航天爐粉煤加壓輸送系統(tǒng)下料順控改造

侯卡立

摘 要：探討了航天爐煤氣化工藝中粉煤加壓輸送系統(tǒng)順控改造的相關(guān)內(nèi)容。通過對(duì)順控程序中的一些條件和對(duì)現(xiàn)場管道、操作方法的改造，使得粉煤加壓輸送系統(tǒng)下料順控得以投用，順利完成了破橋工作，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了誤操作的次數(shù)，延長了閥門的使用壽命，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：航天爐煤氣化；加壓輸送；下料順控；破橋

中圖分類號(hào)：TQ536.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.085

1 概述

在新鄉(xiāng)中新化工有限公司年產(chǎn)3×105 t的甲醇項(xiàng)目中，采用了國內(nèi)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HT-L粉煤加壓氣化技術(shù)。單爐日耗煤量為750 t，設(shè)計(jì)為雙爐運(yùn)行，無備用爐，已于2010-08一次投料試車成功。氣化裝置粉煤加壓輸送單元有2套，原設(shè)計(jì)為順控下料，但是，由于料位計(jì)不準(zhǔn)等原因一直未投用，長期以來，一直采用手動(dòng)下料。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，結(jié)合手動(dòng)下料的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)順控程序中的一些條件和現(xiàn)場管道、操作方法的改造，使粉煤加壓輸送投用順控取得了較好的效果。

2 工藝流程簡介

磨煤單元送來的合格粉煤進(jìn)入常壓粉煤貯罐V-1201內(nèi)，當(dāng)粉煤鎖斗V-1202壓力為常壓時(shí)，打開V-1201與V-1202之間切斷閥12XV1123/1133.粉煤靠重力送至V-1202內(nèi)，待V-1202高料位出現(xiàn)后，關(guān)閉12XV1123/1133和粉煤鎖斗所有的泄壓閥門，完全隔離粉煤鎖斗和低壓設(shè)備。然后，使用粉煤鎖斗的4條充壓管線逐漸充壓，待V-1202與粉煤給料罐V-1203之間的壓差達(dá)到±10 kPa時(shí)，打開V-1202與V-1203之間的聯(lián)通閥12XV1126/1127.此時(shí)，粉煤鎖斗的充壓線路只用充氣錐處的N2/CO2流化粉煤，然后打開粉煤鎖斗下料閥12XV1131/1132，依靠重力將粉煤送至粉煤給料罐內(nèi)。V-1202低料位出現(xiàn)后表明，鎖斗內(nèi)粉煤已輸送完畢，關(guān)閉12XV1126/1127/1131/1132，能夠完全隔離粉煤鎖斗和高壓設(shè)備。通過鎖斗的3次泄壓將鎖斗內(nèi)的氣體泄壓至粉煤貯倉過濾器S-1201內(nèi)，S-1201過濾下來的粉煤通過旋轉(zhuǎn)卸料閥送至V-1201內(nèi)，出S-1201N2/CO2氣體，其固含量<10 mg/Nm3。待鎖斗泄至常壓時(shí)，可重新接料、充壓和下料。

3 主要改造點(diǎn)和改造方法

3.1 接料過程的改造

將粉煤存放在常壓V-1201內(nèi)，底部有流化氮?dú)馔ㄈ耄i斗在接料時(shí)基本未出現(xiàn)堵塞的情況。由于粉煤料位計(jì)測量難度大，所以，根據(jù)我廠的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，在鎖斗高料位出現(xiàn)后延時(shí)40 s方可接滿料。于是，在鎖斗隔離的條件上增加1個(gè)延時(shí)，以達(dá)到接滿料的要求。如果料位計(jì)完全不準(zhǔn)確，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷出鎖斗接滿料的時(shí)間，然后將延時(shí)加至接料閥12XV1133/1123閥開后n秒隔離鎖斗。

3.2 充壓過程的改造

鎖斗充壓線路分為4路，即鎖斗頂部、笛管、充氣錐和管道充氣器。由于我廠沒有發(fā)生過幾次笛管、充氣錐和管道充氣器損壞的情況，所以，借鑒同行的經(jīng)驗(yàn)，將笛管、充氣錐和管道充氣器改為了多孔板結(jié)構(gòu)。但是，多孔板結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是環(huán)隙容易進(jìn)煤粉，導(dǎo)致充壓線路被堵塞。為了防止這種情況的發(fā)生，我廠在笛管和管道充氣器充壓線路中設(shè)置了小旁路，并增加了限流孔板，使氣體以小流量流入，以防堵塞。將充壓過程改為當(dāng)12XV1125打開20 s后打開12XV1129，并將12PDIC1102預(yù)設(shè)20%；12XV1129打開30 s后打開12XV1128，12XV1128打開5 s后打開12XV1130，并將12PDIC1103預(yù)設(shè)20%. 這樣做，能夠避免壓差表不準(zhǔn)時(shí)、調(diào)節(jié)閥開得過大將笛管、充氣錐等內(nèi)件打壞的情況發(fā)生，調(diào)節(jié)閥的開度可由操作員根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)。

另外一個(gè)非常重要的內(nèi)容是充壓完成的判斷。原設(shè)計(jì)充壓完成的依據(jù)為12PDIS1117±10 kPa，但是，我廠在使用過程中，12PDIS1117也出現(xiàn)過問題——在壓差未到時(shí)就將V-1202與V-1203聯(lián)通，導(dǎo)致氣化爐跳車。事后，我廠將判斷依據(jù)增加至3個(gè)壓差，分別為12PDIS1117±10 kPa、12PDIC1116<20 kPa、12PDIS1119<50 kPa。這樣，即使V-1202與V-1203在50 kPa的壓差下聯(lián)通，對(duì)V-1203的壓力影響也比較小，不會(huì)造成氣化爐跳車。

3.3 破橋的改造

粉煤在下料過程中經(jīng)常出現(xiàn)架橋的情況，原來設(shè)計(jì)的破橋程序是由鎖斗低料位和下料時(shí)觸發(fā)——如果下料超過5 min鎖斗低料位依然沒有出現(xiàn)，則會(huì)自動(dòng)觸發(fā)破橋程序，自動(dòng)破橋3次。但是，由于射源料位計(jì)不準(zhǔn)等原因，有時(shí)粉煤下料通暢時(shí)就發(fā)生了破橋。根據(jù)我廠的操作經(jīng)驗(yàn)，取消破橋程序的自動(dòng)觸發(fā)，改為由操作員觸發(fā)，增加了觸發(fā)破橋程序按鈕，操作員通過各參數(shù)判斷架橋時(shí)，就可以按下按鈕隨時(shí)觸發(fā)破橋程序，它不受時(shí)間和次數(shù)的限制。

3.4 泄壓的改造

泄壓前的關(guān)鍵是如何判斷鎖斗內(nèi)的粉煤已全部送至粉煤給料罐內(nèi)，這是非常重要的，也對(duì)鎖斗料位計(jì)的要求比較高。如果鎖斗內(nèi)有大量粉煤沒有下完就泄壓，便會(huì)出現(xiàn)給料罐料位緊張的情況，不僅有可能造成氣化爐減負(fù)荷，還可能造成S-1201底部堵塞。原設(shè)計(jì)是在鎖斗低料位出現(xiàn)30 s后即自動(dòng)泄壓。為了防止出現(xiàn)粉煤架橋、儀表不準(zhǔn)等原因造成的下料未完成就泄壓的情況，特在泄壓條件里增加了確認(rèn)按鈕，即鎖斗低料位出現(xiàn)30 s后，操作員按下確認(rèn)按鈕方可泄壓。這樣，下料是否完成不光是儀表說了算，還需要操作員的確認(rèn)。在泄壓時(shí)，二次

泄壓12XV1118打開的壓力點(diǎn)為鎖斗壓力2.4 MPa。根據(jù)我廠的經(jīng)驗(yàn)，該閥門在使用了大約6個(gè)月的時(shí)間就出現(xiàn)了泄漏的情況。打開后，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)閥球已損壞，需要重新更換閥球。事后，我廠將二次泄壓的壓力點(diǎn)改為2.0 MPa，經(jīng)過一年的運(yùn)行后，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，閥球表面的耐磨層已經(jīng)基本沒有了，但是，閥球本體還是光滑的。改造完后，大大延長了二次泄壓閥的使用壽命。

4 改造后的運(yùn)行和效益情況

收集了相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該順控程序中加入了很多經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過程序模擬人工操作，降低了順控對(duì)儀表的要求，使其更貼近本廠的實(shí)際情況。自順控投用一年多以來，沒有出現(xiàn)過因下料不暢導(dǎo)致氣化爐停車的情況。未發(fā)生因鎖斗內(nèi)件損壞或脫落導(dǎo)致粉煤角閥堵塞、卡死的情況。原來粉煤泄壓閥使用時(shí)間約6個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)閥球損壞的情況，而且更換閥球所需的費(fèi)用為5萬～6萬元。投用順控后，閥門使用時(shí)間可延長至1年半，并且閥球本體只是耐磨層磨損，閥球本體不需更換。重新噴涂閥球耐磨層的費(fèi)用為1萬～2萬元。經(jīng)過相關(guān)計(jì)算可知，2套4個(gè)泄壓閥每年可節(jié)約閥門維修費(fèi)用30萬元左右。改造后，未發(fā)生過因粉煤輸送系統(tǒng)導(dǎo)致的計(jì)劃和非計(jì)劃停車（檢修費(fèi)用不計(jì)，每停車4 h，費(fèi)用50萬元左右）。改造后的順控程序如圖1所示。

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