GB/T41038-2021
气流床水煤浆气化能效计算方法
Energyconsumptionefficiencyevaluationmethodforentrained-flowcoal-waterslurrygasification
- 中国标准分类号（CCS）F04
- 国际标准分类号（ICS）71.120.01
- 实施日期2022-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数11页
- 文件大小828.38KB
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气流床水煤浆气化能效计算方法
国家标准 GB/T41038一2021 气流床水煤浆气化能效计算方法 Energyeomsumptioneffieieney evValuatio0nmeth0dfoentrained-flowc0al-water surry迟sifieaton 2021-12-31发布 2022-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/41038一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草
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本文件由煤炭工业协会提出 本文件由全国煤化工标准化技术委员会(SAC/Tc469)归口
本文件起草单位:华东理工大学,煤炭科学技术研究院有限公司、东华工程科技股份有限公司、华陆 工程科技有限责任公司、空气化工产品()投资有限公司、天辰工程有限公司、北京低碳清洁能 源研究院、惠生工程()有限公司、清华大学山西清洁能源研究院、充矿水煤浆气化及煤化工国家工 程研究中心有限公司、宁夏大学、璐安化工集团有限公司
本文件主要起草人;王辅臣、丁华、郭庆华,胡文生、于广锁、余祷胡凯、王兴军、代正华、高志辉、 李文华、葛秀文、白向飞,路文学、屈强,潘文彦、周敬林、王增莹,张建胜、李磊肖伟付一春
GB:/T41038一2021 引 言 为贯彻《节约能源法能源生产和消费革命战略(20162030)》等法律、法规,提高 煤炭清洁利用水平和能源利用效率,制定和实施煤炭清洁高效利用规划,促进煤化工行业技术进步和可 持续发展,制定本文件
GB/41038一2021 气流床水煤浆气化能效计算方法 范围 本文件规定了气流床水煤浆气化能效计算方法
本文件适用于以煤、石油焦、半焦等为原料的气流床水煤浆气化单元的能效计算
规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款
其中注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件
GB/T2589综合能耗计算通则 GB31571石油化学工业污染物排放标准 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 水煤浆coawaterslurry 由煤、水相少量浓加剂经过加工制成的具有一 定粒度分布、流动性和稳定性的流体
注水煤浆按用途分为燃料用水煤浆和气化用水煤浆
[来源:GB/T18855一2014,3.1,有修改] 3.2 煤浆制备coawaterslurrypreparationm 将化工用原料煤输送到磨煤机与水、添加剂等一起进行研磨,得到适合于气化的合格水煤浆的 过程 3.3 气流床水煤浆气化entrained-fowcoalwaterslurrgasifieationm 介质携带水煤浆并使其在气化炉内处于流动状态的气化过程
[来源:GB/T31428一2021,5.5,有修改] 3.4 合成气symgas 以一氧化碳和氢气为主要组分的原料气或燃料气
[[来源GB/T31428一2021,5.97 3.5 有效气efteetivesyngas 合成气中的一氧化碳和氢气
3.6 循环冷却水 recireulatingcoolingwater 通过换热器交换热量或直接接触换热方式来交换介质热量,并经冷却塔降温后循环使用的水
GB/T41038一2021 3.7 锅炉给水bolerfeedwater 经过水处理,水质符合规定给水标准的进人锅炉的水
[来源;HG/T3163一1987,3101 3.8 脱盐水desalinatedwater 除去了全部溶解的无机盐的水
一187,3103.有修改]了 [来源:HG/T3163 3.9 副产蒸汽by-produetsteam 气化过程或变换过程中产生的不同温度和压力等级的蒸汽
3.10 气流床水煤浆气化能效energconsumptioneffieieneyforentrainetnowcoalwaterslrryasifieatonm 气流床水煤浆气化在统计报告期内有效总能量输出与总能量输人之比
基本规定 4.1能效计算时,输人、输出能量采用统一的能源折算系数应符合附录A的规定
4.2在对不同气流床水煤浆气化工艺技术(包括激冷流程、废锅流程等)进行比较评价时,比较基准是 标准状态下的有效气(co+H)每小时的产量
4.3输人/输出能量的计算均应按正常运行工况考虑,同时应考虑正常生产过程中的连续公用工程消 耗和间断公用工程消耗
开停车,事故,消防、临时吹扫等工况下的消耗或产出不计人
正常生产过程 中的间断消耗或产出折算为平均值后再计人
生产系统中产生的废气、废液、废渣中未回收使用的,无 计量的没有实测热值以及不作为能源利用的均不应计人能量输出
4.4气化使用的原料煤以干燥基为基准,原料煤、燃料气或燃料油等应按照低位发热量计算其携带的 能量
4.5氧气、氮气等的能源折算系数应按照GB/T2589进行折算,不同压力等级的氧气和氮气产品的折 能系数参见附录B
4.6外排污水要求应按照能量输人考虑,以满足GB31571中规定的废水排放指标为基准,若不能满足 时,应考虑经废水处理后满足要求,并计算废水处理过程中的相应能耗
4.7制浆所用其他装置送来的废水应以GB31571中规定的废水排放指标为基准,废水指标超出的部 分,应考虑经废水处理后满足要求,并计算废水处理过程中的相应能耗,将该能耗作为输出项
4.8制浆所用其他装置送来的污泥等危险固体废弃物制浆时,应考虑制浆所用危险废弃物以传统处理 方式处理时的单位能耗将该能耗作为输出项
气流床水煤浆气化能效计算规定见附录c. 4.9 5 计算 5.1计算范围 如图1所示,气流床水煤浆气化单元包括;水煤浆制备和水煤浆输送、气化和排渣、粗合成气初步洗 涤、工艺黑水处理和灰水利用以及粗合成气能量回收部分(包括粗合成气的激冷冷却、辐射废锅冷却,后 续单元可利用压缩功等,粗合成气变换等
GB/41038一2021 别 " 原 燕 煤 M环水 变换冷凝液 新鲜水 合成气 气化及 煤浆制备 合成气变换 合成气洗涂 锅炉给水 仪表空气 循环水 渣水处理 脱盐水 添加剂 粗 波 废 渣 饼 水 图1气流床水煤浆气化单元能效计算范围示意图 5.2气化单元总能量输入 输人的能量统计包括:原料煤,氧气、燃料气/油电、水蒸气、新鲜水、循环冷却水、脱盐水、锅炉给 水外排废水、压缩空气、仪表空气、氮气等耗能工质以及压力补偿功耗,不包括开停车、事故、消防、临时 吹扫等的能量消耗 5.3气化单元总能量输出 输出的能量统计包括;变换合成气(含粗合成气能量回收)高压闪蒸气、副产水蒸气、废水(利用其 他装置废水制煤浆)、对外热交换输出等
5.4能效计算 气流床水煤浆气化系统的能效按式(1)计算 E
土E
土E
土E E EE= E十E记十E十E十E路 式中: 气流床水煤浆气化系统能效; EE E
气化单元(含变换)总能量输出,单位为兆焦每小时(MU/h); E 出变换有效气(cO十H,)能量输出,单位为兆焦每小时(M]/h); E 出气化副产蒸汽能量输出,单位为兆焦每小时(MJ/h); E 出变换副产蒸汽能量输出,单位为兆焦每小时(MJ/h); E 进气化磨煤废水按能量输出,单位为兆焦每小时(MJ/h). E 气化单元(含变换)总能量输人,单位为兆焦每小时(MJ/h) E 原料煤(干基)能量输人,单位为兆焦每小时(MJ/h); E 氧气能量输人,单位为兆焦每小时(MJ/Ah); E 公用工程能量输人,单位为兆焦每小时MJ/h); E 变换出口粗合成气冷却热能量输人,单位为兆焦每小时(M/h) E -压力补偿功耗能量输人,单位为兆焦每小时(MJ/Ah). 煤气化单元能量输人和能量输出汇总表见附录D.
GB:/T41038一2021 附 录 A 规范性) 煤气化单元能源及耗能工质折算标煤系数 煤气化单元能源及耗能工质折算标煤系数见表A.1
表A.1煤气化单元能源及耗能工质折算标煤系数 序号 能源名称 折标准煤系数 国际单位制下的折算系数 电 0.314kgce/kWh 9.21M]/kWh) 标准油 1429kgce/ 4868MJ/t 标准煤 1000kgce/t 29308MJ/t 1471 柴油 43124MU/t kgce/t 燃料气/油 按低位热值 按低位热值 蒸汽" 新鲜水 0.21kgce/t 6.28MJ/6 循环冷却水 0.09kgce/t 2.51MU/ 软化水 0.29kgce/t 8.37M]/ 除盐水 M1/t 10 41.87 1.43kgce/t 9.29 C除氧水 272.1l4M/ 104 kgce/t 12 1.43 41.87M]/t 凝汽机凝结水 kgce/t 13 需除油除铁的120C凝结水 7.86kgce/t 230.27MU/t 14 可直接回用的120凝结水 8.57kgce/t 251.21MJ/t 15 污水 1.57kgce/t 46.05MJ/t 16 净化压缩空气(标准状态下 0,054kgce/m" 1,59MU]/nm 非净化压缩空'气(标准状态下 0.040kgce/m l.17MU/m" 18 -氧化碳(标准状态下 12.6821MJ/m" 10.7426M/m 氢气(标准状态下 19 20 甲烧(标准状态下 35.7892MJ/m 注;一氧化碳,氢气.甲婉能耗折算引用自《化工工艺设计手册(第四版))
其余数据引用自GB/T5044l1,采用 GB/T50441中的统一能源折算值时,涉及原材料、耗能工质等的温度、压力状态参数偏差需要充分考虑因 温度、压力的不同导致的耗能差异
蒸汽按对应温度、压力下的烙值进行折算
GB/41038一2021 附录 B 资料性) 不同压力的单位空气产品折算标煤系数 不同压力的单位空气产品折算标煤系数见表B.1
表B.1不同压力的单位空气产品折算标煤系数 序号 能源名称 折标准煤系数 国际单位制下的折算系数 6.171MU/m 10,0MPa级氧气(标准状态下 0.210kgce/m 8.5MPa级氧气(标准状态下) 0.203kgce/m 5.940MJ/m" 5.2MPa级氧气(标准状态下 0,197kgce/m 5,756MU/m 5.526MU/m 3.0MPa级氧气(标准状态下 0,189kgce/m 0.,173kgce/m 5.066MU/m 1.2MPa级氧气(标准状态下 0.019kgce/m 0.553MU/m 0.7MPa级氮气(标准状态下 0.35MPa级氮气(标准状态下 0.009kgce/m 0.230MJ/nm 0.03MPa级氮气(标准状态下 0.0006kgce/m 0.018MU/m 不在列表中的不同压力的空气产品折标煤系数,可以采用插值计算
GB:/T41038一2021 录 附 资料性) 能效计算 能效计算出口界区条件 C.1 能效计算出口界区包含变换,如图C.,1所示,出变换有效气温度40C,出变换的压力按5.7MPaG 0" 粗合成气 合成气 co+H或IH 变换炉 冷凝液 水洗塔或其他 注:T为变换炉出口粗合成气温度,T<40C时,粗合成气冷却热取0
Q为释放热量
图C.1粗合成气出变换冷却热 C.2 压力补偿功耗 气流床水煤浆气化技术的常见操作压力有4.0MPaG6.5MPa(G,8.7MPa(G等三个等级，以 6.5MPaG;气化炉应用最为普遍
因此,选定6.5MPaG气化炉为基准,考虑系统压降,出气化界区粗合 成气压力为6.3MPa(G,出变换出口合成气压力确定为5.7MPaG
若气化炉操作压力较低如 4.0MPa(G),则将出变换出口合成气压力折算到5.7MPaG,所需压力补偿功耗计人能量输人项
若气 化炉操作压力较高如8.7MPaG),同样将出变换出口合成气压力折算到5.7MPaG,膨胀所释放的能量 按负数计人压力补偿功耗能量输人项
为简化计算,需要具体给出压缩机计算时的人口温度、压缩机多 变效率、压缩机机械效率等影响因素
操作压力不同的气化工艺的可利用压缩/膨胀功计算,以5.7MPaG为基准,将出变换单元干基有 效气压缩/膨胀到5.7MPa(G所需要压缩/膨胀功全网)计为能量输人,其中压缩功计算按人口温度 40C,压缩机多变效率0.75、压缩机机械效率0.99,忽略压缩机的段间冷却水消耗
GB/41038一2021 录 附 D 资料性) 煤气化单元能量输入和能量输出汇总表 煤气化单元能量输人和能量输出汇总表见表D.1
表D.1煤气化单元能量输入和能量输出汇总表 状态参数 消耗量产出量 能源折算值 能量 类目 项目 备注 温度压力 单位 数量 单位 数量MJ/A MPa 变换合成气 m'/A MJ/m" 有效气 蒸汽I t/h MU/t 气化副产,不同等级可补充 能 量 蒸汽 t/Ah MJ/ 变换副产,不同等级可补充 输 制浆用废水 t/h MU/t 来自其他装置用于制浆 出 其他 合计 煤 常温常压 t/h MU/t 氧气(标准状态下 m'/h MJ/m" 99.6%体积分数)纯度 燃料气/油(标准状 MU/m" m/h 态下 MU" kw 电 h kw 可利用压缩功 MU/h 高压蒸汽 t/h MU/t 中压蒸汽 t/h MJ/t 低压蒸汽 t/h MU/t 新鲜水 t/h MJ/t 能 10 循环冷却水 t/Ah MU/ 量 lm 脱盐水 t/h MJ/t 输 12 炉给水 t/h MJ/t 13 炉给水2 t/h MU/ 14 蒸汽冷凝液 t/h MJ/t 15 外排废水 t/h MU/t 气化外排废水 净化压缩空气标 16 m'7Ah MJ/m 准状态7 下 仪表空气标准状 17 m'/A MJ/m 态下) MU/m" 氮气(标准状态下 18 m'/h 变换出口合成气冷 1g 却热 合计 能效
GB/T41038一2021 参 考 文 献 GB/T18855一2014燃料水煤浆 [u 2们cGBT31238一30g21煤化工术语 [31GB/T5041一2D6有油化工设计能耗计算标准 [4]HG/T3163一1987废热锅炉名词术语 [时NB/T10254一2019气流床煤气化单元能效计算方法 [6]节约能源法(主席令第四十八号》 [7]能源生产和消费革命战略(2016一2030)(发改基础C20162795号》 [s 石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册(第四版)[M].北京:化学工业出版社
2009.
气流床水煤浆气化能效计算方法GB/T41038-2021解读
气化技术是利用化学反应把固体或液体燃料转化为气体燃料的技术，具有高效、环保等优点。而气流床水煤浆气化技术是近年来发展起来的一种新型气化技术，采用水煤浆作为气化剂，能够有效提高气化效率和产气量。
针对气流床水煤浆气化技术，国家标准化管理委员会发布了最新的标准——GB/T41038-2021《气流床水煤浆气化能效计算方法》，旨在规范气化能效的计算方法，提高气化技术的可靠性和准确度。
该标准首先对气化能量平衡进行了详细的分析，明确了能量输入和输出的计算方法。其次，针对气化效率的计算，该标准规定了两种计算方法：一是以干基煤为基础的计算方法，二是以水煤浆为基础的计算方法。最后，该标准还对气化产气量的计算进行了规范。
在实际应用中，采用GB/T41038-2021标准可以有效提高气流床水煤浆气化技术的可靠性和准确度，为气化技术的优化提供科学依据。
总之，随着气化技术的不断发展，GB/T41038-2021标准的发布将会促进气流床水煤浆气化技术的广泛应用和进一步发展。
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