壳牌煤气化系统磨煤部分改造措施

2018-02-13 15:29郭建伟

郭建伟

（同煤广发化学工业有限公司，山西大同 037000）

1 概述

同煤广发化学工业有限公司于2012年引进壳牌Shell粉煤气化系统，其中的磨煤干燥是极为重要的一项工序。对磨煤机进行技术改造，将提高其使用寿命和工作可靠性。

一是煤粉在磨盘上分布不均匀、煤层厚度不稳定会导致磨煤机出现一定的振动。二是称重给料设备易发生堵塞，存在皮带跑偏问题。主要原因是原料煤使用的是褐煤，其在干燥状态下流动性相对较强；给煤机的被动辊设计有相应锥度值，还设计有定槽结构，但在皮带和辊部件间有夹煤时会导致皮带发生跑偏。

（1）对循环风量进行调节，对煤粉在磨盘上的分布进行优化。也可以采用加长落煤管路的方法，确保煤粉均匀分布于磨盘上（施工中存在较大困难，此次改造未采用）。

（2）将磨煤设备中的导向板间隙值加以调节，确保其和三角架间顺磨盘方向上间距值为0，另外一段的间隙值调整为4mm左右，有效避免三角架结构和磨煤设备的机体发生碰撞，有效地减弱磨煤设备振动。

（3）适当降低磨煤设备粉磨加载力。经过多次测量干燥后褐煤的哈氏指数大约为80，但是系统设计值仅仅为50。所以，磨煤设备不能依照系统设计的加载值加载，试验验证加载力为1.5 MPa左右时便能满足要求。

（4）在给煤设备皮带装置两侧位置处将挡板进一步加长，确保挡板能够贯穿整个给煤设备。给煤设备落煤口位置后方的挡板之下也需要加设橡胶板，防止煤粉从间隙流出，避免煤粉堵塞给煤机。

煤和碎煤仓中的氧气发生氧化反应，反应产物为CO气体和CO2气体，还会释放出较多的热能。煤储存数量较多、消耗数量较少、储存时间较长时，因气流流通不畅，释放的大量热能不能及时带走，煤仓中温度不断增加，煤和氧气发生氧化反应的速率进一步加快。如果温度超过了煤的燃点，氧气含量较为充足时便会自燃。

（1）强化碎煤仓温度监测，防止碎煤仓温度过高。

（2）增设CO气体探测装置，及时判断是否达到自燃条件，及时采取措施。

（3）用氮气作为碎煤仓过滤装置的反吹气体，使碎煤仓中充满惰性气体，隔离煤和氧气。

（4）如果系统停车时间长，要把碎煤仓中的煤全部用完。若是系统短时间停车，通过充氮的方法对碎煤仓加以保护。

该公司所使用的煤粉收集装置属于袋式收尘装置，采取外滤方式完成收尘作业。煤粉清理过程中，脉冲阀门会在非常短的时间内把压缩空气放出，利用喷吹装置将空气输送到滤袋之中，确保滤袋上的煤粉脱落下来。滤袋使用过程中极易发生烧坏问题，使得煤粉被大量排放至空气中，不仅造成资源浪费，也会造成环境污染。

其原因主要包含以下几方面：

（1）由于煤粉收集装置长时间处在高温条件下运行，导致煤粉收集装置发生老化，其物理性质和化学性质出现变化，从而使煤粉收集装置损坏。

（2）煤粉收集装置入口处的氧气含量以及温度值超出了装置正常运行的设定值，使得煤粉收集装置无法承受，最终导致装置损坏。

（3）反吹作业时所使用的氮气压力较小，或是气体数量不足，导致煤粉收集装置上附着的煤粉无法被清除干净。

（4）反吹作业的时间较长，或是反吹阀门发生故障，导致煤粉收集装置上附着的煤粉无法及时清理干净。

（5）煤粉收集装置中的布袋未牢固固定，在运行过程中发生脱落，导致煤粉收集装置底部发生堵塞，煤粉不能往下输送，大量煤粉堆积导致煤粉收集装置发生故障。

（6）进入煤粉收集装置的煤粉太多，由于下料管的直径较小，导致煤粉收集装置锥部位置料位明显升高，从而引发煤粉收集装置故障。

（7）煤粉出现板结，导致无法进行正常输送。

（1）及时更换达到使用寿命的收尘布袋。

（2）对煤粉收集装置的入口气体氧气含量及温度值全面监测，确保其处在适宜的范围。

（3）在煤粉收集装置之前加设氮气缓冲罐体，和之前所设计的缓冲罐体形成串联，确保反吹过程中气体的压力和容量满足要求。

（4）新增折流板装置，进一步促进煤粉发生沉降，进一步降低布袋工作时的负荷。

（5）在煤粉收集装置中锥体部位加设插板阀门，在检修过程中将布袋隔离。

（6）采用直径更大的下料管线，确保煤粉更加迅速输出，避免堆积。

（7）加大保温材料的厚度，避免煤粉发生板结，并将收集器上方的方形结构改成圆形，避免煤粉出现沉积与附着。

壳牌煤气化系统中磨煤部分改造取得了良好的效果。不过，改造之后系统运行时间不长，可能一些问题依旧未能暴露，需要进一步加以观察，确保系统运行状态进一步优化。

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〔2〕葛秀文，辛呈钦.壳牌粉煤气化工艺磨煤与干燥系统(CMD)的分析建模及应用[J].化工设计，2015，25（1）：21-24+1.

〔3〕李丽.壳牌煤气化装置管道布置的优化设计[J].化工设计通讯，2017，43（3）：68-69.