工程勘察设计人,既是历史的书写者,也是发展的记录者。近年来,宁波市勘察设计行业紧盯政策导向、机遇和要求,科技创新工作积极顺应新阶段、新形势、新变化,为勘察设计等事业高质量发展持续赋能。勘察设计企业创新主体地位不断增强,创新活力动力进一步激发,他们用一项项精品工程、一个个惠民项目践行着宁波勘察设计人的初心和使命。
在日前公布的2021年度工程勘察、建筑设计行业和市政公用工程优秀勘察设计奖获奖项目中,我市推荐申报的优秀勘察设计项目共有5个项目收获奖项。宁波住建将围绕获奖项目陆续推出系列报道,展示亮点,总结经验,为全市勘察设计行业发展添彩助力。
全国优秀石化工业工程 二等奖
|中安联合煤化有限责任公司
煤制170万吨/年甲醇及转化烯烃项目煤气化装置
设计 单位:中石化宁波工程有限公司
安联合煤化有限责任公司煤制170万吨/年甲醇及转化烯烃项目是中国石化重大工程建设项目、安徽省重点示范工程,该项目填补了安徽省大型煤制烯烃工业的空白,先后荣获2020-2021年国家优质工程金奖、2021年工程建设项目设计水平评价一等成果。中石化宁波工程有限公司(以下简称「宁波工程公司」)设计的煤气化装置,是该项目的「龙头」装置,作为国内高灰熔点煤应用示范工程案例,在煤化工行业首次攻克了安徽淮南煤长期以来仅能作为动力煤,却难以用作气化原料煤的技术难题,实现了淮南煤由燃料向化工原料的跨越,为高灰熔点煤高效利用提供了新的技术路径,成为了能源化工行业碳达峰、碳中和的关键支撑技术,极大的推动了我国能源化工行业技术进步。该装置荣获2021年度全国优秀工程勘察设计二等奖。
助推能源升级,淮南煤首次实现高效气化
淮南当地出产的煤碳,灰熔点高达摄氏1500度以上,灰分高达20%以上,气化困难,以往在国内一直作为燃料煤使用,在行业内没有用作气化原料的先例。为提高装置运行效益,实现原料就地转化,宁波工程公司在该装置工艺包设计时,将淮南煤作为主要原料煤来源,采用自主研发的「SE-东方炉」粉煤气化技术,设计师们主要在工艺系统集成、耐高温烧嘴、气化炉成套装备、配煤工艺以及高效除灰装备等方面进行了针对性开发和设计,强化了高灰熔点要求的高温耐受性能以及高灰分要求的高效除灰性能。
为确保建成后的装置能顺利投产,实现长周期平稳高效运行,在装置设计前期,宁波工程公司与业主单位、扬子石化、华东理工大学共同开展了淮南煤的试烧论证,通过对淮南煤在扬子石化SE粉煤气化示范装置上的成功试烧,验证了「SE-东方炉」稳定运行的可靠性,同时获得了碳转化率、滤饼可燃物含量等试烧试验数据,掌握了高碳转化率和较高比氧耗的情况,明确了操作参数的优化调整方向,形成了更加适宜淮南煤的配煤方案和与之匹配的气化工艺条件,并将这些试烧经验和改进方案及时应用到了该装置的工程设计当中。
中安联合煤化有限责任公司以淮南煤为原料,应用上述技术建成的生产能力为51.5万Nm3/h合成气煤气化、下游生产烯烃的大型工业装置,自2019年7月以来已实现3年连续稳定运行,单炉运行记录400天,对高灰熔点煤适应性好,性能指标先进,实现百亿元以上工业产值,与淮南煤用作燃料煤相比,每年减少碳排放247.5万吨,为淮南市的经济和社会发展作出了积极贡献。
共创绿色石化,煤化工开启新征程
「SE-东方炉」粉煤气化技术具有煤种适应性强、自动化程度高、能耗低的特点,1000吨级粉煤气化示范装置运行性能良好,1500吨级炉型在本装置是首次应用,如何在保障高性能前提下实现工程放大是设计攻关的重点。设计上采用了集中供粉站、一键式开停车、可视化火焰等先进理念,除核心的SE气化炉和专用烧嘴外,运用了包括粉煤双锁斗供粉工艺、气化炉下降管水夹套、炉膛火焰监测成像系统、气化炉水冷壁直接测温、下降管水夹套、灰水框架全自流等多项创新技术。
针对装置多系列特点进行了系统集成设计,典型集成设计包括磨煤集中供粉站、澄清槽和高压氮气罐等。在装置布置上采用了功能分区的理念,按流程顺序分为独立的磨煤框架、气化框架、灰水框架和公用工程区,便于作业。采用「点火-开工-投煤」一体化烧嘴,实现了一键式开停车,自动化水平高。配备完善的安全联锁系统,监控自点火、开工、投煤到正常运行的全过程,安全性好。正常操作煤转化气体全部作为产品气送下游,异常工况下经火炬燃烧后排放;蒸发热水塔顶部酸性气送往下游变换汽提塔用作汽提气,实现酸性气热能的二次利用;灰水处理的低压闪蒸汽用作预热脱盐水,实现低位热的合理利用,同时减少循环水的消耗;炉温高,废水中COD、氨氮等含量少,废固残碳含量低,环保性好。炉渣残炭低,为一般固废,设置气化渣仓、滤饼仓,统一集中设置事故渣池,渣、滤饼不落地,现场环境好。
与国内外同类项目对比,总体技术水平达到国际领先水平,装置72h考核表明,比氧耗344Nm3/kNm3、比煤耗618kg/kNm3、碳转化率99.2%、灰渣比23:77。相比同类型规模装置,投资节省至少1亿元以上,占地减少30%以上,能耗降低2%以上。宁波工程公司在该装置上的设计聚焦煤的清洁及高效转化利用,大力推动了新型绿色煤化工的产业发展。