航天炉工艺及主要设备参数.doc

1、航天炉工艺及主要设备参数介绍1、生产工艺介绍本装置为 HT-L 粉煤加压 气化装置，是由北京航天院 设计的示范装置， 设计日消耗原料煤约 929.64 吨，消耗氧气约 48.6 万立方米。在 4.0MPa 条件下通过气化反应，生 产 CO+ H2 为 1.22106Nm3/d，经洗涤后送变换。HT-L 粉煤气化工艺是一种以干煤粉为原料，采用激冷流程生产粗合成气的工艺。HT-L 粉煤气化工艺采用了盘管式水冷壁气化炉，顶喷式单烧嘴，干法进料及湿法除渣，在 较高温度（14001700）及压力（ 4.0 MPa 左右）下，以 纯 氧及少量蒸汽为气化剂的气化炉中对粉煤进行部分气化， 产生以 CO、H2

2、为主的湿合成气，经激冷和洗涤后，饱和了水蒸汽并除去细灰的合成气，送入变换系统。该 HT-L 粉煤加压气化装置包括 1500、1600、17000、1800 四个单元：其中1500 单元为磨煤单元、1600 单元为粉煤加压及输送单元、1700 单元为气化及合成气洗涤单元、1800 单元 为渣及灰水处理单元。 1500 单元、 1600 单元、1700 单元、均为 双套装置、1800 单元为单套装置。1.1 航天炉工艺原理航天炉属于粉煤加压气流床，利用纯氧和少量蒸汽为气化剂，二氧化碳或氮气输送粉煤，有特质的粉煤 烧嘴送入高温高压的气化室完成气化反应，生成以CO 和 H2 为主要成分的合成气，气室多

3、余的热量由水冷壁吸收产生中压蒸汽，煤中的灰分形成熔渣，与高温合成气一同进入激冷室进行水激冷后排出气化炉。1.2 气化炉主要结构气化炉主要由气化炉外壳、螺旋盘管和水冷壁和激冷室内件组成，气化炉外壳为三类压力容器，螺旋盘管和水冷壁由气化室主盘管、渣口盘管、炉盖 盘管三部分组成，盘管内水循环为强制循环，通 过汽包副产中压饱和蒸汽，水冷壁向火 侧敷有耐火材料一方面为了减少热损失，另一方面为了挂渣，充分利用渣层的隔热功能，以渣抗渣保护炉壁，气化炉上部为气化段，下部为熔渣激冷段，气化段位圆柱形反应室，激冷段内有激冷环、下降管、上升管和渣池水分离 挡板等主要部件。1.3 航天炉主要特点1、干粉进料，煤被磨制

4、成 20-100m粉煤颗粒，并 经过热 气干燥，惰性气体 输送，介质为 CO2 或 N2，加压气化强化燃烧，提高 单位体积产气率，与常 压炉相比在同样生产能力下航天炉气化强度高、设备尺寸小、 结构紧凑、占地面 积小、燃烧效率高。2、一般操作温度为 1400-1850，煤种适 应范围广，对煤的灰熔点要求范围宽，碳转化率 99%，有效气 COH2 体积比 90%左右，CH4 气体体积仅有几十至几百PPm3、水冷壁结构为多头并联结构可以保证管程流阻分布均匀，强制循环可以防止局部传热恶化发生爆管故障。1.4 气化炉正常生产时主要测定和控制的参数1.4.1 气化煤种的煤质分析，已确定合理的氧煤比等操作条

5、件1.4.2 合成气分析，通过分析了解合成气的品质和炉内的反应情况1.4.3 灰渣的产量和残炭分析，了解炉内工况和气化效率1.4.4 粉煤、氧的温度、压力和消耗情况1.4.5 气化炉温度测量、包括炉膛温度，上锥段温度，合成气出口温度，环腔温度，气化炉外壁温度1.4.6 渣口压差，判断渣口是否堵渣1.4.7 排渣状况，判断炉温和碳转化情况1.4.8 激冷室液位，判断激冷室工作状态1.4.9 盘管出口水密度，判断炉温及盘管工作状况1.4.9 软化水分析包括烧嘴冷却水、盘管冷却水和激冷水，水质的好坏对稳定运行和炉子的寿命有影响。2.1、磨煤及干燥单元（1500 单元）该单元使用常规的煤研磨及干燥，来

6、自原料煤贮仓的碎煤在磨煤机内磨成煤粉，并由高温惰性气流烘干。粉煤的颗粒尺寸分布规格和粉煤的水分含量要满足以下要求：颗料尺寸90m 占 90（重量）颗料尺寸 5 m 占 10（重量）水分含量典型值 2 （wt）2.1.1、任务磨煤及干燥单元的任务是将输煤单元送来的原料煤，经过磨煤机研磨、热惰性气体干燥、在粉煤袋式过滤器内进行风粉分离等工序加工，生产出充足而合格的煤粉输送到 1600 单元，同时尽可能的降低各项消耗。2.1.2、工艺流程本单元主要是将从贮存和运输系统送来的粒度小于 30mm 的原料煤，每小时 60T 的负荷贮存在原料煤贮仓中，运输系统间断运行，原料煤贮仓中的煤量少时，通知煤场启动运

7、输系统 开始输煤，原料煤 贮仓的重量高时，通知煤 场停运运输系统。原料煤再经过本单 元的加工处理，每小 时生 产出 38.735T、106的粉煤送到 1600 单元，贮存在粉煤 贮罐中。在磨煤的 过程中 产生少量的废料送渣场。来自原料煤贮仓的碎煤经振动料斗、称重给煤机计量以 46.48t/h(根据生产负荷进行调整）的量送入到磨煤机中，被轧辊在研磨台上将原煤磨成粉状，并由来自惰性气体发生器（56000Nm/h、260）的高温惰性气体进 入磨煤机进行干燥和输送，出磨煤机的温度为 104110。由惰性气体 输送干燥的粉煤进入粉煤袋式过滤器进行风粉分离后，每小时约 38.735T、104110的粉煤经

8、旋转卸料阀、粉煤振动筛、粉煤螺旋输送机送至 1600 单元的粉煤贮罐中；分离出的惰性气体部分排放至大气，剩余部分经循环风机进入惰性气体发生器循环使用。惰性气体发生器的燃料气正常情况下来自合成驰放气（燃料气 0.30.5MPa)与助燃空气（由燃烧鼓风机 K-1505 送入）按一定比例的进行燃烧反应。2.1.3、本单元主要发生的反应化学变化：驰放气与助燃空气进行燃烧放热反应CH4+2O2=CO2+2H2O+Q 2H2+O2=2H2O+Q物理变化：大颗粒原料煤被磨煤机的三个磨辊研磨后，被通入磨煤机的 150350热惰性气体干燥，细粉吹送去粉煤袋式过滤器 S-1503 进行风粉分离，气体循环利用，粉煤

9、送到 1600 单元的粉煤贮罐，即原煤变成粉煤的过程。2.1.4.、工艺指标序号 位号 用 途 工程单位 工艺指标1 15TICSA-X101 磨煤机出口温度指示调节连锁报警 1041102 15PICSA-X101 A-1501 出口压力指示调节 kpa -1 -3.83 15PIA-X174/X173 F-1501 燃料气压力指示报警 MPa 0.250.504 15PdISA-X102 A-1501 入出口差压指示报警 kpa 465 15FIS-X103 F-1501 出口流量指示 Nm/h 450006 15QISA-X102 循环惰性气体 O2 含量指示连锁报警 O2 8%7 15

10、QISA-X103 加热惰性气体 O2 含量指示连锁报警 O2 8%8 15QISA-X105 循环惰性气体 H2O 含量指示调节 g/m 3509 15WISA-X102 V-1501 重量指示连锁报警 T 302602.1.5、1500 单元设备一览表设备材料重（kg）数量重量 其中序号设备位号设 备名 称规格台 （kg） 材料备注型号：MPS235 辊盘式 10000V 48A 50Hz主电机型号：YB7106 主电机功率：630kW转速：993r/min磨辊直径 1750mm、磨盘轨道直径 2350mm磨盘转速：26.6 r/min分离器电机型号：YPPA200L4；功率：45kW入口

11、干燥介质温度：150-350抗暴压力：0.35MPa最大出力：41.04t/h；最大出力下的通风量：27.94kg/s保证出力：40.03t/h保证出力下的通风量：27.65kg/s1 A1501 磨煤 机最小出力：16.41t/h最小出力下的通风量：20.96kg/s3 165000 组合 件包括 S1502（旋转分离器型式：立式接触式圆筒炉外形尺寸：24407600，全容积：24 m 3通风类型：强制；设计调节比：6:1炉膛出口温度 1503502 F1501惰性气体发生器 设计压力：0.09MPa 设计温度：450炉膛温度：1800热负荷：4MW（144010 4KJ/h）3 30000

12、 组合 件包括燃料系统软管及点火控制柜等。型号：DMZ-2414 ；处理风量： 160000 m3/h； 过滤面积：2414 m 23 S1503粉煤袋式过滤器设备阻力：1500 kPa；过滤风速：0.96m/min3 140000 组合 件入口含尘浓度：500 g/Nm 3 出口含尘浓度：10 mg/Nm 3 外形尺寸：7440606020200处理烟气温度：150滤袋规格：1706600；数量：896 只材质：抗静电 PPS 覆膜滤料脉冲阀规格：ASCO 3，数量： 56 只设计压力：16000Pa 设计温度：150型号，90流量：5000 m 3/h；全压：8300Pa4 K1501燃烧

13、空气鼓风机电动机型号：；功率：18.5kW转速：1450rpm3 1700 组合 件设备材料重（kg）数量重量 其中序号设备位号设 备名 称 规格台 （kg） 材料备注5 K1502 循环风机型号：AGX1702B19.3D 右 90流量 159377 m3/h；转速：1488 r/min全压：17560Pa，设计温度：120 电动机型号 YB2 50054 功率：900 KW电压：10000 V3 14000 组合 件6 K1503 密封风机型号：MFSTG8AJ01；流量：4380 Nm3/h；全压：17500Pa，电动机型号：YB225M2电压：380V；功率 45 Kw；转速：2970

14、 rpm防护等级：IP155；绝缘等级：F 级3 1600 组合 件7 K1504煤仓引风机型号：JM4008 X1503粉煤螺旋输送机 最大出力：60 t/h；电机功率：7.5kW；转速：34r/min4 5000 组合 件型号：RVA4009 X1504粉煤旋转卸料阀 最大出力：60 t/h；电机功率：3 kW；转速：24 r/min3 400 组合 件型号：XF60 10X1505电动纤维分离器最大出力：60 t/h，电动功率：2.2 Kw3 2850 组合 件11L1502电动葫芦型号：HB10T16m （遥控、手操）6 3250 组合 件轨道型号：工字钢 I63c额定起重量：30 t

15、，起升高度：16 m操作高度：16 m起升电机功率：18.5 KW运行电机功率：3.2 KW型号：HB10T12.26m（遥控、手操）额定起重量：10； 起升高度：12.26m12 L1502 电动葫芦起升电动机功率：17kW； 运行电动机功率：1.6kW2 1510 组合 件型号：F57（耐压式）给料能力：060t/h，带宽：B=800 mm，带速：0.38 m/s进出口中心距：8500；精度：0.5 %17 X1501称重给料机主电机功率：3.0kW，清扫电机功率：1.1kW3 5000 组合 件14 X1502 振动料斗型号：（配制动控制箱及出料口软连接） 直径：1200 mm 3 50

16、0 碳钢15 W1501 称重模块型号：GW-100X，配圆柱贮仓 ，仓自重加物料重共 800 t 均布 8 点式；带成套控制系 统 3 100组合件型号：CD12；处理风量：1100 m3/h； 过滤面积：12 m 2设备阻力：1000 kPa；过滤风速：1.53m/min入口含尘浓度：430 g/Nm 3 出口含尘浓度：10 mg/Nm 3 处理烟气温度：80滤袋规格：1702450；数量：12 只材质：防静电涤纶针刺毡滤料脉冲阀规格：ASCO 1.5，数量： 3 只引风机功率：2.2 kW16 S1501煤仓排风过滤器外形尺寸：106090030003 1500 组合 件2.2、粉煤加压

17、及输送单元（1600 单元）2.2.1、任务该单元采用锁斗来完成粉煤的加压和输送，通过粉煤进料程序将粉煤输送到粉煤给料罐中，在粉煤给 料罐和气化之间保持恒定的压差，供 17 单元三条粉煤管线输送到气化炉烧嘴。2.2.2、工艺流程接受来自 15 单元的粉煤，但保证 V-1601 粉煤 储仓重量在 94.5T 以下，超出范围连锁停止磨煤机，在放料过程中， 发现曲线程持续下降趋势时，及 时与磨煤单元联系。然后经过加压、放料至 V-1603 粉煤给料罐连续向 17 单元输送，为保证煤粉流量稳定，要求 V-1603 料位在低低限以上，如果 15 单元供煤不上或粉煤架桥等原因要求气化炉减量生产或停车。粉煤

18、加压是通过高压 CO2 加压来实现的，高压 CO2 缓冲罐的最低压力不低于公用工程压力，最高压力在 7.5MPa 以下，压力曲线呈下降趋势时，及时与调度联系提高高压 CO2 的压力。高压 CO2 温度控制在 95-155。该单元采用锁斗来完成粉煤的连续 加压及输送。在一次加料 过程中，常压粉煤贮罐内的粉煤通过重力作用进入粉煤锁斗（V-1602 ）。粉煤锁斗（V-1602）内充满粉煤后，即与粉煤贮罐及所有低压设备隔离，然后用高压 N2(CO2)对粉煤锁斗进行加压，当其压力升至与粉煤给料罐（V-1603 ）内的压力基本相同料仓尺寸：7000（直径）18275（总高）mm总容积：510 m 3；17

19、 V1501原料煤贮仓锥部内衬超高分子量聚乙烯板 =20 mm3 70100 组合 件时，打开 V-1602 与 V-1603 之间的平衡阀门进行压力平衡，当 V-1603 料位降低到足以接收一批粉煤时，然后依次打开粉煤锁斗和粉煤给料罐之间的两个切断阀，粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐。粉煤 锁斗卸料完成后，通过将气体排放至粉煤贮罐过滤器（S-1601B）进行泄压，泄 压完成后重新于粉煤贮罐经压力平衡后连通，此时，一次加料完成。V-1602 加压是通过充入高压 CO2（开工时为氮气）完成的，高压二氧化碳经充气锥、充气板（笛管）、管道充气器和锁斗高压过滤 器（S-1602 ）直接进入 V-1602

20、。为保证到烧嘴的煤流量的稳定，在粉煤给料罐（V-1603 ）和气化炉之间通过控制一个恒定的压差，此压 差的设定值由 16PDIYC-2128B 来控制的。2.2.3、本单元主要发生的反应本单元无化学反应，S-1601 粉煤储罐过滤器是一个常压过滤器与大气连通，V-1601 粉煤储仓始终是一个常压粉煤储罐其压力绝对不能超过 40KPa，V-1602粉煤锁斗其压力从常压到高压交替变换的；空罐时是常压，当充满料后，与所有的低压设备隔，对其进行冲压，当 锁斗压力与 V-1603 压力一致时，打开平衡阀进行压力平衡。卸料完成后还要泄到常压， V1603 始终处于一个高压状态其压力与气化炉保持一定的压差，

21、这个压差通过 16PDICYA-2128 控制器来控制（给料罐与气化炉压差）。2.2.4、工艺指标压力：16PI-X10180 度2.2.5、1600 单元设备一览表设备材料重 备注数量 总重 量 其中序号 设备位号 设备名 称 规格台 （Kg） 材料1 S-1601粉煤贮罐过滤器设备阻力：1500Pa；过滤风速：1.0m/min，处理风量：51930m3/h入口粉尘浓度：100mg/Nm3，出口粉 尘浓度：10mg/Nm3设计温度：170，设计耐压40000Pa；过滤面积：838m 2滤袋规格：170x6000；数量：342 只，材料：亚克力防静电薄膜滤料脉冲阀规格：3 数量：18 个2 4

22、0000 S.S2 S-1602锁斗高压二氧化碳过滤器尺寸：600x2589 粉煤流量：0.03Kg/s（max）；CO2 流量：2.1Kg/s（max）操作温度：80；操作压力：4.7/0.02MPaG设计温度：170；设计压力：5.7MPaG,2 2000 C.S+316L3 S-1603高压二氧化碳过滤器尺寸：6002341，CO 2 流量：1.45Kg/s（max）操作温度：80操作压力：5.1MPa设计温度：170设计压力：5.7MPaG2 1600 C.S+316L4 V-1601 粉煤贮 罐型式：立式 4800X16356mm全容积：199m 3操作压力：0.02MPaG 操作温

23、度：80设计压力：0.04MPaG,设计温度：1702 28100 Q235B5 X-1607 V-1601充气锥尺寸：DN600xDN300x850mm操作温度：80；操作压力：0.02MPaG，烧结金属锥操作压差：0.1MPa设计温度：170；设计压力：1.0MPaG;烧结金属锥设计压差：1.0MPa2 600 C.S+316L6 V-1602 粉煤锁 斗型式：立式 2800x6400（T-T）mm；全容积：52.9m 3操作温度：80操作压力：4.7/0.02MPaG设计温度：170；设计压力：5.7MPa2 51150 Q345R7 X-1608V-1602的充气锥尺寸：DN700DN

24、300950操作温度：80操作压力：4.7/0.02MPaG 烧结金属锥操作压差：0.1MPa设计温度：170设计压力：5.7MPaG 烧结金属锥设计压差：1.0MPa2 1200 C.S+316L8 X-1609充气笛管（配 V-1602）操作温度：80操作压力：4.7/0.02MPaG;烧结金属锥操作压差：0.1MPa设计温度：170设计压力：5.7MPaG 烧结金属锥设计压差：1.0MPa8 200 S.S.+316L9 V-1603 粉煤给 料罐型式：立式350011190mm；全容积119M3设计温度：170操作温度：80操作压力 4.7MPaG设计温度：170；操作温度80设计压力

25、 5.7MPaG2 107250 Q345R10 X-1610V-1603的充气锥尺寸：DN600DN501600操作温度：80；操作压力:4.7MPaG烧结金属锥操作压差：0.1MPa设计温度：170设计压力：5.7MPaG烧结金属锥设计压差：1.0MPa6 1400 Q345R +316L11 X-1600 管道充 气器粉煤流量：178Kg/s（max ）氮气流量：0.12Kg/s（max ）操作温度：80；操作压力：0.02MPaG设计温度：170；设计压力：1.0MPaG 烧结金属锥设计压差：1.0MPa2 800 Q345R +316L12 X-1603 管道充 气器粉煤流量：69K

26、g/s（max ）二氧化碳流量：3.9Kg/s（max ）操作温度：80；操作压力：5.1MPaG设计温度：170；设计压力5.7MPaG 烧结金属锥设计压差：1.0MPa2 1500 Q345R +316L17 X-1606粉煤旋转卸料阀型号：RVA250 最大出力：2m3/h 转速：24r/min 2 200 C.S.30414 S-1604粉煤给料罐用过滤器尺寸：6002560，CO 2 流量：2.1Kg/s（max）操作温度：80操作压力：5.1MPa 设计温度：170设计压力：5.7MPaG2 1700 Q345R +316L2.3、气化及合成气洗涤单元（1700 单元）2.3.1、

27、任务 粉煤分三条煤粉管线进入气化炉的烧嘴。氧气经预热后先在混合器内按一定的比例与蒸汽混合，然后也进入烧嘴。煤粉与氧气在炉膛内发生部分氧化反应，生成合成气的主要成分为 CO 和 H2。在激冷室，合成气被激冷并被饱和，熔渣迅速固化。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器和合成洗涤塔用水进一步润湿洗涤，炉膛内气化反应的部分 热量，通 过水冷壁产生中 压饱和蒸汽回收热量。2.3.2、工艺流程由空分生产出的氧气（5.0MPaG、25）进入氧气缓 冲罐。氧气由氧气缓冲罐出来先进入氧气预热器 E-1709，被中压汽包循环水加 热到 180。预热后的氧气进入氧气/蒸汽混合器 X-1721。汽包副产的中压饱和蒸汽（5

28、.4MPaG、270）先通过 蒸汽电加热器 E-1701 过热至 300，然后进入蒸汽过滤器 S-1703 以确保没有铁锈颗粒（10m）进入不锈钢的氧气管道中，然后按蒸汽与氧气的比例控制（通常对应于每种煤是固定的比例，一般取 H2O/O2：0.50.1，根据具体 项目和煤种 变化）送入氧气/蒸汽混合器进行混合，混合器（4.1MPaG、 197）去粉煤烧嘴 A-1701.从粉煤给料罐下部三个充气锥送出来的粉煤（4.7MPaG、80 ）进入粉煤加料器 X-1701A-F，由调节阀 17FV-1101/1201/1301 控制粉煤质量流量，该阀主要由氧气/ 煤比例控制（一般为 O2/C:0.61.0

29、），并参照合成气中的二氧化碳（一般为5.016.0V,干基)或者甲烷（500ppm) 的含量进行 调节。由调节阀 17FV-1102/1202/1302 控制加入粉煤加料器的二氧化碳（开车时为氮气）（5.1MPaG、100）的流量来调节粉煤悬浮速度。然后悬浮粉煤（4.1MPaG、80）去粉煤烧嘴。在开车和停车时，悬浮粉煤可通过三通阀 17XV-1108/1208/1308 循环至低压的粉煤贮罐。粉煤和氧气/蒸汽混合器经粉煤烧嘴喷入气化炉 F-1701 气化炉中混合，进行部分氧化反应，反应在 4.0MPaG、1500左右下进行，反应生成合成气，其主要成分为 CO、H2、CO2 以及少量的 H2S

30、、COS、N2、Ar、CH4 等。未反应的呈熔融状态的灰渣与粗合成气一起进入均布激冷水的激冷环，合成气被激冷水冷却并饱和后，向上穿过多层破泡条和旋流板分离器进行汽流分离，分离后的合成气由激冷室上部的合成气出口管线并加入喷淋后，导出去文丘里进一步洗涤；而灰渣被水激冷后沿下降管进入激冷室的水浴中冷却。熔融状态的灰渣经过冷却固化，落入激冷室底部，经破渣机 H-1701 破碎除去大块渣后排入渣 锁斗 V-1703.激冷水进入下降管顶部的激冷环之后，一部分喷入高温气体，一部分均匀在下降管壁面先下流进激冷室，激冷室中的激冷水含有少量固体，在流量的控制下排出送到黑水处理系统的高压闪蒸罐对热量进行回收，并对水

31、循环系统的固体含量进行控制。粉煤烧嘴通过在其水夹套中通入冷却水来进行降温保护。粉煤烧嘴冷却水（4.5MPaG、150）流入烧嘴，出 烧嘴时温度升高（4.0MPaG、155），送至 烧嘴冷却水泵 P-1702 加压，经烧 嘴冷却水过滤器 S-1702 过滤、循 环进入粉煤烧嘴。烧嘴冷却水的补充为锅炉给水，其先经锅炉给水过滤器 S-1704 进入烧嘴冷却水缓冲罐 V-1707，利用控制缓冲罐中水面上的压力，自 动将锅炉给水补充至烧嘴冷却水循环系统中。通过中压锅炉循环水泵 P-1701 将锅炉循环水加压 打入气化炉水冷壁盘管内维持水冷壁盘管内大流量的强制水循环。管内流动的水吸收炉内气化反应热后部分汽

32、化，流入中压汽包 V-1702(3.85.0MPaG、 269）在中压汽包内进行汽液分离，饱 和蒸汽送至蒸汽氧气混合器，多余的蒸汽送到厂蒸汽管道，水去循 环水泵。水的 补充由锅炉给水总 管送来，其流量受中 压汽包液位控制。 （正常操作中一定要保证蒸汽的压力高于氧气压力， ）开车时，首先点燃点火烧嘴的燃料气和氧气，然后点燃开工烧嘴的燃料气和氧气，对 气化炉炉膛进行升温、升压，与此同 时，利用开工引射器 Z-1703 抽出烟气放空，一旦燃烧升温稳定及烟气氧含量0.5（超过 1 分钟）后可将烟气倒向火炬。气化炉在升温升压阶段待 压力升至 1.0MPaG，温度达到 800后，可启动粉煤烧嘴控制程序。锁

33、斗循环系统的作用主要是将气化后的固体灰渣从激冷室定期排出，以保证气化炉的连续、稳定生产 ，固体灰渣主要是煤中的灰分高温熔融、冷却后生 产的固体。固体灰渣在激冷室底部，经破渣机(H-1701) 破碎，经过 两个锁斗阀（17XV-1613/17XV-1602)进入锁斗（ V-1703)。两个 锁斗阀中下面一个是锁斗阀为锁斗进口阀（17XV-1602),锁斗收渣期间内，该阀打开，接受激冷室中排入的灰渣，当 锁斗排渣时，该阀关闭，从而周期性地将锁斗和气化炉隔开。固体灰渣除了靠重力排除，还通过锁斗循环泵（P-1704)帮助排渣。锁斗循环泵从渣锁斗顶部抽水，送回激冷室底部，从而建立了锁斗循环系统。固体 进

34、入锁斗后，大 颗粒固体沿锁斗内部折流挡板沉降至锁斗底部。通常一个锁斗循环周期为 25 分钟。锁斗一旦准备排渣，水循环线路中锁斗循环泵进口阀（17XV-1608）关闭，锁斗循环泵循环阀（17XV-1609）打开使锁斗循环泵自循环，关闭锁斗进口阀（17XV-1613），将锁斗与气化炉隔开，然后打开 锁斗泄 压阀（17XV-1605）由泄压管线向渣池进行泄压，并打开泄压冲洗水阀（17XV-1605）冲洗泄压管线中的固体，当锁斗压力降到 0.18MPa 以下时，关 闭锁斗泄压阀，打开锁斗冲洗水阀（17XV-1604）进行锁斗冲洗。锁斗 逻辑到排渣步骤， 锁斗出口 阀（17XV-1603）打开将锁斗内的

35、渣排入渣池，为了加快排渣速度，在锁斗出口阀 打开的同时锁斗充压阀（17XV-1607）也要同时打开。当锁斗冲洗水罐发出低液位信号后，锁斗出口阀、锁斗充压阀关闭。锁斗重新充水，当锁斗泄压管线上的高液位开关发出高液位信号后，锁 斗泄压阀、锁斗冲洗水阀关闭。当锁斗泄压阀 、锁斗冲洗水阀关闭后，用洗涤塔给料泵（P-1806）送来的工艺水通过打开锁斗充 压阀（17XV-1607 ），对锁斗进行充压，当锁斗至于气化炉 压差小于 0.18MPa，打开锁斗进口阀（17XV-1613），重新开始集渣循环，锁斗进 口阀开启后关闭锁斗充压阀，打开锁斗循环泵进口阀（17XV-1608），关闭锁斗泵循环阀（17XV-1

36、609），重新建立水循环。渣排入渣池后，初始时隔离渣池两室的溢流阀（18XV-1001）保持关闭，固体灰渣降到刮板运输机上，通 过刮板运输机把固体颗粒送出渣池装车，约 5 分钟后，溢流阀打开，较澄清的上部黑水流入渣池水仓内，用渣池泵送至真空闪蒸罐。锁斗冲洗罐中的锁斗冲洗水，是由黑水处理系统灰水槽（T-1401 ）底部的汽提塔给料泵（P-1803）连续供给的。灰水由低压灰水管线进入锁斗冲洗水冷却器，灰水经过冷却降至 45左右（ 为了防止在排渣时因锁 斗内的高温（约 74）而产生大量的蒸汽），冷却后的低压灰水进入锁斗冲洗水罐，加至高液位，其水量 约为两个锁斗容积，此罐设置在相 对于锁斗足够高处，以

37、便有足够的重力流速。在水系统循环中，由激冷水泵启动向激冷环供水进入激冷室，激冷室的黑水进入高闪再由高闪进入真闪，真闪系统启动水自流到真空闪蒸罐，真空闪蒸罐将水导至沉降槽，沉降槽液位加满后，水溢流到灰水槽内。建立了灰水槽与沉降槽的液位后，便启动汽提塔给 料泵将灰水槽中的灰水送至汽提塔（C-1801），汽提塔的水经洗涤塔给料泵送至洗涤塔。饱和合成气从激冷室上部合成气管线导出进入文丘里洗涤器（Z-1702），在 这里与洗涤塔给料泵 P-1806 来的工艺水混合，完全润湿夹带的固体颗粒，以便固体在洗涤塔中快速沉降。水/合成气混合物进入合成气洗涤塔（C-1701），沿下降管导入塔底部水浴内向上穿过水层时

38、，大部分固体沉降到塔底部与合成气分离。上升的合成气离开液面在扩大的空间内速度变慢，完成气液分离，然后穿 过 4 层塔盘，在 这里，经过工艺冷凝液和锅炉水洗涤进一步除尘。离开塔盘的合成气，在塔顶部穿过旋流板除沫器，以离心力除去夹带 于气体中的雾沫和固体，使合成气含尘量达到1mg/m3 要求。在洗涤塔的合成气出口，安装在 线分析仪，对 CO2 和 CH4 等组分进行连续监测。正常操作时 ，合成气 经管线去变换工段，在开车和停车时，合成气由放空管线去火火炬烧掉。洗涤所需的工艺冷凝液，一部分为来自变换的冷凝液和锅炉给水，从塔盘上部加入，作为稳定流量的洗 涤水，从而保 证洗涤效果：另一部分为来自于汽提塔

39、的工艺水，由洗涤塔给料泵 （P-1806）加压经管线从塔盘下面补进洗涤塔，该工艺水的流量与合成气洗涤塔的液位相关联，用于控制合成气洗涤塔的液位和降低塔内黑水的固体含量。从洗涤塔中抽取黑水，经激冷水泵（P-1703 ）加压，作为气化炉激冷水。从洗涤塔的锥形底部连续排放黑水去高压闪蒸罐（V-1803 ）进行处理，并控制 该黑水的流量。2.3.3、本单元主要发生的反应A、气化炉内的反应本单元主要是以干煤粉进料、纯氧和蒸汽为气化剂，经烧嘴进入气化炉内，在压力 4.0MPaG、1500左右的温度下进行气化反应 ，生成以 CO+H2为主要成分的粗合成气。气化炉内进行的反应相当复杂，主要分为三步进行：a)

40、煤的裂解和挥发份的燃 烧粉煤和纯氧进入高温气化炉后，煤粉受热速度极快，煤粉中的残余水分瞬间快速蒸发，煤粉发生裂解并 释放出挥发份，生成半焦和气体产物；裂解产物及易挥发分组分在高温、高氧浓 度的条件下迅速完全燃烧，放出大量的反应热， 维持气化反应的进行。该过程进 行的相当短促。由于气化炉内的温度超过 1000，因此在合成气中几乎不含焦油、酚类和高分子烃类。b) 燃烧 和气化反应煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应，生成 CO、CO2 等气体，放出反应热；另一方面，煤焦油和水蒸汽、 CO2 等发生气化反应，生成CO、H2。c) 还 原反应经过前两步反应后，气化炉中的氧气已基本消耗殆尽。

41、这时主要进行的是煤焦、甲烷 等与水蒸汽、CO 2 之间还原反应，生成 CO 和 H2。气化炉内进行的主要化学反应：煤的部分氧化反应：CmHnSr+m/2O 2mCO+(n/2-r)H 2O+rH2S+Q煤的燃烧反应：CmHnSr+(m+n/4-r/2)O 2(m-r)CO+nH 2O+rCOS+Q煤的裂解反应：CmHnSr(n/4-r/2)CH 4+(m-n/4-r/2)C+rH2S-QCO2还原反应： C+O22CO-Q碳的完全燃烧反应：C+O 2CO 2+Q非均相水煤气反应：C+H 2OH 2+CO+Q甲烷转化反应：CH 4+H2O3H 2+CO-Q逆变换反应：H 2+CO2H 2+CO+

42、Q同时还可能发生以下副反应:COS+H2OH 2S+CO2 C+O2+H2HCOOH N2+3H22NH 3N2+H2+2C2HCNB、气化炉内的流动过程根据 HT-L 气化炉内的流 场特性，气化炉内流 动特性属于受限制的射流反 应，按流动过程可将气化炉燃烧室分为三个区域，即射流区、回流区和旋流区。a) 射流区的反应粉煤和氧气刚进入气化炉内时，氧气浓度相当高，随着燃烧和气化反应的进行，氧浓 度逐渐降低直至完全消耗。因此， 该区域内 进行的反应可分为两类型：一类是有氧反应，主要进行的煤的部分氧化反应、煤的燃烧反应及碳的完全燃烧反应。这些反 应成为一次反应 ：另一类是无氧反应，主要进行的是 CO2

43、还原反应、非均相水煤气反应、甲烷转化反应及逆转换反应等，这些反应成为二次反应。射流区主要部分在气化炉的中上部。b) 旋流区的反应 进入旋流区的介质为来自一次反应区的燃烧产物及甲烷、残碳及水蒸汽等，在旋流区继续进行射流区的二次反应。旋流区主要部分在气化炉的中下部。c) 回流区反应由于射流作用，在烧嘴附近形成相对低压区，造成大量的高温气体被卷吸回流，形成一个回流区。其介质主要是从射流区卷吸来的燃烧产物、残碳、水蒸汽及少量氧气，因而取反应包括一次反应和二次反应。形成一次反应和二次反应的共存区。由于回流区的存在，造成了气化炉物料的停留时间不一样，也就是 说在气化炉内存在返混现象。回流区主要部分在气化炉

44、的顶部。2.3.4、工艺指标位号 用途 单位 正常值17TIA-X008A 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X008B 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X009A 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X009B 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X010A 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X010B 气化炉盘管外壁温度指示 20017TIA-X011A 气化炉合成气出口温度指示报警 180-23017TIA-X011B 气化炉合成气出口温度指示报警 180-23017TIA-X011C 气化炉合成气出口温度指示报警 180-23017TIA-X022

45、 渣锁斗冲洗水冷却器灰水出口温度指示报 30-70警17TIA-X023A 火焰观测孔外壁温度指示报警 40-10017TIA-X023B 火焰观测孔外壁温度指示报警 40-10017TIA-X024A 出烧嘴冷却水温度指示报警 100-18017TIA-X024B 出烧嘴冷却水温度指示报警 100-18017TIA-X024C 出烧嘴冷却水温度指示报警 100-18017TIRA-X025A 气化炉炉膛温度指示报警 100017TIRA-X025B 气化炉炉膛温度指示报警 100017TIRA-X026A 气化炉炉膛温度指示报警 100017TIRA-X026B 气化炉炉膛温度指示报警 10

46、0017TIRA-X027A 气化炉炉膛温度指示报警 100017TIRA-X027B 气化炉炉膛温度指示报警 100017TIA-X053A 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-X053B 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-X053C 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-0029G 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-0029E 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-0029F 气化炉环形空间温度指示报警 35017TIA-X010/X039气化炉上锥段温度指示报警 60017TISA-X109 去烧嘴中压过热蒸汽温度指示联锁报警 35017

47、TIA-X110 蒸汽/氧气混合气温度指示报 警 190-21017TISA-X111 蒸汽/氧气混合气温度指示联锁报 警 190-21017PIA-X008 氧气预热器出口压力指示（三选二） MPaG 4.9-5.117PISZ-X008A 氧气预热器出口压力指示 MPaG 4.9-5.117PISZ-X008B 氧气预热器出口压力指示 MPaG 4.9-5.117PRCSA-X013 洗涤塔出口合成气压力调节联锁报警 MPaG 3.0-3.717PIZA-X069 点火氧气压力指示联锁报警 MPaG 2.0-2.517PISA-X031 开工氧气压力指示联锁报警 MPaG 2.317PIS

48、A-X033/X034开工燃料气压力指示联锁报警 MPaG 3.5-5.017PICSA-X040 中压汽包压力指示报警调节（三选二） MPaG 5.317PA-X068 气化炉压力报警 MPaG 4.017PIZA-X069 点火氧气压力指示紧急停车报警 MPaG 2.3-2.417PDIS-X006 17XV-0005 阀前后氧气压差指示联锁 KPa 5.017PDIA-X004B 文丘里洗涤器合成气压差指示报警 KPa 5017PDIS-X006 17XV0005 阀前后氧气压差指示联锁 KPa 5.017PdISA-X010 烧嘴冷却水缓冲罐加压阀压差指示报警 KPa 10.017PdIA-X017 烧嘴冷却水过滤器压差指示报警 KPa 3017PdIA-X018 激冷水水过滤器压差指示报警 KPa 3017PDA-X042A 锅炉水循环泵过滤器压差指示报警 KPa 3017PDA-X042B 锅炉水循环泵过滤器压差指示报警 KPa 3017PDA-X042C 锅炉水循环泵过滤器压差指示报警 KPa 3017PdIA-X054 气化炉与合成气出口压差指示报警 KPa 3017FISAZ-X001 烧嘴冷却水流量指示联锁报警 Kg/h 6730017FIYC-X008 激冷水泵出口黑水流量指示调节报警联锁 t/h 100-24017FICA-X009 气化炉保