粉煤气化设备布置及管道设计浅谈
来源:用户上传
作者:
摘 要：现阶段，在我国社会经济水平显著提升的背景下，我国对能源的需求日益增加。我国煤炭资源相对丰富，通过发展煤化工，可替代石油化工产品的生产，在一定程度上缓解了石油资源日益减少的局面。煤气化在煤化工中占有重要地位，其生成的合成气是合成液体燃料、化工原料等多种产品的原料，气化单元运行的好坏直接影响到下游单元。煤气化技术分为粉煤气化与水煤浆气化，既有相同之处，又有所区别，本文主要针对粉煤气化进行介绍。
关键词：粉煤气化;粉煤气化设备布置;管线配管
煤化工是我国化工行业的主导产业，煤气化技术作为煤化工的核心所在，在我国新型煤化工产业中迅速发展。煤的组成比较复杂，性质差别很大，在保证气化原料煤品质的基础上，采用的合理配储煤工艺是降低原料价格和充分利用存煤的有效途径。本文介绍了粉煤气化相关设备布置和管道设计，包括粉煤给料及气化框架设备布置、重要管线的设计。
1 粉煤气化工艺简介
粉煤在气体压力下被送到气化炉烧嘴，进入气化炉的反应室。粉煤的气化过程是粉煤在高温下的多相热化学反应过程，反应过程非常复杂，可能进行的化学反应主要有以下几种：
CmHn+（m+n）O2=mCO2+（n/2）H2O
CmHn+（m/2）O2=mCO+（n/2）H2
2CO+O2=2CO2
2H2+O2=2H20
CH4+2O2=2H20+CO2
①粉煤的干燥、裂解及挥发物的燃烧气化;②固体颗粒与气化剂（氧气、水蒸气）间的反应;③生成的气体与固体颗粒间的反应;④反应生成的气体彼此间的反应。
碳燃烧是一个放热反应，它为气化炉中的吸热反应提供了熱源。生成的粗合成气经过初步洗涤被送到变换单元。
2 粉煤气化框架设备布置
2.1 圆形料场斗轮堆取料机及附属设备
每座圆形料场内设堆料及取料能力与系统相匹配的斗轮式堆取料机一台，作为圆形料场堆料和取料设备。其主要由悬臂式胶带机、中心立柱，门架式刮板取料机及电气控制组成，是大型储料场高效连续堆取散状物料的理想设备。同时，每个圆形料厂内配备两台装载机作为上料和倒堆的辅助机械。
2.2 气化设备
气化设备布置主要是气化炉、渣锁斗以及捞渣机等的布置，从上至下依次为气化炉、渣锁斗、捞渣机。核心设备气化炉布置在混凝土框架最顶层，气化炉支撑标高的确定，除了考虑为下面的渣锁斗和捞渣机预留足够安装空间外，还要结合闪蒸框架的布置，满足工艺上气化炉黑水出口与高压闪蒸罐之间的高差要求。气化炉顶部设置吊装系统，用于烧嘴及气化炉的维修。在布置破渣机拖车轨道时，鉴于拖车的升降范围有限，在确定轨道所在框架层标高时尽量准确。渣锁斗支耳下方设有座簧，高度1米左右。上封头上设有吊簧，生根在渣锁斗顶部框架平台下方，起稳定锁斗的作用，同时考虑渣锁斗进出口锁渣阀的布置，这些因素均影响渣锁斗的布置。捞渣机渣池部分有地上和地下两种设计形式，目前一般采用地上形式。捞渣机渣池顶与其顶部框架平台下方要留够维修空间。
2.3 输送设备
输送设备均采用DTII型带式输送机，进入圆形料场之前的带式输送机的能力与厂外输煤系统能力相匹配;进入气化装置的带式输送机能力与装置系统能力相匹配。
2.4 电子皮带秤
电子皮带秤与带式输送机的容量、速度和胶带宽度一致。秤的精度在输送机容量的20%～100%的范围内优于±0.5%。电子皮带秤为自动连续称重型，并配备所有必要的设备、仪器和介质以便精确工作，其包括框架、检测设备、电子设备和称重显示器。电子皮带秤具有自动调零能力，并配备一台称重显示器，设置在安装现场，输煤系统的输送量都应能从称重显示器上分别读取出瞬时量和累计量，并将累计量信号送至输煤系统控制室内的PLC，并能在输煤控制室打印。
3 粉煤气化主要管道设计
3.1 粉煤给料管线设计
粉煤给料管线是利用气体压力将煤粉从粉煤给料罐输送到气化炉烧嘴，在进行这部分管线配管时，为了保证输送平稳、减少对管道内壁的磨蚀，在拐弯处需要采用大半径弯管（一般要求不小于30D），同一粉煤给料罐上的几路粉煤给料管线尽量做到对称、走向相近，靠近烧嘴部分，考虑烧嘴维修需要拆卸，设置可拆卸管段。
3.2 低压灰水泵回流管线至除氧器倒淋管线设计
当低压灰水去除氧器阻力较大时，无法给除氧器补水，可以用此管线给除氧器补水。此管线若长时间不用，有被积泥堵塞的危险，导致除氧器倒淋无法正常排放。在不需要使用的时候，阀门也不可全部关闭，保持小流量运行。
3.3 二期粉煤循环管线一期粉煤循环管线增加联通管线设计
增加联通管线后可以使一、二期的粉煤能互相利用。使用或停用该粉煤循环管线时，需抽加盲板，因此在抽加盲板时必须与主控室操作人员联系好，避免在气化炉跳车时粉煤三通换向阀突然换向，粉煤管线吹扫阀打开造成人员窒息。所以人员作业时必须戴长管面具;出现跳车情况粉煤吹扫阀突然打开时，应紧急关闭吹扫阀。
综上所述，可以得知，在粉煤给料及气化设备布置与配管设计过程中，要针对工艺系统特点，综合考虑各种因素，在保证安全、满足工艺要求的前提下，做到系统经济、高效。
参考文献：
[1]张德姜，王怀义，刘绍叶.工艺管道安装设计手册[S].北京：中国石化出版社，1997.
[2]张腊，米金英.干煤粉加压气化技术的现状和进展[J].洁净煤技术，2012，18（2）：74-78.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14687369.htm
