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Shell粉煤气化装置配煤方案及其优化
作者：唐嘉
来源：《中国科技博览》2014年第02期
摘要：优化配煤对Shell粉煤气化装置的优化运行具有重要意义，针对Shell粉煤气化装置优化配煤问题，建立了一个配煤优化模型。模型综合考虑了装置对煤质要求、市场价格等因素。采用非线性GRG计算方法进行计算。通过对实例的验证，证明了配煤模型的正确性。对Shell配煤具有较好的借鉴意义。
关键词：Shell气化炉；配煤；优化模型；非线性GRG算法
【分类号】TQ533
引言
Shell粉煤气化装置属于加压气流床气化工艺，以粉煤、氧气以及蒸汽为原料，生产CO和H2为主要成分的合成气，其物理-化学变化复杂剧烈，温度压力高，投煤量大，煤种适应相对宽泛。但气化装置的设计是根据煤种、工艺、容量的不同而度身定做的，为保证系统长期稳定运行和提高效益，装置对煤质仍有严格的要求。近几年来，随着国内壳牌使用厂家陆续投产，部分厂家出现了因煤质不适应气化炉需求而影响装置稳定运行的情况。另一方面，随着煤质的劣质化趋势，优质煤炭价格不断高企。针对煤的不同特性进行合理配比，能够充分利用不同煤种，克服单煤种不适应燃烧要求的缺点，使参差不齐的原料煤接近装置设计煤种，优化使用组分，从而稳定和优化工况，减少非计划停产以及装置堵塞和结焦。同时，通过合理配煤也是降低原料价格和合理利用存煤的有效途径。
然而，不同原料煤对混煤质量指标的影响十分复杂，在实施配煤操作时，必须能够预测混煤的各项质量指标。配煤优化在热电厂、焦化、传统煤化工领域有一定的研究和应用。其中，针对焦炉配煤，刘春梅等提出了机于遗传算法的炼焦配煤优化方案【1】，以及火电厂基于粒子群算法的配煤优化方案【2】。但在Shell干粉煤气化配煤方案还较少提及。
本文针对Shell粉煤气化装置优化配煤问题，建立了一个管理决策级视角下的配煤多目标优化模型。此模型综合考虑了装置对混煤质量指标的要求、市场价格等，采用软件对模型进行求解，在满足装置对煤质要求的前提下，实现原料成本最低控制。最后，对仿真结果进行分析，以验证模型和算法的可行性。
浅析压缩机填料漏气回收系统的改进
摘要：往复式压缩机是石化、炼油及长输天然气行业装置中的关键核心设备，必须保证其高负荷长周期运行。在石化领域，往复式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率.高可靠性等方向发展，往复压缩机易损零件多，如活塞密封环、活塞和气阀等，一旦损坏会对生产带来很大的影响，并常常伴随有机组的振动。这就要求设备管理维护人员总结并分析压缩机常见的故障机及对应解决措施，这对于提高生产效率、维持设备装置的平稳生具有重要的现实意义
关键词：压缩机；填料漏气；回收系统
一、工作原理
往复式压缩机，又称活塞式压缩机。由活塞在气缸内作往复运动而将气体吸人、压缩和排出的压缩机。可分活塞式压缩机和隔膜式压缩机两种。主要由运动部件、气缸、活塞和阀门等构成。在运转时，活塞不断往复运动，引起气缸内的容积发生增大和减少的周期变化，依靠气阀的作用，容积每变化一次，即完成一次将气体吸入气缸，经过压缩然后排出的全过程。与其他类型的压缩机相比，往复式压缩机具有以下明显优点:压力范围广可适用于低压到高压工作环境，热效率较高，适应性强、排气量可在较大的范围内调节对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。但同时，往复压缩机也具有诸如以下缺点:外形尺寸及重量都较大，结构复杂，易损部件较多，气流有脉动，运转中有振动等。
二、气体流程
来自气柜的半水煤气经半水煤气脱硫系统脱硫后,经压缩机一级、二级、三级压缩后进人变换系统,变换后的气体经变换气脱硫系统脱硫后,进入压缩机四级进口,经四级压缩后进入 MDEA脱碳系统,脱碳后气体再经精脱硫后进人压缩机五级进口,经五级、六级压缩后,气体进人醇化系统醇化后的气体再进入压缩机七级进口,经七级压缩后,气体进入烃化系统、合成系统,进行合成氨生产。 三、冷却水流程
压缩机的冷却水由供水总管经支管引进进人压缩机的各级气体冷却器、气缸冷却水夹套、油冷却器及填料函。冷却水在设备中完成冷却作用后,汇集至回水总管,有压回水至双曲线通风冷却塔,填料函回水采用无压回水.
河南龙宇煤化工有限公司培训教材
煤 气 化 装 置 技 术
气 化 工 区 编 写
编写：李耀刚 李 斌 马永桓 武大勇
李圣君 党运峰 张建设 邵春林
主编：李耀刚
审核：闫 军
审定：王世太
批准：裴兴社
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序 言
永城煤电（集团）有限责任公司，1989年开工建设，是以煤炭为依托，集煤、电、运为一体，煤化工、矿建安装、机械加工、商贸、宾馆等多业并举的大型现代化企业集团。是全国六大无烟煤生产基地之一。
河南龙宇煤化工有限公司是永煤集团控股的子公司。龙宇煤化工从2004年开始建设，是利用当地优厚的煤炭资源，按照循环经济理念设计、开发的企业。一期工程是年产50万吨甲醇项目。该项目概算投资21.54亿元，建成后，每年可实现销售收入10亿元，实现利润3亿元。采用的煤气化工艺是世界最先进的壳牌粉煤加压气化工艺，单系列生产能力居世界前列。气体净化、甲醇合成精馏、空气分离及公用工程部分，全部采用国内外先进技术。产品甲醇的单位能耗在国内煤制甲醇装置中具领先地位。
针对新企业、新装置、新员工的特点, 我们安排工区编写了《培训资料》，侧重于生产原理和设备的介绍，旨在引导员工认真学习新装置生产技术，起到抛砖引玉的作用。所以，在培训过程中，还应与PID图、设备图、操作规程及专业教材配套学习加以提高。在此，向参与编写的工程技术人员表示衷心感谢。
由于编写时间处于技术设计和设备订货阶段，可供参考的资料匮乏，且非终板资料，所以该《培训资料》可能存在缺陷与错误，肯请业内人士批评指正。
我们热切希望参与本套甲醇装置的开车人员，一定要把生产原理弄明白，把工艺流程、设备构造、技术参数、操作程序及要点搞清楚，以期达到一次开车成功的目的。这就是编写《培训资料》的初衷！
生产准备部
13种煤气化工艺的优缺点及比较
有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述，供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术
这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术
这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术
主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术
中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性
宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%），环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术
