航天炉粉煤加压输送系统下料顺控改造

侯卡立

摘 要：探讨了航天炉煤气化工艺中粉煤加压输送系统顺控改造的相关内容。通过对顺控程序中的一些条件和对现场管道、操作方法的改造，使得粉煤加压输送系统下料顺控得以投用，顺利完成了破桥工作，大大降低了工作人员的劳动强度，减少了误操作的次数，延长了阀门的使用寿命，保证了系统的稳定运行。

关键词：航天炉煤气化；加压输送；下料顺控；破桥

中图分类号：TQ536.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.085

1 概述

在新乡中新化工有限公司年产3×105 t的甲醇项目中，采用了国内拥有自主知识产权的HT-L粉煤加压气化技术。单炉日耗煤量为750 t，设计为双炉运行，无备用炉，已于2010-08一次投料试车成功。气化装置粉煤加压输送单元有2套，原设计为顺控下料，但是，由于料位计不准等原因一直未投用，长期以来，一直采用手动下料。经过一段时间的运行，结合手动下料的经验，通过对顺控程序中的一些条件和现场管道、操作方法的改造，使粉煤加压输送投用顺控取得了较好的效果。

2 工艺流程简介

磨煤单元送来的合格粉煤进入常压粉煤贮罐V-1201内，当粉煤锁斗V-1202压力为常压时，打开V-1201与V-1202之间切断阀12XV1123/1133.粉煤靠重力送至V-1202内，待V-1202高料位出现后，关闭12XV1123/1133和粉煤锁斗所有的泄压阀门，完全隔离粉煤锁斗和低压设备。然后，使用粉煤锁斗的4条充压管线逐渐充压，待V-1202与粉煤给料罐V-1203之间的压差达到±10 kPa时，打开V-1202与V-1203之间的联通阀12XV1126/1127.此时，粉煤锁斗的充压线路只用充气锥处的N2/CO2流化粉煤，然后打开粉煤锁斗下料阀12XV1131/1132，依靠重力将粉煤送至粉煤给料罐内。V-1202低料位出现后表明，锁斗内粉煤已输送完毕，关闭12XV1126/1127/1131/1132，能够完全隔离粉煤锁斗和高压设备。通过锁斗的3次泄压将锁斗内的气体泄压至粉煤贮仓过滤器S-1201内，S-1201过滤下来的粉煤通过旋转卸料阀送至V-1201内，出S-1201N2/CO2气体，其固含量<10 mg/Nm3。待锁斗泄至常压时，可重新接料、充压和下料。

3 主要改造点和改造方法

3.1 接料过程的改造

将粉煤存放在常压V-1201内，底部有流化氮气通入，锁斗在接料时基本未出现堵塞的情况。由于粉煤料位计测量难度大，所以，根据我厂的实际操作经验，在锁斗高料位出现后延时40 s方可接满料。于是，在锁斗隔离的条件上增加1个延时，以达到接满料的要求。如果料位计完全不准确，可以根据经验判断出锁斗接满料的时间，然后将延时加至接料阀12XV1133/1123阀开后n秒隔离锁斗。

3.2 充压过程的改造

锁斗充压线路分为4路，即锁斗顶部、笛管、充气锥和管道充气器。由于我厂没有发生过几次笛管、充气锥和管道充气器损坏的情况，所以，借鉴同行的经验，将笛管、充气锥和管道充气器改为了多孔板结构。但是，多孔板结构的缺点是环隙容易进煤粉，导致充压线路被堵塞。为了防止这种情况的发生，我厂在笛管和管道充气器充压线路中设置了小旁路，并增加了限流孔板，使气体以小流量流入，以防堵塞。将充压过程改为当12XV1125打开20 s后打开12XV1129，并将12PDIC1102预设20%；12XV1129打开30 s后打开12XV1128，12XV1128打开5 s后打开12XV1130，并将12PDIC1103预设20%. 这样做，能够避免压差表不准时、调节阀开得过大将笛管、充气锥等内件打坏的情况发生，调节阀的开度可由操作员根据实际情况调节。

另外一个非常重要的内容是充压完成的判断。原设计充压完成的依据为12PDIS1117±10 kPa，但是，我厂在使用过程中，12PDIS1117也出现过问题——在压差未到时就将V-1202与V-1203联通，导致气化炉跳车。事后，我厂将判断依据增加至3个压差，分别为12PDIS1117±10 kPa、12PDIC1116<20 kPa、12PDIS1119<50 kPa。这样，即使V-1202与V-1203在50 kPa的压差下联通，对V-1203的压力影响也比较小，不会造成气化炉跳车。

3.3 破桥的改造

粉煤在下料过程中经常出现架桥的情况，原来设计的破桥程序是由锁斗低料位和下料时触发——如果下料超过5 min锁斗低料位依然没有出现，则会自动触发破桥程序，自动破桥3次。但是，由于射源料位计不准等原因，有时粉煤下料通畅时就发生了破桥。根据我厂的操作经验，取消破桥程序的自动触发，改为由操作员触发，增加了触发破桥程序按钮，操作员通过各参数判断架桥时，就可以按下按钮随时触发破桥程序，它不受时间和次数的限制。

3.4 泄压的改造

泄压前的关键是如何判断锁斗内的粉煤已全部送至粉煤给料罐内，这是非常重要的，也对锁斗料位计的要求比较高。如果锁斗内有大量粉煤没有下完就泄压，便会出现给料罐料位紧张的情况，不仅有可能造成气化炉减负荷，还可能造成S-1201底部堵塞。原设计是在锁斗低料位出现30 s后即自动泄压。为了防止出现粉煤架桥、仪表不准等原因造成的下料未完成就泄压的情况，特在泄压条件里增加了确认按钮，即锁斗低料位出现30 s后，操作员按下确认按钮方可泄压。这样，下料是否完成不光是仪表说了算，还需要操作员的确认。在泄压时，二次

泄压12XV1118打开的压力点为锁斗压力2.4 MPa。根据我厂的经验，该阀门在使用了大约6个月的时间就出现了泄漏的情况。打开后，经过检查发现阀球已损坏，需要重新更换阀球。事后，我厂将二次泄压的压力点改为2.0 MPa，经过一年的运行后，经过检查发现，阀球表面的耐磨层已经基本没有了，但是，阀球本体还是光滑的。改造完后，大大延长了二次泄压阀的使用寿命。

4 改造后的运行和效益情况

收集了相关数据发现，该顺控程序中加入了很多经验数据，通过程序模拟人工操作，降低了顺控对仪表的要求，使其更贴近本厂的实际情况。自顺控投用一年多以来，没有出现过因下料不畅导致气化炉停车的情况。未发生因锁斗内件损坏或脱落导致粉煤角阀堵塞、卡死的情况。原来粉煤泄压阀使用时间约6个月就会出现阀球损坏的情况，而且更换阀球所需的费用为5万～6万元。投用顺控后，阀门使用时间可延长至1年半，并且阀球本体只是耐磨层磨损，阀球本体不需更换。重新喷涂阀球耐磨层的费用为1万～2万元。经过相关计算可知，2套4个泄压阀每年可节约阀门维修费用30万元左右。改造后，未发生过因粉煤输送系统导致的计划和非计划停车（检修费用不计，每停车4 h，费用50万元左右）。改造后的顺控程序如图1所示。

参考文献

[1]黄作勤，胡永祥，王浩，等.充气锥煤粉输送试验研究[J].洁净煤技术，2007（6）：29-31.

[2]杜仁杰.新型充气器在粉煤输送中的应用[J].科技风，2011（10）：93.

[3]栾月秋.壳牌气化装置煤粉锁斗易架桥的技改[J].河北化工，2011（12）：8-10.

〔编辑：白洁〕