GSP氣化煤粉輸送問(wèn)題及優(yōu)化措施

第21卷第3期中國粉體枚術(shù)VoL. 21 No. 32015年6月。 CHINA P。 WDER SCIENCE AND TECHNOLOGYJun.2015doi:10.13732/issa1008-5548.201503.023GsP氣化煤粉輸送問(wèn)題及優(yōu)化措施馬銀劍,羅春桃,井云環(huán),吳躍(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司,寧夏靈武750411)摘要:為了實(shí)現CsP干煤粉氣化工業(yè)裘置煤粉密相輸送系統的穩定榆提高了煤氣品質(zhì)。在干煤粉加壓氣化裝置中,煤粉迷,對鎮斗與發(fā)科罐積、鎖斗閥、攪拌器煤粉管線(xiàn)、疏松元件等影響被高壓二氧化碳或氮氣輸送至氣化燒嘴,在氣化爐煤粉穩定輸送的因素進(jìn)行研究。結果表明,通過(guò)調整鎖斗疏松氣標準狀態(tài)下體積流量為900-1200m加h,在疏松氣管線(xiàn)上設置旁路,下料內發(fā)生部分氧化反應,氮氣或二氧化碳氣體最終混中設置吹掃氣,發(fā)料罐上安裝連續料位計,以及對發(fā)料罐中的煤粉管合在產(chǎn)出的粗煤氣中,通過(guò)低溫甲醇處理又被分離線(xiàn)進(jìn)行國定,輪送元件的布氣板厚度增加23m,控制金屬絲網(wǎng)孔隙出去。在大規模煤粉加壓氣化工藝中,殼牌干煤粉氣為260μm,實(shí)現了煤粉密相輸送系統質(zhì)量流量波動(dòng)幅度小于5%?；爸袊教旄擅悍蹥饣拿悍郯l(fā)料罐均采用下出關(guān)鍵詞:煤氣化;煤粉;氣力輸送料方式氣力輸送供煤,而GSP( gaskombinat schwarze中圖分類(lèi)號:TQ536文獻標志碼:A文章編號:1008-5548(2015)03-0096-04pump)干煤粉氣化技術(shù)中發(fā)料罐則采用上出料方式。CSP干煤粉氣化技術(shù)是20世紀70年代末,前民主Conveying Problem of GSP Gasification德國燃料研究所開(kāi)發(fā)并投入商業(yè)化運營(yíng)的技術(shù)S神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司于2005年引進(jìn)5臺Pulverized Coal and optimizing measuresGSP干煤粉氣化爐(6,2008年開(kāi)工建設,2010年裝MA Yinjian, LUO Chuntao, JING Yunhuan, WUYue置實(shí)現投料運行,煤粉的穩定輸送一直是影響氣化爐穩定運行的核心問(wèn)題。本文中通過(guò)對CSP氣化Coal Chemical Industry Branch Company,Shenghua Ningxia Coal Industry Group, Lingwu 750411, China)技術(shù)的研究,得出影響煤粉輸送的主要因素及優(yōu)化措施Abstract: To realize the steady dense phase conveying of GSP gasificationtechnology in industrial application, the factors affecting pulverized co1GSP煤粉密相輸送系統簡(jiǎn)介steady conveying were studied such as the volume of lock hopper andGSP干煤粉密相輸送系統主要包括煤倉、煤倉過(guò)feeding tank valve of lock hopper, mixer, pipe line of pulverized coal濾器、鎖斗、泄壓過(guò)濾器、發(fā)料罐及輸送至燒嘴的3lock hopper is0o120 nder the standard condition. a bypass is條煤粉管線(xiàn)。煤粉輸送系統工藝流程如圖1所示。原added in the loose gas pipe. Purge gas is set in the discharge valve, The煤經(jīng)干燥研磨后,水的質(zhì)量分數不超過(guò)5%,粒徑不feeding tank is provided with a continuous material level meter. The超過(guò)200μm,經(jīng)低壓氮氣稀相輸送至煤倉。煤粉進(jìn)verized coal pipeline in the middle is fixed. The thickness of the plate入煤倉后與氮氣分離,在重力作用下,分配到煤粉倉transmission element is increased by 2 to 3 mm. The metal mesh voidage is4個(gè)隔室,4個(gè)隔室的錐形出口分別對應4個(gè)煤鎖regulated at 260 um. Thus the changing range of pulverized coal mass flowin the pulverized coal dense phase conveying system is less than 5%斗,當鎖斗泄壓至常壓時(shí),煤倉出口閥打開(kāi),煤粉進(jìn)Keywords: gasification of coal; pulverized coal; pneumatic conveying入鎖斗。煤粉充滿(mǎn)鎖斗后,關(guān)閉所有進(jìn)、出口閥,開(kāi)始對鎖斗進(jìn)行充壓,當發(fā)料罐生產(chǎn)壓力約為44MPa粉體氣力輸送是一項利用惰性氣體能量輸送固時(shí),開(kāi)始向發(fā)料罐供煤粉,4個(gè)鎖斗依次分別進(jìn)行體顆粒的古老而有效的技術(shù),迄今為止已有100多實(shí)現鎖斗向給發(fā)料罐連續輸送煤粉,進(jìn)而實(shí)現氣化年的歷史。煤粉加壓密相氣力輸送則是大規模煤粉爐運行。加壓后的煤粉進(jìn)入發(fā)料罐,發(fā)料罐內置攪氣化中的關(guān)鍵技術(shù)之一-3。煤粉通過(guò)密相氣力輸送拌器使煤粉呈流化狀態(tài),依靠發(fā)料罐與氣化爐之間裝置運輸,不僅降低輸送成本,提高輸送效率,而且的壓差提供動(dòng)力,煤粉通過(guò)3條煤粉管線(xiàn),速度為收稿日期:2014-06-11,修回日期:201406-27。合數年國化二明設度計基金項目:寧夏回族自治區重大科技攻關(guān)項目。第一作者簡(jiǎn)介:馬銀劍(1979-),男,碩士,T程師研究方向為煤氣化電速度計、控制叫x,麗人平穩控制和氣化話(huà):0951-6963723, E-mail:18995052120@26com爐的安全運行。馬銀劍,等:CSP氣化煤粉輸送問(wèn)題及優(yōu)化措施97氮氣￠一壓力一4-質(zhì)量流量7674煤粉72并聯(lián)鎖斗二當去鎖斗泄壓50100150200250300350時(shí)間/min二氧化碳圖2鎖斗壓力對煤粉流量的影響煤粉去燒嘴Fig 2 Effect of lock hopper pressure on pulverized coal flow二氧化碳中料發(fā)完,鎖斗個(gè)數減少,動(dòng)作時(shí)間延長(cháng),閥門(mén)個(gè)數減少,操作次數減少,同時(shí)發(fā)料罐容積增大,有足夠的空間緩沖對其壓力影響,有利于穩定輸送。主要優(yōu)化措施包括:1)操作中根據給料器料位情圖1GPS煤粉輸送工藝流程況調整疏松氣量,探索最佳控制指標;2)以連續料位Fig. 1 Process of GPs pulverized coal conveying為基準,發(fā)料罐的料位顯示13以后再進(jìn)行下料,減少2影響煤粉穩定輸送的因素鎖斗的并入和退出次數;3)確保鎖斗與給料容器連通次性下料,減少鎖斗閥門(mén)動(dòng)作次數;4)通過(guò)盡量穩煤粉的穩定輸送直接影響氣化爐的穩定運行,定鎖斗的疏松氣量,控制標準狀態(tài)下體積流量為900-3條煤粉管線(xiàn)輸送煤粉至氣化爐組合燒嘴,當管線(xiàn)間1200m}/h,減少鎖斗的備用量等措施,防止發(fā)料罐壓出現流量偏差時(shí),極易引起氣化爐中高溫火焰偏離中力波動(dòng),實(shí)現煤粉的穩定輸送;5)在底部疏松氣管線(xiàn)心軸,引起偏燒,燒損水冷壁,導致氣化爐停車(chē),因此上增加旁路,鎖斗運行過(guò)程中始終保持旁路閥常開(kāi),煤粉的穩定輸送是氣化爐正常運行的先決條件。煤粉煤鎖斗進(jìn)煤時(shí)控制疏松元件壓差及旁路輸送氣量,防輸送的主要動(dòng)力來(lái)自發(fā)料罐與氣化爐之間的壓差,任止煤粉竄入疏松元件。何一方壓力波動(dòng)都會(huì )引起煤粉流量波動(dòng)氣化爐的壓22鎖斗閥故障力一般比較穩定,主要通過(guò)粗煤氣的出口閥控制,而鎖斗閥門(mén)磨損嚴重,故障率高,尤其是鎖斗的平發(fā)料罐的壓力影響因素較多,如鎖斗順控操作、流化衡閥、下料閥及卸壓閥,內漏現象較多,引起日常操作氣、鎖斗下料及疏松元件破損等。中,鎖斗充不上壓、升壓慢及卸壓時(shí)間長(cháng)等現象,導致2.1鎖斗及發(fā)料罐容積發(fā)料罐的壓力波動(dòng)大或超壓,嚴重影響煤粉輸送系統在正常生產(chǎn)過(guò)程中,4個(gè)鎖斗的順序下料實(shí)現對的穩定運行。主要原因是煤粉鎖斗的所有閥門(mén)均為頻發(fā)料罐的煤粉供紿,原設計中煤粉鎖斗與發(fā)料罐容積繁動(dòng)作閥門(mén),頻繁地進(jìn)料、卸壓、下料、升壓,閥門(mén)不間均偏小,在正常運行中,鎖斗每隔15min就要進(jìn)料一歇開(kāi)關(guān),對閥球、閥座、流道和閥內壁造成磨蝕,特別次,這樣頻繁的并入、下料、退出對發(fā)料罐造成沖擊,是鎖斗出現下料不暢時(shí),需要不斷動(dòng)作閥門(mén)開(kāi)關(guān),致引起壓力變化,進(jìn)而造成煤粉流量的波動(dòng)。圖2所示使煤粉滲入閥門(mén)密封面造成劃痕,運行一段時(shí)間后,為1個(gè)鎖斗的沖壓、卸壓循環(huán)對整個(gè)煤粉流量的影閥門(mén)的開(kāi)關(guān)力矩增大,導致閥門(mén)卡澀,同時(shí)煤粉硬化響。由圖可知,鎖斗壓力穩定在50MPa時(shí),煤粉質(zhì)量抱死閥桿,閥門(mén)不能正常開(kāi)關(guān)。閥門(mén)內漏后,鎖斗的升流量在70-75th范圍內,當鎖斗泄壓至0或升壓至壓或卸壓時(shí)間延長(cháng),給料容器壓力無(wú)法穩定,3條煤粉50MPa時(shí),煤粉的流量在67-75th范圍內,即波動(dòng)管線(xiàn)流量隨之發(fā)生大幅波動(dòng),導致氣化爐負荷忽高忽范圍由0-5th擴大到0-8th,4個(gè)鎖斗依次循環(huán)向低,影響其穩定運行。發(fā)料罐供煤時(shí),煤粉流量的大幅波動(dòng)變得極為頻繁。主要優(yōu)化措施包括:1)在下料閥中設置吹掃氣;粉發(fā)料罐容積較小時(shí)也極易受到疏松氣的干擾,疏松氣2)給發(fā)料罐安裝連續料位計,準確計量料位;3)配備體的流量稍有波動(dòng),也會(huì )影響發(fā)料罐壓力變化,進(jìn)而影管線(xiàn)振動(dòng)敲中國煤化工查閥門(mén)損壞程工響煤粉的穩定輸送。國內的煤粉密相系統運行均采用度,及時(shí)更換CNMHG大容量鎖斗和發(fā)料罐,原因是采用大容量鎖斗給發(fā)料23發(fā)料罐的攪拌矗改障罐供料,一次性下料后,發(fā)料罐需要0.5h以上才能將GSP氣化裝置發(fā)料罐中設計了攪拌器,目的是發(fā)中國粉體技術(shù)第21卷料罐中的煤粉充分流化,消除架橋,但是實(shí)際運行中度增大,流化氣從發(fā)料罐底板的分布板孔出來(lái)后,逐攪拌器易發(fā)生故障,主要表現在煤粉進(jìn)入攪拌器的機漸向四周擴散,隨著(zhù)與分布板距離的增大,湍動(dòng)強度械密封,造成攪拌器抱死;發(fā)料罐中的疏松元件脫落,減小,當距離超過(guò)臨界值時(shí),會(huì )與發(fā)料罐側部的疏松對攪拌器形成卡澀。氣在周線(xiàn)匯合,氣相湍動(dòng)增強,流速減小,對固相的擾正常生產(chǎn)中攪拌器的損壞和故障會(huì )直接導致煤動(dòng)減弱,因此當3條煤粉管線(xiàn)在發(fā)料罐內的布置及其粉流量的波動(dòng),通過(guò)攪拌器故障停運前、后煤粉流量進(jìn)口距離分布板的高度發(fā)生改變時(shí),進(jìn)入煤粉管線(xiàn)的的變化,考察攪拌器對煤粉流量的影響,結果如圖3煤粉并不是最佳的流化狀態(tài),需要及時(shí)調節煤粉管線(xiàn)所示。由圖可知,攪拌器密封氣流量不變的前提下,由上的流量控制閥,有效控制煤粉流量的大幅波動(dòng),避于攪拌器故障停運后,輸送煤粉的密度發(fā)生了較大的免引起連鎖而停車(chē)。波動(dòng),因此攪拌器運行時(shí)煤粉密度為350-415kg/m3;當運行至150mn時(shí)故障停運后,煤粉密度范圍則擴大到310-450kgm3,這種情況直接導致煤粉流量發(fā)生26大幅波動(dòng)。22440第1條煤粉管線(xiàn)20420二。第3條煤粉管線(xiàn)三400380340圖4煤粉管線(xiàn)的位置對煤粉輸送量的影響320Fig 4 Influence of coal pipeline position on conveying flow of010020000400500lIveried coal為了固定煤粉管線(xiàn)在發(fā)料罐中的位置,可通過(guò)以圖3攬拌器故障前、后煤粉密度波動(dòng)的趨勢下方法來(lái)實(shí)現:1)將支撐的工字鋼變成圓型鋼,防止工字鋼引起煤粉的架橋現象;2)對發(fā)料罐內的煤粉管before and after fault agitator線(xiàn)進(jìn)口焊接鋼絲繩固定,防止其偏離中心位置;3)氣攪拌器停運后不能保證發(fā)料罐內氣-固兩相流的化爐停運時(shí)定期檢查煤粉管線(xiàn)的分布位置,防止3條良好接觸,導致發(fā)料罐的流化氣和疏松氣分布不均煤粉管線(xiàn)相互并掄、變形或偏離中軸線(xiàn)等情況。勻,煤粉的流化狀態(tài)發(fā)生改變,從而使罐內的煤粉出25疏松元件破損現部分結拱架橋、溝流等,煤粉的密度忽大忽小。煤粉疏松元件的主要作用是防止鎖斗或發(fā)料罐主要措施包括:1)根據運行經(jīng)驗周期性檢查、檢的煤粉壓實(shí)團聚,使其處于流化狀態(tài),便于煤粉輸送測;2)定期更換易損部件。CSP氣化裝置自試車(chē)運行以來(lái)試用了沙粒布、金屬絲24煤粉管線(xiàn)網(wǎng)布、燒結金屬等6種鎖斗疏松元件,但是仍未找到GSP煤粉輸送釆用發(fā)料罐上出料結構,3條煤粉種滿(mǎn)足孔隙要求的髙強度、長(cháng)壽命的疏松元件管線(xiàn)從發(fā)料罐頂部均勻布置伸人發(fā)料罐中,運行過(guò)程造成疏松元件損壞的主要原因是疏松元件處在中發(fā)現煤粉管線(xiàn)不處于流化盤(pán)中間,對煤粉流量穩定高速流動(dòng)的情性介質(zhì)中,布氣板阻力、強度不能滿(mǎn)足性產(chǎn)生一定影響,見(jiàn)圖4。由圖可知,第1、2條煤粉管工藝要求,導致輸送元件易脫落、鼓包,同時(shí)煤粉進(jìn)入線(xiàn)中流量為22~25th,但是第3條的煤粉波動(dòng)到疏松元件筒體,造成通道堵塞、磨蝕,疏松效果變差20.5-27.5th。出現這種情況要及時(shí)調整負荷。由于3使得鎖頭及發(fā)料罐壓力異常,影響煤粉的穩定輸送,條煤粉管線(xiàn)中的煤粉要同時(shí)進(jìn)入燒嘴,從燒嘴端面噴嚴重時(shí)導致氣化爐停車(chē)。出,在氣化爐中發(fā)生劇烈反應,其中1條流量增大或優(yōu)化改進(jìn)措施包括:1)在已使用疏松件的基礎減小都將影響氣化爐內高溫區,嚴重時(shí)高溫區偏離中上,對疏松元件的選型、配置進(jìn)行總結、評估,根據經(jīng)軸線(xiàn),會(huì )燒損水冷壁,因此要及時(shí)降低負荷,調整煤粉驗委托制造新的疏松元件;2)布氣板厚度可增加2~管線(xiàn)間的流量差,必要時(shí)停車(chē)檢查。3mm,以提中國煤化工金屬絲網(wǎng)孔徑從煤粉的流量與煤粉管線(xiàn)進(jìn)口到流化板之間的距120μm增」CNMHG元件阻力;4)提離有關(guān),氣體速度、湍流強度并不隨床層的增加而減高多孔材料的過(guò)濾槽度,降仳保粉週過(guò)布氣板進(jìn)入疏小,存在一個(gè)最佳距離。當流化氣速度增大時(shí),湍流強松元件筒體的概率;5)采用不銹鋼的法蘭和筒體,燒第3期馬銀劍,等:GSP氣化煤粉輸送問(wèn)題及優(yōu)化措施結金屬的布氣板,探尋使用最佳的疏松元件。安裝連續料位計、及時(shí)更換維修來(lái)解決。通過(guò)上述一系列操作優(yōu)化及改造措施,實(shí)現了3)攪拌器故障及煤粉管線(xiàn)問(wèn)題的解決措施是通過(guò)煤粉給料系統的穩定運行,優(yōu)化后運行數據如圖5定期檢査、煤粉管線(xiàn)固定、矯正及采用圓型鋼,防止煤所示。由圖可知,單臺氣化爐進(jìn)煤粉質(zhì)量流量為68~粉的架橋現象。74t/h,波動(dòng)幅度小于5%,這樣的穩定輸送有利地保4)疏松元件破損問(wèn)題主要通過(guò)在對疏松元件的選障了氣化爐的平穩運行。型、配置、制造新的疏松元件,增加布氣板厚度、絲網(wǎng)透氣度以及采用燒結金屬的布氣板等措施解決。5)優(yōu)化措施的實(shí)施實(shí)現了煤粉密相輸送質(zhì)量流量波動(dòng)幅度小于5%,有利地保障了氣化爐平穩運行。參考文獻( References)[1]MOLERUS O. 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