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(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司,寧夏靈武750411)摘要:為了實現(xiàn)CsP干煤粉氣化工業(yè)裘置煤粉密相輸送系統(tǒng)的穩(wěn)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(zhèn)斗與發(fā)科罐積、鎖斗閥、攪拌器煤粉管線、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(wěn)定輸送的因素進(jìn)行研究。結(jié)果表明,通過調(diào)整鎖斗疏松氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量為900-1200m加h,在疏松氣管線上設(shè)置旁路,下料內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng),氮氣或二氧化碳?xì)怏w最終混中設(shè)置吹掃氣,發(fā)料罐上安裝連續(xù)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,通過低溫甲醇處理又被分離線進(jìn)行國定,輪送元件的布?xì)獍搴穸仍黾?3m,控制金屬絲網(wǎng)孔隙出去。在大規(guī)模煤粉加壓氣化工藝中,殼牌干煤粉氣為260μm,實現(xiàn)了煤粉密相輸送系統(tǒng)質(zhì)量流量波動幅度小于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中圖分類號:TQ536文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)70年代末,前民主Conveying Problem of GSP Gasification德國燃料研究所開發(fā)并投入商業(yè)化運(yùn)營的技術(shù)S神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司于2005年引進(jìn)5臺Pulverized Coal and optimizing measuresGSP干煤粉氣化爐(6,2008年開工建設(shè),2010年裝MA Yinjian, LUO Chuntao, JING Yunhuan, WUYue置實現(xiàn)投料運(yùn)行,煤粉的穩(wěn)定輸送一直是影響氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行的核心問題。本文中通過對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(tǒng)簡介steady conveying were studied such as the volume of lock hopper andGSP干煤粉密相輸送系統(tǒng)主要包括煤倉、煤倉過feeding tank valve of lock hopper, mixer, pipe line of pulverized coal濾器、鎖斗、泄壓過濾器、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。煤粉輸送系統(tǒng)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?jǐn)?shù)不超過5%,粒徑不feeding tank is provided with a continuous material level meter. The超過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個隔室,4個隔室的錐形出口分別對應(yīng)4個煤鎖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(dāng)鎖斗泄壓至常壓時,煤倉出口閥打開,煤粉進(jìn)Keywords: gasification of coal; pulverized coal; pneumatic conveying入鎖斗。煤粉充滿鎖斗后,關(guān)閉所有進(jìn)、出口閥,開始對鎖斗進(jìn)行充壓,當(dāng)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,開始向發(fā)料罐供煤粉,4個鎖斗依次分別進(jìn)行體顆粒的古老而有效的技術(shù),迄今為止已有100多實現(xiàn)鎖斗向給發(fā)料罐連續(xù)輸送煤粉,進(jìn)而實現(xiàn)氣化年的歷史。煤粉加壓密相氣力輸送則是大規(guī)模煤粉爐運(yùn)行。加壓后的煤粉進(jìn)入發(fā)料罐,發(fā)料罐內(nèi)置攪氣化中的關(guān)鍵技術(shù)之一-3。煤粉通過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(yùn)輸,不僅降低輸送成本,提高輸送效率,而且的壓差提供動力,煤粉通過3條煤粉管線,速度為收稿日期:2014-06-11,修回日期:201406-27。合數(shù)年國化二明設(shè)度計基金項目:寧夏回族自治區(qū)重大科技攻關(guān)項目。第一作者簡介: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(wěn)控制和氣化話:0951-6963723, E-mail:18995052120@26com爐的安全運(yùn)行。馬銀劍,等:CSP氣化煤粉輸送問題及優(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(dāng)去鎖斗泄壓50100150200250300350時間/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,鎖斗個數(shù)減少,動作時間延長,閥門個數(shù)減少,操作次數(shù)減少,同時發(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(wěn)定輸送。主要優(yōu)化措施包括:1)操作中根據(jù)給料器料位情圖1GPS煤粉輸送工藝流程況調(diào)整疏松氣量,探索最佳控制指標(biāo);2)以連續(xù)料位Fig. 1 Process of GPs pulverized coal conveying為基準(zhǔn),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(wěn)定輸送的因素鎖斗的并入和退出次數(shù);3)確保鎖斗與給料容器連通次性下料,減少鎖斗閥門動作次數(shù);4)通過盡量穩(wěn)煤粉的穩(wěn)定輸送直接影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行,定鎖斗的疏松氣量,控制標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量為900-3條煤粉管線輸送煤粉至氣化爐組合燒嘴,當(dāng)管線間1200m}/h,減少鎖斗的備用量等措施,防止發(fā)料罐壓出現(xiàn)流量偏差時,極易引起氣化爐中高溫火焰偏離中力波動,實現(xiàn)煤粉的穩(wěn)定輸送;5)在底部疏松氣管線心軸,引起偏燒,燒損水冷壁,導(dǎo)致氣化爐停車,因此上增加旁路,鎖斗運(yùn)行過程中始終保持旁路閥常開,煤粉的穩(wěn)定輸送是氣化爐正常運(yùn)行的先決條件。煤粉煤鎖斗進(jìn)煤時控制疏松元件壓差及旁路輸送氣量,防輸送的主要動力來自發(fā)料罐與氣化爐之間的壓差,任止煤粉竄入疏松元件。何一方壓力波動都會引起煤粉流量波動氣化爐的壓22鎖斗閥故障力一般比較穩(wěn)定,主要通過粗煤氣的出口閥控制,而鎖斗閥門磨損嚴(yán)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(nèi)漏現(xiàn)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、升壓慢及卸壓時間長等現(xiàn)象,導(dǎo)致2.1鎖斗及發(fā)料罐容積發(fā)料罐的壓力波動大或超壓,嚴(yán)重影響煤粉輸送系統(tǒng)在正常生產(chǎn)過程中,4個鎖斗的順序下料實現(xiàn)對的穩(wěn)定運(yùn)行。主要原因是煤粉鎖斗的所有閥門均為頻發(fā)料罐的煤粉供紿,原設(shè)計中煤粉鎖斗與發(fā)料罐容積繁動作閥門,頻繁地進(jìn)料、卸壓、下料、升壓,閥門不間均偏小,在正常運(yùn)行中,鎖斗每隔15min就要進(jìn)料一歇開關(guān),對閥球、閥座、流道和閥內(nèi)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(xiàn)下料不暢時,需要不斷動作閥門開關(guān),致引起壓力變化,進(jìn)而造成煤粉流量的波動。圖2所示使煤粉滲入閥門密封面造成劃痕,運(yùn)行一段時間后,為1個鎖斗的沖壓、卸壓循環(huán)對整個煤粉流量的影閥門的開關(guān)力矩增大,導(dǎo)致閥門卡澀,同時煤粉硬化響。由圖可知,鎖斗壓力穩(wěn)定在50MPa時,煤粉質(zhì)量抱死閥桿,閥門不能正常開關(guān)。閥門內(nèi)漏后,鎖斗的升流量在70-75th范圍內(nèi),當(dāng)鎖斗泄壓至0或升壓至壓或卸壓時間延長,給料容器壓力無法穩(wěn)定,3條煤粉50MPa時,煤粉的流量在67-75th范圍內(nèi),即波動管線流量隨之發(fā)生大幅波動,導(dǎo)致氣化爐負(fù)荷忽高忽范圍由0-5th擴(kuò)大到0-8th,4個鎖斗依次循環(huán)向低,影響其穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)料罐供煤時,煤粉流量的大幅波動變得極為頻繁。主要優(yōu)化措施包括:1)在下料閥中設(shè)置吹掃氣;粉發(fā)料罐容積較小時也極易受到疏松氣的干擾,疏松氣2)給發(fā)料罐安裝連續(xù)料位計,準(zhǔn)確計量料位;3)配備體的流量稍有波動,也會影響發(fā)料罐壓力變化,進(jìn)而影管線振動敲中國煤化工查閥門損壞程工響煤粉的穩(wěn)定輸送。國內(nèi)的煤粉密相系統(tǒng)運(yùn)行均采用度,及時更換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(shè)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,但是實際運(yùn)行中度增大,流化氣從發(fā)料罐底板的分布板孔出來后,逐攪拌器易發(fā)生故障,主要表現(xiàn)在煤粉進(jìn)入攪拌器的機(jī)漸向四周擴(kuò)散,隨著與分布板距離的增大,湍動強(qiáng)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(dāng)距離超過臨界值時,會與發(fā)料罐側(cè)部的疏松對攪拌器形成卡澀。氣在周線匯合,氣相湍動增強(qiáng),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直接導(dǎo)致煤動減弱,因此當(dāng)3條煤粉管線在發(fā)料罐內(nèi)的布置及其粉流量的波動,通過攪拌器故障停運(yùn)前、后煤粉流量進(jìn)口距離分布板的高度發(fā)生改變時,進(jìn)入煤粉管線的的變化,考察攪拌器對煤粉流量的影響,結(jié)果如圖3煤粉并不是最佳的流化狀態(tài),需要及時調(diào)節(jié)煤粉管線所示。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,避于攪拌器故障停運(yùn)后,輸送煤粉的密度發(fā)生了較大的免引起連鎖而停車。波動,因此攪拌器運(yùn)行時煤粉密度為350-415kg/m3;當(dāng)運(yùn)行至150mn時故障停運(yùn)后,煤粉密度范圍則擴(kuò)大到310-450kgm3,這種情況直接導(dǎo)致煤粉流量發(fā)生26大幅波動。22440第1條煤粉管線20420二。第3條煤粉管線三400380340圖4煤粉管線的位置對煤粉輸送量的影響320Fig 4 Influence of coal pipeline position on conveying flow of010020000400500lIveried coal為了固定煤粉管線在發(fā)料罐中的位置,可通過以圖3攬拌器故障前、后煤粉密度波動的趨勢下方法來實現(xiàn):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(xiàn)象;2)對發(fā)料罐內(nèi)的煤粉管before and after fault agitator線進(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(yùn)后不能保證發(fā)料罐內(nèi)氣-固兩相流的化爐停運(yùn)時定期檢查煤粉管線的分布位置,防止3條良好接觸,導(dǎo)致發(fā)料罐的流化氣和疏松氣分布不均煤粉管線相互并掄、變形或偏離中軸線等情況。勻,煤粉的流化狀態(tài)發(fā)生改變,從而使罐內(nèi)的煤粉出25疏松元件破損現(xiàn)部分結(jié)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(jù)運(yùn)行經(jīng)驗周期性檢查、檢的煤粉壓實團(tuán)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氣化裝置自試車運(yùn)行以來試用了沙粒布、金屬絲24煤粉管線網(wǎng)布、燒結(jié)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(jié)構(gòu),3條煤粉種滿足孔隙要求的髙強(qiáng)度、長壽命的疏松元件管線從發(fā)料罐頂部均勻布置伸人發(fā)料罐中,運(yùn)行過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(xiàn)煤粉管線不處于流化盤中間,對煤粉流量穩(wěn)定高速流動的情性介質(zhì)中,布?xì)獍遄枇Α?qiáng)度不能滿足性產(chǎn)生一定影響,見圖4。由圖可知,第1、2條煤粉管工藝要求,導(dǎo)致輸送元件易脫落、鼓包,同時煤粉進(jìn)入線中流量為22~25th,但是第3條的煤粉波動到疏松元件筒體,造成通道堵塞、磨蝕,疏松效果變差20.5-27.5th。出現(xiàn)這種情況要及時調(diào)整負(fù)荷。由于3使得鎖頭及發(fā)料罐壓力異常,影響煤粉的穩(wěn)定輸送,條煤粉管線中的煤粉要同時進(jìn)入燒嘴,從燒嘴端面噴嚴(yán)重時導(dǎo)致氣化爐停車。出,在氣化爐中發(fā)生劇烈反應(yīng),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(chǔ)減小都將影響氣化爐內(nèi)高溫區(qū),嚴(yán)重時高溫區(qū)偏離中上,對疏松元件的選型、配置進(jìn)行總結(jié)、評估,根據(jù)經(jīng)軸線,會燒損水冷壁,因此要及時降低負(fù)荷,調(diào)整煤粉驗委托制造新的疏松元件;2)布?xì)獍搴穸瓤稍黾?~管線間的流量差,必要時停車檢查。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(qiáng)度并不隨床層的增加而減高多孔材料的過濾槽度,降仳保粉週過布?xì)獍暹M(jìn)入疏小,存在一個最佳距離。當(dāng)流化氣速度增大時,湍流強(qiáng)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氣化煤粉輸送問題及優(yōu)化措施結(jié)金屬的布?xì)獍?探尋使用最佳的疏松元件。安裝連續(xù)料位計、及時更換維修來解決。通過上述一系列操作優(yōu)化及改造措施,實現(xiàn)了3)攪拌器故障及煤粉管線問題的解決措施是通過煤粉給料系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,優(yōu)化后運(yùn)行數(shù)據(jù)如圖5定期檢査、煤粉管線固定、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(xiàn)象。74t/h,波動幅度小于5%,這樣的穩(wěn)定輸送有利地保4)疏松元件破損問題主要通過在對疏松元件的選障了氣化爐的平穩(wěn)運(yùn)行。型、配置、制造新的疏松元件,增加布?xì)獍搴穸取⒔z網(wǎng)透氣度以及采用燒結(jié)金屬的布?xì)獍宓却胧┙鉀Q。5)優(yōu)化措施的實施實現(xiàn)了煤粉密相輸送質(zhì)量流量波動幅度小于5%,有利地保障了氣化爐平穩(wěn)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)( References)[1]MOLERUS O. Overview: pneumatic transport of solids[J].PowderTechnology,1996,88(3):309-32l[2] SINGER T. Dense- phase pneumatic conveying: applications, system時間mindesign, and troubleshooting[J]. Powder and Bulk Engineering, 200317(3):27-33圖5總煤粉流量[3]徐越,吳一寧,危師讓.二段式干煤粉氣流床氣化技術(shù)的模擬研究Fig 5 Total flow of pulverized coal與分析[J.中國電機(jī)工程學(xué)報,2003,23(10):187-1903結(jié)論[4]范春雷,陳曉平,趙長遂,粉煤加壓密相輸送特性試驗研究[J]鍋爐技術(shù),2008,39(1):10-131)鎖斗及發(fā)料罐容積小的問題需要通過操作控制51北京索斯秦克爆氣化技術(shù)有限公司,OSP媒氣化技術(shù)的應(yīng)用0優(yōu)化條件來解決?；蔜業(yè),2006,33(3):5-9[6]馬銀劍,黃斌.GSP干煤粉氣化裝置試車總結(jié)[].化肥工業(yè),2011,2)鎖斗閥故障的影響問題主要通過設(shè)置吹掃氣38(5):61-63.(上接第95頁)布窄的超細(xì)粉體,并且能適應(yīng)不同特性及各種硬度物經(jīng)破壁無法被人體獲取,一般粉碎機(jī)均無法破碎非常料的加工。堅韌的花粉外壁,但是花粉的粉碎破壁在氣流粉碎機(jī)3)尋求減少氣流研磨設(shè)備粉碎中磨損的有效途上就可以實現(xiàn)③。江蘇省江陰市鑫陸化工制藥設(shè)備有徑,延長設(shè)備使用壽命減少產(chǎn)品污染。重點解決氣流限公司的wS系列超細(xì)氣流粉碎機(jī),粉碎中草藥的粒磨磨腔、噴嘴環(huán)的材質(zhì)問題,開發(fā)高耐磨性的合金材徑一般能達(dá)到6.5-15μm。超細(xì)粉碎的藥粉粒度更加料。另外,合適的工藝流程也是減少氣流磨磨損的有細(xì)微均勻,比表面積增大,孔隙率增大,有效成分能較效措施。好地分散、釋放。4)尋求降低能耗、提高能量利用率的有效途徑,3結(jié)語克服氣流粉碎機(jī)能量利用率低這一最大缺點。5)氣流研磨技術(shù)的發(fā)展將為開發(fā)高品質(zhì)、高技術(shù)1)微粉化技術(shù)是一套完整的工藝和技術(shù),是一個含量、功效優(yōu)良的化妝品提供技術(shù)支撐,增強(qiáng)產(chǎn)品的系統(tǒng)化過程,在化妝品的制造過程中需滿足化妝品衛(wèi)市場競爭力。氣流研磨技術(shù)不僅可以廣泛應(yīng)用于壓粉生規(guī)范的要求。在過去的幾年中,雖然我國已在超細(xì)類彩妝品和面膜制品中,而且在活性原料及中草藥的粉碎領(lǐng)域取得很大進(jìn)步,但是要將其應(yīng)用到化妝品的預(yù)處理方面也有廣闊的應(yīng)用前景。產(chǎn)業(yè)化上,還應(yīng)結(jié)合化妝品行業(yè)的特點,設(shè)計易于清洗和消毒、制造過程不污染產(chǎn)品、不產(chǎn)生粉塵、能耗低參考文獻(xiàn)( References)的超細(xì)粉碎設(shè)備。[]張更超,應(yīng)富強(qiáng).超細(xì)粉碎技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國粉體技2)加強(qiáng)超細(xì)粉碎的基礎(chǔ)理論研究,結(jié)合各種粉料術(shù),2003,9(2):46-48粉性能,在實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行模塊設(shè)計,建立數(shù)據(jù)模型[2]李鳳風(fēng)生.超細(xì)粉體技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,20003]葛曉陵,藥物超細(xì)粉碎技術(shù)的研究[]中國粉體技術(shù),20,86體開發(fā)多功能、一體化的氣流研磨設(shè)備,提高綜合配套19-23中國煤化工性能、自動控制能力和單機(jī)處理能力,能得到粒度分CNMHG