航天炉粉煤气化装置磨煤系统运行总结

张洪刚

(安徽昊源化工集团有限公司,安徽阜阳 236000)

航天炉粉煤加压气化装置是具有自主知识产权的高效、洁净、煤种适应性广的国内煤气化技术，该装置利用粉煤与纯氧在高温高压下发生不完全燃烧反应，生成粗合成气供下游工序使用[1]。磨煤系统制成的粉煤输送到粉煤储罐，通过粉煤锁斗进行加压，将粉煤输送到气化炉，完成气化反应。由于受粉煤储罐缓冲能力的影响，一旦磨煤系统出现故障停车的情况，如果短时间内备用系统无法开启，将会直接影响到气化炉的负荷[2]。安徽昊源化工集团有限公司一、二期航天炉分别于2013年4月、2014年4月开车，园区一期气化装置于2018年5月开车，配套的磨煤系统均为2开1备，装置正常运行期间，仅磨煤系统的生产维护量就占到一半以上，甚至出现过多次因磨煤系统故障，导致系统减量生产的情况。通过不断总结经验教训，对工艺指标进行优化，对设备进行改造，在事故发生前做好防范，有效提高了磨煤系统的运行周期，为气化炉长周期稳定运行提供了保障。笔者分别从磨煤系统故障率较高的设备进行分析，总结磨煤系统故障产生的原因，并提出解决措施。

1 称重给煤机

1.1 皮带跑偏

称重给煤机皮带跑偏是皮带机运行中的常见故障之一，如不能及时发现并处理，轻则造成皮带机超负荷跳车，重则损坏皮带，被迫停磨煤系统检修。磨煤系统运行期间，经常出现原料煤洒落到下行皮带的情况，煤进入皮带与滚筒之间，很容易导致皮带跑偏[3]。特别是阴雨天气，原料煤水分大，皮带上附着的煤不容易清理，更加不利于皮带机运行。

通过利用废旧皮带延长给煤机进料口三个边的挡板，尽量减小挡板与皮带之间的间距，有效避免了原料煤落入下行皮带的情况出现。同时，引入一路低压氮气，将少量进入滚筒与皮带之间的碎煤吹出，大大缓解了皮带跑偏的问题。

在皮带机托辊支架两侧安装多个纠偏立辊，在一定程度上缓解了皮带机跑偏的问题。

皮带机托辊故障是导致皮带机跑偏的另一个主要原因，同时也严重威胁皮带机的安全运行。由于称重给煤机采用全封闭形式，导致不能随时检查托辊运行情况，通过实际运行发现，给煤机进料口下方托辊负荷最大，所以故障率较高；为此制定了定期停磨煤系统检查的方案，方案落实后，极少出现托辊意外故障的情况。

1.2 堵煤

称重给煤机下煤不畅、堵煤的情况也经常发生，分析其原因主要为原料煤中杂物多、原料煤潮湿等。由于原料煤中有杂物，导致原料煤在煤仓底部架桥，严重时，导致皮带机断煤，被迫停磨煤系统。原料煤中的杂物主要在运输过程中产生，对此，一方面严格控制来煤质量，安排专人对杂物进行清理，另一方面通过在各皮带机进料口增加过滤筛过滤杂物，定时进行清理。对于阴雨天气，采用干煤配湿煤的配煤方式，在上煤期间，根据原料煤潮湿情况，及时调整掺烧比例，并提前调整振动料斗频率，有效避免了堵煤情况的发生。

2 热风炉

2.1 点火失败

热风炉点火失败是热风炉经常出现的故障之一。热风炉点火一般为自动点火，在点火过程中，应确保点火燃料气管线畅通，定期检查喷口堵塞情况；同时，检查点火枪接线情况，避免因接触不良而导致无法点火。点火失败时，不能在短时间内频繁点火，应对系统进行惰性化置换，分析合格后方可再次点火。另外，频繁启动点火器也会降低点火器的寿命。

2.2 灭火

正常运行期间，必须严格控制助燃风与燃料气的比例。通常情况下，控制助燃风过量10%左右，可以确保燃料气的完全燃烧。助燃风过量太多会导致系统氧含量偏高，燃料气过量会导致无法完全燃烧，这两种情况都可能会导致热风炉灭火。燃料气成分也是关注的重点，不同的成分比例，所需要的空气量不同。因此，在燃料气成分发生变化时，应及时进行相应调节。助燃风机空气入口应做好防护，避免入口被异物堵住而导致热风炉灭火。

2.3 燃料气阀门故障

热风炉停车时，应立即检查阀门动作情况，确保燃料气阀门处于关闭状态，如果阀门没有关闭，应通知现场关闭手阀；重新点火前，必须对系统进行置换，分析合格后方可进行点火操作。

3 粉煤袋式过滤器

3.1 滤袋泄漏

装置运行初期，多次出现滤袋泄漏的情况，粉煤袋式过滤器滤袋一旦泄漏，直接影响现场环境，同时造成原料煤的浪费。在操作过程中，必须严格控制系统操作温度，粉煤袋式过滤器底部温度一般最高不超过120 ℃，温度过高，会直接影响滤袋使用寿命。在检修过程中，必须确认粉煤袋式过滤器温度已降至60 ℃以下，最好在常温下进行检修，否则一旦在温度较高时有空气进入，会直接引燃附着在滤袋上的煤粉，导致滤袋烧坏。粉煤袋式过滤器的密封也十分重要，特别是盖板、箱板的密封，如果在磨煤系统运行期间出现泄漏，会导致空气进入，同样会直接烧坏滤袋。在更换滤袋时，应严格控制安装滤袋质量，避免与粉煤储罐过滤器混用滤袋，粉煤储罐过滤器滤袋的使用温度较低，一旦混用，无法保证系统长期运行。

3.2 压差高

粉煤袋式过滤器压差正常控制在800～1 000 Pa，压差过高的原因主要有以下几点：(1)滤袋老化。一般运行2～3 a需要更换一次滤袋，否则会造成系统阻力增加。(2)反吹间隔过长。电磁阀动作间隔时间应该满足压差要求控制，根据不同的负荷进行相应调节，一般设置10 s左右。(3)喷吹管安装脱落。喷吹管安装时，应固定牢固，避免因抖动造成脱落。(4)喷吹电磁阀故障。喷吹电磁阀故障将直接导致无法进行喷吹，造成附着在滤袋上的粉煤不能及时脱落，因此，应定期检查喷吹电磁阀，并及时排除故障。

4 粉煤螺旋输送机

4.1 堵煤

粉煤螺旋输送机堵煤的主要原因为原料煤水分大、系统露点高，解决的办法是加大氮气补入量，降低系统水含量。磨煤系统开车时，应确保粉煤袋式过滤器出口温度在90 ℃以上，正常运行期间，控制磨煤机出口温度在105～110 ℃。粉煤输送系统停车时，应按照从上往下的顺序依次停车，必须确保粉煤螺旋输送机空负荷停车，如果带负荷停粉煤螺旋输送机，很可能导致因负荷过大而无法再次开启。

4.2 轴承故障

粉煤螺旋输送机环形支撑轴承起到连接与支撑螺旋体的作用，由于工作条件恶劣，粉煤容易进入轴承内部，导致故障率较高，检修更换的难度也比较大，因此，应重点关注润滑管理。装置运行初期，采用人工加油的方式进行维护，后来因工作量大，同时也不能确保润滑质量，改造为自动润滑。自动润滑装置投用后大大减少了维修人员检维修工作量，并且保证了定时定量对轴承进行加油，有效延长了轴承的使用寿命。

5 结语

安徽昊源化工集团有限公司航天炉已运行超过6 a，通过对磨煤系统的研究，总结了一系列经验教训，从最初的问题不断出现，到目前实现了相对稳定的运行，但是仍然有许多问题需要进一步研究、探讨，如进一步增加磨煤系统装置运行周期、减少维护检修的工作量、降低磨煤系统运行成本、实现装置效益最大化等，这些都是今后继续努力的方向。