煤化工企业调度手册

煤化工企业调度手册
（初稿）
生产准备部
二○一三年十二月
前言
生产调度作为公司日常生产的指挥机构，组织协调全公司各工序间的正常生产及各部门之间的配合工作；对生产连续性很强的化工企业来说生产调度的作用举足轻重。

为了使我公司的调度工作得以顺利开展，充分提高调度人员的业务素质，发挥调度人员在试开车及正常生产管理中的重要作用，根据本公司的实际情况，生产准备部编写了这本《调度手册》。

其中包括了公司概况、工艺介绍、设备汇总、电仪知识、分析、安全、环保等方面内容，也供公司领导、部门领导、技术人员查阅并掌握技术与管理概况。

在编写过程中，公司领导非常
重视，亲自讨论修改，提出了许多宝贵意见，同时得到了各部室和各工区的大力支持，在此表示衷心感谢。

由于编写时间紧促，且处于设计未完和施工高潮阶段，可供参考的终版资料不多，加之理论水平和实践经验有限，不妥之处在所难免，敬请业内人士批评指正。

手册内容有待试开车正常、生产稳定后更新完善。

龙宇煤化工
目录
第一章概况 (4)
一、厂址及自然条件 (4)
二、工厂组成 (5)
三、调度工作细则及工作网络 (7)
四、对调度人员的基本要求 (8)
第二章各系统的工艺原理及物料计算公式 (10)
一、空分系统 (10)
二、气化系统 (10)
三、净化系统 (12)
四、合成系统 (14)
五、水系统 (16)
六、热电系统 (24)
第三章原料消耗、产品及副产品 (26)
一、空分系统 (26)
二、气化系统 (27)
三、净化系统 (29)
四、合成系统 (32)
五、水系统 (33)
六、热电系统 (35)
第四章主线工艺流程叙述 (36)
一、空分系统 (36)
二、气化系统 (39)
三、净化系统 (48)
四、合成系统 (50)
五、水系统 (51)
六、热电系统 (54)
第五章流程图 (60)
一、空分系统PFD和物料数据 (60)
二、气化系统PFD和物料数据 (60)
三、净化系统PFD和物料数据 (60)
四、合成系统PFD和物料数据 (60)
五、水系统PFD和物料数据 (60)
六、热电系统PFD和物料数据 (60)
七、全厂地下管网图 (60)
八、全厂供电网络图 (60)
九、全厂蒸汽管网图 (60)
第六章工艺条件一览表 (61)
一、公司控制工艺指标 (61)
二、车间控制工艺指标 (62)
（一）空分系统 (62)
（二）气化系统 (66)
（三）净化系统 (68)
（四）合成系统 (72)
（五）水系统 (75)
（六）热电系统 (76)
三、连锁信号整定值 (79)
第七章主要设备一览表 (80)
一、安全阀整定值 (80)
二、空分系统主要设备明细表 (80)
三、气化系统主要设备明细表 (80)
四、净化系统主要设备明细表 (80)
五、合成系统主要设备明细表 (80)
六、公用工程系统主要设备明细表 (80)
第八章供配电系统 (81)
一、总降及配电室介绍 (81)
二、供配电网络简易线路图 (85)
第九章仪表自控系统 (86)
一、DCS介绍 (86)
二、ITCC介绍 (89)
三、ESD介绍 (89)
第十章化工分析检验 (93)
一、分析检验的工作内容 (93)
二、化验室的布置与仪器 (93)
三、分析进程与频次 (96)
第十一章安全、环保、消防 (97)
一、安全管理系统 (97)
二、环境保护系统 (98)
三、消防设施与管理 (99)
附录
1、水、电、汽平衡图
2、化学品用量一览表
3、常用理化参数
4、工艺管道的着色标准
5、设备的字符编号说明
第一章概况
一、厂址及自然条件
（1）地形地貌
厂址位于淮河冲积平原北部，地势平坦。

地形西北高，东南低，微向东西倾斜，区内最高点标高为+40.2米，最低+27.10米，一般地形标高为+31～+33米。

（2）水文
区内主要河流自南而北有包河、浍河、沱河（巴河）和王引河。

河水自西北流向东南，入安徽省境内汇入淮河。

均属淮河水系，季节性河流。

（3）气象
本区属季风温暖带，半湿润气候，夏季炎热，冬季干燥寒冷
年平均14℃最高气温41.5℃最低-23.4℃
冻土深度一般为0.1m，最大为0.19m
平均年降雨量8785？毫米相对湿度年平均为71%。

（4）地震地震烈度为6度。

（5）工程地质情况
区内第三、四季松散沉积物分布广泛，平均厚度312.97米，最厚545.70m。

松散沉积物由胶结不良，不同粒级的砂层与可塑性土石组成。

砂层厚度约占全部覆盖层的30～40%，总厚度100～200m，沿垂直方向自上而下单层厚度增大，泥质含量减少，砂层粒度变粗。

松散沉积物孔隙度n=30～40%，在上复荷载的影响下，极易产生压缩变形。

地面建筑物可能出现地基沉陷等工程地质问题。

区内地势平坦，相对高差不大，潜水水位埋藏较浅，暴雨季节，地表水径流条件不良，常有内涝而淹没地面建筑物基础的情况发生。

二、工厂组成
（一）主装置及采用技术
1.公用工程装置
热电站锅炉是由四川锅炉厂生产的高温高压循环流化床锅炉，型号为CG—130/9.81—MX9，其采用高温分离设计。

燃用煤为无烟煤，锅炉采用单锅筒自然循环水冷高温旋风分离器，床下热烟气点火，膜式壁炉膛前吊后支，全钢架结构，半露天布置，锅炉烟气除尘采用低压脉冲布袋式除尘器，采用PLC自动控制，除尘效率高，可以做
到烟气50mg/m3以下排放，汽轮机为抽汽凝汽式，该装置燃料适应性广，有利于降低污染气体排放和节约能源，提高全厂热效率等特点。

除盐水系统采用预处理+二级反渗透+离子交换技术将循环水的排污水制备成除盐水，同时将蒸汽冷凝液回收精制成除盐水加压后供给热电站作锅炉补水、工艺装置用水。

净水系统主要装置采用给水混合+絮凝反应+沉淀+过滤的水处理工艺除去原水中的悬浮物、胶体等杂质，制备出浊度<3NTU的净水供全厂生产装置，辅助生产装置和设施使用。

2.煤气化装置
本装置使用的原料为永城无烟粉煤，其灰熔点和灰份含量均较高，根据其原料特点，气化采用世界先进的壳牌干煤粉气化技术：气流床加压气化、液态排渣。

该技术特点：煤种适应性广、碳转化率高达99%以上、产品甲烷含量极低、煤气中有效成分达90%左右、氧耗低等，整套装置运转周期长，控制系统安全可靠。

3.变换装置
本工序采用Co-Mo系宽温耐硫变换催化剂。

根据粗煤气中CO浓度高、含有硫化物、反应温度高等特点，为了防止因高温发生甲烷化副反应，降低水汽比，减少蒸汽消耗，采用三段变换流程，操作灵活
方便，热量回收利用率高。

4.酸性气体脱除装置
本工序采用由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的低温甲醇洗气体净化工艺：根据低温状态下甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大，而对H2和CO溶解吸收性小的选择性来脱除粗变换气中的H2S和CO等气体。

该工艺成熟可靠，可将H2S脱至小于0.1PPM，溶剂循环量小、溶剂价格便宜、能耗和操作费用较低。

5.硫回收装置
采用三级克劳斯回收工艺，SO2和H2S在一定的温度下，在催化剂的作用下发生克劳斯反应生成单质硫。

其工艺技术成熟，流程简单，硫回收率高，操作方式灵活，弹性较大。

可分别采用部分燃烧和分流法来处理H2S含量高低不同的原料气。

6.甲醇合成装置
采用德国鲁奇公司的管壳外冷—绝热复合型低温低压甲醇合成工艺，合成塔为管式等温反应器，以副产蒸汽的方式控制反应温度，回收反应热，该工艺技术成熟，温度控制简便精准，合成压力低，能耗低，副产物少，是以副产蒸汽，等温合成为特征的中低压甲醇合成的主流工艺。

7.空分装置
空分装置采用开封空分集团工艺技术：离心式空气压缩、分子筛空气净化、两级空气精馏、液氧泵内压缩流程工艺，该流程操作简便，运行稳定，安全可靠，产品（氧气和氮气）纯度高；压缩采用蒸汽透平，节省投资；装置采用DCS进行操作和控制，自动调节负荷，始终保持在最佳经济点运行。

（二）机构组成及人员编制（待定）
三、调度工作细则及工作网络
（一）调度工作细则
1.生产调度室是全厂生产的最高指挥系统，是实施全厂生产平衡的
组织机构。

2.生产调度室负责全厂生产管理工作，指挥全厂化工生产组织、设
备抢修；组织工艺技术测定、管理生产消耗、实施中小型技措。

3.全厂各工区的倒班人员必须在生产调度室当班调度的统一指挥下
工作。

4.生产调度室组织全厂倒班人员切实执行作业计划，为保证生产均
衡而安全的进行按时、按日、按月的完成和超额完成作业计划；
必须随时和各车间工艺职能人员、化工班长、关键岗位的操作人员保持联系，以掌握生产情况，解决生产中遇到的问题，还必须作到上情下达、下情上传，随时向生产副总、总工程师汇报生产
问题。

5.当班调度人员必须对全厂生产和安全工作负责。

在发生生产或安
全事故的紧急情况下，有权调动安全、保卫、车队及其他职能部室值班人员，以解决出现的相应问题，事后必须向有关领导汇报。

6.当班调度人员对全厂各工区出现的任何生产事故、安全事故有权
了解、过问，弄清楚事故发生的原因，协助岗位人员解决，事后必须向有关领导汇报，并协助生产、安全部门开好事故分析会。

7.调度人员在组织大班生产活动中要摆正生产与检修、消耗、安全，
维护与保养，局部与全局的关系，应有全局观念。

（二）调度工作网络见附表5
四、对调度人员的基本要求
生产调度人员是全厂生产的组织者和指挥者，对全厂的生产平衡，产量和消耗的高低起着重要作用，因此调度人员必须具备一定的文化知识及化工专业知识，必须具备很强的组织观念和纪律观念，精通业务技术，能在生产实践中不断提高自己。

（一）、政治素质：
1.思想进步，能够践行永煤文化。

2.热爱本职工作，要有强烈的事业心。

3.要有强烈的责任感，对生产中出现的困难和问题，要敢于大胆负责，并在自己的责权范围内及时处理；
4.在工作中以身作则，遵纪守法，并充分运用自己的知识和才能努力搞好生产调度工作。

（二）、业务素质：
1.调度人员应该掌握的内容：
（1）全厂工艺流程，厂控工艺指标，化学反应原理
（2）全厂各主要岗位的操作规程，工艺指标及各项技术指标、消耗定额
（3）全厂公用工程（水、电、气、汽）的能力及分配
（4）各工区主要设备的台数，结构、性能、用途及主要操作参
数
（5）本厂生产所需的原材料，生产的成品、付产品的种类及物理化学性质、用途和质量标准。

（6）全厂生产管理规程及安全技术规程
（7）公司概况、厂区的平面布置以及组织机构、人员编制
（8）本企业与外部企业的联系方法
2. 调度人员应该具备的本领：
（1）会物料平衡、动力平衡、产销平衡、检修平衡及综合平衡（2）会组织生产装置和公用工程系统在事故状态下的紧急处理（3）会做生产计划及主要原料的预测、预报和分析
（4）会准确的下达调度指令，并督促检查执行情况
（5）会组织协调各工区的开停车和负荷调整
（6）会进行原始记录的综合分析，预见性地发现问题，及时调整工艺优化系统
（7）会根据全厂各方面的情况，随时调整全厂的生产已求其平衡、稳定
（8）会应用现代化的管理方法，优化生产
（9）会使用调度配备的专用设备和工具
第二章各系统的工艺原理及物料计算公式
一、空分系统
工艺原理：利用氧、氮两种物质的沸点不同,在精馏塔内多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程,以达到分离的目的.
物料计算公式: V空=V氧+V氮+V氩+V污氮
其中: V氧=V气氧+V液氧V氮=V气氮+V 液氮
二、气化系统
在磨煤机中煤和石灰石在惰气环境和微负压条件下被碾磨和干燥。

干燥的热量是由燃料气或柴油在热风炉中燃烧产生的热工艺气提供的。

惰气流量进入磨机温度在140～300℃之间，离开磨机的温度是100～110℃。

惰气输送被碾磨后的煤粉到旋转分离器，在这里粗糙的大的颗粒重新返回到磨机中。

煤粉的粒度是由循环气流量、液压辊子的压力（通常是不变的）和可变速的旋转分离器控制。

原料中比较硬的煤块、矸石被送到废物箱中并排出界区。

工艺气和煤粉的分离在一个袋式过滤器中完成的。

在分离的气体中固体浓度小于10 mg/Nm3。

过滤后的大部分气体被循环来维持气体的惰性（低氧含量），多余的气体被排出（带走水分）。

煤粉随后从袋式收集器中被送到煤加压及给料系统。

煤的输送和锁斗设计主要是根据煤粉粒度分布，也受煤中水含量影响。

煤粉中的水含量要低于临界值，可以在1～2%之间变化，然后被送到气化炉。

煤给料系统由两套相同的给料系统组成，每套给料系统对应于对称的两个烧嘴供料，并配套有两套排放回路。

利用低压容器和高压容器之间良好的密封隔离，通过隔离、充压、排放、泄压、重新给煤的程序控制来完成煤粉的输送和加压，从而达到工艺要求。

所有的容器都按照与二氧化碳系统相关最大压力下设计（带有减压阀）；连接高压和低压给料系统线路都使用了两道阀或者一个阀加一个孔板或者加一个控制阀。

这样低压系统按照经过孔板或控制阀的最大气量来设计，从而保证操作的安全性和可靠性。

气化反应是一个复杂的物理化学过程，不仅与气化温度、压力、停留时间有关，而且还受进料组分的浓度，温度及其理化特性影响（例如煤的粒度、活性、灰熔点及粘性等因素），因此可以这样说气化反应是一个由众多因素，不同条件相互制约、共同作用的结果。

Shell 在建立煤气化工艺（SCGP）机理模型过程中，对气化反应进行了如下假设：
C＋O2= CO2－393百万焦耳/千摩尔碳
C＋CO2= 2CO ＋173 百万焦耳/千摩尔碳
C＋H2O=CO＋H2＋131百万焦耳/千摩尔
碳
C＋2H2= CH4－75 百万焦耳/千摩尔碳CO＋H2O=CO2＋H2－41 百万焦耳/千摩尔
碳
CH4＋H2O=CO＋3H2＋211 百万焦耳/千摩尔
碳
1500℃的熔渣在50~70℃的冷水中经激冷变成细渣粒，当灰渣收集一定时间后，渣排放罐与系统切断，经减压操作降低到大气压力后排放出来。

捞渣机从脱水槽中将细渣分离出来经皮带输送到渣场。

气化炉产生的合成气经过激冷段、输气管、合成气冷却器后，温度降低到340℃。

粉煤在氧化还原反应中，产生大约20%的灰分随合成气带出气化炉。

干法除灰系统就是将合成气冷却器出来的煤气进行除灰净化的工艺过程。

它是利用过滤原理，让煤气通过筛孔，飞灰分离出过滤网的分离的方法，以及飞灰的气提/冷却和储存。

从干法除灰系统来的合成气进入合成气洗涤系统。

通过文丘里洗涤器、填料床层使循环水与合成气充分接触，一方面除去合成气中的细灰，使其降低到1mg/Nm3以下，另一方面合成气中一些酸性气体如：CO2、H2S、HF、HCL、NH3也会在湿洗过程中除去,并降低了合成气的温度，使其降低到168℃左右。

从U-1400、U-1600系统来的循环水既是富含酸性气体的循环水又是含有一定浓度灰分的循环水。

整个酸性灰浆气提和浆料浓缩系统可分为两步：第一步是酸性灰浆气提，它是在C-1701内，温度控制在135-140℃，压力控制在0.18-0.20MPa,低压蒸汽自下而上，
从U-1400、U-1600来的循环水自上而下，在填料床层上充分接触，交换热量，分离出CO2、H2S、NH3、HCN、HCl等气体；第二步是气提后的循环水以及从脱水槽来循环水从澄清槽一侧加入，同时加入絮凝剂，使其固体悬浮物浓缩、长大、自然沉淀，沉降至澄清槽底部，形成液固分离，干净的水从澄清槽另一侧溢出，流入溢流槽，再经泵打到分配系统。

底部出来的灰浆继续浓缩，最后通过真空吸附形成灰浆饼，含固量达到50％。

三、净化系统
1．变换原理：
变换就是在一定的压力和温度条件下，在催化剂的作用下，使工艺气体中的CO和H2O（g）发生变换反应生成H2和CO2，其反应式如下：
CO+H2O(g) +H2+Q kcal/kmol
通过发生上述反应，使工艺气体的组成得到调整，其中过高的CO被降低到要求的含量，过低的H2被提高到需要的浓度，以满足甲醇合成工序对工艺气体中H2和CO组成的要求。

变换反应是放热反应，反应热随温度的升高有所减少，其关系式
为：
Q=10861-1.44T-0.4×10-4T2+8×10-8T3式中: Q—反应热，kcal/kmol；
T—温度，K
不同温度下的反应热如下表：
2、低温甲醇洗
其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变换气中的H2S和CO2等酸性气体，从而达到净化粗变换气的目的。

3、硫回收原理
硫回收是采用分流法的三级克劳斯硫回收工艺，其原理是SO2和H2S在一定的温度下，在催化剂的作用下发生克劳斯反应生成单质硫和水，并放出热量。

其反应式如下：
2H2S+3O2====2SO2+2H2O+QKJ/mol （1）
2H2S+SO2 ==== 3S+2H2O+QKJ/mol （2）反应（1）是一强放热反应，实际上是一种燃烧反应。

因此可将
含硫气体直接引入高温燃烧炉，其反应热由废热锅炉加以回收，并使气体温度降至适合于(2)反应进行催化反应的温度，然后再进入催化床层生成硫磺。

4、氨压缩制冷
用人工的方法将物系温度降至低于环境温度的过程称为冷冻或制冷。

制冷的方法很多，大体上可分成物理法和化学法两类。

物理制冷法的基本原理是相变制冷，即某些物质基本组成成分在集聚状态发生变化的过程中，由于物质分子重新排列和分子运动速度发生变化需要吸收或放出热量。

这种吸收或放出的热量称为相变热。

汽化、熔解、升华均属相变过程，都有热效应产生。

相变制冷就是利用某些物质相变化时的吸热效应来达到对环境制冷的目的。

任何液体汽化时都产生吸热效应，因此，液体汽化被广泛用于制冷工业中。

因单位质量的液氨变成气氨时要吸收大量的热量，故液氨是一种易于获取的优良工业常用制冷剂。

每公斤液氨蒸发时大约可以吸收1300KJ左右的热量，随着蒸发温度的降低，其吸收的热量还会增加。

氨压缩制冷的原理是利用氨的压缩、冷凝、节流和蒸发形成循环来向外界提供冷量。

四、合成系统
1、合成气压缩
合成气压缩装置采用的是蒸汽透平离心式压缩工艺，蒸汽透平离
心式压缩机是利用旋转叶片对气流的作功、通过气流的不断加速、减
速，因惯性彼此挤压而缩短分子间距来提压。

2、甲醇合成原理
甲醇合成采用的是管壳外冷—绝热复合型低温低压甲醇合成工
艺，其原理是在一定压力和温度条件下，CO、CO2与H2在催化剂的
作用下发生合成反应生成甲醇，并放出反应热。

其反应式如下：
CO2+3H22O+49.8KJ/mol
一氧化碳和氢反应生成甲醇是一个放热反应，常压下不同温度的
反应热可按下式计算：
△0
H=4.186（-17920-15.84T+1.142×10-2T2-2.699×10-6T3）T
式中：△0
H---常压下合成甲醇的反应热，J/mol;
T
T---开氏温度，K。

在合成甲醇的反应中，反应热不仅与温度有关，而且与压力也有
关系，不同压力下的反应热可按下式计算：
△
H=△T H—0.5411P—3.255×106T-2P
P
式中△
H——压力为P，温度为T时的反应热，KJ/mol;
P
P——反应压力，KPa;
T---开氏温度，K。

3、氢回收原理
两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜（由多束半渗透膜中空纤维丝组成）时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同而被分离，利用这一原理，将不同气体分离的技术称为膜分离技术。

氢回收采用的就是这种膜分离工艺技术，它是利用弛放气中的H2和一氧化碳在气体分离膜中的溶解渗透能力比N2等其它气体组分强的特性，采用气体分离膜来实现H2、CO与N2等其它气体的最大程度的分离。

4、甲醇精馏原理
粗甲醇精馏就是根据粗甲醇中各种组分的沸点和相对挥发度的不同，在精馏塔内的热质传递元件上，通过建立物料、热量和汽液相平衡，在汽液相之间连续不断地实现热质的传递：在液相由上向下流动的过程中，由于塔内温度由上到下连续升高，沸点低、易挥发的轻组分相对地从液相向汽相中扩散传递，而汽相在由下向上流动的过程
中，由于温度连续降低，沸点高、挥发度较低的重组分则相对地向液相中凝集传递，同时热量从汽相向液相传递。

经过在精馏塔内反复多次连续地进行这种热质传递，最终实现关键轻组分在塔顶高浓度集聚、重组分在塔底高浓度集聚的分离过程。

五、水系统
1、除盐水装置
1.1过滤工作原理
水的过滤是把浊度较高的水，通过一定厚度的粒状或非粒状材料，而有效地除去悬浮杂质，使水澄清的过程。

这种过滤材料称为滤料。

由滤料堆积起来的过滤层称滤层，起过滤作用的设备称为过滤器或滤池。

在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（无烟煤、石英砂等）由上到下、由小而大依次排列。

当水从上流经滤料时，水中部分固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。

同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。

这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。

此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，
水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水（落石出）得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。

过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。

在过滤器的运行过程中,滤料表面会粘附越来越多的杂质,甚至造成滤料结成泥球,过滤器须定期反冲洗，恢复过滤器之功能。

反冲洗对过滤运行至关重要，如果反冲洗强度较弱或者冲洗时间不够，滤层中的污泥等杂质得不到及时清除，当污泥积累较多时，滤料和污泥粘结在一起变成泥球，过滤过程严重恶化；如果反洗强度过大或历时太长，则细小滤料流失，甚至底部垫层错动而引起漏滤料现象，且耗水量大。

较理想的反冲洗操作应该有效、经济且不会产生故障。

反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。

反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。

多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。

1.2超滤工作原理
超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为。