殼牌煤氣化磨煤單元存在的問題及改造方案

郭建偉

（同煤廣發(fā)化學工業(yè)有限公司,山西 大同 037000）

殼牌煤氣化磨煤是煤炭生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),對煤化工行業(yè)的發(fā)展有著良好的促進作用。磨煤機適用于電廠、化工廠等諸多化工行業(yè),對我國經(jīng)濟發(fā)展有著至關(guān)重要的影響,褐煤等品種的煤炭經(jīng)磨煤處理后能為氣化系統(tǒng)提供質(zhì)量優(yōu)越的煤粉,與整個氣化系統(tǒng)的安全運行息息相關(guān),直接影響著生產(chǎn)質(zhì)量與效率。隨著殼牌煤氣化磨煤單元的運行,其存在的問題也逐漸顯現(xiàn),應加強對這些問題的研究,及時制定出科學合理的改造方案,確保殼牌煤氣化磨煤工作的順利進行。

1 殼牌煤氣化磨煤概述

1.1 殼牌煤氣化磨煤系統(tǒng)分析

殼牌煤氣化系統(tǒng)在煤化工行業(yè)中有著重要作用,該系統(tǒng)可將原料煤磨成粒徑90μm以下的煤粉,同時還可以降低煤粉的含水量,極大的提高了煤炭利用率。殼牌煤氣化系統(tǒng)主要由磨煤機、熱風爐、煤粉過濾器等設備組成,依靠石灰石粉量控制系統(tǒng)及溫度控制等系統(tǒng)完成磨煤等一系列操作。殼牌煤氣化系統(tǒng)在實際運行中易受諸多因素的影響而出現(xiàn)質(zhì)量問題,例如原料煤的相關(guān)特性就對其影響較大。如果原料煤的水分過大,會增加干燥工作的負擔。原料煤的可磨性也是影響磨煤效率的關(guān)鍵因素,太過易碎的煤種會在磨制過程中壓成片狀顆粒,不利于接下來的傳輸工作,太難磨的煤種則會加大能量損耗、縮短設備的使用壽命,無形之中提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。另外,煤的揮發(fā)性也是影響殼牌煤氣化系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的要素之一。

1.2 殼牌煤氣化磨煤單元改造的目的

現(xiàn)階段,褐煤產(chǎn)量在國煤炭總產(chǎn)量中占有很大比例,該煤種的磨煤氣化工作是煤化工企業(yè)的重點與難點,其磨煤工藝直接影響企業(yè)的經(jīng)營效益。一般情況下,在褐煤的磨煤工程中,一臺氣化爐需要配備三個磨煤系列,其中有一個作為備用。褐煤需要經(jīng)過干燥系統(tǒng)的干燥工序后才能進行磨煤等后續(xù)工作,但我國很多煤化工企業(yè)忽視了褐煤的特性,導致磨煤單元經(jīng)常出現(xiàn)故障問題,不僅降低了煤粉質(zhì)量,更為企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展埋下了隱患。干燥后的煤粉流動性良好,經(jīng)常使磨煤系統(tǒng)發(fā)生堵煤、跨煤及磨煤機異常震動等問題,容易給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失與人員傷亡,因此進行殼牌煤氣化磨煤單元改造升級的重要性與必要性不言而喻。企業(yè)應安排專業(yè)人員設計改造磨煤單元,從而為自身發(fā)展提供有效助力［1］。

1.3 殼牌煤氣化磨煤單元的工作原理

研究殼牌煤氣化磨煤單元的工作原理能幫助技術(shù)人員更加了解系統(tǒng)的運行,可以為改造升級工作奠定基礎(chǔ)。原煤需經(jīng)由稱重給煤機嚴格控制磨煤重量后才能進行后續(xù)工作,以此確保機械設備的正常運行,原煤經(jīng)傳輸系統(tǒng)運至磨煤機的煤環(huán)上,通過液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生的機械力將原煤磨成煤粉。在磨粉的同時還進行著干燥工序,燃氣與空氣在熱風爐內(nèi)燃燒會產(chǎn)生大量的熱,該熱量可用于煤粉的烘干。隨后煤粉需要經(jīng)過分離工序,細煤粉在循壞風機的作用下進入特定的收集裝置,粒徑不合格的煤粉則需要進行重新磨制。干燥、分離等操作需要運用大量的惰性氣體,操作過程的溫度越高,惰性氣體的干燥效果也越好,企業(yè)一般將溫度控制在150℃上下。

2 殼牌煤氣化磨煤單元存在的問題及改造方案

2.1 磨煤設備異常震動

磨煤機是殼牌煤氣化磨煤單元的重要設備,其運行穩(wěn)定性與磨煤效率密切相關(guān)。磨煤機異常震動是日常工作中遇見最多的問題,導致該問題的出現(xiàn)原因主要可分為以下幾類。其一是煤粉分布不均勻,工作人員處理這一問題時可將重點放在循環(huán)風量的調(diào)整上,同時需將落煤管長度納入改造范圍,增加其長度可使煤粉盡快落在磨盤上,降低了循環(huán)風量的不利影響［2］。其二是煤層厚度存在差異,干燥后的煤粉流動性大,容易發(fā)生堵煤、跨煤等問題,導致磨盤上的煤層厚度不均,具體改造方式是增設底部吹掃氮氣管道,并在碎煤倉底部設置旋轉(zhuǎn)給料閥,以此合理調(diào)控給煤量,避免出現(xiàn)堵煤、跨煤的問題。其三是磨煤的加載力過大,超出了機械設備的承受范圍,導致機械出現(xiàn)了不正常震動。工作人員需要經(jīng)過合理計算確定磨煤的重量,并在實驗的基礎(chǔ)上將加載力控制在1MPa～1.5MPa,該范圍的加載力能最大程度的提高磨煤質(zhì)量與效率。

2.2 磨煤機拉桿漏粉

拉桿是磨煤機正常運行中傳遞碾壓力的重要工具,如果拉桿出現(xiàn)漏粉問題既降低了工作效率,同時又給周圍環(huán)境造成了不良影響。漏粉問題具體是指一部分研磨不完全的煤粉從拉桿處漏出,導致該問題的原因可能是拉桿密封件的損壞,在磨煤機工作階段,在研磨煤料時由于磨輥會發(fā)生振動,會導致三角架沿磨盤轉(zhuǎn)動方向出現(xiàn)圖1所示的偏轉(zhuǎn)角α。機殼輔助導向板會由于其接觸處受到一定的摩擦和沖擊,而被磨損,致使非工作面間隙超過最大允許值。另一方面拉桿裝置不正常運行會導致其密封效果降低,部分煤粉滲漏。還有可能是拉桿密封環(huán)的安裝存在問題,導致煤粉進行環(huán)內(nèi),降低了密封風量,致使拉桿漏粉問題的出現(xiàn)。針對以上問題,可通過以下三種措施進行解決。首先需要升級拉桿的密封技術(shù),防止雜質(zhì)進入密封環(huán)與拉桿之間的縫隙,進而確保拉桿的傳遞作用。其次需要定期清洗密封風機入口處的過濾網(wǎng),保證其清潔無異物。最后需要增設氮氣密封流程,一旦密封氣壓低于正常值就采取氮氣保護措施,及時通入氮氣提高其壓力值,為拉桿的正常運行提供有力條件,降低漏粉事故的發(fā)生概率。

圖1 三角架偏轉(zhuǎn)模擬圖

2.3 煤粉收集器故障

煤粉收集器能有效解決環(huán)境污染問題,通過外濾方式確保煤粉全部被收集。煤粉收集器的故障問題主要包括三類,其一是進出口差值過大,其二是出口處的煤粉含量超標,其三是排氣口的空氣呈黑色。故障原因可能是布袋在高溫環(huán)境中出現(xiàn)了老化現(xiàn)象,也可能是反吹氮氣的壓力不足,或者同一時間需要收集的煤粉含量過大。工作人員需要及時更換老化的布袋,并實時監(jiān)控煤粉收集器的運行溫度,并增設氮氣備用流程,給予系統(tǒng)充足的氮氣。還需在煤粉收集器內(nèi)部設置擋板,加速煤粉的沉降。實踐證明,圓形的收集器運行效果更好,能有效阻止煤粉的沉積與附著［3］。

2.4 稱重給煤機故障

企業(yè)在實際工作中為了提高生產(chǎn)效率,一般會讓稱重給煤機在密封狀態(tài)下連續(xù)輸煤,需要準確記錄與計算煤炭的瞬時值與積累值。長時間超負荷的工作極易使機械出現(xiàn)故障問題,導致整個磨煤流程處于癱瘓狀態(tài)。稱重給煤機的故障問題一般為給煤量控制不準、機械溫度過高、給煤機完全停運等,導致這些問題的原因涉及方方面面?？赡苁莾x表出現(xiàn)故障,無法準確顯示煤量數(shù)值,可能是原料煤中混入了大塊的金屬塊,卡住了煤機皮條,還有可能是機械的減速器或變頻器出現(xiàn)了問題,工作人員需要找準原因?qū)ΠY下藥。可以定期校正儀表,檢查儀表接線是否良好、參數(shù)設置是否準確。還可以在原料煤洗選時嚴格控制煤塊粒徑,以免損壞皮帶等元件。還需要對稱重給煤機進行定期維修養(yǎng)護,避免使機械設備處于超負荷運行狀態(tài),確保其在零負荷或低負荷時才能啟動。

3 結(jié)論

近年來,煤化工行業(yè)的發(fā)展形勢越來越嚴峻,能源化工企業(yè)要想在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位就需解決好殼牌煤氣化磨煤單元中存在的問題,確保磨煤工作不受影響及氣化系統(tǒng)的高效運行。煤粉質(zhì)量對氣化系統(tǒng)相關(guān)設備的穩(wěn)定性影響頗大,針對磨煤單元中存在的異常震動、拉桿漏粉、堵煤、跨煤、稱重給煤機故障等問題,需仔細分析故障原因,從源頭上杜絕隱患,進而提高本企業(yè)的經(jīng)濟競爭力與社會競爭力,促進企業(yè)向著更好的方向發(fā)展。

參考文獻：

［1］ 張宗飛,唐鳳金,王光友,等.環(huán)境友好的煤氣化技術(shù)——殼牌煤氣化［J］.化肥設計,2015,53（6）：1－4.

［2］ 高宇.殼牌煤氣化技術(shù)及其在工廠安全穩(wěn)定中應用［J］.化工設計通訊,2016,42（5）：7,10.

［3］ 黃守斌.淺談殼牌煤氣化生產(chǎn)的特點及安全管理對策［J］.內(nèi)蒙古石油化工,2015（10）：52－54.