壳牌煤气化装置设备布置分析

壳牌煤气化装置设备布置分析王辉马宁唐山科源环保技术装备有限公司063300摘要:壳牌煤气化装置可以说是现阶段技术条件支持下，最为先进的干粉汽化技术，主要将其应用于对合成氨成分、甲醇成分、聚丙烯成分、二甲醚成分、丁辛醇成分、以及醋酸成分的生产制备工作。由于上述产品的发展空间巨大,因而壳牌煤气化装置同样有着极大规模的发展潜力，值得重视。关键词:煤气化装置装置布置设备布置中图分类号: C35文献标识码: A、壳牌煤气化的技术特点第一，其流程较为复杂，但是操作简单方便。流程从磨煤及煤粉的干燥、粉煤加压输送、气化、排渣、除灰排灰、合成气洗涤、初步水处理等八个工序环节，其中磨煤及干燥工序不属于壳牌设计，且涉及到的流程图数目繁多，复杂。但是在实际操作中是比较简单的，可实现蒸汽产量、二氧化碳含量、甲烷含量等多种氧碳比的串级自动控制模式。第二，其煤种具有较强的适用性。在煤气化过程中，既可以使用石油、烟煤、次烟煤或者褐煤等,也可以将两种或者多种煤的任意比例掺烧，实现生产配煤的经济化及自动化。对于煤种有更高的适应性，同时水冷壁以渣抗渣的设计提高其对高灰份煤种的适应性。目前，已经投产的单台的气化炉中,内蒙古大唐国际发电股份中国煤化止炉YHCNM HG单台规模可达3400t/d。第三，产品气体具有高质量。煤气化产品的气体清洁度高，且没掺杂重烃，甲烷也很少，主体气体占了百分之九十。第四，其具有很高的热效率。一般来说，冷煤气的效率在82%左右，其中副产的高、中压的蒸汽占15%左右，其总热效率达到百分之九十八。二、壳牌煤气化装置布置装置布置要点:1设备布置设计应满足相关标准规范要求，满足安全生产，符合工艺流程、便于操作检修。2对真空、重力流、固体卸料等，必须按工艺要求和设备特点,综合考虑操作及检修要求。3充分考虑设备吊装要求，装置布置时，首先应在框架的周边预留足够的区域作为吊装区域;布置在框架里的设备，应根据设备的制作方式来确定吊装方案;带有插入内件的设备，设备吊装前，必须先将插入内件安装好，如插入内件今后需要检修，则必须预留检修抽出需要空间。4注意排渣栈桥布置，避免与装置管廊冲突;除灰系统的布置要便于灰车的运行，另外，为避免卸灰时的飞灰扩散，需要在卸灰框架底部设置围墙，以避免对其它区域的飞灰污染。三、壳牌煤气化设备布置要点1.煤气化主框架楼层标高的设定中国煤化工YHCNMH G壳牌煤气化主框架分为上下两个部分,其中下部为混凝土结构或型钢混凝土结构，上部为钢结构，此种设置的原因主要是基于气化炉(重量达1000t 以上)的支撑问题，采用混凝土结构或型钢混凝土对气化炉进行支撑，既能提高结构的稳定性，也可以降低投资;混凝土结构或型钢混凝土结构部分的高度主要是由排渣系统决定的,钢结构部分的楼层标高设定主要是由气化炉的结构决定的，同时兼顾检修操作和其它工序的影响。具体设计原则如下:1.1参考专利商建议布置楼层标高;1.2与结构专业协商，在结构专业给定建议楼层高差范围内进行调整，即要考虑布置的合理性，同时也方便结构专业的设计与计算;1.3计算气化炉等主要设备的管口高度，避免管口与楼层的冲突(同时要初步估算结构的梁高)，即要方便今后的配管，也要充分考虑人孔的检修;1.4考虑气化炉烧嘴的检修，特别是开工烧嘴和点火烧嘴，由于其所占空间较大，且开工烧嘴管口为斜插入式，使其在检修抽出时需要的空间较大，楼层标高设定时，一定要注意今后的检修，避免检修抽出时与楼面或梁有冲突;1.5气化炉的敲击器是气化炉设备的一一个主要附件，在楼层标高设定时，要充分考虑其安装、操作和检修空间;1.6考虑设备正常运行时的应力变化，预留设备位移时管口标高变化的空间; .2.磨煤框架标高的设定(磨粉及干燥位于图中国煤化工YHCNMH G磨煤框架与煤气化主框架为分开布置,两框架中间以检修通道连接。两框架分开布置的主要原因是，--方面考虑两侧设备沉降问题，另--方面基于标准规范的要求,为使磨煤机区域的布置满足驱动电机布置在附加2区范围内，因此需要拉开两框架的距离。此区域楼层标高设定基于以下原则:2.1粉体专业建议楼层标高;2.2参考主框架楼层标高;2.3磨机检修空间的影响，磨机检修顶部采用过轨吊，因此，磨机顶部楼层的设置需要充分考虑检修空间;2.4由于粉体专业给出的建议楼层标高都考虑了输煤栈桥对倾角的要求，如要改变楼层标高，需要与粉体专业相互协商确定。此区域在布置时，为防止粉煤的扬尘，需要在输煤皮带所在楼层设置防尘墙。3.煤加压及进料(主框架内)煤加压及进料由煤粉贮仓、煤粉锁斗、煤粉给料器组成，为垂直布置，煤粉靠重力从上往下输送，此系统的布置从底部向上部反算，注意煤粉给料器底部预留煤粉输送管线的管件及长半径弯头的空间，向上反算布置时，两设备的定位要注意设备之间的管件长度、预留管道膨胀节的长度，同时还要考虑管件操作维修的方便性。4.煤气化(主框架内)此区域的核心是气化炉，此处管线布置是煤气化框架中最为密集的地方，而气化炉的烧嘴区域是此区域布置的中国煤化工约管YHCNM HG线不仅布置密集，还要考虑烧嘴的检修抽出空间，因此，布置时需要合理规划;另外，气化炉水汽系统管线较多，规格较大，布置时要考虑热应力，因此配管所需空间较大。所以小设备、蒸汽伴管站及仪表控制柜等附件要尽量避开布置在此区域。5.除渣(主框架内)该系统由渣池、破渣机、渣收集罐、渣排放罐以及捞渣机组成，此系统为垂直布置，煤渣靠重力从上往下输送，布置中要注意各设备之间的管件的长度，以便更加合理的反算出气化炉的支撑标高，此处的布置是决定气化炉支撑标高的主要因素。四、发展推广我国煤气化技术的对策1.国内企业需吸取经验加强相互间交流因为种种原因，国内企业在引进国外技术的时候往往各自为战，很少就煤气化过程中出现的问题进行交流与沟通，结果造成盲日引进，出现技术问题后不知道如何解决，只好继续向国外公司支付很高的后续费用。我国煤气化技术同国外公司的同台竞技，必须了解与解决国外技术工艺与设备中存在的问题，并在自身的工艺技术的设计中给予解决。同时国内企业之间要避免偏见，站在国家民族利益的高度,加强互相之间的技术交流与沟通，使国内技术尽快赶上超越国外技术。2.完善支持开发煤气化技术的相关政策国家应鼓励国产化技术和装备的开发，形成系列化产品，尽快将煤气化装置高昂的价格降下来。但政府目前还没中国煤化工择MHCNM HG新技术的环境保护支持政策，缺乏系统、全面的激励政策，缺乏足够的财政补贴。政策不配套，企业自然也就缺乏动力。所以国家必须从政策层面上给予我国具有自主知识产权的煤气化技术以支持,尽快出台完善相关扶持政策，加紧开发建设--批先进的适合我国国情的煤气化技术示范装置。3.建立健全煤化工人才引进、培养与储备机制煤气化技术属于煤化工的范畴，发展煤化.工产业的四个重要要素是资源、技术、资金和人才。拥有了资源、技术和资金，但没有这方面的专业人才，要想发展煤化工产业很难，同时现代煤化.工是属于技术密集型的产业,因此发展新型煤气化技术需要一大批具有专业知识专业技能的高级煤化工人才。必须建立健全煤化工人才引进、培养与储备机制，鼓励引进国际国内尖端人才，培养具有创新意识的研发人才，储备--批拥有丰富实践经验与理论知识的专业人才。要建立煤化工人才的激励政策，解决煤化工人才的后顾之忧，让他们能够充分发挥自身潜能，为煤气化技术创新做出应有的贡献。四、结束语通过对壳牌煤气化各工序的布置特点分析，可以促使在今后的设计过程中，能够更好的把握流程中的特殊要求，并可以从工程实践中吸取教训，不断优化设计，促使今后的煤气化布置不断优化进步。参考文献[1]武金锋.徐蕊.王进兵煤气化技术的现状和发展趋势[J].氮肥技术，2009，30 (4) .中国煤化工MYHCNMH G[2]牛苗任，王亦飞.气流床煤气化的技术现状和发展趋势[].现代化工，2008， 24 (5): 23-2中国煤化工YHCNMH G