張恩光(河南新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司,河南 新鄉(xiāng)453800)
航天爐煤氣化工藝是我國自主研發(fā)的一種粉煤加壓氣化技術(shù),發(fā)展至今,各個工段已擁有成熟的設(shè)計基礎(chǔ)和豐富的運行經(jīng)驗。航天爐的長周期運行離不開粉煤的穩(wěn)定供應(yīng),目前,磨煤機頻繁跳車、放空帶粉、粉煤堵煤等問題仍然制約著大多數(shù)煤氣化裝置。對此,根據(jù)我廠煤氣化裝置的相關(guān)運行經(jīng)驗,并結(jié)合實際生產(chǎn)過程中存在的問題進行闡述[1]。
原料煤經(jīng)振動料斗及稱重給煤機計量后送到磨煤機研磨后,被通入磨煤機的熱惰性氣體進行干燥,后送至磨煤機上部的旋轉(zhuǎn)分離器篩分。細(xì)粉吹送去粉煤袋式過濾器中,粗顆粒粉煤落回磨輥下重新研磨。含粉煤的惰性氣在袋式過濾器里完成分離。經(jīng)旋轉(zhuǎn)卸料閥、纖維分離器、螺旋輸送機送去粉煤加壓輸送系統(tǒng)的粉煤貯罐,熱惰性氣繼續(xù)循環(huán)利用。
粉煤從常壓的粉煤貯罐送入粉煤鎖斗,粉煤鎖斗升壓后將粉煤送入高壓的粉煤給料罐。粉煤鎖斗交替進行降壓進煤,升壓送煤,從而保證粉煤給料罐在壓力約4.7Mpa(一般其壓力比氣化爐壓力高0.6~0.8Mpa)下連續(xù)不斷的將粉煤輸送至氣化爐粉煤燒嘴。
磨煤系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)此問題將觸發(fā)給煤機聯(lián)鎖不能加煤,超指標(biāo)時將直接導(dǎo)致磨煤機跳車,甚至造成超溫事故的發(fā)生。出現(xiàn)此問題原因有:磨煤機排矸箱未及時清理造成風(fēng)道堵煤,致使循環(huán)風(fēng)受阻,造成磨煤機進出口壓差居高不下。還有一種原因是在磨煤系統(tǒng)啟動之時,急于追求高負(fù)荷,瞬時給煤量過大,造成壓差升高。針對這些情況,我廠要求班組每周進行一次排矸箱清理,在清理排矸箱之余,也可在清理雜物之中判斷有無磨煤機內(nèi)件脫落,從而診斷磨煤機運行情況。另外,我們嚴(yán)格磨煤系統(tǒng)開停車過程的負(fù)荷控制,非特殊原因嚴(yán)禁快速加煤至磨煤機。
磨煤機推力瓦溫度高如果處理不及時將直接導(dǎo)致磨煤機跳車。結(jié)合我廠的運行經(jīng)驗,出現(xiàn)此類問題的原因有:(1)循環(huán)水流量低;(2)潤滑油中進水;(3)油變質(zhì);(4)油泵出口過濾器堵塞;(5)齒輪和變速箱故障;(6)換熱器堵塞等。我廠規(guī)定班組巡檢時記錄磨煤機推力瓦、磨輥、分離器油池的溫度,出現(xiàn)異常及時排查處理。針對潤滑油,定期對油品進行分析,利用濾油機對潤滑油進行過濾。在夏季高溫天氣來臨前,提前倒換磨煤系統(tǒng)對油站換熱器進行統(tǒng)一清理。由于磨煤機基礎(chǔ)是半封閉環(huán)境,自身運行時就存在熱源,對此,我廠在磨煤機基礎(chǔ)旁架設(shè)風(fēng)機,幫助油池進行降溫。
我公司要求粉煤水分控制在2.5wt%以內(nèi),后由于氣化爐負(fù)荷提升,用煤量也隨之增加。水分控制需在嚴(yán)苛條件下才能達(dá)到,為保障安全生產(chǎn)運行的穩(wěn)定,后經(jīng)過技術(shù)部討論,將水分控制指標(biāo)修改為3.5wt%以內(nèi)。影響粉煤水分的因素有很多,主要是熱風(fēng)爐負(fù)荷和放空大小的影響。一方面,我們采取增大密封風(fēng)機風(fēng)量的方法來開大磨煤系統(tǒng)放空,降低粉煤水分。另一方面,我們嚴(yán)格把關(guān)整個磨煤系統(tǒng)管道的保溫,防止熱氣冷凝,減少熱量損失,從而保證粉煤的水分合格率。
給煤機堵煤后直接影響到磨煤機出口溫度,如果處理不及時,很容易造成磨煤系統(tǒng)超溫,嚴(yán)重時燒壞濾袋甚至造成粉煤燜燒,存在嚴(yán)重的安全隱患。給煤機堵煤的原因有很多,原料煤中有雜物,存放時間長原煤倉錐部出現(xiàn)板結(jié),原煤倉錐部伴熱系統(tǒng)未投用等情況都有可能造成堵煤。我廠在試車初期時,給煤機經(jīng)常性堵煤,后在清堵過程中發(fā)現(xiàn)多是些麻繩、纖維等雜物造成堵塞。我們通過實際觀察發(fā)現(xiàn),原料煤直徑均在30mm 左右,直徑較大。對此,我廠將原煤倉錐部下料口改大,防止堵煤。在原有煤倉上煤口過濾網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加鋸齒,幫助篩分纖維雜物。上述改造完成后,有了很大改觀。為便于給煤機的清堵,我們在振動料斗下方增加15cm×40cm 長方形捅煤口,用螺栓將其固定,方便在給煤機堵煤時及時疏通。
粉煤袋式過濾器在長周期運行時會出現(xiàn)各種各樣的問題,如:系統(tǒng)放空帶粉,濾袋壓差高等問題,究其原因,多半是濾袋出現(xiàn)了問題。我廠也因濾袋破損放空帶粉而多次倒換磨煤機,伴隨而來的就是電費、煤耗、輔材消耗的增加。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),部分濾袋出現(xiàn)破損、點蝕或者粉煤沾滿濾袋的情況。針對此情況,我們加強了電磁閥的巡檢,并做好電磁閥檢修的臺賬記錄工作,并在定期倒換磨煤機前后,安排對電磁閥進行逐一排查。其次,在磨煤系統(tǒng)備機狀態(tài)下,關(guān)閉系統(tǒng)放空,防止形成煙囪效應(yīng),確保粉煤袋式過濾器內(nèi)的惰性化環(huán)境。嚴(yán)格控制反吹壓力在0.25~0.35Mpa 內(nèi),將反吹電磁閥的周期間隔從1min 改為10S,保證濾袋的透氣性,延長使用壽命。
出現(xiàn)此類現(xiàn)象主要是由于粉煤鎖斗泄壓過程中,高壓二氧化碳?xì)怏w減壓后出現(xiàn)冷凝,而導(dǎo)致放空帶水。停車后,在對粉煤儲罐過濾器檢查清理時,發(fā)現(xiàn)箱體內(nèi)壁四個頂角煤泥堆積較多。在更換濾袋過程中,也是發(fā)現(xiàn)放空管側(cè)的濾袋積滿濕煤泥。對此,在機會停車檢修期間,通過在粉煤儲罐過濾器放空管底部箱體內(nèi)部倒入清水的方法,尋找最低點。在最低點開孔,接DN50管道排入地溝。并在合適位置增加收集罐和手閥,安排班組定期排放。
粉煤儲罐過濾器錐部堵長期以來是困擾裝置穩(wěn)定運行的一大難題,尤其是在冬季開車時更為嚴(yán)重,甚至達(dá)到每天清堵一次的頻率,十分費時費力。在清堵過程中也存在較大安全隱患,我廠曾在清堵時出現(xiàn)粉煤外泄的事故。為了防止堵塞,我們也進行了相關(guān)技術(shù)改造,如在錐部增加流化氣等,但效果不甚理想。后在長期運行中通過對比發(fā)現(xiàn),粉煤儲罐的溫度也會直接導(dǎo)致粉煤儲罐過濾器錐部的堵塞。對此,我們改造了粉煤儲罐的錐部伴熱管線,增加了粉煤儲罐與粉煤儲罐過濾器聯(lián)通管線的伴熱,并加強了粉煤儲罐過濾器錐部的巡檢。通過每班次現(xiàn)場敲擊錐部,通過聲音判斷錐部有無積煤,中控翻閱粉煤儲罐過濾器錐部溫度趨勢線判斷有無異常。另外,加強粉煤輸送溫度的管控,嚴(yán)格控制粉煤溫度在80℃以上。
粉煤流化及輸送在開車時為高壓氮氣,正常生產(chǎn)后切換為高壓二氧化碳。我廠兩個高壓二氧化碳緩沖罐在設(shè)計之初為并聯(lián)模式,后在運行時發(fā)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)管道內(nèi)帶油嚴(yán)重,經(jīng)常性的堵塞粉煤鎖斗內(nèi)的笛管。為此,我們一方面改進了笛管,另一方面將高壓二氧化碳緩沖罐改為串聯(lián)模式,并增加了排油系統(tǒng)。為了確保生產(chǎn)穩(wěn)定,我廠在單套粉煤鎖斗二氧化碳進罐前增加了一個新過濾器,新過濾器與粉煤給料罐二氧化碳過濾器體積和過濾面積相當(dāng),該效果立竿見影,投用后我廠未再次出現(xiàn)二氧化碳帶油堵塞管道的情況。
輸煤管線堵塞多是出現(xiàn)在煤線角閥處,此處流通面積較小,如果粉煤輸送中摻雜著異物就極容易造成煤線堵塞。煤線里面的雜物可能有:濾袋內(nèi)的籠骨圈卡環(huán)、原料煤中的纖維和麻繩以及粉煤鎖斗過濾器內(nèi)的濾棒碎片等。針對這些問題,我廠每次更換濾袋,嚴(yán)格把控更換過程。定期對磨煤系統(tǒng)纖維分離器進行清理,將變形的鋸齒予以修正。在檢修周期,完成對粉煤鎖斗笛管和過濾器內(nèi)濾棒的檢查。航天爐在煤線角閥出現(xiàn)堵塞后是可以完成在線清堵工作,我廠也有過成功經(jīng)驗,關(guān)鍵在于聯(lián)鎖切除、安全隔離,處理完成后,秉著“先通氣、再通煤”的原則恢復(fù)煤線的正常投用。
航天爐磨煤干燥及粉煤輸送系統(tǒng)的長周期運行受諸多因素影響,且不可小覷。根據(jù)影響裝置穩(wěn)定運行的問題作出相應(yīng)處理,才是裝置長周期的關(guān)鍵。應(yīng)從源頭把控煤質(zhì),中間管控系統(tǒng)溫度和氧含量,輸送過程處理好二氧化碳帶油問題,方可保障氣化爐粉煤的穩(wěn)定供應(yīng)。