殼牌煤氣化系統(tǒng)磨煤部分改造措施

郭建偉

（同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 大同 037000）

1 概述

同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司于2012年引進(jìn)殼牌Shell粉煤氣化系統(tǒng)，其中的磨煤干燥是極為重要的一項(xiàng)工序。對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，將提高其使用壽命和工作可靠性。

2 磨煤機(jī)與稱重給煤設(shè)備改造措施

2.1 存在的問(wèn)題

一是煤粉在磨盤(pán)上分布不均勻、煤層厚度不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)出現(xiàn)一定的振動(dòng)。二是稱重給料設(shè)備易發(fā)生堵塞，存在皮帶跑偏問(wèn)題。主要原因是原料煤使用的是褐煤，其在干燥狀態(tài)下流動(dòng)性相對(duì)較強(qiáng)；給煤機(jī)的被動(dòng)輥設(shè)計(jì)有相應(yīng)錐度值，還設(shè)計(jì)有定槽結(jié)構(gòu)，但在皮帶和輥部件間有夾煤時(shí)會(huì)導(dǎo)致皮帶發(fā)生跑偏。

2.2 改造措施

（1）對(duì)循環(huán)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)煤粉在磨盤(pán)上的分布進(jìn)行優(yōu)化。也可以采用加長(zhǎng)落煤管路的方法，確保煤粉均勻分布于磨盤(pán)上（施工中存在較大困難，此次改造未采用）。

（2）將磨煤設(shè)備中的導(dǎo)向板間隙值加以調(diào)節(jié)，確保其和三角架間順磨盤(pán)方向上間距值為0，另外一段的間隙值調(diào)整為4mm左右，有效避免三角架結(jié)構(gòu)和磨煤設(shè)備的機(jī)體發(fā)生碰撞，有效地減弱磨煤設(shè)備振動(dòng)。

（3）適當(dāng)降低磨煤設(shè)備粉磨加載力。經(jīng)過(guò)多次測(cè)量干燥后褐煤的哈氏指數(shù)大約為80，但是系統(tǒng)設(shè)計(jì)值僅僅為50。所以，磨煤設(shè)備不能依照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的加載值加載，試驗(yàn)驗(yàn)證加載力為1.5 MPa左右時(shí)便能滿足要求。

（4）在給煤設(shè)備皮帶裝置兩側(cè)位置處將擋板進(jìn)一步加長(zhǎng)，確保擋板能夠貫穿整個(gè)給煤設(shè)備。給煤設(shè)備落煤口位置后方的擋板之下也需要加設(shè)橡膠板，防止煤粉從間隙流出，避免煤粉堵塞給煤機(jī)。

3 碎煤倉(cāng)改造措施

3.1 碎煤倉(cāng)安全隱患分析

煤和碎煤倉(cāng)中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為CO氣體和CO2氣體，還會(huì)釋放出較多的熱能。煤儲(chǔ)存數(shù)量較多、消耗數(shù)量較少、儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，因氣流流通不暢，釋放的大量熱能不能及時(shí)帶走，煤倉(cāng)中溫度不斷增加，煤和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)的速率進(jìn)一步加快。如果溫度超過(guò)了煤的燃點(diǎn)，氧氣含量較為充足時(shí)便會(huì)自燃。

3.2 防治碎煤倉(cāng)自燃的改造措施

（1）強(qiáng)化碎煤倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)，防止碎煤倉(cāng)溫度過(guò)高。

（2）增設(shè)CO氣體探測(cè)裝置，及時(shí)判斷是否達(dá)到自燃條件，及時(shí)采取措施。

（3）用氮?dú)庾鳛樗槊簜}(cāng)過(guò)濾裝置的反吹氣體，使碎煤倉(cāng)中充滿惰性氣體，隔離煤和氧氣。

（4）如果系統(tǒng)停車時(shí)間長(zhǎng)，要把碎煤倉(cāng)中的煤全部用完。若是系統(tǒng)短時(shí)間停車，通過(guò)充氮的方法對(duì)碎煤倉(cāng)加以保護(hù)。

4 煤粉收集裝置改造措施

4.1 存在問(wèn)題及原因分析

該公司所使用的煤粉收集裝置屬于袋式收塵裝置，采取外濾方式完成收塵作業(yè)。煤粉清理過(guò)程中，脈沖閥門會(huì)在非常短的時(shí)間內(nèi)把壓縮空氣放出，利用噴吹裝置將空氣輸送到濾袋之中，確保濾袋上的煤粉脫落下來(lái)。濾袋使用過(guò)程中極易發(fā)生燒壞問(wèn)題，使得煤粉被大量排放至空氣中，不僅造成資源浪費(fèi)，也會(huì)造成環(huán)境污染。

其原因主要包含以下幾方面：

（1）由于煤粉收集裝置長(zhǎng)時(shí)間處在高溫條件下運(yùn)行，導(dǎo)致煤粉收集裝置發(fā)生老化，其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)變化，從而使煤粉收集裝置損壞。

（2）煤粉收集裝置入口處的氧氣含量以及溫度值超出了裝置正常運(yùn)行的設(shè)定值，使得煤粉收集裝置無(wú)法承受，最終導(dǎo)致裝置損壞。

（3）反吹作業(yè)時(shí)所使用的氮?dú)鈮毫^小，或是氣體數(shù)量不足，導(dǎo)致煤粉收集裝置上附著的煤粉無(wú)法被清除干凈。

（4）反吹作業(yè)的時(shí)間較長(zhǎng)，或是反吹閥門發(fā)生故障，導(dǎo)致煤粉收集裝置上附著的煤粉無(wú)法及時(shí)清理干凈。

（5）煤粉收集裝置中的布袋未牢固固定，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生脫落，導(dǎo)致煤粉收集裝置底部發(fā)生堵塞，煤粉不能往下輸送，大量煤粉堆積導(dǎo)致煤粉收集裝置發(fā)生故障。

（6）進(jìn)入煤粉收集裝置的煤粉太多，由于下料管的直徑較小，導(dǎo)致煤粉收集裝置錐部位置料位明顯升高，從而引發(fā)煤粉收集裝置故障。

（7）煤粉出現(xiàn)板結(jié)，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行正常輸送。

4.2 改造措施

（1）及時(shí)更換達(dá)到使用壽命的收塵布袋。

（2）對(duì)煤粉收集裝置的入口氣體氧氣含量及溫度值全面監(jiān)測(cè)，確保其處在適宜的范圍。

（3）在煤粉收集裝置之前加設(shè)氮?dú)饩彌_罐體，和之前所設(shè)計(jì)的緩沖罐體形成串聯(lián)，確保反吹過(guò)程中氣體的壓力和容量滿足要求。

（4）新增折流板裝置，進(jìn)一步促進(jìn)煤粉發(fā)生沉降，進(jìn)一步降低布袋工作時(shí)的負(fù)荷。

（5）在煤粉收集裝置中錐體部位加設(shè)插板閥門，在檢修過(guò)程中將布袋隔離。

（6）采用直徑更大的下料管線，確保煤粉更加迅速輸出，避免堆積。

（7）加大保溫材料的厚度，避免煤粉發(fā)生板結(jié)，并將收集器上方的方形結(jié)構(gòu)改成圓形，避免煤粉出現(xiàn)沉積與附著。

殼牌煤氣化系統(tǒng)中磨煤部分改造取得了良好的效果。不過(guò)，改造之后系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，可能一些問(wèn)題依舊未能暴露，需要進(jìn)一步加以觀察，確保系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)一步優(yōu)化。

〔1〕陳明兵，陳毓民，汪 飛.磨煤干燥系統(tǒng)中熱風(fēng)爐應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能，2014（8）：44-45.

〔2〕葛秀文，辛呈欽.殼牌粉煤氣化工藝磨煤與干燥系統(tǒng)(CMD)的分析建模及應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)，2015，25（1）：21-24+1.

〔3〕李 麗.殼牌煤氣化裝置管道布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（3）：68-69.