航天炉粉煤加压气化核心内件——笛管改进案例

陈 山 张 宇(安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽临泉236400)

航天炉粉煤加压气化核心内件
——笛管改进案例

陈 山 张 宇
(安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽临泉236400)

笛管也称充气器。正常情况下，进入粉煤锁斗的粉煤含水质量分数在2.5%左右，容易结疤、结块，通过笛管内的高压氮气使粉煤锁斗内粉煤悬浮沸腾，避免粉煤结疤、结块，使粉煤能顺利进入粉煤给料罐，保证粉煤连续不断地送至粉煤烧嘴进行燃烧。

1 笛管使用情况简述

安徽晋煤中能化工股份有限公司一期装置自2008年投用以来，因笛管损坏，造成充气锥损坏、粉煤管线堵塞时有发生，装置被迫停车检修，连续运行时间短。

据近3年笛管的使用情况统计，笛管损坏形式主要有3种：笛管堵塞、笛膜破裂、笛管受压变形或断裂。笛膜(笛管的过滤孔材料)承压能力较差，笛管堵塞后笛膜容易破碎，破碎的笛膜掉至充气锥内极易造成充气锥堵塞或吹偏，对充气锥损坏严重；破碎的笛膜掉至粉煤管线，极可能造成粉煤管线堵塞，烧嘴粉煤断流，使装置存在较大的安全隐患，直至装置被迫停车。另外，笛管堵塞后，笛管受压弯曲变形，笛管反吹效果差，粉煤锁斗内粉煤不能悬浮沸腾，易结疤、结块，造成送料不畅，甚至断料。

笛管设计使用周期约18个月，实际使用周期不到6个月。笛管自2008年投用以来，共计损坏11次，笛管频繁损坏给企业造成了巨大的经济损失。其主要原因为：①每套笛管的费用高达22万元；②由于笛管比较笨重，在粉煤锁斗下部锥体内拆装难度较大，更换1套笛管需停车3 d，影响装置甲醇产量高达2 000 t。

2 笛管损坏原因分析

粉煤锁斗以循环模式运行，正常运行状态下，1次循环时间为30～45 min。循环期间，粉煤锁斗内不断进行加压、泄压过程，粉煤锁斗内贮存的大量粉煤也在悬浮状态与静止状态间不断转换。部分粉煤进入笛膜内，造成笛膜堵塞，等再次加压后，因粉煤堵塞笛管，会造成笛管内承压过高，笛管长期承受反复加压、卸泄过程导致笛管出现笛膜破、笛管变形或断裂等损坏。

3 改进措施

3.1 笛膜材料改进

将笛膜过滤材料更换为δ=6 mm的304不锈钢多孔材料，孔径Φ6 mm，共计84个，呈菱形分布。

3.2 笛管结构改进

给笛管内积存的粉煤增加通道孔。改进实施步骤为：①画出笛管过滤孔圆心的连线，以此线作为1条打孔分布线；②以笛管过滤孔圆心连线为基准线，沿笛管筒体正反向各偏移30°(28 mm)再画出2条打孔分布线；③以笛管方形法兰为起点，沿笛管过滤孔圆心连线以及2条30°打孔分布线，每间隔1个笛管过滤孔(90 mm)分别打圆孔，(Φ7 mm)共计396个；④为防止笛管内积存粉煤，在短笛管下部封头处向粉煤锁斗中心方位打1个斜45°圆孔(Φ25 mm)，每根短笛管1个，共计4个。

4 效果检查

经过改造后的笛管于2013年6月起使用至今已8个月，粉煤锁斗和粉煤给料罐各工艺参数显示其工况处于良好状态，运行较为稳定，与改造前相比，效果明显。笛管改造前、后分别见图1和图2。

图1 笛管改造前

图2 笛管改造后

5 效益分析

每年少更换1套笛管，可节省22万元；破碎的笛膜掉入充气锥，会造成其损坏，每个充气锥按83 600元计，每年少更换3只充气锥可节约费用25万元；笛管改造后，至少可以避免1次系统停车检修，即增加系统3 d连续生产时间，可增加甲醇产量2 000 t，按照甲醇市场均价2 800 元/t计，仅此可创造560万的经济效益。合计年创造直接经济效益约610万元。另外，笛管改造后，可避免开、停车费用的产生，大幅改善人员操作环境和劳动强度，此类间接效益不可估量。

2014- 04- 02)