多孔板充氣錐在殼牌煤氣化煤粉輸送系統(tǒng)的應(yīng)用

武喜陽 袁志峰 武志峰 （河南龍宇煤化工有限公司 476600 河南 永城）

在Shell煤氣化中，充氣錐是裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一，其工作原理是利用低壓或高壓的氣體通過充氣錐時所形成的均勻氣體，使煤粉在設(shè)備中處于流化狀態(tài)，防止煤粉在設(shè)備中形成結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)生，充氣錐是采用不銹鋼粉末壓制成形并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，它通過自身均勻分布的微孔，使通過它的氣體具有一定的阻力或壓降，破壞充氣錐外表面的氣體股流，并在充氣錐內(nèi)壁附近轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚍植嫉臍怏w，以保證在充氣錐內(nèi)壁附近創(chuàng)造一個良好氣-固條件，使所有粉體流動氣來,氣化裝置中煤粉加壓輸送系統(tǒng)，在充壓的過程中，一旦操作不當(dāng)，及易造成充氣錐損壞，損壞后的充氣錐碎片一旦進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，造成氣化爐煤流量的波動，嚴(yán)重時造成氣化爐停車現(xiàn)象的發(fā)生。

1、煤粉輸送系統(tǒng)工藝流程描述：

煤粉從煤粉貯倉V1201A/B進(jìn)入煤粉鎖斗V1204A/B靠自身重力進(jìn)入，為了保證煤粉良好的流動性，V1201A/B底部設(shè)有充氣錐X1201A/B，在經(jīng)過管道充氣器X1200A/B進(jìn)入到煤鎖斗中。完成后在鎖斗V1204A/B和煤粉給料倉V1205A/B之間有兩到隔離閥，在鎖斗V1204A/B充壓后當(dāng)壓力與煤粉給料倉V1205A/B的壓力平衡后在打開這兩道隔離閥。煤鎖斗V1204A/B的充壓是由高壓二氧化碳經(jīng)過充氣錐V1204A/B，錐地墊板X1202A/B,管道充氣器X1203A/B和直接進(jìn)入煤鎖斗過濾器S1202A/B的高壓二氧化碳完成的到錐底墊板X1202A/B的二氧化碳是在不同的壓力下通過控制閥控制。所用的操作程序都是通過外部的開關(guān)程序完成的，煤粉從煤粉鎖斗V1204A/B進(jìn)如到煤粉給料倉V1205A/B也是靠自身重力，當(dāng)鎖斗煤粉到達(dá)到一個底料位后就要重新增加煤粉。

2、V1204充氣錐內(nèi)件主要參數(shù)

煤粉鎖斗（V-1204A/B）充氣錐X-1204A/B燒結(jié)錐元件設(shè)計參數(shù)

平均孔徑：10um工作氣體：氮氣設(shè)計溫度：150℃通氣規(guī)格：405/310mm實際工作壓降：KPa外殼材質(zhì)：16MnR+316L室溫破壞壓力：＞1.0MPa主體材質(zhì)：00Cr17Ni14Mo2氣體流量： m3/s通氣面積：0.256 m2最大允許工作壓降：100KPa

3、造成充氣錐損壞的主要因素;

（1）二氧化碳壓縮機(jī)由于采用的是往復(fù)式壓縮機(jī)，造成二氧化碳中含油量比較高，運(yùn)行時間久了造成充氣錐堵塞現(xiàn)象的發(fā)生,氣體中含油成份的高低，直接影響充氣錐的使用壽命；

（2）CO2壓力不穩(wěn)定，在運(yùn)行的過程中一旦操作不當(dāng)極易造成超壓差現(xiàn)象的發(fā)生；

（3）CO2壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時，造成V1204的壓力高于管網(wǎng)的壓力，出現(xiàn)反壓差現(xiàn)象的發(fā)生；

（4）目前用的充氣錐材料為粉末燒結(jié)，但是粉末燒結(jié)阻力太大，在燒結(jié)制作中粉末會產(chǎn)生顆粒搭橋。在充氣錐工作過程中局部濃度過高。

4、充氣錐損壞后造成的后果

（1）充氣錐壓差高或損壞時，將會影響煤粉的流動效果，造成下料困難現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重時將影響氣化爐的負(fù)荷

（2）充氣錐一旦損壞，碎片極易進(jìn)行V1205中，煤線流動不穩(wěn)定，嚴(yán)重時將會造成煤線堵塞，造成氣化爐偏燒現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重時易造成燒嘴燒壞現(xiàn)象的發(fā)生

（3）若充氣錐損壞比較大時，大的碎片進(jìn)入V1205中，造成煤粉下不來，造成氣化爐停車現(xiàn)象的發(fā)生

（4）充氣錐碎片進(jìn)入系統(tǒng)后造成，單燒嘴跳車現(xiàn)象的發(fā)生

（5）充氣錐損壞后，造成12單元下料困難，一次下料的時間將近1個小時左右，嚴(yán)重影響著氣化爐高負(fù)荷運(yùn)行

4、充氣錐改造技術(shù)要點：

（1）使用多孔板充氣錐，充氣錐和管道充氣器本體使用原來舊充氣錐和充氣器的本體，充氣錐和管道充氣器的燒結(jié)金屬用多孔板來替代，舊充氣錐鉆孔只需在燒結(jié)金屬部分鉆孔即可

（2）在距離環(huán)焊縫25mm的范圍內(nèi)，不允許鉆孔

（3）在距離縱焊縫10mm的范圍內(nèi)，不允許鉆孔

（4）新制作的充氣錐件號由δ=6的304鋼板卷制而成并鉆孔，在與件號2.3焊件，組焊時滿足形位公差

5、改造后的注意事項

（1）充氣錐改造后，在充壓的過程中嚴(yán)格控制充氣錐的壓差，嚴(yán)禁超過0.4mPa，

（2）嚴(yán)禁出現(xiàn)設(shè)備的壓力高于管網(wǎng)的壓力，防止出現(xiàn)煤粉倒流到氮氣系統(tǒng)

（3）設(shè)備的壓力與管網(wǎng)壓力增加聯(lián)鎖，管網(wǎng)壓力與設(shè)備壓力壓差小時，及時關(guān)閉充壓閥門

（4）注意監(jiān)控好系統(tǒng)的下料情況，防止因充壓過快造成下料困難現(xiàn)象的發(fā)生

（5）每次檢修時定期進(jìn)行檢查充氣錐的運(yùn)行情況，并及時總結(jié)分析

6、改造后使用效果

(1)本裝置自改造后運(yùn)行時間有1年左右，沒有出現(xiàn)充氣錐損壞現(xiàn)象的發(fā)生

(2)改造后解決了12單元下料困難的問題，在高負(fù)荷下保證了氣化爐的煤粉給料

(3)保證了煤粉管線的穩(wěn)定性，為氣化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證

(4)其次大大降低了設(shè)備成本，延長了設(shè)備的使用壽命.

結(jié)語

國內(nèi)已運(yùn)行或在建的shell煤氣化裝置已近20套，已運(yùn)行的shell煤氣化項目都不同程度的出現(xiàn)了充氣錐損壞問題，影響了各裝置的長周期運(yùn)行并增加了檢修時間和費(fèi)用，運(yùn)行成本一直居高不下，通過上述改造措施的實施，保證了煤管線和燒嘴系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。開車后氣化爐四個燒嘴運(yùn)行穩(wěn)定，為公司煤氣化裝置的長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，實現(xiàn)了公司生產(chǎn)系統(tǒng)的正?；?。

劉士永，殼牌煤氣化裝置V1204充氣錐（或充氣笛管）在控制中的保護(hù)，化工過程與裝備，2010-07