HT-L航天粉煤加压气化装置的运行及技术发展情况-2014

中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司中国航天科技集团公司航天长征化学工程股份有限公司HT-L航天粉煤加压气化装置的运行及技术发展情况中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司主要内容公司简介142工艺篇5控制篇3设备篇运行篇服务篇97环保篇8业绩篇6适应篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司公司简介中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司公司简介航天长征化学工程股份有限公司隶属于航天科技集团公司，中国航天科技集团公司是我国航天科技工业的主导力量，承担着我国全部的运载火箭、应用卫星、载人飞船、空间站、深空探测飞行器等宇航产品及全部战略导弹和部分战术导弹等武器系统的研制、生产和发射试验任务；同时，着力发展卫星应用设备及产品、信息技术产品、新能源与新材料产品、航天特种技术应用产品、特种车辆及汽车零部件、空间生物产品、煤化工等航天技术应用产业。集团公司资产总额达2241亿元，2011年实现营业收入1018亿元。基本情况中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司5航天粉煤气化技术起源于液体火箭发动机技术，火箭发动机是运载火箭的心脏。特种阀门技术涡轮泵技术燃烧热能技术试验测试技术控制技术系统总成和结构分析设计技术公司简介中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司公司简介公司名称：航天长征化学工程股份有限公司注册资金：3亿元人民币。业务范围：专利技术的研发、工程设计、专利专有设备的制造、工程总承包等。公司拥有HT-L航天粉煤加压气化技术发明专利、气化炉燃烧器发明专利等33项专利技术，拥有化工石化医药行业（化工工程、石油及化工产品储运、生化、生物药、中成药）专业甲级资质、压力容器A1/A2/A3级设计资质、压力管道GB类/GC类/GD类设计资质和工程咨询甲级资质。基本情况中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天煤化工综合性产业基地产业基地中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司工艺篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天HT-L粉煤加压气化技术特点HT–L粉煤加压气化工艺技术路线：干煤粉作原料采用激冷流程技术特点：技术先进，冷煤气效率82-84%，有效气含量可达90%以上，热效率可达95%，碳转化率高可达99%，单位氧耗低，能耗低；气化炉为水冷壁结构，气化温度能到1400至1750度；粉煤密相输送，稳定、安全、可靠；对煤种要求低，可实现原料煤的本地化；具有自主知识产权；设备全部实现了国产化；属环境友好型的洁净煤气化技术。中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司蒸汽粉煤气化段合成气(主要成分):•CO•H2•H2O•CO2•N2排渣下降管激冷段O2基本工作原理中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司基本工作原理-以渣抗渣25[s/mm]=1W/mK=8W/mK=50W/mK5.5mm13mm3.5mmSlagSiCTubeWatert[癈]150010005002507020151050温度梯度分布管壁、渣钉、耐火层温度场水冷壁挂渣情况传热模型中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司HT–L粉煤加压气化工艺中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司设备篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司关键设备气化炉烧嘴破渣机热风炉特种阀特种泵氧阀粉阀渣阀安全阀专利专有设备烧嘴气化炉中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司关键设备专利专有设备破渣机特种泵特种阀中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司控制篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司控制系统的组成及特点先进完善的控制系统组成：DCS和ESD系统特点：1.先进的炉膛测温系统2.渣口压差测量3.视频监控系统4.安全可靠的仪表阀门中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司先进完善的控制系统•成套的、全生命周期的粉阀、氧阀、渣阀等特种阀门及备品备件的供应服务•安全可靠的煤粉调节阀、煤粉换向阀、煤粉切断阀、氧气切断阀、锁渣阀、黑水调节角阀等特种阀门是装置长周期稳定运行的可靠保证中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇自主创新情况：航天粉煤加压气化技术是航天工程公司完全自主创新的技术，整套技术均具有自主知识产权。已经通过多家跨国公司专利独立性审查，且实质性合作。“航天粉煤加压气化技术”所需的关键设备和核心部件均由航天工程公司提供，所有设备均已国产化，投资小、工期短，能够很好地满足市场的迫切需求。航天先进粉煤加压气化技术共计申请发明及实用新型专利73项，其中已经授权专利29项；已经受理的专利44项。序号专利号专利名称专利类别1200510053511.0一种环保型可燃粉体洁净气化装置发明2201110438998.X用于粉煤加压气化装置的开/停车控制方法及系统发明3200510079701.X可燃粉体旋流组合燃烧器发明...73PCT/CN2009/00155高效洁净含碳物质干粉加压气化装置及方法发明表5航天工程公司技术专利表中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇已取得的部分核心科技成果：（1）已经完成压力4.0MPa、日投煤量750吨、1500-2000吨航天煤气化成套技术的研发，均实现了长周期稳定运行，在安全、稳定、可靠方面具有突出特点。已形成750/1000/1500/2000吨-4.0MPa气化系列。（2）通过持续研发和对气化炉、烧嘴的优化，日投煤量1500-2000吨航天炉已经实现良好的煤耗、氧耗、碳转化率等气化性能。图18优化前后虑饼厚度及含碳量比较中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇已取得的部分核心科技成果：（3）公司研制的特种设备性能优良，除气化炉、烧嘴外，公司研制的氧气阀门、煤粉路阀门（切断阀、锁斗阀、调节阀、换向阀）都已实现两年以上的寿命，锁渣阀的使用寿命超过一年，低温轨道球阀首台（用于液氮洗装置）使用已经超过一年，仍在线正常运行；联合研制的气化炉膛温度测量装置、煤粉流量计等也都实现了良好的性能。航天研制成功的专利专有设备中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇已取得的部分核心科技成果：（4)已完成6.5MPa等级高压粉煤输送试验，已完成6.5MPa等级、日投煤量1500/3000吨航天煤气化装置工艺包及核心设备的研发与基础设计。表66.5MPa与4.0MPa粉煤气化制合成氨比较吨氨综合能耗投资吨氨成本4.0MPa/1500吨45GJ2465元6.5MPa/1500吨44GJ-0.5亿2356元6.5MPa粉煤气化制合成氨吨氨能耗变化（相对于4.0MPa粉煤气化）气化0.04空分0.05变换-0.31低温甲醇洗-0.56合成气压缩-0.83氨冰机-0.33CO2压缩0.71氮气压缩0.21合计-1.02中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司研发篇已取得的部分核心科技成果：（5）全流程仿真优化：公司具有合成氨、甲醇全流程仿真能力；根据航天煤气化粗煤气特点优化变换流程，高效利用能量，降低流程阻力；根据CO、H2的需求优化设计深冷分离装置等。（6）正在进行4.0MPa、3000吨级/4000吨级航天煤气化技术的研发，并将择机建设示范装置。（7）将建设航天气化装置实验室：日投煤量50-100吨的气化装置，一方面进一步满足气化装置中各种试验等相关技术研发的需求，同时满足特殊煤种试验和试烧的需求。（8）已完成循环水空冷中试，具备工业化应用条件。中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司运行篇中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况项目运行情况晋煤中能（原安徽临化）化工20万吨/年甲醇和合成氨装置鲁西化工30/52工程合成氨装置；河南煤业甲醇装置；晋开2×60万吨/年合成氨装置瑞星30万吨/年合成氨装置合成气(主要成分):•CO•H2•H2O•CO2•N2排渣中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况晋煤中能化工甲醇和合成氨装置煤种：神木煤和晋城长平煤、新疆保利煤、河南新郑煤掺烧为主，掺烧比例一般在6:4~5:5之间，混煤热值约5700kCal/kg该项目还单烧过新疆保利煤一期甲醇装置运行情况：2010年单台气化炉累计运行338天，共生产甲醇18.3万吨，平均吨醇原料煤耗1.13吨（折标）；2011年累计运行338.7天，单次连续运行156天，全年累计生产甲醇18.9万吨。2011年全年考核吨甲醇煤耗指标为1.11吨（折标）。2012年累计运行356.2天,生产精醇18.08万吨（部分合成气并入二期合成氨项目），2013年累计运行300天（因气化外装置停车53天）。中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况甲醇原材料和动力消耗及生产成本表序号项目单位单价（元）消耗定额（每吨醇）单位成本(元/吨醇)备注1原辅材料（1）原料煤T9001.361224混煤，收到基（2）化学品及辅料T25.52燃料及动力（1）蒸汽T1432286（2）电kWh0.41330135.3（3）脱盐水T108803工人工资及福利费504其它制造费用320含折旧维修等生产成本合计2120.8二期合成氨生产线运行情况：2012年元月5日打通流程以来一直满负荷运行，全年累计运行351.4天，全年生产合成氨22.04万吨，创造了单炉不间断运行215天的纪录。该装置吨合成氨生产成本约2200元左右。2013年全年累计运行351天，在煤价持续走低的前提下，生产成本进一步降低。中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况鲁西化工30/52工程合成氨装置煤种：使用粘温特性较差的神华化工煤为原料,原煤热值约5600~5700kCal/kg装置运行情况：该项目2011年10月5日打通流程，生产出合格的合成氨产品。该项目是航天工程应用航天粉煤加压气化装置承担的第一套合成氨装置，配套的高CO高水汽比变换装置和低压液氮洗工艺，均属航天工程公司自主开发和设计，全流程得到了工程验证。2012年全年A炉累计运行328天，B炉累计运行324天（工厂为孤网运行，因锅炉停车21天），全年生产合成氨36.2万吨。2013年两台气化炉分别运行343天和353天，装置的稳定性进一步提高。中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况合成氨原材料和动力消耗及生产成本表序号项目单位单价（元）消耗定额（每tNH3）单位成本(元/tNH3)备注1原辅材料（1）原料煤T9301.31209收到基（2）化学品及辅料T30.52燃料及动力（1）蒸汽T1502.9435（2）电kWh0.5380190（3）脱盐水T107.7773工人工资及福利费604制造费用320含折旧、维修等5副产品和热量回收-87生产成本合计2234.5中国航天科技集团公司第一研究院航天长征化学工程公司航天粉煤加压气化装置运行情况河南煤业甲醇装置河南煤业有两套甲醇装置，濮阳20万吨/年甲醇装置和获嘉30万吨/年甲醇装置。煤种濮阳项目使用神木煤和永城煤5:5掺烧，该项目还单独使用过新桥末煤。装置运行情况濮阳项目2011年实现满负荷连续稳定运行，单次连续运行111天，运行期间平均日产精甲醇540吨，全年完成了河南煤业下达的生产任务。2012年累计运行319天（因空压机转子损坏返制造厂修理停车41天），全年生产精醇15.09万吨。2013年累计运行305天。获嘉中新化工项目采用两台直径2800/3200炉型，可年产甲醇30万吨，后改为生产乙二醇20万吨/年。整个装置于2011年9月13日一次投产成功，当天生产精甲醇产品，两台炉并炉稳定运行。因乙二醇项目改造进度原因，运行30天后停车。乙二醇项目在逐渐改造完善，生产稳定，全年A炉运行198天，B炉运行189天，随