60萬噸/年合成氨裝置
清華水冷壁爐和航天爐的綜合對比
一、空分系統
根據氣化工序用氣要求，航天爐配套空分為40000nm3/h（氧氣壓力5.5mpa），清華爐配套空分為45000 nm3/h（氧氣壓力8.7 mpa）。
兩套空分裝置製氧能力相差不大，裝置消耗接近。由於清華爐配套空分裝置壓縮機組軸功率較大，高壓板式換熱器及氧氣管道壓力等級較高，裝置投資高於航天爐配套空分裝置,清華爐配套空分裝置總投資2.7億，航天爐配套空分裝置總投資2.
4億。空分效能對比表
二、煤製備單元
清華爐煤漿製備採用濕法磨煤方式，在磨煤機內加入煤、水、新增劑和甲醇廢液進行研磨，製出濃度在60-65%的水煤漿。航天爐粉煤製備採用乾法磨煤方式，在磨煤機內加入煤、高溫惰性氣體，製出粒度小於90微公尺佔80%以上、水含量小於2%的粉煤。
煤製備系統裝置對比表
注：1、煤漿濃度按60%核算；
2、原煤含水量按15%核算，幹煤粉含水量按2%核算；
3、燃氣乾燥能量利用率按70%核算。
煤製備效能對比表
三、氣化單元
清華爐和航天爐均採用水冷壁襯裡，煤種適應性廣，可實現原料煤本地化。同時公升溫投料時間短，2-3小時內就可實現從冷態到開車。目前已在豐喜安全執行的清華爐實現了全套裝置國產化。
從操作壓力看，航天爐（包括shell爐和gsp爐）氣化技術主要受煤粉輸送系統的限制，壓力最高達4.0mpa，氣化溫度在1400℃—1600℃之間，氣化壓力受到限制。清華爐氣化技術採用水煤漿加壓氣化，可以根據系統的要求進行配置，氣化壓力最高達8.
7mpa。採用高壓氣化工藝生產合成氣，可以降低後段的壓縮能耗。
氣化系統裝置對比表
氣化系統效能對比表
四、變換系統對比
從合成氣成分看，航天爐合成氣中co含量65%，清華爐合成氣中co含量只有43%，對於生產合成氨，航天爐變換工段比清華爐多一級變換，無疑將增加變換單元的處理難度，使投資和執行成本上公升。
所差一級在清華爐中已在清華爐氣化過程中完成。
變換系統對比表
五、淨化系統對比表
淨化系統對比表
六、壓縮、氨合成、冷凍系統對比表
壓縮、氨合成、冷凍系統對比表
七、系統綜合能耗對比表
系統綜合能耗對比表
八、總投資對比表
總投資對比表
九、結論
1、安全性：
1) 粉煤製備是在高溫下執行，揮發份易揮發，容易發生自燃、**事故，安全可靠性差；水煤漿製備安全可靠性高。
2) 清華爐水冷壁系統可以實現自然迴圈；
3) 清華爐聯鎖控制系統簡單、安全保障性強；航天爐聯鎖控制系統複雜，安全保障性差。
4) 煤粉在密閉空間更容易**。
2、穩定性：
1) 清華爐採用水煤漿進料，計量精確，爐溫波動較小，操作穩定性好；航天爐採用乾粉進料，幹煤粉進料難以精確測量，爐溫波動較大，操作穩定性差。
2) 煤種波動對清華爐來說，只需對氧煤比進行簡單調節；煤種波動對航天爐來說，需要對輸煤系統進行重新標定，調整進料引數。
3) 清華爐只有一條進料系統，調節簡單、穩定；航天爐有三條煤粉進料管線，調節複雜、穩定性差。
4) 航天爐與清華爐有相同的運轉率，在本工程中航天爐採用兩開無備爐，清華爐採用兩開一備，且投資相差不多，但系統穩定性更好。
3、投資：
1) 航天爐用煤需要烘乾，原料煤場需要封閉，清華爐則不需要。
2) 清華爐與航天爐相比，從煤製備到合成壓縮機進口，清華爐6.5mpa系統比航天爐4.0mpa系統少投資8600萬元。
3) 航天爐系統比清華爐系統的合成壓縮機組投資多2000萬元。
4、執行費用：
1) 清華爐比航天爐噸氨少耗1.76gj，折電488kw，每度電以0.45元計，噸氨節約成本219.
6元，年節約成本1.3億元；或折5500kcal的煤76kg，年節約煤45800噸，每噸煤以600元計，年節約成本2748萬元。
綜上所述，清華爐無論從安全性穩定性、投資、執行費用都優於航天爐。
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