新清华水冷壁炉和航天炉的综合对比修改Word文档下载推荐.docx

1、棒磨机、低压煤浆泵、高压煤浆泵、大煤浆槽功耗制备一吨粉煤（干基）耗电：25.3KW输送一吨粉煤（干基）耗电：60.7KW 合计:86KW制备一吨煤浆（干基）耗电：16.7KW输送一吨煤浆（干基）耗电：7.7KW 合计: 24.4KW燃料气耗能制备一吨粉煤（干基）燃料气耗能：0.5GJ无注：1、煤浆浓度按60%核算；2、原煤含水量按15%核算，干煤粉含水量按2%核算；3、燃气干燥能量利用率按70%核算。煤制备性能对比表航 天 炉清 华 炉安全性1、粉煤制备是在高温下运行，挥发份易挥发，容易发生自燃、爆炸事故，安全可靠性差。1、水煤浆制备是在常温常压下操作，安全可靠性高。稳定性1、 粉煤锁斗放料口

2、处易堵塞；2、 粉煤采用高压气密相输送，流量稳定性差，测量难度大；3、 气化炉有三条粉煤进料控制及操作系统，操作较复杂。1、 水煤浆磨煤系统较稳定；2、 水煤浆采用泵加压输送稳定性好，流量测量较成熟；3、 气化炉进料单个控制及操作系统，操作简单。投资1、 粉煤制备工艺复杂；2、 粉煤制备框架高度75m，均为重载荷；3、 粉煤制备设备多，系统投资大。1、 煤浆制备工艺简单；2、 煤浆制备框架高度35m；3、 煤浆制备设备少，系统投资少。能耗1、 粉煤制备采用高温气体对原煤进行干燥，需要消耗大量的燃料气；2、 粉煤输送采用气体高压气体密相输送，载气量消耗量大，二氧化碳压缩机的电耗高。1、 水煤浆制

3、备采用湿法制备，能耗低；2、 水煤浆输送采用泵加压输送，能耗低；环保1、有废气排放，烘1吨原煤排放430Nm3废气1、 无废气排放,2、 制1吨水煤浆（60%）消耗400Kg废水；三、气化单元清华炉和航天炉均采用水冷壁衬里，煤种适应性广，可实现原料煤本地化。同时升温投料时间短，2-3小时内就可实现从冷态到开车。目前已在丰喜安全运行的清华炉实现了全套设备国产化。从操作压力看，航天炉（包括SHELL炉和GSP炉）气化技术主要受煤粉输送系统的限制，压力最高达4.0MPa，气化温度在14001600之间，气化压力受到限制。清华炉气化技术采用水煤浆加压气化，可以根据系统的要求进行配置，气化压力最高达8.

4、7Mpa。采用高压气化工艺生产合成气，可以降低后段的压缩能耗。气化系统设备对比表航天炉（4.0MPa）清华炉（6.5MPa）主要设备及运行模式1、 气化炉两开无备；2、 独立的烧嘴冷却水系统；3、 汽包水冷壁系统只能强制循环；4、 两级闪蒸。1、 气化炉二开一备；2、 烧嘴冷却水在锅炉水系统之中；3、 汽包水冷壁系统既能强制循环，也可以自然循环；4、 三级闪蒸。运行时间（保证值）8000小时8500小时1、比煤耗598Kg/KNm3（CO+H2）；2、比氧耗345Nm3/KNm3（CO+H2）1、比煤耗637Kg/KNm3（CO+H2）2、比氧耗410Nm3/KNm3（CO+H2）安全稳定性1

5、、 炉温波动较大1、 炉温容易控制且平稳主要气体成分%CO6543H22338CO211.518.51、 二级闪蒸，副产蒸汽少；2、 循环水耗高1、 三级闪蒸，副产闪蒸汽多；2、 循环水耗低气化系统性能对比表气化单元吨氨消耗折能系数GJ吨氨用量能耗（GJ）46.5煤耗（干基kg/t）122629.71130531.6324.232电耗（kwh/t）2320.8351220.4390.0036蒸汽耗（t/t）0.050.188氧耗（Nm3/t）7081.608411.90脱盐水（t/t）1.50.1450.340.0330.0963新鲜水（t/t）10.0070.750.0050.00712循环

6、水（t/t）1000.419900.3770.00419燃料气（GJ）0.670.5MPa高闪气（t/t）0.36-1.1450.54-1.7183.1824.5MPa蒸汽（t/t）0.024-0.0883.6847.0MPa蒸汽（t/t）-0.0903.751保护CO219.20.12012.40.0150.00628综合能耗32.461132.591四、变换系统对比从合成气成分看，航天炉合成气中CO含量65%，清华炉合成气中CO含量只有43%，对于生产合成氨，航天炉变换工段比清华炉多一级变换，无疑将增加变换单元的处理难度，使投资和运行成本上升。所差一级在清华炉中已在清华炉气化过程中完成。变

7、换系统对比表设备1. 变换炉四台、换热器八台、分离器五台，如果因管道材料不能满足单套60万吨合成氨变换管材的要求，变换系统可能被迫采用双系列。1、变换炉三台、换热器七台、分离器四台。4、 变换多三台设备及触媒，投资增加。1、 变换投资低。3、 变换气CO含量达65%左右，变换时吨氨需要外供5.0MPa的蒸汽174Kg，触媒的消耗量也增加。4、 变换后产生更多的CO2（多8.7%）。3、 变换气CO含量只有43%左右，不需外供蒸汽，触媒消耗减少。4、 变换后产生的CO2少，后续消耗减少。五、净化系统对比表净化系统对比表1. 甲醇洗工序泵的功率比6.5MPa工况大15%左右。1. 甲醇洗工序泵的功

8、率比4.0MPa工况小15%左右。1、 甲醇洗动设备投资略有增大。1、 甲醇洗投资减少。1、 甲醇洗循环量比6.5MPa工况的两倍，循环水量增加，循环水工序的电耗、水耗增加。2、 电耗34.5kwh/t。3、 液氮洗冷量消耗大，每小时多补充23m3/h液氮。4、 H2损失比清华炉稍大。1、 甲醇洗循环量只有4.0MPa的一半，循环量减少，循环水工序的电耗、水耗减少。2、 电耗28.2kwh/t。3、 液氮洗冷量可保持平衡，不需要补充液氮。进料气量305724 Nm3/h293570 Nm3/h166625 Nm3/h165625 Nm3/h139099 Nm3/h127945 Nm3/h净化度

9、20PPmH2S0.1PPm溶剂循环量611t/h315t/h消耗情况电耗2872KWh/h2350KWh/h蒸汽25.38t/h14.1t/h循环水2160t/h1200t/h冷量*536.67MJ/t298.15MJ/t甲醇消耗1Kg/t0.5 Kg/t吨氨综合能耗1.08GJ/t0.63GJ/t六、压缩、氨合成、冷冻系统对比表压缩、氨合成、冷冻系统对比表1. 合成气压缩机增压段功率大，比清华炉大4088KW。2. 合成压缩机循环水的消耗量大。3. 氨合成、冷冻系统相同1. 合成气压缩机增压段功率小。2. 氨合成、冷冻系统相同1、 合成气压缩机设备投资增大。2、 航天炉配置的压缩机投资比清

10、华炉高2000万元。3、 氨合成、冷冻系统相同1、 合成气压缩机投资减少。2、 氨合成、冷冻系统相同七、系统综合能耗对比表系统综合能耗对比表备注气化综合能耗（GJ）32.4632.59变换综合能耗（GJ）0.65仅计航天炉外加蒸汽能耗净化综合能耗（GJ）1.080.63压缩综合能耗（GJ）0.79仅计航天炉增加能耗系统综合能耗（GJ）34.9833.22八、总投资对比表总投资对比表空分投资（万元）4800054000气化投资（万元）70000 60000航天炉两开不备，清华炉两开一备变换投资（万元）600航天炉比清华炉多投资部分净化投资（万元）2000压缩投资（万元）系统投资（万元）12260

11、0114000九、结论1、安全性：1） 粉煤制备是在高温下运行，挥发份易挥发，容易发生自燃、爆炸事故，安全可靠性差；水煤浆制备安全可靠性高。2） 清华炉水冷壁系统可以实现自然循环；3） 清华炉联锁控制系统简单、安全保障性强；航天炉联锁控制系统复杂，安全保障性差。4） 煤粉在密闭空间更容易爆炸。2、稳定性：1） 清华炉采用水煤浆进料，计量精确，炉温波动较小，操作稳定性好；航天炉采用干粉进料，干煤粉进料难以精确测量，炉温波动较大，操作稳定性差。2） 煤种波动对清华炉来说，只需对氧煤比进行简单调节；煤种波动对航天炉来说，需要对输煤系统进行重新标定，调整进料参数。3） 清华炉只有一条进料系统，调节简单

12、、稳定；航天炉有三条煤粉进料管线，调节复杂、稳定性差。4） 航天炉与清华炉有相同的运转率，在本工程中航天炉采用两开无备炉，清华炉采用两开一备，且投资相差不多，但系统稳定性更好。3、投资：1） 航天炉用煤需要烘干，原料煤场需要封闭，清华炉则不需要。2） 清华炉与航天炉相比，从煤制备到合成压缩机进口，清华炉6.5MPa系统比航天炉4.0MPa系统少投资8600万元。3） 航天炉系统比清华炉系统的合成压缩机组投资多2000万元。4、运行费用：1） 清华炉比航天炉吨氨少耗1.76GJ，折电488KW，每度电以0.45元计，吨氨节约成本219.6元，年节约成本1.3亿元；或折5500Kcal的煤76Kg，年节约煤45800吨，每吨煤以600元计，年节约成本2748万元。综上所述，清华炉无论从安全性稳定性、投资、运行费用都优于航天炉。