4.3.1本節(jié)適用于下列爐型的煤的氣化制氣:
1 煤氣發(fā)生爐;兩段煤氣發(fā)生爐;
2 水煤氣發(fā)生爐;兩段水煤氣發(fā)生爐;
3 流化床水煤氣爐。
注:1 煤氣發(fā)生爐、兩段煤氣發(fā)生爐為連續(xù)氣化爐;水煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐、流化床水煤氣爐為循環(huán)氣化爐。
2 魯奇高壓氣化爐暫不包括在本規(guī)范內(nèi)。
4.3.2煤的氣化制氣宜作為人工煤氣氣源廠的輔助(加熱)和摻混用氣源。當作為城市的主氣源時,必須采取有效措施,使煤氣組分中一氧化碳含量和煤氣熱值等達到現(xiàn)行國家標準《人工煤氣》GB13612質(zhì)量標準。
4.3.3氣化用煤的主要質(zhì)量指標宜符合表4.3.3的規(guī)定
4.3.3氣化用煤主要質(zhì)量指標

注:1 發(fā)生爐入爐的無煙煤或焦炭,粒度可放寬選用相鄰兩級。
2 兩段煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐用煤粒度限使用其中的一級。
4.3.4煤場的儲煤量,應(yīng)根據(jù)煤源遠近,供應(yīng)的不均衡性和交通運輸方式等條件確定,宜采用10~30d 的用煤量;當作為輔助、調(diào)峰氣源使用本廠焦炭時,宜小于1d 的用焦量。
4.3.5當氣化爐按三班制時,儲煤斗的有效儲量應(yīng)符合表4.3.4 的要求。
注:1 備煤系統(tǒng)不宜按三班工作。2 用煤量應(yīng)按設(shè)計產(chǎn)量計算。
4.3.6煤氣化后的灰渣宜采用機械化處理措施并進行綜合利用。
4.3.7煤氣爐煤氣低熱值應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 煤氣發(fā)生爐應(yīng)不小于5MJ/m3;
2 兩段發(fā)生爐,上段煤氣應(yīng)不小于6.7MJ/m3;
下段煤氣應(yīng)不大于5.44MJ/m3。
3 水煤氣發(fā)生爐,不應(yīng)小于10MJ/m3。
4 兩段水煤氣發(fā)生爐,上段煤氣不應(yīng)小于13.5MJ/m3;
下段水煤氣不應(yīng)大于10.8MJ/m3。
5 流化床水煤氣爐宜為9.4~11.3MJ/m3。
4.3.8氣化爐噸煤產(chǎn)氣率指標,應(yīng)根據(jù)選用的煤氣發(fā)生爐爐型、煤種、粒度等因素綜合考慮后確定。對曾經(jīng)用于氣化的的煤種,應(yīng)采用其平均產(chǎn)氣率指標;對未曾用于氣化的煤種,應(yīng)根據(jù)其氣化試驗報告的產(chǎn)氣率確定。當缺乏條件時,可參照表4.3.8選用。 4.3.8汽化爐煤氣產(chǎn)氣率指標
4.3.9氣化爐組工作臺數(shù)每1~4 臺宜另設(shè)一臺備用。
4.3.10水煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐、每3臺宜編為1組;流化床水煤氣爐每2臺宜編為1組;合用一套煤氣冷卻系統(tǒng)和廢氣處理及鼓風(fēng)設(shè)備。
4.3.11循環(huán)氣化爐的空氣鼓風(fēng)機的選擇,應(yīng)符合本規(guī)范第4.4.9條的要求;
4.3.12循環(huán)氣化爐的煤氣緩沖罐宜采用直立式低壓儲氣罐,其容積宜為0.5~1倍煤氣小時產(chǎn)氣量。
4.3.13循環(huán)氣化爐的蒸汽系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置蒸汽蓄能器,并宜設(shè)有備用的蒸汽系統(tǒng)。
4.3.14煤氣排送機和空氣鼓風(fēng)機的并聯(lián)工作臺數(shù)不宜超過3臺,并應(yīng)另設(shè)一臺備用。
4.3.15作為加熱和摻混用的氣化爐冷煤氣溫度宜小于35℃,其灰塵和液態(tài)焦油等雜質(zhì)含量應(yīng)小于20mg/m3;氣化爐熱煤氣至用氣設(shè)備前溫度不應(yīng)小于350℃,其灰塵含量應(yīng)小于300mg/m3。
4.3.16采用無煙煤或焦炭作原料的氣化爐,煤氣系統(tǒng)中的電氣濾清器應(yīng)設(shè)有沖洗裝置或能連續(xù)形成水膜的濕式裝置。
4.3.17煤氣的冷卻宜采用直接冷卻。
冷卻用水和洗滌用水應(yīng)采用封閉循環(huán)系統(tǒng)。
冷循環(huán)水進口溫度不宜大于28℃,熱循環(huán)水進口溫度不宜小于55℃。
4.3.18廢熱鍋爐和生產(chǎn)蒸汽的水夾套,其給水水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標準《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標準》GB1576中關(guān)于鍋殼鍋爐水質(zhì)標準的規(guī)定。
4.3.19當水夾套中水溫小于或等于100℃時,給水水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標準《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標準》GB 1576中關(guān)于熱水鍋爐水質(zhì)標準的規(guī)定。
4.3.20煤氣凈化設(shè)備、廢熱鍋爐及管道應(yīng)設(shè)放散管和吹掃管接頭,其位置應(yīng)能使設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)吹凈;當凈化設(shè)備相聯(lián)處無隔斷裝置時,可僅在較高的設(shè)備上裝設(shè)放散管。
設(shè)備和煤氣管道放散管的接管上,應(yīng)設(shè)取樣嘴。
4.3.21放散管管口高度應(yīng)符合下列要求:
1 高出管道和設(shè)備及其走臺4m,并距地面高度不小于10m;
2 廠房內(nèi)或距廠房10m以內(nèi)的煤氣管道和設(shè)備上的放散管管口,應(yīng)高出廠房頂4m。
4.3.22 煤氣系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置可靠的隔斷煤氣裝置,并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的操作平臺。
4.3.23在電氣濾清器上必須裝有爆破閥。洗滌塔上應(yīng)設(shè)有爆破閥,其裝設(shè)位置應(yīng)符合下列要求:
1 裝在設(shè)備薄弱處或易受爆破氣浪直接沖擊的位置;
2 離操作面的凈空高度小于2m時,應(yīng)設(shè)有防護措施;
3 爆破閥的泄壓口不應(yīng)正對建筑物的門或窗。
4.3.24廠區(qū)煤氣管道與空氣管道應(yīng)架空敷設(shè)。熱煤氣管道上應(yīng)設(shè)有清灰裝置。
4.3.25空氣總管末端應(yīng)設(shè)有爆破膜。煤氣排送機前的低壓煤氣總管上,應(yīng)設(shè)爆破閥或泄壓水封。
4.3.26煤氣設(shè)備水封的高度,不應(yīng)小于表4.3.26的規(guī)定。
表4.3.26 煤氣設(shè)備水封有效高度

注:發(fā)生爐煤氣鐘罩閥的放散水封的有效高度應(yīng)等于煤氣發(fā)生爐出口最大工作壓力(以Pa表示)乘0.1加50mm。
4.3.27生產(chǎn)系統(tǒng)的儀表和自動控制裝置的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 宜設(shè)置空氣、蒸汽、給水和煤氣等介質(zhì)的計量裝置;
2 宜設(shè)置氣化爐進口空氣壓力檢測儀表;
3 宜設(shè)置循環(huán)氣化爐鼓風(fēng)機的壓力、溫度測量儀表;
4 宜設(shè)置連續(xù)氣化爐進口飽和空氣溫度及其自動調(diào)節(jié);
5 宜設(shè)置氣化爐進口蒸汽和出口煤氣的溫度及壓力檢測儀表;
6 宜設(shè)置兩段爐上段出口煤氣溫度自動調(diào)節(jié);
7 宜設(shè)置汽包水位自動調(diào)節(jié);
8 應(yīng)設(shè)置循氣化爐的緩沖氣罐的高、低位限位器分別與自動控制機和煤氣排送機聯(lián)鎖裝置,并應(yīng)設(shè)報警裝置;
9 應(yīng)設(shè)置循環(huán)氣化爐的高壓水罐壓力與自動控制機聯(lián)鎖裝置,并應(yīng)設(shè)報警裝置;
10 應(yīng)設(shè)置連續(xù)氣化爐的煤氣排送機(或熱煤氣直接用戶如直立爐的引風(fēng)機)與空氣總管壓力或空氣鼓風(fēng)機聯(lián)鎖裝置,并應(yīng)設(shè)報警裝置;
11 應(yīng)設(shè)置當煤氣中含氧量大于1%(體積)或電氣濾清器的絕緣箱溫度低于規(guī)定值、或電氣濾清器出口煤氣壓力下降到規(guī)定值時,能立即切斷高壓電源裝置,并應(yīng)設(shè)報警裝置;
12 應(yīng)設(shè)置連續(xù)氣化爐的低壓煤氣總管壓力與煤氣排送機連鎖裝置,并應(yīng)設(shè)報警裝置;
13 應(yīng)設(shè)置氣化爐的加煤的自動控制、除灰加煤的相互聯(lián)鎖及報警裝置;
14 循環(huán)氣化系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置自動程序控制裝置。
條文說明
4.3.1煤的氣化制氣的爐型,本次規(guī)范修編由原有煤氣發(fā)生爐、水煤氣發(fā)生爐2種爐型基礎(chǔ)上,又增加了兩段煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐和流化床水煤氣爐等3種爐型,共5種爐型。
1 兩段煤氣發(fā)生爐和兩段水煤氣發(fā)生爐的特點是在煤氣發(fā)生爐或水煤氣發(fā)生爐的上部。增設(shè)了一個干餾段,這就可以廣泛使用弱粘性煙煤,所產(chǎn)煤氣,不但比常規(guī)的發(fā)生爐煤氣、水煤氣的發(fā)熱量高,而且可以回收煤中的焦油。1980年以來兩段煤氣發(fā)生爐,在我國的機械、建材、冶金、輕工、城建等行業(yè)作為工業(yè)加熱能源廣泛地被采用。粗略的統(tǒng)計有近千臺套,兩段水煤氣發(fā)生爐已被采用作為城鎮(zhèn)燃氣的主氣源(如:秦皇島市、阜新市、威海市、保定市、白銀市、漢陽市、安亭縣等),但該煤氣供居民用CO指標不合格,應(yīng)采取有效措施降低CO含量。
這兩種爐型,國內(nèi)開始采用時,是從波蘭、意大利、法國、奧地利等國引進技術(shù),(國外屬20世紀40年代技術(shù))后通過中國市政工程華北設(shè)計研究院、機械部設(shè)計總院、北京輕工設(shè)計院等單位消化吸收,按照中國的國情設(shè)計出整套設(shè)備和工藝圖紙,一些設(shè)備廠家也成功地按圖制造出合格的產(chǎn)品,滿足了國內(nèi)市場的需要。取得了各種生產(chǎn)數(shù)據(jù),達到預(yù)想的結(jié)果。所以該工藝在技術(shù)上是成熟的,在運行時是安全可靠的。
2 流化床水煤氣爐,是我國自行研制的一種爐型,是由江蘇理工大學(xué)(江蘇大學(xué))研究發(fā)明:1985年承擔國家計委節(jié)能局“沸騰床粉煤制氣技術(shù)研究”課題(節(jié)科8507號)建立φ500mm小型試驗裝置,1989年通過機電部組織的部級鑒定(機械委<88>教民005號);1989年又提出流化床間歇制氣工藝,并通過φ200mm實驗裝置的小試,1990年在鎮(zhèn)江市燈頭廠建立φ400mm的流化床水煤氣試驗示范站,日產(chǎn)氣3000m3,為工業(yè)化提供了可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)及放大經(jīng)驗,并獲國家發(fā)明專利(專利號ZL90105680.4)。1996年鄭州永泰能源新設(shè)備有限公司從江蘇理工大學(xué)購置粉煤流化床水煤氣爐發(fā)明專利的實施權(quán),經(jīng)過開發(fā)1998年完成φ1.6m氣化爐的工業(yè)裝置成套設(shè)備,并建成鄭州金城煤氣站3×φ1.6m爐,日供煤氣量48000m3,向金城房地產(chǎn)公司居民小區(qū)供氣,經(jīng)過生產(chǎn)運行,氣化爐的各技術(shù)指標達到設(shè)計要求。同年由國家經(jīng)貿(mào)委委托河南省經(jīng)貿(mào)委組織中國工程院院士岑可法教授等12位專家對“常壓流化床水煤氣爐”進行了新產(chǎn)品(新技術(shù))鑒定(鑒定驗收證號、豫經(jīng)貿(mào)科鑒字1999/039);河南省南陽市建設(shè)5×φ1.6m氣化爐煤制氣廠,日產(chǎn)煤氣10萬m3(采用沼氣、LPG增熱),1999年9月向市區(qū)供氣。該產(chǎn)品被國家經(jīng)貿(mào)委、國經(jīng)貿(mào)技術(shù)(1999)759號文列為1999年度國家重點新產(chǎn)品。
鄭州永泰能源新設(shè)備有限公司,在此基礎(chǔ)上又進行多項改進,并放大成φ2.5m爐,逐步推廣到工業(yè)用氣領(lǐng)域。
近年來上海沃和拓新科技有限公司購買了該技術(shù)實施權(quán)從事流化床水煤氣站工程建設(shè)。目前采用該技術(shù)的廠家有:文登開潤曲軸有限公司、南陽市沼氣公司、魯西化工;正在興建的有高平鑄管廠、二汽襄樊基地第二動力分廠、貴州畢節(jié)市、新余恒新化工、興義市等。
總的說來該爐型號以粉煤作原料,采用鼓泡型流化床技術(shù),根據(jù)水煤氣制氣工藝原理,制取中熱值煤氣,工藝流程短、產(chǎn)品單一。經(jīng)過開發(fā)、制造、建設(shè)、運行、取得了可靠成熟的經(jīng)驗,可作為我國利用粉煤制氣的城市(或工業(yè))煤氣氣源。
2002年國家科學(xué)技術(shù)部批準江蘇大學(xué)為《國家科技成果重點推廣計劃》項目“常壓循環(huán)流化床水煤氣爐”的技術(shù)依托單位[項目編號2002EC000198]。
4.3.2煤的氣化制氣,所產(chǎn)煤氣一般是熱值較低,煤氣組分中一氧化碳含量較高,如要作為城市煤氣主氣源,前者涉及煤氣輸配的經(jīng)濟性,后者與煤氣使用安全強制性要求指標(CO含量應(yīng)小于20%)相抵觸,因此提出必須采取有效措施使氣質(zhì)達到現(xiàn)行國家標準《人工煤氣》GB13612的要求。
4.3.3氣化用煤的主要質(zhì)量指標的要求是根據(jù)《煤炭粒度分級》GB 189、《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計規(guī)范》GB 50195、《常壓固定床煤氣發(fā)生爐用煤質(zhì)量標準》GB 9143以及現(xiàn)有煤氣站實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)總結(jié)而編寫的。
1 根據(jù)氣化原理,要求氣化爐內(nèi)料層的透氣性均勻,為此選用的粒度應(yīng)相差不太懸殊,所以在條文中發(fā)生爐煤氣燃料粒度不得超過兩級。
當發(fā)生爐、水煤氣作為煤氣廠輔助氣源時,從煤氣廠整體經(jīng)濟利益考慮并結(jié)合兩種氣化爐對粒度的實際要求,粒度25mm以上的焦炭用于水煤氣爐,而不用于發(fā)生爐。當煤氣廠自身所產(chǎn)焦炭或氣焦,其粒度能平衡時發(fā)生爐也可使用大于25mm的焦炭或氣焦。其粒度的上、下限可放寬選用相鄰兩級。
煤的質(zhì)量指標:
灰分:《固定床煤氣發(fā)生爐用煤質(zhì)量標準》GB 9143規(guī)定,發(fā)生爐用煤中含灰分的要求小于24%。由于煤氣廠采用直立爐作氣源時,要求煤中含灰分小于25%,制成半焦后,其灰分上升至33%。從煤氣廠總體經(jīng)濟利益出發(fā),這種高灰分半焦應(yīng)由廠內(nèi)自身平衡,做水煤氣爐和發(fā)生爐的原料。由于中塊以上的焦供水煤氣爐,小塊焦供發(fā)生爐,條文中規(guī)定水煤氣爐用焦含灰分小于33%;發(fā)生爐用焦含灰分小于35%。
灰熔點(ST):在煤氣廠中,發(fā)生爐熱煤氣的主要用途是作直立爐的加熱燃料氣,加熱火道中的調(diào)節(jié)磚溫度約1200℃,熱煤氣中含塵量較高,當灰熔點低于1250℃,灰渣在調(diào)節(jié)磚上熔融,造成操作困難。所以在條文中規(guī)定,當發(fā)生爐生產(chǎn)熱煤氣時,灰熔點(ST)應(yīng)大于1250℃。
2 兩段煤氣(水煤氣)發(fā)生爐如果爐內(nèi)煤塊大小相差懸殊,會使大塊中揮發(fā)分干餾不透,影響了干餾和氣化效果,因此條文中規(guī)定用煤粒度限使用其中的一級。所使用的煤種主要是弱粘結(jié)性煙煤,為了提高煤氣熱值,并擴大煤源,條文中規(guī)定干基揮發(fā)分大于、等于20%。煤中干基灰分定為小于、等于25%,其理由是兩段爐干餾段內(nèi)半焦產(chǎn)率約為75%~80%,則進入氣化段的半焦灰分不致高于33%。
煤的自由膨脹序數(shù)(F.S.I)和羅加指標(R.I)代表煙煤的粘結(jié)性指標(GB5447,GB5449),兩個指標起互補作用。本條文規(guī)定的指標數(shù)值對保證爐子的安全生產(chǎn)有很大的意義,如果指標過高,煤熔融的粘結(jié)性(膨脹量)超過干餾段的錐度,則煤層與爐壁粘附導(dǎo)致不能均勻下降,此時必須采取打釬操作,這樣不但造成煤層不規(guī)則的大幅度下降,而且釬頭多次打擊爐壁,而使爐膛損壞。我國兩段爐大都使用大同煤、阜新煤、神府煤等(F.S.I)均小于2,(R.I)小于20。
兩段爐使用弱粘結(jié)性煙煤,其熱穩(wěn)定性優(yōu)于無煙煤,因此仍采用一段爐對煤種熱穩(wěn)定性指標大于60%。
兩段爐加煤時,煤的落差較一段爐小,但兩段爐標高較高,煤提升高度大,因此對用煤抗碎強度的規(guī)定不應(yīng)低于一般爐的60%的要求。
根據(jù)我國煤資源情況提出煤灰熔融性軟化溫度大于、等于1250℃,是能達到的,滿足了兩段爐生產(chǎn)的要求,不會產(chǎn)生結(jié)渣現(xiàn)象。
3 流化床水煤氣爐對煤的粒度要求,最好是采用粒度(1~13mm)均勻的煤。目前實際供應(yīng)的末煤小于13mm或小于25mm的較多,為了防止煤氣的帶出物過多,使灰渣含碳量降低,對1mm以下,大于13mm以上煤分別規(guī)定為小于10%和小于15%的要求。當使用煙煤作原料時,要求羅加指數(shù)小于45,以防流化床氣化時產(chǎn)生煤干餾粘結(jié)。流化床氣化,氣化速度比固定床煤氣化反應(yīng)時間短,速度要高得多,故提出要求煤的化學(xué)反應(yīng)性(a)大于30%。
4 各氣化用煤的含硫量均控制在1%以內(nèi),是當前我國的環(huán)境保護政策的要求,高硫煤不準使用。
5 氣化用煤的各質(zhì)量指標的測定應(yīng)按國家煤炭試驗標準方法進行(詳見表7)。
4.3.5本條文是按氣化爐為三班連續(xù)運行規(guī)定的,否則,煤斗中有效儲量相應(yīng)減少。
按《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計規(guī)范》GB 50195規(guī)定,運煤系統(tǒng)為一班制工作時,儲煤斗的有效儲量為氣化爐18~20h耗煤量;運煤系統(tǒng)為兩班制工作時,儲煤斗的有效儲量為氣化爐12~14h耗煤量;而本條文的有效儲煤量的上、下限分別增加2h。因為在煤氣廠中干餾爐、氣化爐和鍋爐等四大爐的上煤系統(tǒng)基本是共用的,在運煤系統(tǒng)前端運輸帶出故障修復(fù)后,四大爐需要依次供煤,排在最后供煤系統(tǒng)的氣化爐,煤斗容量應(yīng)適當增大。
備煤系統(tǒng)不宜按三班工作的理由是為了留有設(shè)備的充裕的檢修時間。
4.3.7各種煤氣化爐煤氣低熱值指標的規(guī)定與爐型,工藝特點,煤的質(zhì)量(氣化用煤主要質(zhì)量指標見表4.3.3)操作條件都有關(guān)。本條文提出的指標在正常操作條件下,一般是可以達到的,如果用戶有較高的要求,可采用熱值增富方法(如富氧氣化或摻入LPG等)。
4.3.8氣化爐噸煤產(chǎn)氣率指標與選用的爐型有關(guān),如W-G型爐比D型爐產(chǎn)氣量要高,煤的質(zhì)量與氣化率也有密切的關(guān)系,如大同煤的氣化率較高。煤的粒度大小與均勻性也直接影響氣化爐的產(chǎn)氣率。所以,本條文寫明要把各種因素綜合加以考慮。對已用于煤氣站氣化的煤種,應(yīng)采用平均產(chǎn)氣率指標(指在正常、穩(wěn)定生產(chǎn)條件下所達到的指標)。對未曾用于氣化的煤種,要根據(jù)氣化試驗報告的產(chǎn)氣率確定。本條文提出的產(chǎn)氣率指標是在缺乏上述條件時,供設(shè)計人員參考。表4.3.8中的數(shù)據(jù),由中國市政工程華北設(shè)計研究院、中元國際工程設(shè)計研究院、鄭州永泰能源新設(shè)備有限公司等單位提供。
4.3.9本條文規(guī)定氣化爐每1~4臺以下宜另設(shè)一臺備用,主要是城市煤氣廠供氣不允許間斷,設(shè)備的完好率要求高。根據(jù)城市煤氣廠(設(shè)有煤干餾爐、水煤氣、發(fā)生爐)氣化爐的檢修率一般在25%左右,對于流化床水煤氣爐,該設(shè)備無轉(zhuǎn)動機械部件,檢修、開停方便,其設(shè)備備用率,目前尚無實踐總結(jié)資料,故本條文暫按固定床氣化爐情況確定。
4.3.10對水煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐,以3臺編為一組再備用1臺最佳,因為鼓風(fēng)階段約占1/3時間。3臺爐共用1臺鼓風(fēng)機比較合理。而流化床水煤氣的鼓風(fēng)(或制氣)階段約為1/2時間,因此建議2臺編為一組。由于這些氣化爐均屬于間歇式制氣采用上述編制方法,可以保持氣量均衡,這樣可以合用一套煤氣冷卻和廢氣處理及鼓風(fēng)設(shè)備,對于節(jié)約投資,方便管理,都有好處,實踐證明是經(jīng)濟合理的。
目前流化床水煤氣爐鼓風(fēng)氣溫度較高,在高溫閥門國內(nèi)尚未解決前,其廢熱鍋爐與氣化爐應(yīng)按一對一布置,便于生產(chǎn)切換。
4.3.12一般循環(huán)制氣爐的緩沖氣罐,由于氣量變化頻繁,罐的上下位置移動大,若采用小型螺旋氣罐易于卡軌,很多煤氣廠均有反映,不得不改為直立式低壓儲氣罐。該罐的容積定為0.5~1倍煤氣小時產(chǎn)氣量,完全滿足需要。
4.3.13循環(huán)制氣爐因系間歇制氣,作為氣化劑的蒸汽也是間歇供應(yīng)的,但鍋爐是連續(xù)生產(chǎn)的。而氣化爐使用蒸汽是間歇的,故應(yīng)設(shè)置蒸汽蓄能器,作為蒸汽的緩沖容器。由于蒸汽蓄能器不設(shè)備用,其系統(tǒng)中配套裝置與儀表一旦破壞,就無法向煤氣爐供應(yīng)蒸汽。因此,煤氣站宜另設(shè)一套備用的蒸汽系統(tǒng),以保證正常生產(chǎn)。
4.3.14由于并聯(lián)工作臺數(shù)過多,其不穩(wěn)定因素增加,且造成阻力損失,本條文規(guī)定并聯(lián)工作臺數(shù)不宜超過3臺。
4.3.15在煤氣廠中,水煤氣一般作為摻混氣,摻混量約1/3。與干餾氣摻混后經(jīng)過脫硫才能供居民使用,而干法脫硫的最佳操作溫度為25~30℃,極限溫度為45℃。在煤氣廠內(nèi)干餾煤氣在干法脫硫箱前將煤氣冷卻至25℃左右,與35℃的水煤氣混合后的溫度約28.3℃,仍在脫硫最佳操作溫度的范圍內(nèi)。
在煤氣廠中發(fā)生爐冷煤氣除作干餾氣的摻混氣外,主要作焦爐的加熱氣。如果發(fā)生爐煤氣的溫度增高,將影響煤氣排送機的輸送能力和煤氣熱量的利用,最終將影響焦爐加熱火道的溫度,造成燃料的浪費,故規(guī)定冷煤氣溫度不宜超過35℃。
熱煤氣在煤氣廠中用作直立爐的加熱氣,發(fā)生爐燃料多采用直立爐的半焦,焦油含量少,故規(guī)定熱煤氣不低于350℃(近年來,煤氣廠發(fā)生爐煤氣站多選用W-G型爐,其出口溫度約300~400℃)。
煤氣廠中發(fā)生爐冷煤氣作為焦爐加熱,并通過焦爐的蓄熱室進行預(yù)熱,為防止蓄熱室被堵塞,故該煤氣中的灰塵和焦油霧,應(yīng)小于20mg/m3。
煤氣廠的熱煤氣一般供直立爐加熱,而熱煤氣目前只能作到一級除塵(旋風(fēng)除塵器除塵),所以煤氣中含塵量仍很高,約300mg/m3。因此,在設(shè)計煤氣管道時沿管道應(yīng)設(shè)置灰斗和清灰口,以便清除灰塵。
4.3.16煤氣廠中的發(fā)生爐煤氣站一般采用無煙煤或本廠所產(chǎn)焦炭、半焦作原料,所得焦油流動性極差。當煤氣通過電氣濾清器時,焦油與灰塵沉降在沉淀極上結(jié)成巖石狀物,不易流動,很難清理。所以本條文規(guī)定發(fā)生爐煤氣站中電氣濾清器應(yīng)采用有沖洗裝置或能連續(xù)形成水膜的濕式裝置。如上海浦東煤氣廠的氣化爐以焦炭為原料,采用這種形式的電氣濾清器已運轉(zhuǎn)多年,電氣濾清器本身無焦油灰塵沉淀積塊,管道無堵塞現(xiàn)象。
4.3.17煤氣廠中,煤氣站基本采用焦炭和半焦為原料,所產(chǎn)焦油流動性極差,如用間接冷卻器冷卻,焦油和灰塵沉積在間冷器的管壁上,使冷卻效果大大降低,且這種沉積物堅如巖石,很難清除,故本條規(guī)定煤氣的冷卻與洗滌宜采用直接式。
按本規(guī)范第4.3.15規(guī)定冷煤氣溫度不應(yīng)高于35℃。因此,作為煤氣站最終冷卻的冷循環(huán)水,其進口溫度不宜高于28℃,這個條件對煤氣廠來說是做得到的,因為煤氣廠主氣源的冷卻系統(tǒng)基本設(shè)有制冷設(shè)備,適當增加制冷設(shè)備容量在夏季煤氣站的冷循環(huán)水進口水溫即可滿足不高于28℃的要求。
熱循環(huán)水主要供豎管凈化冷卻煤氣用,水溫高時,水的蒸發(fā)系數(shù)大,熱水在煤氣中蒸發(fā),吸熱達到降溫作用,再有水中焦油黏度小,水系統(tǒng)堵塞的機會少,而且其表面張力小,較易潤濕灰塵,便于除塵。故規(guī)定熱循環(huán)水溫度不應(yīng)低于55℃。熱循環(huán)水系統(tǒng)除了由冷循環(huán)水補充的部分冷水及自然冷卻降溫外,沒有冷卻設(shè)備,在正常情況下,熱平衡的溫度均不小于55℃。
4.3.21放散管管口的高度應(yīng)考慮放散時排出的煤氣對放散操作的工人及周圍人員影響,防止中毒事故的發(fā)生。因此,規(guī)定必須高出煤氣管道和設(shè)備及走臺4m,并離地面不小于10m。
本條文還規(guī)定廠房內(nèi)或距離廠房10m以內(nèi)的煤氣管道和設(shè)備上的放散管管口必須高出廠房頂部4m,這也是考慮在煤氣放散時,屋面上的人員不致因排出的煤氣中毒,煤氣也不會從建筑物天窗、側(cè)窗侵入室內(nèi)。
4.3.22為適應(yīng)煤氣凈化設(shè)備和煤氣排送機檢修的需要,應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置可靠的隔斷煤氣措施,以防止煤氣漏入檢修設(shè)備而發(fā)生中毒事故,所以在條文中作出了這方面的規(guī)定。
4.3.23電氣濾清器內(nèi)易產(chǎn)生火花、操作上稍有不慎即有爆炸危險,根據(jù)《發(fā)生爐煤氣設(shè)計規(guī)范》GB 50195編制組所調(diào)查的65個電氣濾清器均設(shè)有爆破閥,生產(chǎn)工廠也確認電氣濾清器的爆破閥在爆炸時起到了保護設(shè)備或減輕設(shè)備損傷的作用。所以本條文規(guī)定電氣濾清器必須裝設(shè)爆破閥。《發(fā)生爐煤氣設(shè)計規(guī)范》GB 50195編制組調(diào)查中,多數(shù)工廠單級洗滌塔設(shè)有爆破閥,但在某些工廠發(fā)生了幾起由于誤操作或動火時不按規(guī)定造成嚴重爆炸事件,故條文中規(guī)定“宜設(shè)有爆破閥”以防止誤操作時發(fā)生爆炸事故。
4.3.24本條文規(guī)定廠區(qū)煤氣管道與空氣管道應(yīng)架空敷設(shè),其理由如下:
1 水煤氣與發(fā)生爐煤氣一氧化碳含量很高,前者高達37%,后者約23%~27%,毒性大且地下敷設(shè)漏氣不易察覺,容易引起中毒事故。
2 水煤氣與發(fā)生爐煤氣中雜質(zhì)含量較高,冷煤氣的凝結(jié)水量較大,地下敷設(shè)不便于清理、試壓和維修,容易引起管道堵塞,影響生產(chǎn)。
3 地下敷設(shè)基本費用較高,而維護檢修的費用更高。
因此,廠區(qū)煤氣管道和空氣管道采用架空敷設(shè)既安全又經(jīng)濟,在技術(shù)上完全能夠做到。
由于熱煤氣除采用旋風(fēng)除塵器外,無其他更有效的除塵設(shè)備,而旋風(fēng)除塵器的效率約70%。當產(chǎn)量降低時,除塵器的效率更低,因此旋風(fēng)除塵器后的熱煤氣管道沿線應(yīng)設(shè)有清灰裝置,以便定時清除沿線積灰,保證管道暢通。
4.3.25爆破膜作為空氣管道爆炸時泄壓之用,其安裝位置應(yīng)在空氣流動方向管道末端,因為管末端是薄弱環(huán)節(jié),爆破時所受沖擊力較大。
關(guān)于煤氣排送機前的低壓煤氣總管是否要設(shè)置爆破閥或泄壓水封的問題,根據(jù)《發(fā)生爐煤氣設(shè)計規(guī)范》GB 0195編制組調(diào)查:因停電或停制氣時,易有空氣滲漏至低壓煤氣管內(nèi)形成爆炸性混合氣體,故本條文提出應(yīng)設(shè)爆破閥和泄壓水封。
4.3.26根據(jù)我國煤氣站幾十年的經(jīng)驗,本條文規(guī)定的水封高度是能達到安全生產(chǎn)要求的。
熱煤氣站使用的濕式盤閥水封高度有低于本規(guī)范表4.3.26中第一項的規(guī)定,這種盤閥之所以允許采用,有下列幾種原因:
1 由于大量的熱煤氣經(jīng)過濕式盤閥,要考慮清理焦油渣的方便;為了經(jīng)常掏除數(shù)量較多的渣,水封不能太高;
2 熱煤氣站煤氣的壓力比較穩(wěn)定,一般不產(chǎn)生負壓,水封安全高度低一些,也不致進入空氣引起爆炸;
3 濕式盤閥只能裝在室外,不允許裝在室內(nèi),以防止爐出口壓力過高時水封被突破,大量煤氣逸出引起事故。
這種盤閥的有效水封高度不受表4.3.26的限制,但應(yīng)等于最大工作壓力(以Pa表示)乘0.1加50mm水柱。由于這種盤閥只能在室外安裝,允許降低其水封高度,并限于在熱煤氣系統(tǒng)中使用,所以在本條文中加注。
4.3.27本條規(guī)定了設(shè)置儀表和自動控制的要求。
1 設(shè)置空氣、蒸汽、給水和煤氣等介質(zhì)計量裝置,是經(jīng)濟運行和核算成本所必須的。
4 飽和空氣溫度是發(fā)生爐氣化的重要參數(shù),采用自動調(diào)節(jié),可以保證飽和空氣溫度的穩(wěn)定,使其能控制在±0.5℃范圍內(nèi),從而保證了煤氣的質(zhì)量。特別是在煤氣負荷變化較大時,有利于爐子的正常運行。
6 兩段爐上段出口煤氣溫度,一般控制在120℃左右??刂品绞绞钦{(diào)節(jié)兩段爐下段出口煤氣量。
7 汽包水位自動調(diào)節(jié),是防止汽包滿水和缺水的事故發(fā)生。
8 氣化爐緩沖柜位于氣化裝置與煤氣排送機之間,緩沖柜到高限位時,如不停止自動控制機運轉(zhuǎn)將有頂翻緩沖柜的危險。所以本條文規(guī)定煤氣緩沖柜的高位限位器應(yīng)與自動控制機連鎖。當煤氣緩沖柜下降到低限位時,如果不停止煤氣排送機的運轉(zhuǎn)將 發(fā)生抽空緩沖柜的事故。因此規(guī)定循環(huán)氣化爐緩沖柜的低位限位器與煤氣排送機連鎖。
9 循環(huán)制氣煤氣站高壓水泵出口設(shè)有高壓水罐,目的是保持穩(wěn)定的壓力,供自動控制機正常工作,但當壓力下降到規(guī)定值時,便無法開啟和關(guān)閉有關(guān)水壓閥門,將導(dǎo)致危險事故發(fā)生。因此規(guī)定高壓水罐的壓力應(yīng)與自動控制機連鎖。
10 空氣總管壓力過低或空氣鼓風(fēng)機停車,必須自動停止煤氣排送機,以保證煤氣站內(nèi)整個氣體系統(tǒng)正壓安全運行。所以兩者之間設(shè)計連鎖裝置。
11 電氣濾清器內(nèi)易產(chǎn)生火花、操作上稍有不慎即有爆炸危險,因此為防止在電氣濾清器內(nèi)形成負壓從外面吸入空氣引起爆炸事故,特規(guī)定該設(shè)備出口煤氣壓力下降至規(guī)定值(小于50Pa)、或氣化煤氣含氧量達到1%時即能自動立即切斷電源;
對于設(shè)備絕緣箱溫度值的限制是因為煤氣溫度達到露點時,會析出水分,附著在瓷瓶表面,致使瓷瓶耐壓性能降低、易發(fā)生擊穿事故。所以一般規(guī)定絕緣保溫箱的溫度不應(yīng)低于煤氣入口溫度加25℃(《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》GB6222),否則立即切斷電源。
12 低壓煤氣總管壓力過低,必須自動停止煤氣排送機,以保證煤氣系統(tǒng)正壓安全運行,壓力的設(shè)計值和允許值應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的具體要求確定。
13 氣化爐自動加煤一般依據(jù)爐內(nèi)煤位高度、爐出口煤氣溫度及爐內(nèi)火層情況,設(shè)置自動加煤機構(gòu),保持爐內(nèi)的煤層穩(wěn)定。
氣化爐出灰都是自動的,但在某一質(zhì)量的煤種的條件下,在正常生產(chǎn)時煤、灰量之比是一定的。因此自動加煤機構(gòu)和自動出灰機構(gòu)一定要互相協(xié)調(diào)連鎖。
14 本條是為循環(huán)制氣的要求而編制的。循環(huán)氣化爐(水煤氣發(fā)生爐、兩段水煤氣發(fā)生爐、流化床水煤氣爐)的生產(chǎn)過程:水煤氣爐是“吹風(fēng)-吹凈-制氣-吹凈”(每個循環(huán)約420s),流化床水煤氣是“吹風(fēng)-制氣-吹風(fēng)”(每個循環(huán)約150s)周而復(fù)始進行,在各階段中有幾十個閥門都要循環(huán)動作,這就需要設(shè)置程序控制器指揮自動控制機的傳動系統(tǒng)按預(yù)先所規(guī)定的次序自動操作運行。


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