煤气厂炉型改造方案的选择

煤气厂炉型改造方案的选择

0焦炉型产品的利用1987年和1997年，天然气处理厂完成了第一和第二学期的项目。一期工程建有适用本公司生产的大同2#弱粘结性籽煤为原料的40门连续式直立炭化炉(以下简称直立炉)。二期工程建有3台φ3300mm两段炉(以下简称两段炉)以及配套设施。2002年5月煤气厂对原直产炉全面进行技术改造,在这期间由两段炉3台装置生产煤气,维持对外供气。2003年元月,1#直立炉20门改造完毕,煤气产量为8万Nm3/d,2#直立炉2004年改造完毕,煤气产量理论上已达到16万Nm3/d。目前,煤气厂生产煤气除一部分自用用来生产蒸汽和直立炉燃烧使用,其余部分则供公司职工生活使用,日常用气量为11-13万Nm3/d。由于目前煤气用户有限,煤气生产能力有富裕,故造成制气设备闲置。如何合理地利用两种炉型生产煤气,既要保证居民正常的用气量,又要保证煤气的热值不能太低,影响使用。本文从这两方面分析,得出两种炉型生产煤气的最佳组合。1、关于分段炉全停的计算方法先看以下几表内容:我们现在已知:同煤集团居民煤气用量为11-13万Nm3/d。按平均12万Nm3/d计,厂自用部分用于生产锅炉蒸汽和直立炉自用约2-3万Nm3/d,按平均2.5万Nm3计。居民用气热值应不低于3000kcal/Nm3。如何能满足此要求,我们先从理论上分析直立炉和两段炉各开启的炉数和台数的生产能力,见表7。从表7可以看出要想满足用气量最大约16万Nm3/d,需40门直立炉全开,两段炉全停;或开16门直立炉,开1台两段炉;或直立炉全停,开2台两段炉。从实际情况看,40门直立炉不可能全开,这是因为必须留有检修炉子约4-8门,而直立炉全停,开起2台2段炉(1台必须备用),则煤气热值达不到要求,不符合居民正常使用要求,影响生活,也是不行的。所以只能选择开启适当直立炉数,和1-2台两段炉这一方案。(表1中,气焦产气成本太高,不作考虑)根据物料平衡原则,我们先列式子如下:a+b=c+d(1)式中:a——直立炉产气量,万Nm3;b——两段炉产气量,万Nm3;c——居民用气量约11-13万Nm3;d——厂自用量约2-3万Nm3。分析:(按生产满负荷计算)(1)若按34门直立炉生产,两段炉全停(由表七可以看出,以下同)式中:a=13.6万Nm3b=0c=13万Nm3d=3万Nm3则a+b=13.6万Nm3,c+d=16万Nm3,a+b<c+d,显然不能满足要求。(2)若按34门直立炉生产,开启1台两段炉式中:a=13.6万Nm3b=9.6万Nm3c=13万Nm3d=3万Nm3则a+b=23.2万Nm3,c+d=16万Nm3,a+b>c+d显然完全能够满足,并富裕气约7.2万Nm3。(3)若按34门直立炉生产,开启2台两段炉式中:a=13.6万Nm3b=19.2万Nm3c=13万Nm3d=3万Nm3则a+b=13.6+19.2=32.8万Nm3,c+d=13+3=16万Nm3,a+b>c+d,显然完全能够满足,并富裕气约16.8万Nm3,造成浪费。(4)若开启16门直立炉,1台两段炉式中:a=6.4万Nm3b=9.6万Nm3c=13万Nm3d=3万Nm3则a+b=6.4+9.6=16万Nm3,c+d=13+3=16万Nm3,a+b=c+d正好满足要求。(5)若开启16门直立炉,开2台两段炉式中:a=6.4万Nm3c=13万Nm3b=19.2万Nm3d=3万Nm3则a+b=6.4+19.2=25.6万Nm3c+d=13+3=16万Nm3a+b>c+d完全满足,并富裕气约9.6万Nm3。根据以上分析计算,我们从满足用气量角度来讲显然(2)、(4)是可行的,其余如(1)不能满足要求,(3)、(5)则造成大量气体浪费也是不行的。再根据能量守恒定律(暂不考虑热值损耗),我们列式如下:a1+b1=c1+d1(2)式中:a1——直立炉产气热值,Kca;b1——两段炉产气热值,Kcal;c1——居民用气热值;12万Nm3×3000Kcal/Nm3=3.6×108Kcal,d1——生产自用量热值;2.5万Nm3×3000Kcal/Nm3=0.75×108Kcal分析:(1)按开启34门直立炉,1台两段炉计算式2中:a1=13.6万Nm3×3400Kcal/Nm3=4.6×108Kcalb1=9.6万Nm3×2700Kcal/Nm3=2.59×108Kcalc1=3.6×108Kcald1=0.75×108Kcal则:a1+b1=7.19×108Kcal,c1+d1=4.35×108Kcal显然a1+b1>c1+d1能满足热量并富裕热量2.84×108Kcal(2)按开启16门直立炉,1台两段炉计算式2中:a1=6.4万Nm3×3400Kcal/Nm3=2.17×108Kcalb1=2.59×108Kcalc1=3.6×108Kcald1=0.75×108Kcal则:a1+b1=4.76×108Kcal,c1+d1=4.35×108Kcal显然a1+b1>c1+d1能满足热量,并富裕热量为0.41×108Kcal从以上两方面分析可以看出,开启16门直立炉,1台两段炉是可行的。另外,根据实际情况两种炉型只有90%的生产能力我们再计算,则式1中(a+b)×90%=(6.4+9.6)×90%=14.4万Nm3而c+d则不会改变,平均12+2.5=14.5万Nm3。是基本符合产气平衡的。而式2中(a1+b1)×90%=(2.17+2.59)×108×90%=4.28×108Kcal,c1+d1也不会改变,平均为3.6×108+0.75×108