五環(huán)爐煤氣化裝置配煤方式分析及管理措施

紀林朋 寧哲 張敏 張向沛(洛陽永龍能化有限公司， 河南 洛陽 471100)

五環(huán)爐煤氣化裝置配煤方式分析及管理措施

紀林朋 寧哲 張敏 張向沛(洛陽永龍能化有限公司， 河南 洛陽 471100)

本文簡述了五環(huán)爐煤氣化裝置的配煤管理流程，對用煤配煤的必要性進行了分析，介紹了配煤過程，以及使用配煤與單一煤種氣化爐運行情況對比。

五環(huán)爐；配煤；單一煤種；千層餅；煤種適應性分析；配煤管控

新型WHG(五環(huán)爐)煤氣化裝置是采用干煤粉進料、液態(tài)排渣、水/蒸汽混合激冷。經(jīng)過數(shù)次開停車改造和不斷的工藝優(yōu)化操作，實現(xiàn)了氣化爐連續(xù)運行并產(chǎn)出合格粗合成氣。隨著試車的進行，五環(huán)氣化爐運行逐步趨于穩(wěn)定，但其煤種適應性直接影響五環(huán)氣化爐的正常運行，成為了制約氣化爐長周期穩(wěn)定運行的關鍵。筆者通過五環(huán)爐單一煤種運行與配煤運行工況的對比，剖析了配煤方案的有效性實施對煤氣化裝置經(jīng)濟穩(wěn)定運行的重要意義。

1 輸煤系統(tǒng)概況

備煤工序設計有兩座圓形煤庫，其中，1#圓形煤庫內(nèi)有橋式堆取料機1臺，貯存能力為1.6萬噸，為氣化供煤，能滿足氣化爐約15天用煤需要。由于氣化爐的操作對煤質(zhì)變化非常敏感，需要在圓形煤庫內(nèi)按本方案作較為精細配煤操作，充分利用圓形煤庫中堆取料機的作用進行配煤，保證配出的煤滿足氣化爐實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行。

2 氣化用煤煤種的選擇

根據(jù)對/使用干煤粉氣化的中原大化、永城龍宇、鶴壁煤化工、新鄉(xiāng)中新、義馬開祥等企業(yè)的考察，由于單一煤種較難滿足煤中灰分在15%～20%；灰熔點在1250-1300℃區(qū)間操作的基本要求，這就需要采用兩種煤進行配煤。其中，一種煤灰熔點(FT)大于1300℃；另一種煤灰熔點(FT)小于1200℃，按一定比例混合后，混煤的灰熔點控制在1250-1300℃之間。根據(jù)已有企業(yè)運行經(jīng)驗，一般選用灰熔點較高的河南本地煤作為配煤煤種；選用灰熔點較低的外地長焰煤煤種為主煤種。根據(jù)實際情況，參照開祥化工配煤模式，選用義馬耿村煤為配煤煤種；選用陜西榆林榆樹灣煤為主煤種能滿足以上要求。

3 確定氣化爐使用原料煤分三步走的計劃

（1）在氣化爐試生產(chǎn)階段，為減少配煤不均等干擾因素，降低操作難度，提高操作人員對氣化爐工況掌握的熟練程度，確定使用一段時間彬縣小莊礦單一煤種，時間暫定為6個月。

（2）在操作人員熟練掌握單一煤種操作經(jīng)驗后，開始采用皮帶配煤方案，以便根據(jù)來煤煤質(zhì)情況靈活調(diào)整配煤比例。在1#煤庫另存一堆主煤種、2#煤庫內(nèi)貯存一堆能與鍋爐配煤同時使用的配煤煤種，兩種煤經(jīng)V48108#A/B皮帶秤稱量后配煤為輔的方案。

（3）確定配煤比例后，在1#煤庫采用“千層餅”方式進行配煤為主方案。

4 配煤過程的管理

4.1 入廠煤質(zhì)管控

對入廠煤質(zhì)量驗收管理的原則要求，也是配煤工作管理的重點，從原煤質(zhì)量進行控制。備煤分廠對原料煤采樣機、接卸車輛的機械、電氣、通訊設備和鐵路專用線等設施應加強維修與管理，健全操作規(guī)程，保持設備完好運行正常。部門業(yè)務人員應對所管理的入廠煤質(zhì)量負責，從源頭杜絕摻雜使假、分層裝車問題，為合理解決質(zhì)價糾紛提供有力證據(jù)。入廠煤監(jiān)裝實行責任制，分管業(yè)務人員對每批煤出具抽查、評估數(shù)據(jù)(Qnet,ar、Mt)，如果入廠煤出現(xiàn)摻雜使假、分層裝車以及與要求煤質(zhì)有較大偏差問題，要追究分管業(yè)務人員責任。進煤前必須到實地采樣，準確掌握煤質(zhì)情況，裝車時主管業(yè)務人員必須到位。汽車運輸煤應采用監(jiān)督裝車、加封及路檢等辦法。

4.2 配煤經(jīng)驗確定配煤比例

根據(jù)五環(huán)氣化爐實際，選用可再選擇省內(nèi)煤源地，節(jié)約其經(jīng)濟性，如義馬耿村的煤種作為配煤為配煤煤種；選用榆林煤、彬縣煤為主煤種能滿足以上要求。根據(jù)殼牌爐選煤指標優(yōu)質(zhì)煤(榆林煤)發(fā)熱量在6300左右，劣質(zhì)煤(耿村煤)3900左右，在榆林煤：耿村煤=6∶5情況下，混合煤樣的灰熔點基本能調(diào)整至1350℃左右，兩者進行配煤選擇比例為6∶5。

4.3 配煤方式的選擇

1#圓形煤庫軌道內(nèi)直徑為80米，軌道內(nèi)周長為251.2米，劃分為三個區(qū)域，每個區(qū)域為扇形，扇形外弧長為80米，留有外弧為約4米的分隔帶。為盡可能利用場地，煤堆堆為扇形，整堆煤高度最高約為12米，每堆煤重量約在7500噸，1000噸煤層厚度約為0.72米，500噸煤層厚度約為0.36米，每層盡可能均勻堆料，每層厚度與煤堆的坡度有關，每層煤的厚度要嚴格測量并加以控制，確保實現(xiàn)按比例配煤。千層餅方案優(yōu)點是取煤方便，但堆煤時對來煤比例有要求，且煤堆好后若氣化爐對原料煤要求有變化時無法改變。皮帶配煤優(yōu)點是對來煤沒有要求，且上煤時可以根據(jù)氣化爐對原料煤的要求不斷進行調(diào)整，但在具體操作時控制上煤比例有一定難度。

4.4 取煤的方法

配煤會按照配比量、調(diào)整比例嚴格執(zhí)行。掐頭去尾，就是從哪個位置開始堆，就從哪個位置開始取，也就是第一層煤鋪到哪里就掐到哪里。配煤是會流動的，越高向下流的越多，配好煤堆的堆頭只有最外層的煤，把外層的煤去掉后，只要取到第一層煤的端部，后面的就均勻了。去尾也一樣，這就需要在鋪第一層煤時做好記錄和標識，取煤時找到就行了。

4.5 采樣、制樣、分析樣過程管控

進廠煤的檢質(zhì)，要分礦別、分品種車車采樣，按批化驗。檢質(zhì)率要達到100%，要有詳盡的臺帳和責任人簽字，并實行密碼傳遞，隨機抽查、核對、考核。

①入廠煤樣品使用機械采樣裝置采取。入廠煤機械采樣裝置必須性能可靠，經(jīng)權威部門鑒定采制樣無系統(tǒng)偏差、精密度達到GB475-1996要求，并具備自動隨機定位功能。

②人工采樣。入廠煤人工采樣作為機械采樣裝置故障時的輔助手段使用或人工抽檢時使用。

③采樣工作完成后，采樣人員應及時對樣品進行封存，由制樣人員登記編號。

④煤場管理人員負責入廠煤卸車煤質(zhì)檢查，負責卸車時的煤質(zhì)外觀檢查及配合采取抽查樣。

⑤卸車檢查過程中，如發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)與要求不符、雜物及矸石過多、分層裝車等現(xiàn)象，卸車檢查人員應立即向上級匯報，由煤質(zhì)驗收管理專業(yè)技術人員、原料煤效能監(jiān)察人員和有關領導共同到現(xiàn)場處理。處理過程應形成文字和影像資料存檔，處理結(jié)果應公示。

⑥入廠煤采樣場所必須設置電子監(jiān)控設施，對采樣過程和機械采樣裝置的破碎縮分設備、集樣桶進行全時段監(jiān)控。

4.6 配煤管控記錄

為管控配煤過程、出現(xiàn)的問題便于查找原因，需對各環(huán)節(jié)煤質(zhì)進行管控，嚴格做好配煤時的臺賬記錄。保證每一次供煤，都需要對用煤單位回饋的用煤情況進行分析，并對重點環(huán)節(jié)進行逐一檢查，形成整體的閉環(huán)管理。檢查堆路線：值班室→輸煤皮帶→破碎機→縮分機→棄煤皮帶，采煤樣、制煤樣、及分析煤樣的相關單位人員分工執(zhí)行，并由煤質(zhì)管理機構(gòu)作為第三方監(jiān)管。臺賬記錄進行問題分析，各類煤質(zhì)信息由煤質(zhì)管理機構(gòu)進行匯總，分析用煤情況，通過結(jié)合氣化爐工況穩(wěn)定情況，作出下一步供煤方案。

4.7 配煤評價報告

煤質(zhì)管理機構(gòu)根據(jù)氣化爐工況分析數(shù)據(jù)出配煤評價報告并根據(jù)用煤情況出具使用報告，對用煤種適用性的判斷，調(diào)整配煤的方案與供煤計劃，具體內(nèi)容如下：

分析混配煤的灰分、全水分、內(nèi)水、硫含量、熱值、揮發(fā)份；配煤組成中工業(yè)分析；及混配煤的硅鋁比、堿酸比；混配煤添加石灰石的灰熔點進行操作溫度分；依據(jù)氣化爐蒸汽產(chǎn)量、渣液化溫度、氣化操作空間、石灰石添加比例、氧煤比、氣化溫度、水氧比；根據(jù)分析總結(jié)氣化爐用煤的適應性提出修正配煤方案。

5 結(jié)語

筆者從生產(chǎn)實際出發(fā)，對氣化裝置配煤方式分析及管理措施進行闡述。在開車過程中，對煤種特性了解透徹，且通過詳盡分析確定各項配煤指標，提前做好煤源地篩選，為氣化爐用煤指標進行經(jīng)濟化配煤管理。筆者以為只要嚴格控制各項配煤控制指標，不斷完善配煤操作，長期積累供煤經(jīng)驗，根據(jù)實際穩(wěn)定運行工況，優(yōu)化和提升配煤管理措施，定能實現(xiàn)氣化爐供煤的穩(wěn)定運行。