航天炉磨煤及粉煤输送系统的运行总结分析

2020-01-14张恩光河南新乡中新化工有限责任公司河南新乡453800

化工管理 2020年17期

张恩光（河南新乡中新化工有限责任公司，河南新乡453800）

0 引言

航天炉煤气化工艺是我国自主研发的一种粉煤加压气化技术，发展至今，各个工段已拥有成熟的设计基础和丰富的运行经验。航天炉的长周期运行离不开粉煤的稳定供应，目前，磨煤机频繁跳车、放空带粉、粉煤堵煤等问题仍然制约着大多数煤气化装置。对此，根据我厂煤气化装置的相关运行经验，并结合实际生产过程中存在的问题进行阐述[1]。

1 工艺流程

原料煤经振动料斗及称重给煤机计量后送到磨煤机研磨后，被通入磨煤机的热惰性气体进行干燥，后送至磨煤机上部的旋转分离器筛分。细粉吹送去粉煤袋式过滤器中，粗颗粒粉煤落回磨辊下重新研磨。含粉煤的惰性气在袋式过滤器里完成分离。经旋转卸料阀、纤维分离器、螺旋输送机送去粉煤加压输送系统的粉煤贮罐，热惰性气继续循环利用。

粉煤从常压的粉煤贮罐送入粉煤锁斗，粉煤锁斗升压后将粉煤送入高压的粉煤给料罐。粉煤锁斗交替进行降压进煤，升压送煤，从而保证粉煤给料罐在压力约4.7Mpa（一般其压力比气化炉压力高0.6～0.8Mpa）下连续不断的将粉煤输送至气化炉粉煤烧嘴。

2 磨煤系统运行时出现的问题及处理措施

2.1 磨煤机进出口压差高

磨煤系统在运行中出现此问题将触发给煤机联锁不能加煤，超指标时将直接导致磨煤机跳车，甚至造成超温事故的发生。出现此问题原因有：磨煤机排矸箱未及时清理造成风道堵煤，致使循环风受阻，造成磨煤机进出口压差居高不下。还有一种原因是在磨煤系统启动之时，急于追求高负荷，瞬时给煤量过大，造成压差升高。针对这些情况，我厂要求班组每周进行一次排矸箱清理，在清理排矸箱之余，也可在清理杂物之中判断有无磨煤机内件脱落，从而诊断磨煤机运行情况。另外，我们严格磨煤系统开停车过程的负荷控制，非特殊原因严禁快速加煤至磨煤机。

2.2 磨煤机推力瓦温度高

磨煤机推力瓦温度高如果处理不及时将直接导致磨煤机跳车。结合我厂的运行经验，出现此类问题的原因有：（1）循环水流量低；（2）润滑油中进水；（3）油变质；（4）油泵出口过滤器堵塞；（5）齿轮和变速箱故障；（6）换热器堵塞等。我厂规定班组巡检时记录磨煤机推力瓦、磨辊、分离器油池的温度，出现异常及时排查处理。针对润滑油，定期对油品进行分析，利用滤油机对润滑油进行过滤。在夏季高温天气来临前，提前倒换磨煤系统对油站换热器进行统一清理。由于磨煤机基础是半封闭环境，自身运行时就存在热源，对此，我厂在磨煤机基础旁架设风机，帮助油池进行降温。

2.3 粉煤水分的控制

我公司要求粉煤水分控制在2.5wt%以内，后由于气化炉负荷提升，用煤量也随之增加。水分控制需在严苛条件下才能达到，为保障安全生产运行的稳定，后经过技术部讨论，将水分控制指标修改为3.5wt%以内。影响粉煤水分的因素有很多，主要是热风炉负荷和放空大小的影响。一方面，我们采取增大密封风机风量的方法来开大磨煤系统放空，降低粉煤水分。另一方面，我们严格把关整个磨煤系统管道的保温，防止热气冷凝，减少热量损失，从而保证粉煤的水分合格率。

2.4 称重给煤机堵煤处理

给煤机堵煤后直接影响到磨煤机出口温度，如果处理不及时，很容易造成磨煤系统超温，严重时烧坏滤袋甚至造成粉煤焖烧，存在严重的安全隐患。给煤机堵煤的原因有很多，原料煤中有杂物，存放时间长原煤仓锥部出现板结，原煤仓锥部伴热系统未投用等情况都有可能造成堵煤。我厂在试车初期时，给煤机经常性堵煤，后在清堵过程中发现多是些麻绳、纤维等杂物造成堵塞。我们通过实际观察发现，原料煤直径均在30mm 左右，直径较大。对此，我厂将原煤仓锥部下料口改大，防止堵煤。在原有煤仓上煤口过滤网的基础上增加锯齿，帮助筛分纤维杂物。上述改造完成后，有了很大改观。为便于给煤机的清堵，我们在振动料斗下方增加15cm×40cm 长方形捅煤口，用螺栓将其固定，方便在给煤机堵煤时及时疏通。

2.5 袋式过滤器滤袋寿命问题

粉煤袋式过滤器在长周期运行时会出现各种各样的问题，如：系统放空带粉，滤袋压差高等问题，究其原因，多半是滤袋出现了问题。我厂也因滤袋破损放空带粉而多次倒换磨煤机，伴随而来的就是电费、煤耗、辅材消耗的增加。经过检查发现，部分滤袋出现破损、点蚀或者粉煤沾满滤袋的情况。针对此情况，我们加强了电磁阀的巡检，并做好电磁阀检修的台账记录工作，并在定期倒换磨煤机前后，安排对电磁阀进行逐一排查。其次，在磨煤系统备机状态下，关闭系统放空，防止形成烟囱效应，确保粉煤袋式过滤器内的惰性化环境。严格控制反吹压力在0.25～0.35Mpa 内，将反吹电磁阀的周期间隔从1min 改为10S，保证滤袋的透气性，延长使用寿命。

3 粉煤输送系统出现的问题及处理措施

3.1 粉煤储罐过滤器放空带水

出现此类现象主要是由于粉煤锁斗泄压过程中，高压二氧化碳气体减压后出现冷凝，而导致放空带水。停车后，在对粉煤储罐过滤器检查清理时，发现箱体内壁四个顶角煤泥堆积较多。在更换滤袋过程中，也是发现放空管侧的滤袋积满湿煤泥。对此，在机会停车检修期间，通过在粉煤储罐过滤器放空管底部箱体内部倒入清水的方法，寻找最低点。在最低点开孔，接DN50管道排入地沟。并在合适位置增加收集罐和手阀，安排班组定期排放。

3.2 粉煤储罐过滤器锥部堵

粉煤储罐过滤器锥部堵长期以来是困扰装置稳定运行的一大难题，尤其是在冬季开车时更为严重，甚至达到每天清堵一次的频率，十分费时费力。在清堵过程中也存在较大安全隐患，我厂曾在清堵时出现粉煤外泄的事故。为了防止堵塞，我们也进行了相关技术改造，如在锥部增加流化气等，但效果不甚理想。后在长期运行中通过对比发现，粉煤储罐的温度也会直接导致粉煤储罐过滤器锥部的堵塞。对此，我们改造了粉煤储罐的锥部伴热管线，增加了粉煤储罐与粉煤储罐过滤器联通管线的伴热，并加强了粉煤储罐过滤器锥部的巡检。通过每班次现场敲击锥部，通过声音判断锥部有无积煤，中控翻阅粉煤储罐过滤器锥部温度趋势线判断有无异常。另外，加强粉煤输送温度的管控，严格控制粉煤温度在80℃以上。

3.3 二氧化碳系统带油

粉煤流化及输送在开车时为高压氮气，正常生产后切换为高压二氧化碳。我厂两个高压二氧化碳缓冲罐在设计之初为并联模式，后在运行时发现输煤系统管道内带油严重，经常性的堵塞粉煤锁斗内的笛管。为此，我们一方面改进了笛管，另一方面将高压二氧化碳缓冲罐改为串联模式，并增加了排油系统。为了确保生产稳定，我厂在单套粉煤锁斗二氧化碳进罐前增加了一个新过滤器，新过滤器与粉煤给料罐二氧化碳过滤器体积和过滤面积相当，该效果立竿见影，投用后我厂未再次出现二氧化碳带油堵塞管道的情况。

3.4 输煤管道堵塞问题

输煤管线堵塞多是出现在煤线角阀处，此处流通面积较小，如果粉煤输送中掺杂着异物就极容易造成煤线堵塞。煤线里面的杂物可能有：滤袋内的笼骨圈卡环、原料煤中的纤维和麻绳以及粉煤锁斗过滤器内的滤棒碎片等。针对这些问题，我厂每次更换滤袋，严格把控更换过程。定期对磨煤系统纤维分离器进行清理，将变形的锯齿予以修正。在检修周期，完成对粉煤锁斗笛管和过滤器内滤棒的检查。航天炉在煤线角阀出现堵塞后是可以完成在线清堵工作，我厂也有过成功经验，关键在于联锁切除、安全隔离，处理完成后，秉着“先通气、再通煤”的原则恢复煤线的正常投用。