壳牌煤气化装置磨煤机密封气体研究

杨明涛

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)

引 言

在煤气化装置中，制粉工段就是壳牌煤气化装置中的磨煤单元，在进行工作的过程中，煤气化区域中进入了经过皮带运转的碎煤，并且这个碎煤<3 cm的；进入到磨煤机中进行碾磨的就是它与石灰石的混合物，经过氮气的输入来维持氧的含量。在后工段中的主要原料就是分离出来的煤粉。

1 对当前磨煤机系统的分析

1.1 磨煤机系统中的主要问题

在系统中，氧含量增加的情况会因为密封空气风机在磨煤机系统的开车过程中被开启而出现，这个时候，想要把氧的含量降低到8%，就必须向系统中充入充足的氮气。当然，磨煤机的密封效果也不是一直都是好的，这种情况下就会出现在密封风与系统循环风的压差小于2 KP时，当然在这种情况下，也会出现许多的问题，就比如在磨盘静环与动环的空隙处会出现磨煤机中的煤粉，严重的话，还会使磨煤机损坏。

1.2 简析磨煤试车过程

在磨煤试车的过程中，主要有三种工况，密封空气风机与燃烧空气风机都会在循环风机启动后停止工作，在这个时候，系统中加入了9 000 Nm3/h～11 000 Nm3/h的氮气，当然，这主要是为了保证氧含量在系统中的比例小于8%，这也是第一种工况；密封空气风机在循环风机启动后开始工作，在这个时候，系统加入了14 000 Nm3/h～16 000 Nm3/h的氮气，通过这样的方法，使系统中氧气的含量小于8%，这是第二种工况；密封空气风机与燃烧空气风机在循环风机启动后都开始进行工作，使用氮气的量在进行点火磨煤之后达到了14 500 Nm3/h～16 500 Nm3/h，这是第三种工况的进行过程。

1.3 系统中氧的含量与氮气的消耗

氧的含量在磨煤机系统中占大约8%，并且也不需要加入太多的氮气，这是燃烧空气风机进行工作后的主要特征；在磨煤机系统中加入很多的氮气，这是为了实现系统的惰性化，这也这是密封空气风机在进行工作后的主要表现状态。在密封空气风机开始工作后，也会有一部分的空气进入到系统之中，这也就造成磨煤机系统中氧含量的大幅度上升，在这个时候，想要把氧的含量控制在8%，就必须向系统中输入大量的氮气；加入了氮气，使系统中氧的含量有效降低，但是随着深入的调查发现，磨煤机出口的温度会跟随氧含量的降低而降低。同时，煤粉的含水量会随着温度的降低而变化，这也就不符合生产所需，因此在这个时候就必须想办法使出口温度升高，就比如增加柴油的用量。在这个工作过程中可以看出，因为在系统中加入了密封气体，使得氮气的消耗量增加，同时也使燃料消耗出现上升的情况[1]。

2 优化磨煤机系统的工艺

2.1 开车工艺选择

准备进行开车工作时，工作人员首先要进行的就是检查磨煤机系统是否满足启动的条件，是否启动了辅助系统，对碎煤仓、石灰石仓以及飞灰缓冲罐料位进行认真的检查；然后开启系统中的截止阀；使仪表和设备的吹扫空气及氮气处于开启的状态；对煤粉收集器中的喷吹氮气设备进行开启；使磨煤机系统中的冷却水系统、润滑油系统以及煤粉收集器中的伴热保温处于开启状态。然后再进行惰化、预热以及开车工作的进一步准备，启动循环风机，这个工作是在最小气体流量的前提下进行的；对氧的含量进行检查，通过进行氮气的增加，使得氧气的含量维持在8%以下；点燃热风炉开车烧嘴，同时使煤粉收集器伴热工作顺利进行，通过这样的办法，实现系统的预热；磨煤机中液压系统的开启；润滑油系统的启动；将旋转分离器开启，同时为了实现煤粉颗粒的规律分布，可以通过手动的方法进行速度的调节；将排出系统的排粉旋转给料机开启。想要启动磨煤机就需要完成所有的预处理工作，同时启功磨煤机的安全系统[2]。

2.2 停车工艺选择

从工作原则上来说，停车就是与开车完全相反的过程，首先使得全部料仓的出口阀处于关闭状态；关闭循环飞车系统；关闭给料机的给料系统以及石灰石、循环飞车的给料系统；如果磨煤机的出口处有较高的温度，这个时候就要进行热风炉停车或者是跳闸的操作；停止磨煤机的驱动系统；停止旋转分离器，密封空气风机在系统完全冷却后停止；对氧的含量进行检查；辅助系统在系统完全冷却后关闭。系统未排空而出现停车的状况就是紧急停车，如果出现自动紧急停车的状况，就说明循环风机可能出现了某些故障；在磨煤机、热风炉、煤粉收集器以及循环风机的旁边一般都会设有紧急停车按钮，按下即可紧急停车；磨煤干燥系统中的惰性气体会在紧急停车后进行置换，这是因为煤粉存在于磨煤干燥系统设备之中，通过气体的置换处理，可以保护相关设备，经过一段时间，磨煤干燥系统就会冷却，这个时候磨煤干燥系统中的惰性气体就可以用空气代替，然后再维修相关设备[3]。

2.3 操作工艺选择

通常来说称量传感器都会安装在贮仓上，在最小值与最大值之间进行变化就是贮仓料位的最大特征。磨煤机即将停车就说明到达最小值；碎煤仓、石灰石计量斗、飞灰缓冲罐停止进料就说明到达最大值；称量给料机控制磨煤机的进料量，碎煤的给料量可以根据系统实际的生产能力来决定，千万要注意磨煤机不可过载；循环风机的气量、旋转分离器的转速可以控制煤粉的粒度，如果循环风机的气量处于不变的状态时，就可以用旋转分离器的转速直接控制煤粉粒度；热风炉产生的惰性气体温度就可以直接控制磨煤机的出口处温度，想要保证磨煤机出口处温度不变，就需要利用起控制回路。在惰性气体的系统之中，供应线的流量控制器可以通过比例选择对燃烧空气流量或者是柴油量进行控制，通常来说，为了保证柴油的完全燃烧，燃烧空气流量高于理论值的10%左右，当然柴油量可以通过磨煤机的出口温度进行控制；在磨煤机出口处，循环风机流量控制器可以对惰性气体的流量进行有效地控制；在煤粉收集器和热风炉的下方就可以对惰性气体中的氧含量进行观察，如果在循环系统之中加入了氮气，这就说明氧的含量过高。为了保证在极端工作条件下煤粉收集器不会进行工作，通常都安装高温报警器及高料位报警器在煤粉收集器上；同时为了确保煤粉收集器不在高温高压条件下进行工作，都安装了防爆阀在煤粉收集器上；压差控制器安装在煤粉收集器的进出口处。

3 关于技术的改进

在保证密封效果的前提下，减少密封空气带来的风量，通过这样的处理，就可以使得磨煤机系统中氮气的使用量大大降低。在进行工作的时候，一般都会有工作人员不断地前来查看当前的工作进度，为了确保工作人员的安全，密封气体应该选择空气。微负压是旋转分离器的特征，这种情况下密封气体几乎不会往外泄露，而且工作人员也不会来到这，从工作角度分析，以氮气作为此处的密封气体最为合适，同时为了使输入系统之中的空气量减少，在磨盘处的密封气体选择空气。

4 结语

经过长时间的发展与运用，工作人员也逐渐发现我国当前在煤气化装置的磨煤机系统工作中还存在着一些问题，这就需要相关的工作人员及时重视起来，对磨煤机系统的相关工艺进行不断的优化。经过相应的研究发现，优化后的系统会减少对氮气的消耗，大大降低对环境的污染，更是为企业和社会创造了无限的经济效益，因此，应不断对相关的技术进行改造。

参考文献：

[1] 胡亮亮.壳牌粉煤气化关键设备的安全保护[J].天津化工,2016,30(4):39-42.

[2] 胡亮亮,张兆鲁.壳牌气化磨煤系统长周期运行中出现的若干问题[J].山东化工,2015,44(3):111-113.

[3] 李亚东.壳牌煤气化装置载气切换的优化控制[J].化肥工业,2016,43(5):53-56.