【正文】 9 投資和成本估算 人員工資 人員編制 本設(shè)計只將造氣工段的崗位人員編制，而技術(shù)人員、行政人員列入車間（本廠）管理部門，故只對造氣工段進行投資和成本估算，同時考慮生產(chǎn)的連續(xù)性和五天工作制的實行。例如，變換余熱供銅洗使用，合成余熱產(chǎn)生蒸汽供變換使用，造氣余熱轉(zhuǎn)化為低壓蒸汽自身過程使用。余熱綜合利用的目的是更多地回收余熱并減少外供蒸汽的用量，以降低燃料煤的消耗。另外，回收下吹氣的顯熱用于加熱鍋爐給水等，也是一項有效的節(jié)能措施。（5）造氣操作條件調(diào)優(yōu)造氣爐的調(diào)優(yōu)包括合理的吹風(fēng)，合適的上下吹時間和蒸汽用量、穩(wěn)定的炭層和相應(yīng)的加炭出渣制度等內(nèi)容，消耗較高等內(nèi)容，消耗較高的工廠應(yīng)注意通過調(diào)試，解決降低消耗問題。當(dāng)使用粉狀或灰熔點低、熱穩(wěn)定性不良的原料煤時，常預(yù)先制成煤球，例如，制成黃泥和石灰碳化煤球。（4）合理的原料管理和合適的煤球制作條件原料煤（或焦）的管理對造氣十分重要。（3）降低吹風(fēng)系統(tǒng)的阻力降低吹風(fēng)系統(tǒng)的阻力可有效地提高單位時間的吹風(fēng)氣量，相應(yīng)增加制氣時間并提高吹風(fēng)效率。實踐證明，采用新型爐篦，造氣爐的發(fā)氣能力有了明顯增強，蒸汽用量和原料煤消耗則明顯降低。它承擔(dān)著均勻分布氣流（空氣和蒸汽流）均勻排除灰渣打的任務(wù)，以確保氣固間均勻接觸反應(yīng)。為此，各氨廠對造氣工段的節(jié)能都十分重視。此兩煤消耗的高低，首先取決于造氣、變換工序的能耗水平，其次決定于全廠余熱回收利用的程度，以及原料氣消耗定額的高低。現(xiàn)在別論述其節(jié)能方法和措施。其中消耗標(biāo)準(zhǔn)原料或焦（含碳84%）～，電耗約1000～1450kwh/t氨。B．為了安全生產(chǎn)，對于工作人員，我們必須：1．培養(yǎng)素質(zhì)過硬的操作、分析人員：2．定期對各設(shè)備進行檢修：3．注意操作室的通風(fēng)情況，以免發(fā)生煤氣中毒：4．嚴格遵守廠區(qū)內(nèi)有關(guān)規(guī)定。節(jié)約基建投資。因原料煤是間歇加入，所以布置在有墻的房間內(nèi)，且在煤氣發(fā)生爐頂部。整個廠區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向是西南風(fēng)，生活部門中的辦公室、休息室、廁所及化驗室、儀表控制室也布置在南面以及充分利用太陽能采暖，而泵房、維修房、消防間、電工房、配電房布置在北面。根據(jù)建筑設(shè)計防火、防毒規(guī)范，該裝置屬于甲類生產(chǎn)，所以該車間的生產(chǎn)裝置宜采用敞開式廠房。生產(chǎn)流程采用常壓固定床間歇制氣法，主要設(shè)備有煤氣發(fā)生爐、燃燒室、廢熱鍋爐、洗氣箱、煙囪、洗滌塔、水泵、空氣鼓風(fēng)機。工作介質(zhì)焦（煤）、水煤氣、空氣、蒸汽外形尺寸（長寬高）268018503524毫米總重（下包括磅稱）4000千克 10000m3螺旋式氣柜的工藝指標(biāo)：設(shè)計容積10000米3有效容積9360 米3工作壓力鐘罩升起后壓力中節(jié)Ⅰ升起后壓力中節(jié)Ⅱ升起后壓力工作溫度常溫鐘罩內(nèi)徑22300毫米中節(jié)Ⅰ內(nèi)徑32250毫米中節(jié)Ⅱ內(nèi)徑24200毫米水槽內(nèi)徑24860毫米水槽容水量約3807噸水槽靜水液面高7850毫米總高鐘罩高9100毫米中節(jié)Ⅰ高7600毫米中節(jié)Ⅱ高7600毫米水槽高7898毫米進出氣管直徑1220毫米安全放空管高34400毫米進出口水槽高1800毫米進出口水槽中間隔板高1240毫米進出口水槽水封高450毫米地下槽高650毫米地下槽溢流口高515毫米地下槽隔板高520毫米 集塵器 外徑Φ1230毫米高度材料鋼板重量（不包括耐火磚）4061千克7 車間布置簡述車間布置是本設(shè)計工作中很重要的一環(huán)，車間布置的好壞直接關(guān)系到車間建成后是否符合工藝要求，能否是良好的操作條件，使生產(chǎn)正常、安全的進行，設(shè)備的維護、檢修的方便可行，以及對建設(shè)投資、經(jīng)濟效益等都有著極大的影響。總重量（金屬）：工作介質(zhì)煤氣及冷卻水操作壓力操作溫度煤氣入口：100℃，出口：35℃冷卻水入口：℃，出口：62℃內(nèi)徑3000毫米8毫米總高15125毫米碳素剛重紅松重14360千克進氣口管直徑Φ920毫米9毫米出氣口管直徑Φ820毫米9毫米水噴頭外管直徑Φ89毫米4毫米內(nèi)管直徑Φ45毫米人孔直徑Φ529毫米9毫米冷卻水出口管Φ325毫米8毫米冷卻水進口總水管Φ273毫米8毫米煤氣量約25000米3/小時 煤氣發(fā)生爐自動加煤機工藝指標(biāo)：焦斗最大工作容積盤形閥水壓缸活塞行程445毫米容焦桶頂部水壓缸活塞行程1070毫米盤行閥門開啟角度95176。 空氣鼓風(fēng)機的選型及臺數(shù)確定采用無煙煤為原料，根據(jù)實際情況，故選用D700—14型鼓風(fēng)機，風(fēng)量42000m3/h。I爐已知條件： 每小時產(chǎn)半水煤氣量（年產(chǎn)10萬噸合成氨廠，每噸氨需3300m3的半水煤氣由于設(shè)備檢修等原因，全年生產(chǎn)時間不可能為365天，取300天計。 煤氣臺數(shù)的確定本設(shè)計采用3000的U。已知條件：1循環(huán)周期及各階段時間分配 表16循環(huán)周期及各階段時間分配程序吹風(fēng)上吹下吹二次上吹吹凈合計%26263684100秒1802. 根據(jù)計算所得：生產(chǎn)量（Nm3）：吹風(fēng)氣產(chǎn)量：218半水煤氣產(chǎn)量：238加氮水煤氣：消耗量：空氣消耗：199蒸汽量：3. 每個循環(huán)平均產(chǎn)氣量：75003/60=375Nm3（1）吹風(fēng)空氣流量（吹凈時風(fēng)量為吹風(fēng)量的70%左右）375/2381993600/（＋）=（干）/h（2）水蒸汽流量：上吹（包括二次上吹）：375/2383600（＋）=5922kg/h下吹：375/2383600/=5593（2）吹風(fēng)起流量375/2382183600/（＋）=23853（3）上行煤氣流量375/2383600/（＋）（4）下行煤氣流量375/2383600/=關(guān)于上面計算有以下幾點說明：、漏損失。G。排污水103－96=7kg表15 廢熱鍋爐熱量平衡表項目進熱出熱kJ%kJ%上吹及空氣吹凈氣體顯熱上吹未分解蒸汽潛熱及顯熱吹風(fēng)氣顯熱鍋爐進水熱量上吹及空氣吹凈氣體經(jīng)鍋爐顯熱上吹未分解蒸汽經(jīng)鍋爐后的顯熱及潛熱吹風(fēng)氣經(jīng)鍋爐后顯熱蒸汽帶出熱量231840排污水熱焓熱損失總計100100 夾套鍋爐的物料及熱量衡算 已知條件（1）夾套回收熱為煤氣熱損失的50%。kJ W蒸汽用量，kg η—蒸汽分解率，% i水蒸氣在此0℃時熱焓，kJ/kg Q=103（1－%）=（4）上吹未分解蒸汽的顯熱和潛熱（kJ）：＋=184492%所以為分解蒸汽的顯熱和潛熱為（kJ）：184492=（5）吹風(fēng)氣的顯熱：組分 千克分子量 組分含量（%） 溫度（℃） 比熱（kJ） 物理熱（kJ）CO 600 = H2 600 = CO2 600 = H2S 600 = N2 600 = O2 600 = 649CH4 600 = 總計：(6)求鍋爐進水顯熱：Q=X102=Q鍋爐的進水顯熱 kJX鍋爐用水量，kgT鍋爐進水溫度，℃—進水的比熱，kJ/kg。采用無煙煤，Φ3000（）煤氣發(fā)生爐每臺每小時產(chǎn)半水煤氣為7500Nm3。燃料帶入氫量： b．空氣中水蒸汽帶入氫量：2/18=合計： 出項：：580=：－=合計：吹風(fēng)氣中水汽含量：18/2=每標(biāo)準(zhǔn)m3吹風(fēng)氣中水汽含量：5．氧平衡（以kg計）進項：； 空氣中氧量： ： 53032/=159： 16/18=： 出項：：580=：16/18=：誤差：（－）/100%=%6．硫平衡（以kg計）進項：燃料帶入硫量：出項：吹風(fēng)氣中含硫量：580=誤差：（－）/100%=% 熱量衡算： 1. 進項（以kJ計）（1）燃料熱值：10028476=2847600（2）燃料顯熱：10025=2625（）.（3）干空氣顯熱：53025=17225（）（4）空氣中水汽的焓：=37418合計：29048682. 出項（以kJ計）（1）吹風(fēng)氣熱值：580=6848521 m3吹風(fēng)氣熱值為：12810＋12684＋39984=（2） 干吹風(fēng)氣顯熱：580600=489984＋＋＋＋＋=℃（3）吹風(fēng)氣中水汽的焓：3696=32931（32931為600℃時過熱蒸汽的焓）（4）帶出物熱值：300302=60060 （1－）=（5）帶出物顯熱：2600=1260（）摘自《煤化學(xué)》 鐘蘊英、關(guān)夢嬪、崔開仁、王惠中編（6）灰渣中可燃物熱值：34020220＋10500=75369（34020，10500分別為碳和硫的發(fā)熱值）（7）灰渣顯熱：200=2858 （）（8）熱損失（取燃料發(fā)熱量的8%） 2847600=227808（1）～（8）合計：1575121（9）積蓄在煤層中的熱量：2904868－1575121=13297473．吹風(fēng)效率：1329747/2847600100%=%4. 熱量平衡表：表10熱量平衡表（kJ）進項出項燃料熱值 2847600吹風(fēng)氣熱值 684852燃料顯熱 2625干吹風(fēng)氣顯熱 489984干空氣顯熱 17225吹風(fēng)氣中水汽的焓32931空氣中水汽的焓 37418帶出物熱值 60060帶出物顯熱 12600灰渣中可燃物熱值 75369灰渣顯熱 2858熱損失 227808積蓄在煤層中的熱量 132974合計 2904868合計 2904868（以100kg入爐燃料為基準(zhǔn)） 物料衡算 ，kgC=12/（＋＋）=H=2/（＋2）＋2/34=O=32/（＋＋）=N=28/=S=32/34=：：（344－）/（28/）=72N m3氮空氣中含水汽量：72=已知和假設(shè)數(shù)據(jù)上行半水煤氣產(chǎn)量為XNm3上、下吹蒸汽用量相等各為Wkg下行半水煤氣產(chǎn)量為（344－X）Nm3為方便計算，假設(shè)上、下吹氣體成分相同，上、下吹氮空氣作為均勻加入計。重量% C S 灰分 合計 100灰渣重量（按灰分平衡計算），kg（）247。已知條件的確定: 表5 入爐煤組成，重量%CHONSAW合計100燃燒熱值 28476kJ/㎏ 1. 吹風(fēng)氣組成，體積%表6 吹風(fēng)氣組成， 體積%CO2O2COH2CH4N2合計H2S1002. 半水煤氣真正組成，體積%表7 半水煤氣組成， 體積%CO2O2COH2CH4N2合計H2S44100空氣25℃。燃料氣化后，灰渣經(jīng)旋轉(zhuǎn)爐蓖由刮刀刮入灰箱，定期排出爐外。二次上吹時，氣體流向與上吹相同。下吹制氣時，蒸汽從燃燒室頂部進入，經(jīng)預(yù)熱后自上而下流經(jīng)燃料層。燃燒室蓋子具有安全閥作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時可泄壓，以減輕設(shè)備的破壞。閥門開閉情況見表4圖2 間歇制半水煤氣各階段氣體流向圖表4 各階段閥門開啟情況階段閥門開閉情況1234567吹風(fēng)OXXOOXX一次上吹XOXOXOX下吹XXOXXOO二次上吹XOXOXOX空氣吹凈OXXOXOX注：O閥門開啟：X閥門關(guān)閉 間歇式制半水煤氣工藝流程如附圖1所示，固體燃料由加料機從爐頂間歇加入爐內(nèi)，吹風(fēng)時，空氣鼓風(fēng)機自下而上通過燃料層，吹風(fēng)氣經(jīng)燃燒室及廢熱量后由煙囪放空。以上5個階段的工作循環(huán)，由液壓或氣壓兩種形式自動機控制，目前正在發(fā)展成微型程序制代替自動機控制。（4）二次吹氣階段 基本同一次上吹制氣階段，但不加入氮空氣，其目的在于置換下部及管道中殘存的煤氣，防止爆炸現(xiàn)象。進入廢熱鍋爐回收氣體中的顯熱后進入洗氣箱至洗氣塔洗凈和冷卻至常溫由洗氣塔上部引出送出氣柜。吹風(fēng)氣被冷卻降溫后出廢熱鍋爐，由煙囪放空。綜上所述，以（2）和（3）兩種流程為最佳，流程（4）效率高于（3）、（4）中由于加了回收下行煤氣顯熱，使得閥門和管道增多，操作變得復(fù)雜，投資增加，且由于煤氣溫度