煤化工裝置配套煤炭生產系統的設計優化

薛保城，李成峰，周春艷，李 霞

(兗州煤業榆林能化有限公司 陜西榆林 719000)

0 前言

兗礦國宏化工有限責任公司(以下簡稱國宏公司)甲醇生產裝置配套的原料車間選煤裝置采用跳汰工藝洗選兗礦集團本部北宿礦高硫煤，處理能力為1 200 kt/a。2016年10月，根據國家去產能要求，北宿礦井實施關停，國宏公司選煤生產裝置停用，氣化用煤全部采用本地田莊或橫河礦精煤并與部分西北煤進行摻配以滿足生產要求；配套的水汽鍋爐用煤破碎篩分系統供煤量約350 kt/a，采用閉路循環破碎工藝。根據生產要求，供給氣化裝置煤漿制備工序的精煤粒度要求控制在25 mm以下，供應鍋爐的燃料煤粒度要求控制在10 mm以下。

國宏公司配套的煤炭生產系統經過十余年的運行，在生產、檢修、安全、環保等方面出現了很多的問題，經過后期不斷整改并采取一系列管理上的措施等，使現場存在的各類問題得到了解決或改善。為了盡可能在設計階段減少后續問題的發生，減少不必要的浪費，煤炭生產系統設計時應注意的事項及一些問題的解決方法介紹如下。

1 注意事項及解決方法

(1) 對于火車卸煤，應充分考慮夏季防雨問題，盡可能建設能遮蔽整列車皮的遮雨棚，避免煤炭濕度增大后進入生產系統中出現溜槽堵塞、破碎和篩分困難等問題；冬季火車來煤凍結是一個非常普遍的問題，造成卸車困難，卸車時間大大延長，因此，設計之初應該考慮設置配套的蒸汽保暖加熱設施。

(2) 碳鋼材質在強磁性環境中被磁化后會吸附煤中細小鐵雜質，在煤的沖擊下被帶入后系統，給后續清理工作帶來困難。因此，安裝有除鐵器的皮帶機機頭溜槽部位應采用耐磨不銹鋼材質，包括皮帶機的滾筒、托輥、機架等。

(3) 在向氣化爐輸送原料煤的過程中，應考慮增設多道除鐵器，避免一次除鐵效果不理想而使細小鐵雜質進入磨煤機內被鋼棒或鋼球砸成扁平狀，最后經低壓煤漿泵輸送至高壓煤漿泵入口處而造成堵塞事故。

(4) 如采用選煤裝置對選精煤脫水，則必須配備精煤離心機，不能因氣化煤漿制備過程中需要加水而忽視精煤水分的控制，否則后期磨煤機接收系統其他廢水時將造成煤漿濃度難以控制；或在磨煤機出現故障而需較長時間停車時，精煤儲煤倉控水造成下部精煤水分含量偏高，嚴重時甚至出現部分精煤外冒事故。

(5) 各種地下建筑物的配電設施、穿線橋架或穿線管必須高于地面，尤其是電纜溝與建筑物結合部位、線路穿墻部位必須高于地面，避免雨水倒灌造成地下設施進水。

(6) 輸煤皮帶通廊宜選用噴塑處理的彩鋼瓦，避免長期在酸性環境中出現銹蝕損壞而導致煤炭濕度增大。

(7) 輸煤皮帶機機頭和機尾護罩應采用符合安全要求的網狀結構，輕便易拆卸，且帶有活門，便于人員觀察、疏通清理，避免采用全鋼板結構而造成拆卸維修滾筒困難、溜槽內積煤不易清理等問題。

(8) 應考慮配套的煤炭供應商的持續供煤時間及運輸距離、成本控制、天氣變化等情況；當出現更換煤種，甚至多煤種摻混使用的情況時，就需提前預留摻配的通道，避免后期出現空間不足的問題。

(9) 由于煤化工裝置生產系統復雜，出現事故的概率較大，一旦發生較大事故而導致系統較長時間停車時，大型筒倉內的存煤長期處于富氧環境中，極易出現自燃現象。因此在設計時，應在倉下或輸煤皮帶機的合適位置增設卸料器及放煤口，以便在特殊情況下能夠將筒倉內的存煤全部轉移至地面存放。

(10) 在向鍋爐供應破碎篩分至10 mm以下的燃料煤時，濕度、黏度對輸送過程較為敏感，極易出現黏煤堵塞等問題，影響鍋爐供煤的連續性，給鍋爐的穩定連續運行帶來較大的隱患。因此，一方面應考慮煤炭生產過程中噴淋降塵設施導致的煤炭水分增加量，另一方面應考慮運輸過程中因下雨等原因造成的煤炭水分含量升高等情況，提前儲備部分干燥的煤，一旦鍋爐供煤出現問題，通過外部環節供應干燥的燃料煤以保障鍋爐正常運行。

(11) 對于多倉布置的輸煤配倉刮板機，在設計過程中應考慮機頭落料口下方的煤倉儲存問題，即在對應的磨煤機前倉出現故障或長期停車的情況下，刮板鏈、刮板黏煤帶煤的問題若不能解決，機頭落料口將不斷有煤落入倉內，最終導致煤倉滿料而必須依靠人工從機頭溜槽向外扒煤，不僅費時費力，而且安全也得不到保障。此外，刮板機機尾段可開閉落料口應盡可能正對煤倉入口，以減少短距離運輸造成的設備及電力損耗。

(12) 輸煤皮帶機盡可能不要采用重錘拉緊裝置，因為采用此裝置在輸煤皮帶通廊采用水沖洗時，污水會流入重錘間或地面上而造成污染；甚至會在皮帶清掃器清掃效果不好出現跑煤等情況時，大量的煤被帶入重錘，造成皮帶跑偏、重錘間大量積煤等問題。

(13) 廠房兩端或中部位置應至少設置2處以上的吊裝口，并考慮最大設備的進出，避免后期重新開洞或臨時去掉窗戶吊裝物品。吊裝口處的護欄應能方便拆卸，且最好在吊裝口處的樓板中部開設一長條狀加強U形口，便于將設備直接吊裝至各層樓板。

(14) 在設計廠房及皮帶機機頭處時，應考慮生活和生產垃圾的存放及運輸問題，避免操作人員將垃圾扔至輸煤皮帶機等設備上或將除鐵器清理出的雜物扔回生產系統中。

(15) 在煤漿制備的過程中，應考慮大顆粒排出物和清理煤漿槽等過程中排出的廢煤漿去向，避免大顆粒排出物進入地溝而造成清理困難或廢煤漿進入廢渣系統而造成浪費，以及用車輛轉運至外部輸煤系統重新返回氣化系統磨煤機前倉易出現堵塞等問題。因此，應單獨設置輸送系統將大顆粒排出物或廢煤漿回收后直接送入磨煤機中磨漿。

(16) 在廠房各樓層或皮帶通廊內合適的位置盡量多設置能快速安裝電焊機或加油機的電源，以便提高檢修效率。

(17) 在配電室的設計建設中，不得在配電室內穿樓板處鋪設水、暖氣等管線，避免因長期腐蝕或管道出現砂眼等造成漏水而導致配電設施出現問題。

(18) 很多建筑物采用鋼架結構，后期安裝彩鋼瓦進行封閉，投資省、建設周期短。但彩鋼瓦抗風能力較差，容易出現撕裂等現象；頂面承壓能力較弱，容易出現垮塌等情況。

(19) 室外鋼梯踏步不宜采用菱形花紋板等實心板，雨雪天氣時容易出現積水、積雪情況，宜采用鏤空鍍鋅防滑踏步。

2 結語

在煤化工項目設計、施工建設及運行期間，煤炭供應是生產的源頭，需要在設計初期充分考慮各種現場因素，避免煤炭生產系統的設計與煤化工裝置的設計不協調而導致后續問題的出現，給系統的安全穩定生產帶來不利的影響。