粉煤氣化裝置快捷拆裝式充氣錐優(yōu)化改進(jìn)

李俊杰, 張林峰

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

在安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能化工)航天爐粉煤加壓氣化裝置中,充氣錐是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵設(shè)備之一。然而在實際運行中，由于粉煤中經(jīng)常出現(xiàn)異物(陶瓷片、金屬等)，導(dǎo)致在充氣錐內(nèi)部變徑處經(jīng)常有磨損、磨爛的情況，造成設(shè)備安全隱患。充氣錐質(zhì)量大，登高檢修困難，耗費大量人力物力，充氣錐檢修更換頻繁且檢修時間長[1-2]。充氣錐管和直管連接處使用1 a左右就會磨損損壞，不能充分利用；充氣錐燒結(jié)金屬部分的使用壽命為3 a，耗費成本大。

1 存在的問題

由于粉煤中出現(xiàn)的異物(陶瓷片、金屬等)及粉煤本身的沖刷力，導(dǎo)致充氣錐每次更換后大約使用1 a，錐管段和直管段就會出現(xiàn)磨損，進(jìn)而損壞(見圖1)。

圖1 充氣錐錐管段和直管段磨損

如果將充氣錐連同燒結(jié)金屬體一起換掉，1個充氣錐的成本約3萬元，中能化工一期、二期6個充氣錐每年全部更換1次約18萬元(不包含人力、物力費用)。同時，檢修工作需要投入大量的人力、物力和精力，效率低、經(jīng)濟性差、作業(yè)安全風(fēng)險大。

充氣錐損壞后不及時更換將造成以下后果：

(1) 充氣錐破損會破壞粉煤的流態(tài)化，致使粉煤鎖斗下粉煤不順暢，鎖斗底部煤粉架橋；下料困難將造成煤粉給料罐出現(xiàn)料位低的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致煤粉給料罐內(nèi)沒有煤粉。為了應(yīng)對煤粉給料罐液位低的情況，氣化系統(tǒng)需要降負(fù)荷，導(dǎo)致甲醇產(chǎn)量受到影響。

(2) 充氣錐破損易使煤粉和充氣錐碎片進(jìn)入沖壓管線，導(dǎo)致管線堵塞及加壓輸送系統(tǒng)沖壓時間增長。

檢修充氣錐需要組織大量人力協(xié)同作業(yè)，整體拆裝麻煩，托運、吊裝、安裝工具需求多。充氣錐備件的采購及準(zhǔn)備，以及消耗品的準(zhǔn)備耗時久、花費多。檢修充氣錐對安裝人員的業(yè)務(wù)技能和操作技術(shù)要求高；同時，由于檢修環(huán)境受限，登高作業(yè)不便于操作，若延長檢修還會影響整體生產(chǎn)。因此，優(yōu)化改進(jìn)充氣錐的拆裝更換工作迫在眉睫。為了快捷地檢修更換充氣錐，對充氣錐的檢修工作方式和內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，將充氣錐易損壞部位分離出來。

2 改進(jìn)方案

將易磨損的部位在錐管段做成組合式，檢修時只要將充氣錐殼體下部小法蘭(見圖2)拆下，即可將充氣錐的錐管段和直管段取出。這極大地減少了人員的工作量，同時提高檢修更換效率。檢修時可以直接拆下充氣錐殼體下部小法蘭，節(jié)省對笨重的充氣錐的大量拆裝工作；而每次檢修使用過1次的燒結(jié)金屬體，還可以在改造后繼續(xù)使用[3-4]。

1—法蘭環(huán);2—錐體2；3—筋板；4—充氣錐；5—錐體1；6—接頭；7—O形圈1(Φ136 mm×52.2 mm);8—連接管；9—O形圈2(Φ38 mm×3.5 mm)。

改進(jìn)后充氣錐的易損壞部位在直管段與錐管段接口處上下5 cm左右；將錐體出口變徑處改成兩段承插式，中間加O形圈密封。充氣錐殼體下部小法蘭通過螺栓連接，當(dāng)充氣錐和外筒與金屬燒結(jié)體(見圖3)連接密封后，通過此法蘭，將充氣錐完整封閉在殼體內(nèi)。

圖3 充氣錐裝配示意圖

3 效果檢驗

改進(jìn)后的充氣錐達(dá)到了預(yù)期的檢修效果，2019年系統(tǒng)運行半年多，未出現(xiàn)異常。改進(jìn)后充氣錐的檢修工作效率得到了大幅度的提升，大大降低了檢修成本。

3.1 直接經(jīng)濟效益

每個充氣錐(連同燒結(jié)金屬)的價格約為3萬元，若只檢修更換直管段和錐管段價格約為2萬元，每個充氣錐節(jié)省1萬元；2套航天爐每年需更換6個充氣錐，則每年可以節(jié)省6萬元。按燒結(jié)金屬體的使用周期3 a計算，每個充氣錐使用周期可以節(jié)省18萬元。

3.2 間接效益

將整體式充氣錐分為兩段式承插式中間加O形圈密封的改造，可產(chǎn)生以下幾方面的間接效益：

(1) 每次檢修多耗費時間內(nèi)損失的生產(chǎn)效益。

(2) 每次檢修開停車需放空大量原料氣等。

(3) 充氣錐損壞碎片進(jìn)入系統(tǒng)，對生產(chǎn)的影響。

(4) 檢修所涉及的人力、物力等。

4 結(jié)語

該裝置由多個部件成錐形結(jié)構(gòu)，便于粉煤的快速卸出，錐形整體呈斜45°流線形結(jié)構(gòu)，利于粉煤靠自重力自動快速落下。該裝置多處通過法蘭和O形圈連接的配合使用方式，可實現(xiàn)化工生產(chǎn)中錐體快速卸出工作，具有安全、快捷、穩(wěn)定的效果，便于維護(hù)裝置。

該裝置大大簡化了充氣錐的裝卸工作，對充氣錐進(jìn)行保護(hù)性、節(jié)約性的裝卸，同時降低了操作人員的受傷害概率，省時省力，經(jīng)濟效益可觀,可廣泛推廣應(yīng)用。