏的关键是干馏段。
我厂生产的二段炉的干馏段是采用北京航院引进国外技术开发的专利技术的无隔墙结构，（全套异型耐火砖是定点厂生产），结合近十几年国内二段炉用户的使用情况，其综合性能优于其它结构的二段炉，适用煤种广，易操作。
（3）二段煤气炉生产、加工质量可靠，使用寿命长，维修费用少，
（4）二段煤气炉加煤机采用自动料位PLC程序自动控制，使操作更加简化可靠；密封性优于其它各种加煤机；
（5）炉篦通风量大，布气更均匀，从而使煤气炉产量大、产气平稳、稳定产气达5000-6500Nm3/h·台，热值为≥1550Kcal/Nm3；
（6）炉篦，灰盘传动采用液压驱动。
煤气站工艺特点
（1）对环境无污染，三废治理容易；
（2）产出煤气的气质较为洁净，使净化系统简单；
（3）煤气与水不直接接触，不会造成循环水水质污染
（4）净化系统中上段煤气主要含有大量焦油（焦油流动性能好），直接由电捕焦捕作（中间无其他环节设备）增加焦油回收量，根据已建煤气站运行情况，气化1吨煤大约能出20~30公斤焦油。
（5）净化系统中下段煤气几乎不含焦油，所以可直接进入旋风除尘器。
（6）由于煤气与水不直接接触，煤气上，下段冷却均采取间接冷却，所以煤气净化后非常洁净，可以实现压力流量自动控制。
（7）净化系统中设有空气冷却塔、间冷塔，避免了煤气与水直接接触产生大量的含酚污水，从而节约水资源和电能。
（8）设计备煤为机械提升，以保证煤气炉的原材料随时供应。
（10）空气鼓风机、煤气加压机、水泵均设有备用，保证煤气站系统正常、安全运行。
（11）电气控制系统按照规范配置，30kW以下电机，直接启动；30KW以上采用降压启动；煤气加压机、空气鼓风机电机采用变频调速控制，使能源利用率更高且压力更趋平稳。
（12）结合二段炉工艺的特点完成对造气工艺的控制检测；
电气，仪表检测及自动控制主要内容如下：
a．煤气炉气化剂饱和温度仪表显示，手动阀门调节。
b．煤气炉上下段出口温度仪表显示。
c．煤气炉负荷自动闭环控制调节。
（此措施是保证煤气出站产量，压力稳定的重要手段。
）
d．各部均设有压力指示，盘装和就地仪表。
第四章煤气站安全措施
煤气站属于易燃易爆场所，除建筑物符合国家相关规范外，我公司在以下工艺方面做防护措施：
一．空气总管和煤气总管末端设置防爆膜，在紧急情况时起泄压作用，以保护设备及管道系统。
二．在煤气发生炉饱和空气管上安装防爆装置，以防对设备造成损害。
三．电捕焦油器设置防爆膜。
四．加压机与鼓风机设有联锁装置，只有当鼓风机起动时加压机才能启动。
当鼓风机停止时，加压机立即停车。
五．煤气低压总管压力降到400pa时，设有声光报警，降到100pa时，煤气加压机自动停止运行。
六．只有当空气鼓风机启动，空气总管压力达到2000pa时才能启动煤气加压机，停鼓风机，加压机自动停止。
七．电捕焦油器绝缘子箱温度下降到100℃时，就发出声光报警信号，出口压力低于500pa时，自动切断电捕焦油器高压电源。
八．发生炉炉底进风前设置水力逆止阀，防止停电后煤气由炉膛倒回至鼓风机内，产生混合气体；上下段煤气出口均设钟罩阀，停炉时以及送气前临时放空用，同时也起安全作用，若用气点减少用量，造成系统压力增高，钟罩阀通过配重自动打开放空。
若炉内或管网系统遇到压力超高现象，钟罩阀两侧水封口中的水自动喷出起到泄压作用。
九．煤气管道终端、空气管道终端加放散管，煤气站煤气管道设有蒸汽吹扫口，以便安全生产、检修时使用。
一十．在紧急停电状况下，配有蒸气阀门可打开防止煤气倒流；水力逆止阀可安全切断煤气与空气的连接；钟罩阀可放散煤气到高空中，从而可使煤气站安全可靠。
十二.在紧急停水、停气、停煤的操作方法详见煤气站安全操作规程。
第五章三废治理与环境保护
煤气站可能引起环境污染的有废水、废气、废渣和噪音，为了保护环境、治理三废，本方案设计采取以下措施：
一、废水
二段炉煤气站所采用的气化用煤的性质对废水的成份影响很大，二段炉烟煤煤气站生产工艺中产生的废水主要是间冷塔等煤气设备，煤气管道中的冷凝水，和电捕焦油器捕集的油中分离出的水。
水质中含有的悬浮固体焦油和酚类。
本设计采用传统的工艺酚水焚烧炉分解酚水，使用的燃料为煤气站的煤气或焦油，由于煤气站产生的酚水很少，所以不会造成能源浪费，产生的蒸汽可补充生产用汽，煤气站系统运行过程中需要补充部分自来水，亏水运行，零排放。
二、废气
煤气生产过程中基本上无废气排放，只是在点火、突然停电或其他事故紧急处理时排放少量煤气，只要严格控制气化用煤含硫低于0.5％，可以达到国家综合排放标准。
由于两段式煤气发生炉在气化过程中，带出物极少，煤气经过处理，煤气中尘与焦油的含量达到城市煤气标准，符合环保要求。
三、废渣
煤气站的旋风除尘器，风冷塔、各水封槽及沉淀池中沉淀下来的泥灰中含有较高的煤粉，可同一定比例的煤掺合作成煤饼，作为民用燃料；发生炉排出的炉渣是一种建筑材料，同时它也是一种很好的铺路材料，炉渣量一般占加煤量的5-15%。
两段炉上段煤气通过电捕焦油器等捕出的焦油流入焦油池内不外排，焦油质量好，可做为燃料或化工原料外售，不会造成任何污染
四、噪音
本煤气站产生噪音的主要是煤气加压机房及鼓风机房。
鼓风机进风口由吸风道吸入，排风口增设消声器，煤气加压机房操作间与机房隔离，进出口增设消声装置操作间噪音低于75dB。
五、消防
本煤气站设有消防通道和消防设备（消防栓、灭火器、防火墙、防毒面具等）完全符合消防规范；煤气站设有防雷接地措施。
第六章煤气成本估算
一、煤气成本核算见下表
序号
名称
单位
消耗定额
单价
金额
约合
元/Nm3
1
进厂合格煤
吨
0.356
2
工业用水
吨
0.25
3
软化水
吨
0.115
4
蒸汽
吨
0.05
5
电
度
9．3
6
人工工资
人数为100人
计算基数的确定：
1、以1000Nm3单位计算
2、工人工资平均按2000元/人·月计
3、没有考虑设备折旧及修理费用。
二、煤气站水、电、气、煤的用量
1.工业水：
8t/h
2.软化水：
～4.5t/h
3.电：
额定量～350KW总装机量～550KW电压380/220V
4.蒸气量：
1600Kg/h
5.煤：
13t/h
第七章煤气站定员、技术指标
第一节煤气站定员及生产制度
一、煤气站定员
序号
名称
每班定员
管理人员
操作班次
合计
生产工人
辅助工人
1
站长
1
1
2
发生炉操作工
24
3
72
3
备煤运渣工
6
3
18
4
化验工
1
3
3
5
检修工
2
3
6
6
合计定员
100
二、生产制度
年操作日为330天，三班制连续生产。
第二节原材料、产品的主要技术指标及消耗定额成本估算
一、原材料消耗
序号
名称
规格
单位
消耗定额
消耗量
小时
天
年
1
进场合格煤
13-25
25-50
50-75mm
吨
0.356
2
入炉煤
13-25
25-50
50-75mm
吨
0.303
3
工业水
0.3Mpa
吨
0.25
4
软化水
0.3Mpa
吨
0.115
5
蒸汽
0.3Mpa
吨
0.05
6
电
380V/220V
9.34
备注：
1.煤的运输破碎按15%计。
2.原材料消耗定额以1000Nm3煤气为基准。
二、产品（煤气）
煤气发热值：
上、下段混合≥6270KJ/Nm3（1550Kcal/Nm3）
煤气压力（出站）：
≥16KPa
煤气温度（出站）：
<35℃
焦油和尘含量（出站）：
<20mg/Nm3
第八章、煤气站工程进度表
时间（天）
名称
1-10
10-20
20-25
25-,100
101-110
111-211
212-222
223-238
土建设计期
A
工艺设计期
B
设备制造期
C
设备运输期
D
设备安装期
E
设备冷调期
F
点火送气期
G
资料交付时间
1、合同生效20天交付用户土建施工图 4份
2、50天交附全部煤气站、工艺、电气、仪表施工图 4份
3、设备总图、设备部件图1份
4、装箱单、操作规程及安全规程，随设备一起发运1份
5、随机电气资料及其他外购件随机资料全部提供给甲方。
6、设备安装调试点火3日内交付用户竣工图 2份
6台套两段炉煤气站报价表
单位：
万元
序号
设备名称
品牌型号规格
原产地及
制造厂名
数量
（台）
单价
总价
一、主机设备
1
二段炉
ф3.0m
太重
6
45
270
2
蒸汽集气器
ф1m
太重
6
1.5
9
小计：
279万元
二、非标设备
1
钟罩阀
DN300
太重
12
0.6
7.2
2
水力逆止阀
DN500
太重
6
0.5
3
3
旋风除尘器
ф2000
太重
6
4.05
24.3
4
空气冷却器
F-44
太重
6
12.5
75
5
间冷器
F=800m2
太重
6
28.5
171
6
水雾捕滴器
ф2500
太重
4
4
16
7
备煤设备
太重
2
3.8
7.6
8
轻油槽
太重
6
0.3
1.8
9
酚水槽
太重
6
0.3
1.8
10
焦油槽
太重
6
0.35
2.1
11
高位水箱
太重
1
1.6
1.6
小计：
311.4万元
三、外购设备
1
电捕焦油器Ⅰ
C-39
6
15
90
2
电捕轻油器Ⅱ
C-72
6
19.5
117
3
空气鼓风机
9-267A
4
1.8
7.2
4
煤气加压机
MZ240-2000
4
5.5
22
5
玻璃钢冷却塔
DNBL3-200
1
4.5
4.5
6
间冷循环水泵
KQW125/185.30/2
4
1.2
4.8
7
酚水循环泵
KQW40/170-2.2/2
2
0.5
1
8
潜污泵
QWHL-2.2
1
0.5
0.5
9
焦油泵
1
1.2
1.2
10
化验设备
1
1.5
1.5
小计：
249.7万元
四、电气、仪表
1
电气控制系统
太重
1
40
40
2
仪表系统
太重
1
15
15
小计：
55万元
五、工艺管网
1
工艺管道、阀门、法兰等附件
太重
6
12
72
2
梯子、栏杆、平台
太重
6
3.8
22.8
3
二段炉用耐火砖（含砌筑）
6
16
96
4
防腐、保温材料
太重
6
3
18
小计：
208.8万元
六
设计费（土建）
8.5
七
安装费
60
八
点火调试费、培训费
6
小计:
74.5万元
总计：
（不含运输）1178.4万元
附录一、工艺流程图
附录二、平面布置图
附录三、两段炉图样
附录四、两段炉用煤质量要求
原料煤质量要求：
两段煤气炉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度:
20－60mm
最大粒度/最小粒度
≤3
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）
≤0.5%
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
升级会员 