【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣化裝置、甲醇裝置生產(chǎn)污水；其二為裝置地面沖洗水、洗罐水、生活污水、初期雨水的生產(chǎn)生活污水重力流地下管網(wǎng)；其三是利用雨水潔凈廢水系統(tǒng)收集事故污水入全廠事故水池。三個(gè)管網(wǎng)的生產(chǎn)生活污水均需進(jìn)入 3 萬噸污水處理廠進(jìn)行生化處理，達(dá)到國家綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（2）雨水潔凈廢水系統(tǒng)潔凈廢水系統(tǒng)收集鍋爐設(shè)備的冷卻排水，以及冷卻塔排水、公用工程反洗排水和雨水；除鹽水站的有壓濃鹽水用管架輸送入水池，以便被潔凈廢水均勻稀釋。廠區(qū)內(nèi)清凈雨水經(jīng)管道收集入二期雨水池,由雨水泵排放至廠區(qū)附近的大青溝。潔凈廢水入排水池，由排水泵排放。清凈廢水雨水排放量預(yù)計(jì) 14000 m3/h，二期項(xiàng)目排水水量為 1653 m3/h，合計(jì) 15653 m3/h。（3）回用水系統(tǒng)凈水站的過濾反洗排水部分回用于固體儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施沖洗和熱電站沖灰給水。（4）污水處理廠和排水泵房污水由 3 萬噸污水處理廠處理后水經(jīng)排水泵收集加壓后排至廠外東南方向 7 km 處的汪樓溝，最終匯入沱河。二期項(xiàng)目在一期的基礎(chǔ)上設(shè)置事故池，一期、二期事故池總?cè)莘e合計(jì)8000 m3，其中二期事故池容積 4000 m3。 供配電設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)包括按一期規(guī)模除 C02壓縮機(jī)不上、氣輪發(fā)電機(jī)不上，全廠循環(huán)水減少四臺(tái)循環(huán)水泵,廠前區(qū)不再上外,其它如甲醇裝置、煤氣化裝置、凈水站、除鹽水站、煤貯運(yùn)、熱電站均需新建，設(shè)計(jì)總需要負(fù)荷約為中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁28000kW。根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5005295 的要求，本工程用電負(fù)荷大部分為二類負(fù)荷，消防泵、氣化系統(tǒng)內(nèi)部分設(shè)備約 100KW 為一類負(fù)荷，少部分為三類負(fù)荷。 采暖與通風(fēng)設(shè)計(jì)1．采暖設(shè)計(jì)說明本設(shè)計(jì)遵循《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ1987） 》 （2022 年版），根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、工藝等專業(yè)要求，確定合理的技術(shù)方案。該地區(qū)屬采暖區(qū)，廠房及生產(chǎn)輔助間均設(shè)采暖。廠房?jī)?nèi)采暖設(shè)計(jì)溫度遵照工藝等專業(yè)所提要求進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)。對(duì)生產(chǎn)輔助間，如值班室、操作室等室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為 18℃，對(duì)無人值班但有防凍要求的生產(chǎn)廠房，設(shè) 5℃的值班采暖。生產(chǎn)廠房及輔助設(shè)施采用熱水采暖，散熱器采用高頻焊繞制翅片散熱器；較遠(yuǎn)的輸煤棧橋采用蒸汽采暖，散熱器采用光管散熱器，凝結(jié)水考慮回收。2．通風(fēng)設(shè)計(jì)說明（1）對(duì)自然通風(fēng)不能滿足生產(chǎn)工藝要求的考慮機(jī)械通風(fēng)，對(duì)事故時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧及氣味的廠房考慮事故排風(fēng)。（2）對(duì)放散熱量比較大的廠房，設(shè)軸流通風(fēng)機(jī)以排除室內(nèi)余熱。（3）對(duì)有有害氣體產(chǎn)生的操作崗位（通風(fēng)柜、排風(fēng)罩等） ，設(shè)防腐離心通風(fēng)機(jī)將有害氣體排至高空稀釋排放。3．空調(diào)設(shè)計(jì)說明（1）各分析室夏天設(shè)空調(diào), 冬季設(shè)采暖。（2）對(duì)室內(nèi)有溫濕度精度要求的控制室，設(shè)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，以滿足設(shè)計(jì)要求。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)遵循“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則，根據(jù)工藝裝置的生產(chǎn)規(guī)模、流程特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝操作要求，并參考本工程一期裝置自動(dòng)化水平，對(duì)二期裝置生產(chǎn)裝置實(shí)施集中監(jiān)視、控制和管理，對(duì)輔助裝置實(shí)施崗位集中監(jiān)控。 本 設(shè) 計(jì) 提 供 的 儀 表 和 控 制 系 統(tǒng) 將 保證 生 產(chǎn) 裝 置 的 正 常 、 穩(wěn) 定 、 安 全 、 可 靠 運(yùn) 行 以 及 在 異 常 情 況 下 的 安 全 保 護(hù) 。中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 （1）DCS 系統(tǒng)本項(xiàng)目采用的 DCS 是一個(gè)功能完善的系統(tǒng)，具有過程控制（連續(xù)控制和離散控制） 、操作、顯示記錄、報(bào)警、制表打印、信息管理、可與上位機(jī)或其它計(jì)算機(jī)（ESD、PLC 等）通訊、系統(tǒng)組態(tài)以及自診斷等基本功能。同時(shí)，DCS 也是一套開放的系統(tǒng)，其通訊層次結(jié)構(gòu)符合 OSI 參考模型，符合 TCP/IP 協(xié)議和 IEEE802 協(xié)議族的有關(guān)協(xié)議，并采用 Windows NT 操作系統(tǒng)，具有良好的人機(jī)界面，良好的控制和檢測(cè)性能等，并提供豐富的多用途的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，硬件配置應(yīng)易于升級(jí)和擴(kuò)展。 （2）ESD 系統(tǒng)所采用的 ESD 是一個(gè)基于微處理器技術(shù)的，具有高度安全性和可靠性，獨(dú)立于 DCS 之外的安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)裝置緊急停車和安全聯(lián)鎖所必需的基本功能，如邏輯運(yùn)算、事件序列（SOE） 、信息管理、可與上位機(jī)和 DCS 通訊、系統(tǒng)組態(tài)以及自診斷等，并獲得 TUV 或相當(dāng)級(jí)別認(rèn)證機(jī)構(gòu)的安全認(rèn)證。 （3）現(xiàn)場(chǎng)儀表 A．溫度儀表 就地溫度指示儀表選用防護(hù)抽芯式雙金屬溫度計(jì)，表盤直徑 100 mm。集中檢測(cè)和控制用測(cè)溫元件，溫度較高時(shí)采用熱電偶，分度號(hào)為 K；溫度較低時(shí)采用熱電阻，分度號(hào)為 Pt100。除非工藝介質(zhì)有特殊要求，一般采用304 不銹鋼的保護(hù)管。 B．壓力儀表就地壓力指示儀表根據(jù)不同工況選用彈簧管壓力表、膜盒壓力表或差壓表；對(duì)于易發(fā)生堵塞及強(qiáng)腐蝕性場(chǎng)合，選用隔膜壓力表，隔膜材料根據(jù)工藝介質(zhì)情況選用；泵出口就地壓力測(cè)量盡可能選用耐震壓力表。壓力表刻度盤直徑一般為150 mm。C．流量?jī)x表流量測(cè)量一般選用標(biāo)準(zhǔn)法蘭取壓同心銳孔板配差壓變送器，孔板材質(zhì)一般為不銹鋼，特殊要求時(shí)根據(jù)介質(zhì)確定。電磁流量計(jì)用于強(qiáng)腐蝕性或含有固體顆粒的導(dǎo)電介質(zhì)的流量測(cè)量。旋渦流量計(jì)用于蒸汽、氣體和液體寬量程且管道振動(dòng)不足以影響儀表正常使用的場(chǎng)合的流量測(cè)量。管道內(nèi)徑小于50 mm的流量測(cè)量，一般采用金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。進(jìn)煤燒咀的煤流量測(cè)量采用特殊煤流量測(cè)量?jī)x表。根據(jù)不同的工況，也可采用其它類型儀表熱質(zhì)量流量計(jì)和靶式流量計(jì)中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁等進(jìn)行流量測(cè)量。D．物位儀表集中液位測(cè)量一般選用差壓式變送器，對(duì)于腐蝕性、易結(jié)晶的介質(zhì)采用隔膜密封型液位變送器。對(duì)固體料位的測(cè)量采用γ射線料位計(jì)和電容式料位計(jì)。根據(jù)不同的工況，也可采用其它類型儀表進(jìn)行液位測(cè)量，如外浮筒液位計(jì)等E．稱重儀表對(duì)給煤倉、灰倉靜設(shè)備中物料的測(cè)量采用稱重傳器測(cè)量其重量；皮帶輸送機(jī)的固體流量測(cè)量采用電子皮帶秤或核皮帶秤。F．控制閥調(diào)節(jié)閥的選用根據(jù)工況，分別選用單座閥、蝶閥、旋塞閥或套筒調(diào)節(jié)閥。工藝過程發(fā)生故障時(shí)需要閥緊急打開或關(guān)閉的場(chǎng)合，選用配有防爆電磁閥的快速切斷閥。調(diào)節(jié)閥閥體材質(zhì)與管道材質(zhì)相符或更高，閥內(nèi)件材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)情況確定。執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。若工藝要求氣源故障時(shí)，調(diào)節(jié)閥還應(yīng)正常工作，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并采用雙回路供電系統(tǒng)。開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)型式為球閥。對(duì)一般性介質(zhì)閥座為軟閥座，含固體介質(zhì)或高溫介質(zhì)采用金屬閥座。閥體材質(zhì)與管道材質(zhì)相符或更高。對(duì)用于重要場(chǎng)合的開關(guān)閥（如煤鎖斗閥、渣鎖斗閥、灰鎖斗閥及煤粉三通閥等）采用特殊閥。G．氣體檢測(cè)儀表在裝置區(qū)、壓縮機(jī)區(qū)等易發(fā)生可燃?xì)庑孤┑膱?chǎng)所，設(shè)置可燃?xì)怏w，易發(fā)生有 CO、H 2S 氣體泄漏的場(chǎng)所設(shè)置 CO、H 2S 檢測(cè)器，檢測(cè)變送器的防護(hù)等級(jí)不低于 IP65，采用隔爆型，防爆等級(jí)不低于 dIICT4?？扇?、有毒氣體報(bào)警部分設(shè)置專用的二次儀表（擬采用十六通道帶通訊和報(bào)警輸出的檢測(cè)報(bào)警控制器） ，二次儀表安裝在裝置控制室，從二次儀表送信號(hào)到 DCS進(jìn)行報(bào)警、記錄，并按區(qū)或單元送綜合報(bào)警接點(diǎn)信號(hào)去中央控制室進(jìn)行硬燈屏報(bào)警。監(jiān)控要求不頻繁的非關(guān)鍵過程變量，采用就地顯示和控制；要求在開車過程中監(jiān)視或僅需現(xiàn)場(chǎng)觀察的過程變量，采用就地顯示。必須現(xiàn)場(chǎng)操作的設(shè)備，采用就近安裝的儀表盤或控制箱對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。設(shè)置必要的能源消耗、原料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的計(jì)量?jī)x表，其精度符合本行業(yè)有關(guān)規(guī)定的要求。中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁本設(shè)計(jì)提供的儀表和控制系統(tǒng)將保證生產(chǎn)裝置的正常、穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行以及在異常情況下的安全保護(hù)，滿足各生產(chǎn)裝置對(duì)儀表和控制系統(tǒng)的要求。全廠的自動(dòng)化水平達(dá)到國內(nèi)同類型裝置的先進(jìn)水平。 建筑設(shè)計(jì)1．建、構(gòu)筑物的布置（1）建、構(gòu)筑物的平面和空間布置，除應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)、工人操作、維修、安全等要求外，尚應(yīng)綜合地結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，如防火、防爆、防腐蝕、防噪聲、防毒等因素合理布置。（2）廠房布置應(yīng)盡可能一體化，生產(chǎn)裝置盡可能露天或敞開與半敞開布置。2．建筑物層高（1）單層廠房檐口高度、吊車軌頂標(biāo)高的確定，除了工藝生產(chǎn)裝置平面布局和空間組合的要求、生產(chǎn)操作條件、檢修設(shè)備需要外，應(yīng)遵守規(guī)范《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》 （GBJ686）有關(guān)規(guī)定。（2）控制室室內(nèi)凈高一般大于等于 米，配電室層高不宜低于 米。3．墻體（1） 框架結(jié)構(gòu)的填充墻宜采用輕質(zhì)砌塊，如蒸壓加氣混凝土砌塊。（2） 墻體的門窗等洞口大于等于 600 的選用鋼筋混凝土過梁，小于600 的采用鋼筋磚過梁。4．屋面（1）檐高大于或等于 7 米者應(yīng)做有組織排水；相鄰屋面高差大于 3 米者，高處屋面應(yīng)做有組織排水。（2）積灰（塵）較多的屋面宜做無組織排水。（3） 屋面防水材料可采用高聚物改性瀝青卷材防水，屋面保溫層采用1：8 現(xiàn)澆水泥珍珠巖。5．樓梯一般生產(chǎn)廠房及輔助建筑主要樓梯坡度不應(yīng)大于 45176。，疏散用室外鋼梯、上操作平臺(tái)鋼梯（直爬梯除外）坡度不應(yīng)大于 59176。6．樓地面（1） 生產(chǎn)及輔助用房底層室內(nèi)外地坪高差為 300，有特殊要求者按實(shí)際要求設(shè)計(jì)。中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁（2） 一般生產(chǎn)廠房則采用水泥砂漿樓地面。辦公和衛(wèi)生用房可用水磨石、防滑地磚樓地面?？刂剖也捎每轨o電活動(dòng)地板。（3）室外露天設(shè)備操作區(qū)，應(yīng)設(shè)現(xiàn)澆混凝土地坪，厚度不應(yīng)小于 150。7．防火防爆（1）有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性的生產(chǎn)廠房，應(yīng)按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 （2022版） GBJ1687 的有關(guān)條文執(zhí)行。（2）甲、乙類生產(chǎn)廠房應(yīng)按規(guī)定設(shè)置泄壓面積，優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體輕質(zhì)屋蓋泄壓，作為瀉壓面積的輕質(zhì)屋蓋和輕質(zhì)墻體自重不宜超過120kg/m2。其次，采用門、窗泄壓。（3）甲、乙類生產(chǎn)廠房鋼結(jié)構(gòu)承重部分（梁、柱）均按規(guī)范條文要求除銹后刷防火涂料。 管道敷設(shè)原則及敷設(shè)方式1．架空敷設(shè)方式本設(shè)計(jì)外管敷設(shè)盡量架空敷設(shè)，管道敷設(shè)的凈空高度一般為 3～4 米，管道在跨越主干道敷設(shè)的凈空高度為 5 米。管架一般采用鋼混樑式結(jié)構(gòu)，跨越道路采用桁架結(jié)構(gòu)。2．輻射原則（1）垂直面排列熱介質(zhì)的管道在上，冷介質(zhì)的管道在下；無腐蝕性介質(zhì)的管道在上，有腐蝕性介質(zhì)的管道在下 ；氣體管道在上，液體管道在下；保溫管道在上，不保溫管道在下；金屬管道在上，非金屬管道在下。（2）水平排列大管道靠墻，小管道在外；常溫管道靠墻，熱管在外；支管少的靠墻，支管多的在外。3．管道材料本項(xiàng)目管道材料設(shè)計(jì)主要是以碳鋼管材為主，其中有少量用于高、低溫管道管材，還有用于耐磨管道管材。 人員組織中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁本項(xiàng)目生產(chǎn)裝置為連續(xù)操作，年運(yùn)行時(shí)間為 333 天。根據(jù)國務(wù)院規(guī)定，每周實(shí)行 40 小時(shí)工作制，因此生產(chǎn)車間按三班制操作運(yùn)行按四班配備人員即四班三輪制。由于生產(chǎn)裝置采用的工藝技術(shù)為世界先進(jìn)水平，同時(shí)采用了先進(jìn)的總線控制技術(shù)，裝置自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，完全可以按國外生產(chǎn)操作水平，考慮一、二裝置進(jìn)行統(tǒng)一管理設(shè)置崗位。 工藝選擇與介紹 煤氣化基本原理煤氣化，從狹義來說，即在煤氣發(fā)生爐中，煤料在高溫條件下，與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸汽、二氧化碳或是它們的混合物）作用產(chǎn)生煤氣的過程。從廣義上來說，即煤由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程，也就是從煤轉(zhuǎn)變成煤氣的過程。1．煤氣化本質(zhì) 煤氣化過程的實(shí)現(xiàn)，必須有氣化爐，氣化原料和氣化劑。氣化爐是進(jìn)行煤炭氣化作業(yè)的設(shè)備；氣化原料包括各種煤或焦炭；氣化劑為氧氣或其他含氧物質(zhì)（空氣、水蒸汽。二氧化碳等） 。氣化過程煤質(zhì)分子的變化簡(jiǎn)要表述如下：(1) 煤質(zhì)大分子周圍的官能團(tuán),以揮發(fā)份的形式脫去,某些交聯(lián)鍵斷裂,氫化芳烴裂解并揮發(fā)析出,或轉(zhuǎn)化成附加的芳香部分,芳香部分轉(zhuǎn)化成小的碳微晶,碳微晶聚集形成煤焦。(2) 在脫揮發(fā)份過程中，生成活性的、不穩(wěn)定的碳，他們可以與周圍的氣體直接氣化，也可以失活而形成煤焦。(3) 析出的揮發(fā)份很活潑，可與氣相的氧氣、蒸汽、氫氣等作用生成一氧化碳、氫氣和甲烷。(4) 由碳微晶形成的煤焦，可以氣化成煤氣，也可以進(jìn)一步縮聚形成焦炭。煤焦的氣化活性主要取決于原始煤料和反應(yīng)條件，如加熱速度、最高溫的、煤灰的催化性質(zhì)等。變化簡(jiǎn)圖如下：中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 焦炭 焦化 (1) 煤質(zhì)大分子 活性不穩(wěn)定的碳 煤焦 氣化劑 (4) 氣化劑 (3)氣化劑 (2) 揮發(fā)分 氣態(tài)產(chǎn)物（CO、H CH 4） 圖 1：煤氣化本質(zhì)聯(lián)系2．煤炭氣化的主要反應(yīng)（1）碳的氧化反應(yīng)： C+O2=CO2 + MJ/kmol（2）碳的部分氧化反應(yīng)： 2C+O2=2CO + MJ/kmol（3）二氧化碳的還原反應(yīng)： C+CO2=2CO