梅景學(xué)

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 大同 037001)

殼牌氣化裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，該種裝置是由殼牌設(shè)備公司所研究的系統(tǒng)一體化設(shè)備?；跉づ茪饣b置在煤傳輸環(huán)節(jié)中應(yīng)用效果較好，但是在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中，由于設(shè)備裝置中原料負(fù)荷提升，在氣化裝置中比較容易產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。基于此，為了提升殼牌氣化裝置煤粉傳輸效率，針對裝置中所產(chǎn)生的架橋問題進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的技術(shù)改革措施，希望能夠?yàn)闅づ茪饣b置運(yùn)行帶來幫助。關(guān)鍵詞： 殼牌氣化裝置；煤粉鎖斗；架橋現(xiàn)象；技改措施

殼牌干煤粉氣化工藝具有較為鮮明的技術(shù)特色，是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中較為先進(jìn)的二代煤氣化工藝，目前該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中比較成熟。但是，在實(shí)際的裝置作業(yè)環(huán)節(jié)中由于環(huán)境因素、設(shè)備因素以及原材料等因素的影響，導(dǎo)致設(shè)備在下料過程中料倉易產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，并且當(dāng)煤粉結(jié)塊比較大的情況下，會造成倉料煤閥發(fā)生堵塞，最終導(dǎo)致煤的傳輸能力下降。當(dāng)煤粉架橋的產(chǎn)生危及到系統(tǒng)運(yùn)行，在負(fù)荷較高的情況下，造成單燒嘴跳車。

1 煤粉鎖斗工藝流程與煤粉處理方式分析

1.1 基于原煤運(yùn)輸

殼牌氣化裝置煤粉傳輸環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，需要經(jīng)過煤粉的運(yùn)輸、沉降、干燥、過濾、裝袋等環(huán)節(jié)的處理。原煤從輸煤皮帶中被運(yùn)輸?shù)侥軌騼Σ卦旱臍饣鐓^(qū)，該處2個(gè)獨(dú)立的原煤倉為V-1101A/B。煤粉鎖斗原煤運(yùn)輸結(jié)構(gòu)圖見圖1。

1) 通過重力式原煤稱重機(jī)，將原煤倉中的煤送入磨煤機(jī)A-1101A/B中，在磨煤機(jī)中將石灰石粉作為助劑，按照一定的原煤處理比例，將原煤通過旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，與原煤之間相互混合進(jìn)行研磨。

圖1 煤粉鎖斗原煤運(yùn)輸結(jié)構(gòu)圖

2) 在磨煤機(jī)中，原煤所處的環(huán)境為微負(fù)壓或者是惰性氣體環(huán)境，原煤能夠充分地被干燥與研磨，其被研磨后，被制備成為煤粉和氣體混合物，通過煤粉袋進(jìn)行過濾。在實(shí)際過濾中主要是針對氣體、粉體等不同狀態(tài)的原料進(jìn)行分離。最終所分離出的煤粉能夠傳遞給給料機(jī)，最終進(jìn)入到煤粉螺旋輸送機(jī)中。

3) 經(jīng)煤粉過濾器過濾后的原煤，在螺旋輸送機(jī)的傳輸下，直接傳輸?shù)矫悍蹆轛-1201A/B當(dāng)中。當(dāng)煤粉儲罐的原煤含量滿足了其容器所允許的最高料位時(shí)，調(diào)節(jié)聯(lián)鎖停運(yùn)U-1100單元煤粉螺旋輸送機(jī)。

4) 當(dāng)開、停車時(shí)，煤粉能夠通過煤燒嘴前的循環(huán)管線回到煤粉儲罐當(dāng)中，該步驟的操作溫度能夠保持在80 ℃左右[1]。

1.2 基于粉煤過濾處理

粉煤憑借重力能夠從煤粉儲罐流入到煤粉放料罐中。當(dāng)煤粉放料罐能夠達(dá)到一定的要求后，隔離所有的低壓設(shè)備，在罐中沖入高壓氮?dú)猓瑢ζ溥M(jìn)行加壓，保障其能夠與煤粉給料罐的壓力保持一致。煤粉放料罐加壓完成之后，需要進(jìn)行煤粉放料罐的泄壓，主要分為3個(gè)步驟，前2個(gè)步驟主要是通過限流孔板、切斷閥，將氮?dú)饨?jīng)過粉袋所配置的過濾器，排放到大氣中。第三步比較關(guān)鍵，通過放料罐與煤粉袋之間的過濾器，進(jìn)行氣體的壓力平衡轉(zhuǎn)換，在實(shí)際轉(zhuǎn)換模式下，保障以上2個(gè)設(shè)備作業(yè)壓力穩(wěn)定在0.02 MPa～4.40 MPa，設(shè)備實(shí)際操作溫度為80 ℃[2]。

2 煤粉鎖斗優(yōu)化環(huán)節(jié)中所應(yīng)用的參數(shù)

在殼牌氣化裝置煤粉鎖斗作業(yè)中，需要確定好鎖斗規(guī)格參數(shù)，才能夠保障原煤能夠?qū)崿F(xiàn)高效的傳輸。具體的煤粉鎖斗規(guī)格參數(shù)如表1所示。

表1 煤粉鎖斗規(guī)格參數(shù)

3 煤粉鎖斗架橋產(chǎn)生的原因分析

殼牌氣化裝置煤粉鎖斗易產(chǎn)生架橋的原因主要有3個(gè)方面：

第一，管網(wǎng)壓力問題。在系統(tǒng)裝置沖壓的情況下，導(dǎo)致管網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)較為明顯的管網(wǎng)波動(dòng)，在該種系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，難以保障沖壓壓力。此外，當(dāng)二氧化碳溫度不能達(dá)到設(shè)計(jì)溫度80 ℃時(shí)，將會導(dǎo)致沖壓制冷，致使煤粉鎖斗硫化狀態(tài)較差[3]。

第二，煤粉結(jié)塊。煤粉鎖斗環(huán)節(jié)是一個(gè)顯著的減壓制冷過程，在這個(gè)環(huán)節(jié)中比較容易出現(xiàn)煤粉結(jié)塊現(xiàn)象，當(dāng)結(jié)塊煤粉出現(xiàn)阻塞時(shí)，將會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的燒嘴情況，工況波動(dòng)比較大的狀態(tài)下，甚至導(dǎo)致設(shè)備跳車。

第三，V-1204充壓初期為顯著的減壓制冷環(huán)節(jié)，比較容易導(dǎo)致煤粉架橋，比較嚴(yán)重的情況會對系統(tǒng)高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。

4 基于殼牌氣化裝置煤粉鎖斗易架橋的技改措施

提升殼牌氣化裝置煤粉鎖斗運(yùn)行效率，改善其易架橋的問題，首先需要進(jìn)行技改應(yīng)用的可行性分析。

4.1 技改對于主操控系統(tǒng)的干擾分析

為了保障裝置在高負(fù)荷、長周期運(yùn)行環(huán)節(jié)下運(yùn)行，在系統(tǒng)改進(jìn)環(huán)節(jié)中在提升二氧化碳溫度下，改變進(jìn)入V-1204氣體組分，同時(shí)，在該系統(tǒng)中增加相應(yīng)的氮?dú)?。在這樣的處理模式中能夠有效地提升氮?dú)獾臏囟?。改善V-1204內(nèi)煤粉硫化狀態(tài)已經(jīng)成了該設(shè)備裝置的技改目標(biāo)。在V-1204沖壓過程中，增加一定量的氮?dú)?，保障其硫化氣體為二氧化碳和氮?dú)獾幕旌衔铮谶@樣的處理方式下，裝置內(nèi)部的煤粉結(jié)塊現(xiàn)象減少。E-3053為超高壓二氧化碳預(yù)熱器，在壓力等級比較符合系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，壓力等級以及材質(zhì)都需要符合實(shí)際的工藝條件要求。本裝置改進(jìn)僅改動(dòng)了一處的溫度，對于系統(tǒng)主操控的影響不大[4]。

4.2 純氮?dú)獾囊?/h3>

針對煤粉鎖斗氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行改造環(huán)節(jié)中，主要分為2個(gè)方面的改進(jìn)：第一，單獨(dú)引入一股純氮?dú)?，到煤粉鎖斗系統(tǒng)中。第二，應(yīng)用現(xiàn)有的裝置設(shè)備以及廢棄的熱鍋爐08E001加熱，并且利用緩沖氮?dú)夂投趸脊芫W(wǎng)，保障煤粉在實(shí)際減壓環(huán)節(jié)中不出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)塊情況。在具體的操作中，從系統(tǒng)裝置分液氮泵中引出一路純氮?dú)?，將其引入到超高壓氮?dú)?二氧化碳緩沖罐的出口當(dāng)中。同時(shí)，在具體的應(yīng)用中，增加一個(gè)截止閥，使得所應(yīng)用的熱源蒸汽能夠達(dá)到1.6 MPa。在進(jìn)行溫度控制上，要求控制E-3053主副線匯合下游溫度控制為80 ℃[5]。在測溫點(diǎn)下游上增加1個(gè)緩沖罐。具體的設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖2 殼牌氣化裝置煤粉鎖斗改進(jìn)流程裝置圖

4.3 技改總結(jié)分析

進(jìn)行裝置整改環(huán)節(jié)中，需要注意以下問題：第一，避免過濾器阻塞而造成設(shè)備燒傷。當(dāng)袋式過濾器出現(xiàn)阻塞時(shí)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部將會出現(xiàn)悶燒的情況。因此，在進(jìn)行技術(shù)設(shè)備改進(jìn)環(huán)節(jié)中，需要及時(shí)地進(jìn)行濾袋更換，以10 d為一個(gè)周期進(jìn)行過濾袋的更換；第二，避免單燒而出現(xiàn)燒嘴跳車。改造的設(shè)備跳車率與原來設(shè)備運(yùn)行相比降低20%；第三，改造后設(shè)備避免對燒嘴壽命產(chǎn)生影響[6]。

5 結(jié)論

綜上所述，在本文中針對殼牌氣化裝置煤粉易架橋問題進(jìn)行改進(jìn)，首先分析了煤粉易架橋產(chǎn)生的原因，第一，管網(wǎng)壓力問題。第二，煤粉結(jié)塊。當(dāng)小結(jié)塊煤粉出現(xiàn)阻塞時(shí)，將會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的燒嘴情況，工況波動(dòng)比較大的狀態(tài)下，導(dǎo)致設(shè)備跳車。提升殼牌氣化裝置煤粉鎖斗運(yùn)行效率，改善其易架橋的問題，首先，需要進(jìn)行技改應(yīng)用的可行性分析，其次，引入純氮?dú)?，第三，增加加熱副線。

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[3] 侯劉濤,張彥民.盤閥在殼牌煤氣化裝置煤粉輸送系統(tǒng)的應(yīng)用[J].化肥設(shè)計(jì),2012,50(6):36-37.

[4] 欒月秋.殼牌氣化裝置煤粉鎖斗易架橋的技改[J].河北化工,2011,34(12):8-10.

[5] 陳二孩,岑濤,馬江濤,等.試論Shell煤氣化裝置煤粉管線的穩(wěn)定性[J].化肥設(shè)計(jì),2009,47(5):26-28.

[6] 胡慶銀.磨機(jī)張緊裝置液壓站的自動(dòng)化控制改造[J].中國水泥,2008(6):89-90.