新造气工艺知识

工艺技术规程
一、装置概况说明
1、产品主要用途：将合格的半水煤气送后工序的净化、合成车间做为合成氨的原料气。

2、装置的地位和作用：
（1）自动机岗位：通过微机控制各油压阀门的启闭、调节、控制煤气炉的操作，把气化剂（空气、蒸汽、富氧空气）间歇或连续通入固定层煤气炉中，在高温下进行气化反应制得合格的半水煤气供后工序，同时在保证安全生产的基础上尽量降低各种消耗，提高经济效益。

（2）泵房及鼓风机：供应制造水煤气用的具有足够流量和压力的空气；连续稳定提供夹套、联锅的用水。

（3）下灰岗位：按时下灰下渣，维护好二楼、一楼设备以及溢流水封的状况，确保炉子生产连续稳定运行。

（4）加煤岗位：与烘干工段联系，做好各种入炉煤的接收及质量监控，确保造气生产有充足的合格原料煤。

（5）吹风气岗位：回收吹风气及产生高压蒸汽，并为煤棒生产提供洁净的烟道气。

3、装置的技术来源：固定床间歇或连续气化。

其中微机控制系统由浙大中控技术有限公司提供的JX-300X集散控制系统。

4、装置的主要构成：煤气炉系统、旋风除尘器、水封桶、联合锅炉、洗气塔、鼓风机、水泵、油压系统、微机控制系统、气力输送、吹风气系统、自动加煤系统、不停炉下灰装置、加煤皮带、犁式卸料器等组成。

5、装置概况:现有12台φ2800/2650半锥形夹套炉12台,旋风除尘器14台（富氧炉4台、间歇炉8台、吹风气总管出口2台），12台水封桶，3台耐压夹套汽包，3台联合锅炉（分蒸发段、过热段），3台联锅汽包，，3台蒸汽缓冲罐，3台洗气塔，12台犁式卸料器，一条加料皮带，一套吹风气回收装置。

装置设计生产能力：折氨480吨。

二、装置的工艺路线
1、原材料来源：以本省粉煤及晋城粉、贵州粉、济源粉等外省粉煤为主制成的腐植酸煤棒。

2、工艺路线特点：小氮流程。

造气炉——旋风除尘器——水封桶——四炉一联锅————洗气塔——煤气总管。

三、基本原理
（一）间歇制气原理
1、主要反应及其影响因素
（1）以空气为气化剂的气化反应：
吹风时，空气从炉底进入，经灰渣层预热后到达氧化层，此时气体中的氧和炽热的炭发生反应，放出热量，提高炉温，为制气阶段积蓄能量。

其反应为：
2C+O2 = 2CO +221.19 kJ／mol
2CO+O2 = 2CO2 +566.299 KJ／mol
C+O2 = CO2 +393.74 kJ／mol
当气体上升至还原层时，气流中的CO2与炽热的炭发生还原反应，其反应式为：C+CO2 = 2CO -172.55 kJ／mol。

在每个循环后期，送入空气，用于吹净系统中的残余煤气，回收氮气、煤气(即空气煤气)，并使半水煤气中的H2：N2符合一定比例( 3.2：1 )。

（2）以水蒸汽为气化剂的气化反应：
制气时，水蒸汽和炽热的炭在气化层中发生气化反应。

其反应如下：
C+H2O(g) = CO+H2 -131.39 kJ／mol
C+2H2O(g) = CO2+2H2 -90.20 kJ／mol
2、主要副反应及其影响因素
C+2H2 = CH4 +74.89 kJ／mol
CO+H2O(g) = CO2+H2 +41.19 kJ／mol
主要影响因素是气化层温度。

提高温度，有利于提高制气时的气质和气量，降低半水煤气中的甲烷和二氧化碳含量，降低后工序的能量消耗。

3、反应热平衡方法及其手段
在吹风阶段，空气中的氧和炽热的炭发生反应，放出热量，提高炉温，为制气阶段积蓄能量。

制气阶段，气化剂入炉气化反应吸收热量，反应后半水煤气和未分解的水蒸汽所带走的热量与损失热量。

通过不断补充碳量，确保这两个阶段的热量始终保持平衡。

三）油压系统工作原理
齿轮泵在电机驱动下，由吸油口通过过滤器吸入液压油，经齿轮泵升压后流向集成块，经过集成块上溢流阀的调整控制压力，再经节流阀、单向阀后，泵站输出一定压力和流量的油液。

压力油由输出油总管引向程控阀站和手动阀站，由阀站上的电磁（液）阀，手动阀的换向使油压缸的上下口的油压产生变化从而推动执行机构的运动。

电磁阀的动作的时间和顺序由微机按程序控制，同时煤气总阀等阀动作是否
正确由检测探头进行检测。

蓄能器不断吸收或补充系统能量，保证系统压力稳定和执行机构动作准确可靠。

3、装置的工艺流程说明：
（1）间歇制气炉流程说明（分为以下五个阶段）：
吹风阶段：空气→煤气炉→旋风除尘器→吹风气总管（或烟囱）→旋风除尘→吹风气集中燃烧装置
上吹制气阶段：蒸汽、加氮空气→煤气炉→旋风除尘器→水封桶→煤气总管（内管）→联合锅炉→煤气外管下吹制气阶段：蒸汽→煤气炉→水封桶→煤气总管（内管）→联合锅炉→洗气塔→煤气外管
二次上吹阶段与上吹制气阶段流程相同。

空气吹净阶段：空气→煤气炉→旋风除尘器→水封桶→煤气总管（内管）→联合锅炉→洗气塔→煤气外管
制半水煤气过程中，每当上下吹变换时，加氮空气阀一般比蒸汽阀迟开2～3秒，早关2～3秒，其主要目的是为了安全，即避免煤气与空气混合而引起爆炸。

七、控制分析及主要控制联锁
1、控制联锁说明
造气炉制气控制是使用程序控制，而程序控制是按照一定的时间顺序或一定的逻辑条件对某个生产过程的启动、停止或运行状态大幅度变更等一系列操作进行控制。

顺序控制是按照时间的长短来决定下次动作或按照下次动作控制。

程序控制控制系统大多数属于开环控制，而执行机构的动作都是两位式（即开关控制），需要用四位三通电磁阀来进行切换。

我车间主要控制有：液位调节系统（两个锅炉汽包水位）、流量调节系统（1~4#富氧空气流量、富气流量）、压力控制系统（蒸汽缓冲罐压力、联锅汽包压力）、温度调节系统（吹风气的喷水减温系统）。

油压系统中的主要联锁有：
（1）油路联锁
吹风阀与下行阀、大布料器与小布料器、下灰园门与不停炉下灰阀、下蒸与下行、煤总与吹回阀（座板阀）。

（2）信号联锁
炉顶阀、上行阀、上氮阀与下行阀，吹回阀与放空阀，煤总阀与吹回阀、放空阀。

（3）阀位检测联锁
炉顶阀（间歇炉才有）、上行阀、下行阀、吹风阀I、吹回阀I、上氮阀、总氮阀、煤总阀与阶段状态不符时，按紧急停车处理，阀位检测为关位，可投入也可解除。

（4）压力高停车
炉上、下压力高的报警及跳车：设定值为30KPa，可投入也可解除。

第三章：工艺操作指导书
一、造气车间工艺指标操作指南
（二）、事故处理的操作要求和说明
1、事故处理原则
(1) 事故发生后为迅速处理事故，限制事故发展，防止事故进一步扩大，首要任务是解除人身的危险以及设备的危险。

(2)事故发生后，及时将情况报告有关领导和调度。

(3)根据现场情况进行全面分析，按照预先制定的事故处理预案或突发事件临时制定方案，作出实际处理方案。

处理中特别注意防止非同期并列和系统事故扩大。

(4) 根据事故处理方案对事故及时处理，尽早使其恢复正常。

(5)事故处理“四不放过”原则：事故处理必须切实做到“四不放过”原则，即事故原因分析不清不放过，事故责任者和群众没有受到教育不放过，没有防范措施不放过，事故责任人未受到处理不放过。

2、事故处理预案（正常运行突发事件应急处理预案）：
（1）自动机岗位：
①若发生全厂断电：
a、应紧急停车处理，观察各气化剂流量及压力表是否回零；若不能回零则应关闭相应气化剂根部阀；
b、关进工段蒸汽总阀，注意联锅、夹套汽包液位；
c、在烟囱伐无法打开时（烟囱阀为上开式，油泵停时需顶烟囱阀），应开紧急放空阀（DN250，在旋风除尘器至放空阀处）进行泄压；
d、点火开探火孔，并加防火罩。

e、关各炉水封桶加水阀、炉底加水、灰斗加水，关洗气搭上水阀，以防煤气窜入循环水总管内。

②系统的DN1600蝶阀；
③油泵全部断电，应紧急停车断循环水、冷凝水或软水，应紧急停车处理
，应关各炉水封桶加水阀、炉底加水、灰斗加水，关洗塔上水阀，以防煤气窜入循环水总管内，通知调度关措施，关进工段蒸汽，打开紧急放空阀，观察各流量表是否回零。

用高压蒸汽吹净炉底各部约5分钟，然后点火开探火孔并加防火罩孔；若部分油泵断电，可采取连通方式来维持生产。

（2）炉条下灰岗位：
①下灰时，事先看准炉号。

确定停车后再下灰（不停炉下灰除外）。

②下灰时注意喷汽、喷火、热水溅到人，防止灼伤。

如溜红炭回火，应用水将其熄灭，以免烧坏油管。

③本岗位若发现煤气炉系统重大事故或不停车会造成重大事故时，可立即通知自动机工或生产骨干紧急停车。

（3）鼓风机岗位：
①若风机全部断电跳闸则应紧急停车，并向调度汇报，同时通知自动机岗位做好紧急停车措施。

②风机若是单台跳，应关闭风机出口阀，开连通阀，以维持炉子低负荷生产，然后查明跳闸原因，同时检查备用机是否处于可启用状态，然后通知调度送备用机电源，启动备用风机(按开车程序执行)。

③轴承温度上升过快, 严重超指标, 紧急停在用机，同时迅速开备用机。

（4）吹风气回收岗位：
发生下列情况应紧急停车:
①吹风气回收系统发生爆炸；
②配风机断电或发生故障；
③余热锅炉换热管爆管或泄漏严重,可能造成余热锅炉烧坏；
④燃烧炉内蓄热砖坍塌严重,造成燃烧炉烧红或吹风气送不进去；
⑤控制系统UPS断电或控制系统发生紊乱；
⑥生活煤气或吹风气管出现大泄漏,可能产生重大危害;
⑦余热锅炉给水系统断水；
⑧其它不明原因如不停车无安全把握时。

紧急停车步骤:
①将生活煤气流量调节阀处于关闭；
②通知自动机岗位停送吹风气
③生活煤气减压后的安全水封；
④关配风机出口调节阀,停配风机；
⑤通知调度已经停用生活煤气。

3、事故处理预案演练规定
事故处理预案演练每季度进行一次,由车间安全员组织相关岗位人员实施。

各岗位工艺指标
Ⅰ、自动机岗位
1、间歇炉百分比：循环时间 116s，其中吹风21-22秒、上吹34-35秒、下吹44-45秒、二次上吹8秒、吹净7秒；
2、间歇炉空气量：型煤掺烧18000－20000m3/h；（底部压力13±1KPa）；
3、上气道温度：间歇炉t≤400℃；
4、炉条温度：间歇炉200-320℃；
5、间歇掺烧炉上吹蒸汽：7-7.4 t/h；下吹蒸汽：5.5-6t/h （根据各炉煤种、炉温、炉况，稳定一定用量）；
6、空程2±0.2米;
7、油压系统工作压力4.0±0.5MPa;
8、油箱油位1／2～2／3处，
9、油箱油温：35～50℃。

10、入炉蒸汽压力0.06－0.065MPa；
14、入炉蒸汽温度；200 -230℃
15、废热锅炉汽包压力：≤0.6MPa，汽包液位：40%～70%
16、半水煤气成份：CO+H2≥69％，O2≤0.5％，
CO2：间歇上吹≤12％；
Ⅱ、炉条机、下灰岗位
1、炉条机电流：不超过9A，温升≤60℃；
2、水质：总固体<1000mg/L （超标要置换）
3、进工段冷凝水压力：0.3-0.5MPa
4、进工段减压阀前蒸汽压力：0.35-0.45MPa
5、变速箱保持一定的油位或润滑剂，温升≤60℃；保持蜗轮、蜗杆润滑。

6、单炉出口水封桶、炉底水封桶、洗气塔出口U形管溢流水封排污每班不少于一次；
Ⅲ、鼓风机岗位
1、空气鼓风机电机电流：＜50A
2、空气鼓风机电机温升：＜70℃
3、空气鼓风机轴承温度：前瓦≤65℃后瓦≤63℃
4、风机出口压力：＜ 22KPa
5、风机出口温度：20-40℃
6、冷凝水泵出口压力：1.0～1.5 MPa
7、软水增压泵电机电流：≤67A，电机温度：≤
65℃
Ⅳ、吹风气回收岗位
一、温度:
1、燃烧炉温度：650℃-950℃（低于650℃必须重新点火升温）
2、引风机入口烟气温度:160-185℃
3、高压蒸汽温度:405-450℃
二、压力:
1、生活煤气进燃烧炉前压力:1kPa-5kPa
2、燃烧炉内压力：微负压。

3、引风机入口压力：≤ - 1000Pa。

4、高压蒸汽压力：3.72±0.1MPa。

三、气体成分:
1、吹风气（CO+H2+CH4）：≤10%
2、烟气（CO+H2+CH4）≤ 1.0%
3、烟气中氧含量:2-4%.
四、锅炉水质、液位和蒸汽质量指标:
1、锅炉汽包液位:1/2-2/3。

2、分析项目、指标、频次：
（1）蒸汽(过热汽、饱和汽)质量指标：钠≤15μg/kg，二氧化硅≤20μg/kg。

1次/8小时。

（2）锅炉给水水质：硬度≤3μmol/l，二氧化硅≤
100μg/l，溶解氧≤15μg/l。

1次/2小时。

（3）锅炉水水质：磷酸根5-15mg/l，PH =9-11 ， Cl－≤30 ppm，碱度≤1 mmol/l，总固体≤750mg/l 。

1次/4小时。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。