兖州煤业榆林能化有限公司 50万吨/年聚甲氧基二甲醚项目 辐射废锅-激冷气化设计情况介绍 2018.9.20
目 录 1 天辰公司多喷嘴对置式水煤浆气化业绩 2 项目情况简介 3 气化工艺技术选择 4 辐射废锅 - 激冷气化流程图 气化装置设备布置图介绍 5 辐射废锅 - 激冷气化炉设计情况 6 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化投资差异分析 7 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化经济性对比 8 总结
1 天辰公司多喷嘴对置式水煤浆气化业绩 天辰公司参与设计的多喷嘴对置式水煤浆气化炉约 83 台, 投产运行的约 39 台, 占多喷嘴气化业绩约 53%, 业绩如下 : 厂家名称所在地气化炉数量气化炉型单炉能力 ( 吨 / 天 ) 投产日期 内蒙古五原金牛煤化有限公司内蒙五原 2 Φ3200 6.5MPa(G) 1300 设计中 中盐昆山有限公司江苏昆山 2 Φ3200 6.5MPa(G) 1200 2016.3 兖矿国泰化工有限公司山东滕州 2 Φ3400 4.0MPa(G) 1150 2005.10 兖矿国泰化工有限公司山东滕州 1 Φ3400 4.0MPa(G) 1150 2007.9 兖矿鲁南化肥厂山东滕州 1 Φ3400 4.0MPa(G) 1150 2008.7 新能凤凰 ( 滕州 ) 能源有限公司山东滕州 3 Φ3400 6.5MPa(G) 1500 2009.12 新能凤凰 ( 滕州 ) 能源有限公司 ( 二期 ) 山东滕州 3 Φ3400 6.5MPa(G) 1500 2011.11 江苏索普 ( 集团 ) 有限公司江苏镇江 3 Φ3400 6.5MPa(G) 1500 2009.9 兖矿新疆煤化工有限公司新疆乌鲁木齐 3 Φ3400 6.5MPa(G) 1500 2012.9 泛海能源投资包头有限公司 内蒙包头 3 Φ3400 6.5MPa(G) 1500 设计中 山东久泰能源有限公司 山东临沂 6 Φ3600 6.5MPa(G) 2000 设计中 山东盛大科技股份有限公司宁夏灵武市 2 Φ3600 6.5MPa(G) 2000 设计中 山东海力化工股份有限公司山东淄博 2 Φ3600 6.5MPa(G) 2500 设计中
1 天辰公司多喷嘴对置式水煤浆气化业绩 厂家名称所在地气化炉数量气化炉型单炉能力 ( 吨 / 天 ) 投产日期 兖州煤业榆林能化有限公司陕西榆林 3 Φ3600 6.5MPa(G) 2000 建设中 江苏灵谷化工有限公司江苏宜兴 2 Φ3880 4.0MPa(G) 2000 2009.6 江苏灵谷化工有限公司 ( 二期 ) 江苏宜兴 1 Φ3880 4.0MPa(G) 2000 2015.11 神华宁夏煤业集团有限公司宁夏灵武 3 Φ3880 4.0MPa(G) 2000 2010.3 上海焦化有限公司上海吴泾 2 Φ3880 4.2MPa(G) 2000 2013.3 陕西未来能源化工有限公司陕西榆林 8 Φ3880 4.0MPa(G) 2000 2015.8 内蒙古京能锡林煤化有限责任公司内蒙古 4 Φ3880 4.2MPa(G) 2200 建设中 青海盐湖工业集团股份有限公司青海格尔木 3 Φ3880 6.5MPa(G) 2200 2016.9 恒力石化 ( 大连 ) 炼化有限公司辽宁大连 6 Φ3880 6.5MPa(G) 3000 建设中 浙江石油化工有限公司 ( 二期 ) 浙江舟山 5 Φ3880 6.5MPa(G) 3000 设计中 宁波中金石化有限公司浙江宁波 2 Φ3880 1.5MPa(G) 1000 2015.5 杭州华电半山发电有限公司浙江杭州 1 Φ4000 3.5MPa(G) 2000 建设中 美国 Valero 美国 5 Φ4200 6.2MPa(G) 2500 建设中 伊泰伊犁煤制油有限公司新疆伊犁 5 Φ4200 4.0MPa(G) 3000 建设中
2 项目情况简介 工程地点位于 : 陕西省榆林市榆横榆树湾矿区 项目规模 : 精甲醇 90 万吨 / 年 DMMn 50 万吨 / 年 主要生产装置包括 : 空分装置 气化装置 净化装置 甲醇装置 DMMn 装置 2015 年 5 月启动编制技术工艺方案,2015 年 8 月启动编制可行性研究报告,2016 年 11 月获得榆林市发改委备案,2016 年 12 月兖矿集团召开可研审查会,2017 年 2 月完成可研报告的修改并报兖矿集团备案 2017 年年 3 月初召开开工会启动基础设计编制工作,2017 年 6 月底完成基础设计审查版, 2017 年 8 月初兖矿集团召开基础设计审查会,2017 年 8 月底完成基础设计文件修改并报兖矿集团备案 2017 年 11 月启动详细设计设计工作, 现场开始打桩施工, 原计划 2019 年 4 月底气化装置中交, 合同总工期 18 个月
2 项目情况简介 天辰公司工程总承包范围 : 空分装置 气化装置 ( 含变换及热回收 蒸汽过热单元 气化余热发电 气化污水除硬等 ) 净化装置 ( 含低温甲醇洗 冷冻站 硫回收等 ) 甲醇装置 ( 含甲醇合成 甲醇精馏 氢回收 中间罐区 成品罐区等 ) 热动力站 脱盐水站 循环水站 污水处理 装卸栈台等 天辰公司负责设计的范围 : 全厂总图 全厂外管 全厂给排水管网 全厂供电 外线及照明 全厂电信 全厂消防 门卫 中央控制室 总变电所 泡沫站 全厂火炬 博天环境总承包 : 污水回用和蒸发结晶
3 气化工艺技术选择 兖煤榆林一期 60 万吨 / 年甲醇项目采用榆树湾煤, 气化采用 GE 水煤浆气化技术, 气化压力 6.5MPa, 激冷流程 本项目气化装置仍采用 6.5MPa 水煤浆气化技术 本项目气化装置采用多喷嘴对置式水煤浆气化技术, 按 2 开 1 备配置, 其中 2 台采用激冷流程气化技术,1 台采用辐射废锅 - 激冷流程气化技术, 主要考虑因素 : 开发多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷流程气化技术, 形成兖矿集团和华东理工大学的多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷气化专利技术, 对兖矿集团和华东理工大学水煤浆气化技术的发展 推广具有重要意义 ; 应用辐射废锅 - 激冷流程气化炉副产高压蒸汽, 用于发电, 提高了能源利用率, 可以节约用电成本
4 辐射废锅 - 激冷气化流程图 气化装置设备布置图介绍
80 米 4 辐射废锅 - 激冷气化流程图 气化装置设备布置图介绍 激冷气化炉 脱开的框架 半废锅气化炉 56 米层 电梯
5 辐射废锅 - 激冷气化炉设计情况 辐射废锅 - 激冷气化炉由专利商确定主要设计参数 ; 辐射废锅 - 激冷气化炉外壳由天辰公司进行详细设计 ; 辐射废锅内件由东方锅炉厂进行详细设计 ;
投煤量 :1619 吨 / 天 ( 干基 ); 产有效气量 :120,400Nm 3 /h; 气化炉外壳内径 :φ3.6/4.2 米 ; 气化炉总高 :45.75 米 ; 气化室采用耐火砖结构, 高约 8 米 ; 5 辐射废锅 - 激冷气化炉设计情况 辐射废锅段采用膜式水冷壁结构, 高约 :25 米 ; 激冷段高约 6 米 ; 气化炉总重 746 吨 ( 含辐射废锅内件, 不含炉衬 190 吨 );
6 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化投资差异分析 程, 报告仅从两种气化投资差异的角度进行分析 为充分了解两种气化炉型的经济性差异, 编制了激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化的对比分析报告 两种气化炉在煤浆制备 煤浆给料 黑水澄清 细渣过滤 磨煤排放池等的设置方面无差别, 仅气化框架 渣水处理部分消耗和设置有差异, 为简化对比过
6 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化投资差异分析 建筑工程费方面 : 辐射废锅 - 激冷气化投资较高 设备购置费方面 : 辐射废锅 - 激冷气化投资较高的设备包括气化炉 废锅汽包 汽包加药装置和蒸汽过热炉, 激冷气化投资较高的设备包括旋风分离器 水洗塔 蒸发热水塔 低压闪蒸器 真空闪蒸器 高温热水罐 低闪冷凝器和真闪冷凝器 主要材料费方面 : 辐射废锅 - 激冷气化投资较高的材料包括高压煤浆管道 高压氧气管道 烧嘴冷却水管道 汽包相关管道 高压蒸汽管道 汽包相关仪表阀门, 激冷气化投资较高的材料包括激冷水管道
6 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化投资差异分析 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化投资差值汇总 : 序号 工程名称或费用名称 辐射废锅 - 激冷流程气化和激冷气化投资差值 1 主要设备购置费 4121.40 2 建筑工程费 792.00 3 材料费用 898.99 气化装置投资差异合计 5752.40 备注
7 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化经济性对比 激冷气化与辐射废锅 - 激冷气化经济性对比如下 : 对比范围包括 : 煤浆制备 气化框架 渣水处理 变换及热回收 蒸汽过热单元 序号 比较项目 单位 多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷气化 多喷嘴对置式激冷气化 一 技术特点 气化工艺 气流床 液态排渣 气流床 液态排渣 气化流程 半废锅流程 激冷流程 适用煤种 次烟煤 烟煤 次烟煤 烟煤 油渣 灰熔点 <1350 灰份 <20% 油渣 灰熔点 <1350 灰份 <20% 气化压力 MPa 4.0~6.5 4.0~6.5 气化温度 1300~1500 1300~1500 气化剂 蒸汽 + 氧气 蒸汽 + 氧气 进料方式 水煤浆 水煤浆 单炉投煤量 t/d, 干基 2000 2000 1000Nm3 有效气耗氧量 Nm3 ~384 ~384 1000Nm3 有效气耗煤量 g ~560 ~560 碳转化率 % ~99 ~99 冷煤气效率 % 72~78 72~78 有效气含量 % ~83 ~83 总热效率 % 95 90 操作弹性 % 60~120 60~120 技术成熟度 低 高 对环境影响 低 低
7 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化经济性对比 序号 比较项目 单位 多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷气化 多喷嘴对置式激冷气化 二 装置范围和配置 1 气化装置范围 1 煤浆制备; 1 煤浆制备; 2 煤浆给料; 2 煤浆给料; 3 气化框架; 3 气化框架; 4 渣水处理 4 渣水处理 2 气化炉数量 1 1 三 原材料及公用工程消耗 1 原料用量 原料煤 t/h 67.4 67.4 氧气 Nm3/h 46233.6 46233.6 有效气量 Nm3/h 120400.0 120400.0 有效气组成 % 81.8 81.8 CO 含量 % 46.0 46.0 H 2 含量 % 35.8 35.8 2 公用工程用量 高压蒸汽 (11.07MPa, 饱和 ) t/h -99.3 中压蒸汽 (2.5MPa,380 ) t/h 13.7-62.60 低压蒸汽 (1.3MPa, 饱和 ) t/h -21.85-18.25 低压蒸汽 (0.7MPa, 饱和 ) t/h -25.75-17.05
7 激冷气化和辐射废锅 - 激冷气化经济性对比 序号 比较项目 单位 多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷气化 多喷嘴对置式激冷气化 三 原材料及公用工程消耗 2 公用工程用量 循环冷却水 t/h 1800 2200 电 W 4200 4500 锅炉给水,< 6.0MPa t/h 133 98 锅炉给水,> 6.0MPa t/h 18 18 脱盐水 t/h 18 18 燃料气 Nm 3 /h 8957 0 四 三废 废渣 ( 含水 ) t/h 7.48 7.48 废水 t/h 55.00 55.00 五 装置投资 万元 29752.40 24000.00 贷款利息 万元 1273.16 1027.01 总投资 ( 含利息 ) 万元 31025.6 25027.0 六 装置总操作费用 操作费用 ( 含修理费 ) 亿元 / 年 2.25 2.40 投资及操作费用现值 亿元 14.29 14.58 差值 亿元 0.00 0.29 原材料 公用工程价格 : 原料煤 278 元 / 吨 氧气 0.25 元 /Nm 3 高压蒸汽 110 元 / 吨 中压过热蒸汽 80 元 / 吨 低压蒸汽 50 元 / 吨 燃料气 0.35 元 /Nm 3 锅炉给水 15 元 / 吨 脱盐水 7.49 元 / 吨 循环水 0.25 元 / 吨 电 0.55 元 /Wh 废水 5 元 / 吨 废渣 45 元 / 吨
8 总结 辐射废锅 - 激冷流程气化比激冷流程气化投资高约 5752.4 万元 ( 含蒸汽过热 ), 考虑余热发电后投资高约 7807.74 万元 ; 辐射废锅 - 激冷流程气化副产大量饱和蒸汽, 经燃料气过热后可用于发电或驱动透平 ; 综合考虑投资及操作费用, 辐射废锅 - 激冷流程气化比激冷流程气化有一定优势 ; 兖煤榆林项目开创了多项天辰公司记录 : 多喷嘴对置式辐射废锅 - 激冷气化首次工业化实施 ; 激冷气化和半废锅气化第一次布置于同一框架的设计 ; 同一项目工程总承包主项最多 流程最长 ; 项目目标工期最短 :18 个月 ;
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