[海川hcbbs](新版)清华水冷壁炉和航天炉的综合对比2011.9.23(修

60万吨/年合成氨装置

清华水冷壁炉和航天炉的综合对比

一、空分系统

根据气化工序用气要求，航天炉配套空分为40000Nm3/h（氧气压力5.5Mpa），清华炉配套空分为45000 Nm3/h（氧气压力8.7 Mpa）。两套空分装置制氧能力相差不大，装置消耗接近。由于清华炉配套空分装置压缩机组轴功率较大，高压板式换热器及氧气管道压力等级较高，设备投资高于航天炉配套空分装置,清华炉配套空分装置总投资2.7亿，航天炉配套空分装置总投资2.4亿。

空分性能对比表

操作压力（MPa） 循环水消耗(Nm3/t) 综合能耗（Kw.h/Nm3O2） 航天炉 5.500 10550 0.6147 清华炉 8.700 12350 0.6266

二、煤制备单元

清华炉煤浆制备采用湿法磨煤方式，在磨煤机内加入煤、水、添加剂和甲醇废液进行研磨，制出浓度在60-65%的水煤浆。航天炉粉煤制备采用干法磨煤方式，在磨煤机内加入煤、高温惰性气体，制出粒度小于90微米占80%以上、水含量小于2%的粉煤。

煤制备系统设备对比表

对比项目 主要设备 航天炉 中速球磨机、循环风机、粉煤袋式过滤器、惰性气体发生器、粉煤贮罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐 功耗 制备一吨粉煤(干基)耗电：25.3KW 输送一吨粉煤(干基)耗电：60.7KW 合计:86KW 燃料气耗能 制备一吨粉煤(干基)燃料气耗能：0.5GJ 制备一吨煤浆(干基)耗电：16.7KW 输送一吨煤浆(干基)耗电：7.7KW 合计: 24.4KW 无 清华炉 棒磨机、低压煤浆泵、高压煤浆泵、大煤浆槽 注：1、煤浆浓度按60%核算；

2、原煤含水量按15%核算，干煤粉含水量按2%核算； 3、燃气干燥能量利用率按70%核算。

煤制备性能对比表

对比项目 安全性 航 天 炉 1、粉煤制备是在高温下运行，挥发份易挥发，容易发生自燃、爆炸事故，安全可靠性差。 稳定性 1、 粉煤锁斗放料口处易堵塞； 1、 水煤浆磨煤系统较稳定； 清 华 炉 1、水煤浆制备是在常温常压下操作，安全可靠性高。 2、 粉煤采用高压气密相输送，流量稳定性差，测量难度2、 水煤浆采用泵加压输送稳定性好，流量测量较大； 3、 气化炉有三条粉煤进料控制及操作系统，操作较复杂。 投资 1、 粉煤制备工艺复杂； 2、 粉煤制备框架高度75m，均为重载荷； 3、 粉煤制备设备多，系统投资大。 能耗 1、 煤浆制备工艺简单； 2、 煤浆制备框架高度35m； 3、 煤浆制备设备少，系统投资少。 成熟； 3、 气化炉进料单个控制及操作系统，操作简单。 1、 粉煤制备采用高温气体对原煤进行干燥，需要消耗大1、 水煤浆制备采用湿法制备，能耗低； 量的燃料气； 2、 粉煤输送采用气体高压气体密相输送，载气量消耗量2、 水煤浆输送采用泵加压输送，能耗低； 大，二氧化碳压缩机的电耗高。 环保 1、有废气排放，烘1吨原煤排放430Nm3废气 1、 无废气排放,

2、 制1吨水煤浆（60%）消耗400Kg废水； 三、气化单元

清华炉和航天炉均采用水冷壁衬里，煤种适应性广，可实现原料煤本地化。同时升温投料时间短，2-3小时内就可实现从冷态到开车。目前已在丰喜安全运行的清华炉实现了全套设备国产化。

从操作压力看，航天炉（包括SHELL炉和GSP炉）气化技术主要受煤粉输送系统的限制，压力最高达4.0MPa，气化温度在1400℃—1600℃之间，气化压力受到限制。清华炉气化技术采用水煤浆加压气化，可以根据系统的要求进行配置，气化压力最高达8.7Mpa。采用高压气化工艺生产合成气，可以降低后段的压缩能耗。

气化系统设备对比表

对比项目 主要设备及运行模式 航天炉（4.0MPa） 1、 气化炉两开无备； 2、 独立的烧嘴冷却水系统； 3、 汽包水冷壁系统只能强制循环； 4、 两级闪蒸。 运行时间（保证值） 8000小时 功耗 1、比煤耗598Kg/KNm3(CO+H2)； 清华炉(6.5MPa) 1、 气化炉二开一备； 2、 烧嘴冷却水在锅炉水系统之中； 3、 汽包水冷壁系统既能强制循环，也可以自然循环； 4、 三级闪蒸。 8500小时 1、比煤耗637Kg/KNm3(CO+H2)

2、比氧耗345Nm3/KNm3(CO+H2) 安全稳定性 主要气体成分% CO H2 CO2 能耗 1、 炉温波动较大 65 23 11.5 1、 二级闪蒸，副产蒸汽少； 2、 循环水耗高 2、比氧耗410Nm3/KNm3(CO+H2) 1、 炉温容易控制且平稳 43 38 18.5 1、 三级闪蒸，副产闪蒸汽多； 2、 循环水耗低

气化系统性能对比表

气化单元吨氨消耗 操作压力（MPa） 煤耗（干基kg/t） 电耗（kwh/t） 蒸汽耗（t/t） 氧耗(Nm3/t) 吨氨用量 4 1226 232 0.05 708 航天炉 能耗（GJ） 0 29.71 0.835 0.188 1.60 吨氨用量 6.5 1305 122 0 841 清华炉 能耗（GJ） 0 31.63 0.439 0 1.90 折能系数GJ 24.232 0.0036

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