殼牌煤氣化系統磨煤部分改造措施

2018-02-13 15:29:13郭建偉

郭建偉

（同煤廣發化學工業有限公司，山西大同 037000）

1 概述

同煤廣發化學工業有限公司于2012年引進殼牌Shell粉煤氣化系統，其中的磨煤干燥是極為重要的一項工序。對磨煤機進行技術改造，將提高其使用壽命和工作可靠性。

一是煤粉在磨盤上分布不均勻、煤層厚度不穩定會導致磨煤機出現一定的振動。二是稱重給料設備易發生堵塞，存在皮帶跑偏問題。主要原因是原料煤使用的是褐煤，其在干燥狀態下流動性相對較強；給煤機的被動輥設計有相應錐度值，還設計有定槽結構，但在皮帶和輥部件間有夾煤時會導致皮帶發生跑偏。

（1）對循環風量進行調節，對煤粉在磨盤上的分布進行優化。也可以采用加長落煤管路的方法，確保煤粉均勻分布于磨盤上（施工中存在較大困難，此次改造未采用）。

（2）將磨煤設備中的導向板間隙值加以調節，確保其和三角架間順磨盤方向上間距值為0，另外一段的間隙值調整為4mm左右，有效避免三角架結構和磨煤設備的機體發生碰撞，有效地減弱磨煤設備振動。

（3）適當降低磨煤設備粉磨加載力。經過多次測量干燥后褐煤的哈氏指數大約為80，但是系統設計值僅僅為50。所以，磨煤設備不能依照系統設計的加載值加載，試驗驗證加載力為1.5 MPa左右時便能滿足要求。

（4）在給煤設備皮帶裝置兩側位置處將擋板進一步加長，確保擋板能夠貫穿整個給煤設備。給煤設備落煤口位置后方的擋板之下也需要加設橡膠板，防止煤粉從間隙流出，避免煤粉堵塞給煤機。

煤和碎煤倉中的氧氣發生氧化反應，反應產物為CO氣體和CO2氣體，還會釋放出較多的熱能。煤儲存數量較多、消耗數量較少、儲存時間較長時，因氣流流通不暢，釋放的大量熱能不能及時帶走，煤倉中溫度不斷增加，煤和氧氣發生氧化反應的速率進一步加快。如果溫度超過了煤的燃點，氧氣含量較為充足時便會自燃。

（1）強化碎煤倉溫度監測，防止碎煤倉溫度過高。

（2）增設CO氣體探測裝置，及時判斷是否達到自燃條件，及時采取措施。

（3）用氮氣作為碎煤倉過濾裝置的反吹氣體，使碎煤倉中充滿惰性氣體，隔離煤和氧氣。

（4）如果系統停車時間長，要把碎煤倉中的煤全部用完。若是系統短時間停車，通過充氮的方法對碎煤倉加以保護。

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。煤粉清理過程中，脈沖閥門會在非常短的時間內把壓縮空氣放出，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。濾袋使用過程中極易發生燒壞問題，使得煤粉被大量排放至空氣中，不僅造成資源浪費，也會造成環境污染。

其原因主要包含以下幾方面：

（1）由于煤粉收集裝置長時間處在高溫條件下運行，導致煤粉收集裝置發生老化，其物理性質和化學性質出現變化，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行的設定值，使得煤粉收集裝置無法承受，最終導致裝置損壞。

（3）反吹作業時所使用的氮氣壓力較小，或是氣體數量不足，導致煤粉收集裝置上附著的煤粉無法被清除干凈。

（4）反吹作業的時間較長，或是反吹閥門發生故障，導致煤粉收集裝置上附著的煤粉無法及時清理干凈。

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

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

（7）煤粉出現板結，導致無法進行正常輸送。

（1）及時更換達到使用壽命的收塵布袋。

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

（3）在煤粉收集裝置之前加設氮氣緩沖罐體，和之前所設計的緩沖罐體形成串聯，確保反吹過程中氣體的壓力和容量滿足要求。

（4）新增折流板裝置，進一步促進煤粉發生沉降，進一步降低布袋工作時的負荷。

（5）在煤粉收集裝置中錐體部位加設插板閥門，在檢修過程中將布袋隔離。

（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，避免煤粉發生板結，并將收集器上方的方形結構改成圓形，避免煤粉出現沉積與附著。

殼牌煤氣化系統中磨煤部分改造取得了良好的效果。不過，改造之后系統運行時間不長，可能一些問題依舊未能暴露，需要進一步加以觀察，確保系統運行狀態進一步優化。

〔1〕陳明兵，陳毓民，汪飛.磨煤干燥系統中熱風爐應用研究[J].能源與節能，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(CMD)的分析建模及應用[J].化工設計，2015，25（1）：21-24+1.

〔3〕李麗.殼牌煤氣化裝置管道布置的優化設計[J].化工設計通訊，2017，43（3）：68-69.