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殼牌煤氣化裝置磨煤機密封氣體研究

2018-03-28 22:20:21楊明濤
山西化工 2018年2期
關(guān)鍵詞:收集器磨煤機煤粉

楊明濤

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司,山西 大同 037000)

引 言

在煤氣化裝置中,制粉工段就是殼牌煤氣化裝置中的磨煤單元,在進(jìn)行工作的過程中,煤氣化區(qū)域中進(jìn)入了經(jīng)過皮帶運轉(zhuǎn)的碎煤,并且這個碎煤<3 cm的;進(jìn)入到磨煤機中進(jìn)行碾磨的就是它與石灰石的混合物,經(jīng)過氮氣的輸入來維持氧的含量。在后工段中的主要原料就是分離出來的煤粉。

1 對當(dāng)前磨煤機系統(tǒng)的分析

1.1 磨煤機系統(tǒng)中的主要問題

在系統(tǒng)中,氧含量增加的情況會因為密封空氣風(fēng)機在磨煤機系統(tǒng)的開車過程中被開啟而出現(xiàn),這個時候,想要把氧的含量降低到8%,就必須向系統(tǒng)中充入充足的氮氣。當(dāng)然,磨煤機的密封效果也不是一直都是好的,這種情況下就會出現(xiàn)在密封風(fēng)與系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)的壓差小于2 KP時,當(dāng)然在這種情況下,也會出現(xiàn)許多的問題,就比如在磨盤靜環(huán)與動環(huán)的空隙處會出現(xiàn)磨煤機中的煤粉,嚴(yán)重的話,還會使磨煤機損壞。

1.2 簡析磨煤試車過程

在磨煤試車的過程中,主要有三種工況,密封空氣風(fēng)機與燃燒空氣風(fēng)機都會在循環(huán)風(fēng)機啟動后停止工作,在這個時候,系統(tǒng)中加入了9 000 Nm3/h~11 000 Nm3/h的氮氣,當(dāng)然,這主要是為了保證氧含量在系統(tǒng)中的比例小于8%,這也是第一種工況;密封空氣風(fēng)機在循環(huán)風(fēng)機啟動后開始工作,在這個時候,系統(tǒng)加入了14 000 Nm3/h~16 000 Nm3/h的氮氣,通過這樣的方法,使系統(tǒng)中氧氣的含量小于8%,這是第二種工況;密封空氣風(fēng)機與燃燒空氣風(fēng)機在循環(huán)風(fēng)機啟動后都開始進(jìn)行工作,使用氮氣的量在進(jìn)行點火磨煤之后達(dá)到了14 500 Nm3/h~16 500 Nm3/h,這是第三種工況的進(jìn)行過程。

1.3 系統(tǒng)中氧的含量與氮氣的消耗

氧的含量在磨煤機系統(tǒng)中占大約8%,并且也不需要加入太多的氮氣,這是燃燒空氣風(fēng)機進(jìn)行工作后的主要特征;在磨煤機系統(tǒng)中加入很多的氮氣,這是為了實現(xiàn)系統(tǒng)的惰性化,這也這是密封空氣風(fēng)機在進(jìn)行工作后的主要表現(xiàn)狀態(tài)。在密封空氣風(fēng)機開始工作后,也會有一部分的空氣進(jìn)入到系統(tǒng)之中,這也就造成磨煤機系統(tǒng)中氧含量的大幅度上升,在這個時候,想要把氧的含量控制在8%,就必須向系統(tǒng)中輸入大量的氮氣;加入了氮氣,使系統(tǒng)中氧的含量有效降低,但是隨著深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn),磨煤機出口的溫度會跟隨氧含量的降低而降低。同時,煤粉的含水量會隨著溫度的降低而變化,這也就不符合生產(chǎn)所需,因此在這個時候就必須想辦法使出口溫度升高,就比如增加柴油的用量。在這個工作過程中可以看出,因為在系統(tǒng)中加入了密封氣體,使得氮氣的消耗量增加,同時也使燃料消耗出現(xiàn)上升的情況[1]。

2 優(yōu)化磨煤機系統(tǒng)的工藝

2.1 開車工藝選擇

準(zhǔn)備進(jìn)行開車工作時,工作人員首先要進(jìn)行的就是檢查磨煤機系統(tǒng)是否滿足啟動的條件,是否啟動了輔助系統(tǒng),對碎煤倉、石灰石倉以及飛灰緩沖罐料位進(jìn)行認(rèn)真的檢查;然后開啟系統(tǒng)中的截止閥;使儀表和設(shè)備的吹掃空氣及氮氣處于開啟的狀態(tài);對煤粉收集器中的噴吹氮氣設(shè)備進(jìn)行開啟;使磨煤機系統(tǒng)中的冷卻水系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)以及煤粉收集器中的伴熱保溫處于開啟狀態(tài)。然后再進(jìn)行惰化、預(yù)熱以及開車工作的進(jìn)一步準(zhǔn)備,啟動循環(huán)風(fēng)機,這個工作是在最小氣體流量的前提下進(jìn)行的;對氧的含量進(jìn)行檢查,通過進(jìn)行氮氣的增加,使得氧氣的含量維持在8%以下;點燃熱風(fēng)爐開車燒嘴,同時使煤粉收集器伴熱工作順利進(jìn)行,通過這樣的辦法,實現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)熱;磨煤機中液壓系統(tǒng)的開啟;潤滑油系統(tǒng)的啟動;將旋轉(zhuǎn)分離器開啟,同時為了實現(xiàn)煤粉顆粒的規(guī)律分布,可以通過手動的方法進(jìn)行速度的調(diào)節(jié);將排出系統(tǒng)的排粉旋轉(zhuǎn)給料機開啟。想要啟動磨煤機就需要完成所有的預(yù)處理工作,同時啟功磨煤機的安全系統(tǒng)[2]。

2.2 停車工藝選擇

從工作原則上來說,停車就是與開車完全相反的過程,首先使得全部料倉的出口閥處于關(guān)閉狀態(tài);關(guān)閉循環(huán)飛車系統(tǒng);關(guān)閉給料機的給料系統(tǒng)以及石灰石、循環(huán)飛車的給料系統(tǒng);如果磨煤機的出口處有較高的溫度,這個時候就要進(jìn)行熱風(fēng)爐停車或者是跳閘的操作;停止磨煤機的驅(qū)動系統(tǒng);停止旋轉(zhuǎn)分離器,密封空氣風(fēng)機在系統(tǒng)完全冷卻后停止;對氧的含量進(jìn)行檢查;輔助系統(tǒng)在系統(tǒng)完全冷卻后關(guān)閉。系統(tǒng)未排空而出現(xiàn)停車的狀況就是緊急停車,如果出現(xiàn)自動緊急停車的狀況,就說明循環(huán)風(fēng)機可能出現(xiàn)了某些故障;在磨煤機、熱風(fēng)爐、煤粉收集器以及循環(huán)風(fēng)機的旁邊一般都會設(shè)有緊急停車按鈕,按下即可緊急停車;磨煤干燥系統(tǒng)中的惰性氣體會在緊急停車后進(jìn)行置換,這是因為煤粉存在于磨煤干燥系統(tǒng)設(shè)備之中,通過氣體的置換處理,可以保護(hù)相關(guān)設(shè)備,經(jīng)過一段時間,磨煤干燥系統(tǒng)就會冷卻,這個時候磨煤干燥系統(tǒng)中的惰性氣體就可以用空氣代替,然后再維修相關(guān)設(shè)備[3]。

2.3 操作工藝選擇

通常來說稱量傳感器都會安裝在貯倉上,在最小值與最大值之間進(jìn)行變化就是貯倉料位的最大特征。磨煤機即將停車就說明到達(dá)最小值;碎煤倉、石灰石計量斗、飛灰緩沖罐停止進(jìn)料就說明到達(dá)最大值;稱量給料機控制磨煤機的進(jìn)料量,碎煤的給料量可以根據(jù)系統(tǒng)實際的生產(chǎn)能力來決定,千萬要注意磨煤機不可過載;循環(huán)風(fēng)機的氣量、旋轉(zhuǎn)分離器的轉(zhuǎn)速可以控制煤粉的粒度,如果循環(huán)風(fēng)機的氣量處于不變的狀態(tài)時,就可以用旋轉(zhuǎn)分離器的轉(zhuǎn)速直接控制煤粉粒度;熱風(fēng)爐產(chǎn)生的惰性氣體溫度就可以直接控制磨煤機的出口處溫度,想要保證磨煤機出口處溫度不變,就需要利用起控制回路。在惰性氣體的系統(tǒng)之中,供應(yīng)線的流量控制器可以通過比例選擇對燃燒空氣流量或者是柴油量進(jìn)行控制,通常來說,為了保證柴油的完全燃燒,燃燒空氣流量高于理論值的10%左右,當(dāng)然柴油量可以通過磨煤機的出口溫度進(jìn)行控制;在磨煤機出口處,循環(huán)風(fēng)機流量控制器可以對惰性氣體的流量進(jìn)行有效地控制;在煤粉收集器和熱風(fēng)爐的下方就可以對惰性氣體中的氧含量進(jìn)行觀察,如果在循環(huán)系統(tǒng)之中加入了氮氣,這就說明氧的含量過高。為了保證在極端工作條件下煤粉收集器不會進(jìn)行工作,通常都安裝高溫報警器及高料位報警器在煤粉收集器上;同時為了確保煤粉收集器不在高溫高壓條件下進(jìn)行工作,都安裝了防爆閥在煤粉收集器上;壓差控制器安裝在煤粉收集器的進(jìn)出口處。

3 關(guān)于技術(shù)的改進(jìn)

在保證密封效果的前提下,減少密封空氣帶來的風(fēng)量,通過這樣的處理,就可以使得磨煤機系統(tǒng)中氮氣的使用量大大降低。在進(jìn)行工作的時候,一般都會有工作人員不斷地前來查看當(dāng)前的工作進(jìn)度,為了確保工作人員的安全,密封氣體應(yīng)該選擇空氣。微負(fù)壓是旋轉(zhuǎn)分離器的特征,這種情況下密封氣體幾乎不會往外泄露,而且工作人員也不會來到這,從工作角度分析,以氮氣作為此處的密封氣體最為合適,同時為了使輸入系統(tǒng)之中的空氣量減少,在磨盤處的密封氣體選擇空氣。

4 結(jié)語

經(jīng)過長時間的發(fā)展與運用,工作人員也逐漸發(fā)現(xiàn)我國當(dāng)前在煤氣化裝置的磨煤機系統(tǒng)工作中還存在著一些問題,這就需要相關(guān)的工作人員及時重視起來,對磨煤機系統(tǒng)的相關(guān)工藝進(jìn)行不斷的優(yōu)化。經(jīng)過相應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn),優(yōu)化后的系統(tǒng)會減少對氮氣的消耗,大大降低對環(huán)境的污染,更是為企業(yè)和社會創(chuàng)造了無限的經(jīng)濟效益,因此,應(yīng)不斷對相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn):

[1] 胡亮亮.殼牌粉煤氣化關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)[J].天津化工,2016,30(4):39-42.

[2] 胡亮亮,張兆魯.殼牌氣化磨煤系統(tǒng)長周期運行中出現(xiàn)的若干問題[J].山東化工,2015,44(3):111-113.

[3] 李亞東.殼牌煤氣化裝置載氣切換的優(yōu)化控制[J].化肥工業(yè),2016,43(5):53-56.

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