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        合成氨裝置造氣原料輸送皮帶卸料方式改造

        2018-08-14 02:41:04
        氮肥與合成氣 2018年6期
        關(guān)鍵詞:造氣氣爐合成氨

        趙 海

        (云南云天化股份有限公司紅磷分公司,云南開(kāi)遠(yuǎn) 661600)

        云南云天化股份有限公司紅磷分公司有1套年產(chǎn)80 kt合成氨裝置,生產(chǎn)的液氨作為中間產(chǎn)品,為公司最終產(chǎn)品磷酸銨提供原料。該套裝置于1997年7月開(kāi)工建設(shè),1999年9月投產(chǎn),初期建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)30 kt合成氨,造氣采用固定床間歇式氣化法。原生產(chǎn)原料主要采用焦炭,2012年隨著焦炭?jī)r(jià)格的不斷上漲,使得合成氨生產(chǎn)成本不斷增加,為了提高現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)裝置的整體水平、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、降低液氨生產(chǎn)成本、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,紅磷分公司新增1套200 kt/a煤棒裝置,將合成氨原料從焦炭調(diào)整為煤棒,煤棒入爐采用皮帶輸送,原煤棒輸送皮帶卸料方式采用犁式卸料器,但犁式卸料器存在磨損大、擋皮容易損壞、對(duì)物料適應(yīng)性差、無(wú)法輸送堅(jiān)硬的焦炭及無(wú)煙煤返料等缺點(diǎn),但采用其他卸料方式又存在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地受限等問(wèn)題,通過(guò)反復(fù)研究,克服了現(xiàn)場(chǎng)條件受限等不足,將卸料工具從原來(lái)的犁式卸料器更改為布料小車,解決了犁式卸料器存在的不足,同時(shí)達(dá)到了遠(yuǎn)程控制的目的,提高了裝置的自動(dòng)化水平[1-4]。

        1 生產(chǎn)流程

        紅磷分公司200 kt/a型煤裝置是生產(chǎn)煤棒供合成氨裝置造氣使用的,其主要生產(chǎn)流程:原料煤→破碎→加腐殖酸黏接劑→漚化庫(kù)漚化→漚化煤上煤→7#輸送機(jī)→8#輸送機(jī)→1#~6#單軸攪拌機(jī)→1#~6#擠壓式煤棒成型機(jī)→9#輸送機(jī)→烘干塔→10#輸送機(jī)→11#輸送機(jī)→12#輸送機(jī)→13#輸送機(jī)→1#~9#造氣料倉(cāng)。

        其中,1#~9#造氣所使用的物料是從13#皮帶卸下,輸送皮帶機(jī)型號(hào)為TD75型,帶寬為650 mm,帶速為1.25 m/s,燃燒物為煤棒,投送量為50 t/h,采用電動(dòng)犁式卸料器卸料,共有9臺(tái)卸料器分別供9座造氣料倉(cāng),每臺(tái)卸料器前后間距為20~23 m,料倉(cāng)間距為3.4 m。皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為22 kW,配備DCY224- 40型減速機(jī)。傳動(dòng)滾筒為D500 mm×750 mm(表面鑄膠),其中心高900 mm,9個(gè)卸料點(diǎn)水平距離110 m。13#皮帶在造氣廠房頂部,設(shè)置在密封的棧橋中,皮帶機(jī)棧橋頂部支撐梁距棧橋平面2.3 m,皮帶機(jī)水平段(1#~9#料倉(cāng)段皮帶架、主動(dòng)滾筒、電機(jī)和減速機(jī)支座)高度為0.8 m。

        2 存在的問(wèn)題

        (1)因13#皮帶卸料方式是采用犁式卸料器卸料,在正常狀況下,主要輸送質(zhì)地較軟的煤棒,但在煤棒裝置異常或者在返料比較多的狀況下,會(huì)有質(zhì)地較硬的焦炭或者塊狀無(wú)煙煤是通過(guò)13#皮帶卸料到造氣料倉(cāng)中,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)犁式卸料器擋皮磨損大、卡料劃傷皮帶等現(xiàn)象。

        (2)該料倉(cāng)遠(yuǎn)程控制器在操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)衰減、操作遠(yuǎn)程控制投卸料器時(shí)控制不精準(zhǔn)的現(xiàn)象,時(shí)常出現(xiàn)犁式卸料器電機(jī)損壞,進(jìn)而影響生產(chǎn)。

        以上2個(gè)問(wèn)題已經(jīng)影響到紅磷分公司合成氨裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行,因此,對(duì)上述存在的問(wèn)題進(jìn)行改造已經(jīng)迫在眉睫。

        3 卸料方式的改造

        3.1 改造難點(diǎn)

        通過(guò)研究和考察,若做到既能輸送質(zhì)地較軟的煤棒,又能輸送質(zhì)地堅(jiān)硬的焦炭及塊狀無(wú)煙煤,同時(shí)解決犁式卸料器電機(jī)易損壞的問(wèn)題,采用卸料小車卸料較為合適,但采用卸料小車存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

        (1)輸煤棧橋高度不夠

        該合成氨裝置皮帶機(jī)棧橋頂部支撐梁距棧橋平面2.3 m,皮帶水平段高度0.8 m,有效高度僅為1.5 m,而一般卸料小車高度為1.5 m,無(wú)空間加裝布料小車。

        (2)造氣料倉(cāng)口滿足不了卸料小車要求

        該合成氨裝置原使用的料倉(cāng)卸料口口徑僅為400 mm×400 mm(2個(gè)),卸料口高度0.8 m,滿足不了卸料小車的需求;若擴(kuò)大卸料口口徑,則會(huì)影響料倉(cāng)的受力情況。

        (3)卸料量滿足不了造氣爐需求

        該合成氨裝置造氣分為2個(gè)系統(tǒng),分別為1#造氣系統(tǒng)和2#造氣系統(tǒng)。其中,1#造氣系統(tǒng)配有4臺(tái)造氣爐,2#造氣系統(tǒng)配有5臺(tái)造氣爐,9臺(tái)造氣爐原料由1條皮帶供給,皮帶總長(zhǎng)110 m。在日常狀況下,每臺(tái)造氣耗煤量約3 t/h,但卸料小車移動(dòng)速度約為0.3 m/s,以每臺(tái)造氣爐需要卸料10 min計(jì)算,1個(gè)來(lái)回需要消耗72 min以上,滿足不了造氣爐原料的供給需求。

        3.2 改造方案

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)存在的改造難點(diǎn),通過(guò)調(diào)研及討論,決定對(duì)皮帶架進(jìn)行改造,采用2臺(tái)卸料小車分別供1#、2#造氣爐使用,同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的精確性進(jìn)行改造,具體改造內(nèi)容如下。

        (1)皮帶機(jī)架及料倉(cāng)的改造

        降低皮帶機(jī)架高度,因13#皮帶機(jī)棧橋頂部支撐梁距棧橋平面2.3 m,為便于卸料小車順利安裝,需要將皮帶機(jī)架高度降低,根據(jù)計(jì)算,皮帶機(jī)水平段(1#~9#料倉(cāng)段皮帶架、主動(dòng)滾筒、電機(jī)和減速機(jī)支座)于棧橋平面高度由0.8 m降低至0.5 m。

        (2)料倉(cāng)卸料口的改造

        將原卸料口突出部分切除,料倉(cāng)與料倉(cāng)支撐進(jìn)行加強(qiáng),同時(shí)在不傷及支撐筋板的情況下擴(kuò)大料倉(cāng)進(jìn)料口,料倉(cāng)卸料口從原來(lái)的400 mm×400 mm(2個(gè))改造為1 200 mm×1 000 mm(1個(gè))。

        (3)卸料方式的改造

        將原有的犁式卸料器改為卸料小車,采用2臺(tái)卸料小車,分別為1#、2#卸料小車,1#卸料小車負(fù)責(zé)對(duì)1#造氣系統(tǒng)的1#~4#造氣爐料倉(cāng)給料,2#卸料小車負(fù)責(zé)對(duì)2#造氣系統(tǒng)的5#~9#造氣爐料倉(cāng)給料。1#、2#卸料小車卸料采用快速翻板閥切換分別卸料,當(dāng)1#卸料小車對(duì)1#~4#任意一個(gè)料倉(cāng)卸料時(shí),2#卸料小車可開(kāi)到5#~9#料倉(cāng)任意一個(gè)需要供給的料倉(cāng),反之亦如此;2臺(tái)卸料小車始終保證其中1臺(tái)供料,以達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)的目的。2臺(tái)卸料小車型號(hào)為B650×40m,配用圓柱齒輪減速機(jī)型號(hào)ZQ250- 31.5- 2.2kw,傳動(dòng)比31.5,配防爆電機(jī)Y2- 112M- 6,配用制動(dòng)器型號(hào)為TH2- 200,制動(dòng)力矩160 N·m。

        (4)加大皮帶電機(jī)功率

        供造氣料倉(cāng)皮帶機(jī)安裝2臺(tái)卸料小車后,勢(shì)必增加皮帶機(jī)的負(fù)荷,為防止皮帶電機(jī)頻繁跳?;驘龤ВУ碾姍C(jī)功率由22 kW提高至30 kW,同時(shí)配備相應(yīng)的減速機(jī)。

        安裝卸料小車后,運(yùn)輸皮帶需要在卸料小車2個(gè)滾筒上變向,運(yùn)輸皮帶需要比原來(lái)長(zhǎng)6~7 m。因皮帶機(jī)張緊滾筒處皮帶單邊長(zhǎng)8 m,所以能滿足要求,卸料小車示意見(jiàn)圖1。卸料小車配套改向滾筒、機(jī)架、節(jié)能型防爆電機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器。改造后主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。

        1. 卸料小車支架 2. 改向滾筒 3. 改向滾筒 4. 輸料斗 5. 行走輪 6. 導(dǎo)軌圖1 卸料小車示意

        設(shè)備名稱設(shè)備參數(shù)卸料小車B650×40 m,2臺(tái)一般輕軌B650,100 m環(huán)形運(yùn)輸皮帶機(jī)B650×6P,1條環(huán)形運(yùn)輸皮帶機(jī)B500×6P,1條槽形托輥架B650×240,30件調(diào)心托輥架B650×240,4件返程托輥架B650×750,15件返程調(diào)心托輥架B650×750,4件圓柱齒輪減速機(jī)DCY250-40-IS,1臺(tái)

        (5)遠(yuǎn)程控制器改造

        由于皮帶犁式卸料器遠(yuǎn)程控制器程序設(shè)計(jì)合理,卸料工具由犁式卸料器改為卸料小車后,導(dǎo)出PLC程序并修改了程序內(nèi)的自保持功能,將程序控制修改為點(diǎn)動(dòng)控制,并且安裝AZ7311型高精度限位開(kāi)關(guān)來(lái)限制卸料器上限位及下限位,達(dá)到了精確控制的目的。

        4 改造后運(yùn)行情況

        4.1 改造后運(yùn)行方式

        改造后,第1臺(tái)卸料小車卸料時(shí),第2臺(tái)可開(kāi)到相應(yīng)的預(yù)定位置等待,在第1臺(tái)卸料小車卸料的料倉(cāng)即將卸滿時(shí),關(guān)閉第1臺(tái)卸料小車的閘板,第2臺(tái)卸料小車開(kāi)始卸料,此時(shí)又可移動(dòng)第1臺(tái)卸料小車到相應(yīng)的預(yù)定位置等待;在第2臺(tái)卸料小車卸料的料倉(cāng)即將卸滿時(shí),打開(kāi)第1臺(tái)卸料小車的閘板,第1臺(tái)卸料小車開(kāi)始卸料,如此交替進(jìn)行,就可保證皮帶機(jī)在不停車的狀況下,達(dá)到連續(xù)運(yùn)行卸料的目的。在一臺(tái)卸料小車發(fā)生故障或檢修停運(yùn)時(shí),可使用另一臺(tái)卸料小車完成所有卸料任務(wù),從而達(dá)到不影響生產(chǎn)的目的。

        4.2 改造后應(yīng)用情況

        改造后,運(yùn)行情況較好,達(dá)到了可卸質(zhì)地較軟的煤棒和質(zhì)地堅(jiān)硬的焦炭、無(wú)煙塊煤的目的,提高了皮帶的適應(yīng)性;同時(shí),遠(yuǎn)程控制良好,卸料器遠(yuǎn)程操作能精確控制到上臺(tái)和下壓的所需位置,減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,省去部分人工對(duì)卸料器位置的調(diào)整;同時(shí),電機(jī)也從未出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象,保證了電機(jī)的良好運(yùn)行。

        5 結(jié)語(yǔ)

        本次改造主要是解決了犁式卸料器對(duì)物料適應(yīng)性不強(qiáng)的問(wèn)題,為紅磷分公司合成氨裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行提供了保障。同時(shí),皮帶卸料器經(jīng)自動(dòng)控制改造后,省去操作人員1名,則每年可節(jié)省費(fèi)用約36 000元。

        通過(guò)此次改造后,提高了紅磷分公司合成氨裝置皮帶卸料器裝置的適應(yīng)性,并提高了裝置的自動(dòng)化水平;更重要的是,通過(guò)此次改造,鍛煉了技術(shù)人員解決問(wèn)題的能力。

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