壳牌煤气化磨煤单元常见故障及改造方案

2022-09-26

引言

随着近些年来我国进入到新的发展阶段,对于煤炭高效清洁利用提出了更高的要求,在工业气化生产过程中,煤气化的主要技术包括流化床、固定床与气流床等多种类型,其中壳牌煤气化技术属于代表技术,应用作为广泛。在该技术实施过程中,需要经历壳牌煤气化磨煤单元的干燥,而这个环节在长期运行过程中容易发生一些故障,如果处理不及时会带来损失与安全事故,现就相关情况汇报如下。

1.壳牌煤气化与磨煤单元工艺流程概述

(1)壳牌煤气化技术工艺流程

壳牌煤气化技术属于目前行业内领先的技术类型,该技术能够适应各种不同类型的煤种,同时具有投资小、占地空间不大的特征。由于采用了废锅流程,所以能够在较短的时间内完成一系列的工艺活动,所以稳定性与生产经济性可以得到兼顾。如下图所示是壳牌煤气化技术的工艺流程图,在图中包括了所有的工艺环节,包括干燥、加压、除渣以及湿法洗涤等等。其中,经过磨煤干燥后,煤粉会变成干粉,随后经过高压氮气、二氧化碳进入到喷嘴当中,随后在炉内高温的影响下混合到氧气与蒸汽当中,其挥发分会得到充分的脱除,并完成转化工作,此时会获得温度较高的混合煤气,随后经过干式除尘技术与洗涤系统能够得到一氧化碳与氢气的混恶化气体。此时,反应产生的高温会依靠自身的气化炉进入到激冷室当中,运行过程中煤气化装置的运行周期稳定性主要以干燥系统的运行稳定性为限制条件。

(2)壳牌煤气化磨煤单元工艺流程

在磨煤干燥系统生产过程中,主要借助于磨辊来完成工艺任务,使得原煤成为煤粉,随后经过风环加压、高温循环的方式达到煤粉烘干的效果。一般来说,正常的细煤粉质量要想达标,需要均匀分布于5μm～90μm之间。根据一般干燥理论,热惰性气体当中具有更低的水分含量,煤粉的干燥速度也会更快。煤粉的收集器一般选择150℃以内的操作温度。在壳牌煤气化磨煤单元工作过程中,其需要涉及到的内容较多,这也会导致其出现故障的可能性增加。

2.壳牌煤气化磨煤单元常见故障类型

壳牌煤气化磨煤单元运行过程中有几种常见的故障类型,分别探讨如下:

(1)磨煤机

磨煤机拉杆处出现大量没有经过碾磨就漏出的煤粒,不但会导致原材料的大量浪费,同时也会增加后期卫生维护的成本与强度。一般来说,出现该故障主要是由于拉杆出现严重磨损或者是密封存在问题,具体来说就是密封杆件存在安装不到位的问题,或者煤粒大量进入到拉杆当中。大块的杂物堆积会对部位下部产生影响,从而导致拉杆严重磨损,最终导致密封失去其效果。密封风机的入口部分会沾满尘土,需要及时对其进行清理,否则会导致风量不断下降,最终导致密封的作用丧失。

(2)助燃空气风机

助燃空气机的故障现象包括有跳车、风量波动不稳定以及存在火检信号。该故障出现后会导致误操作、误判断,同时也会对整个安全系统产生不利的影响。燃料气、助燃气需要根据一定的比例进入到炉内进行混合加热,这样就可以降低机械故障。仪表故障、助燃风量的显示也要控制在一定的水平,同时做好调节阀的故障管理。

(3)称重给煤机

称重给煤机存在给煤量异常波动的问题,表现为出口温度异常上升、给煤机连锁停磨,会导致煤量的指示系统不准确,带来复杂的计算量,可能会带来损失与不确定因素。在称重过程中需要考虑到空气的比例,避免出现不足与过量,另外考虑到称重过载的问题,需要避免出现仪表故障,给煤量的显示也要在规定的范围内,称重要保持减速机稳定,避免变频器故障。

(4)煤粉收集器

煤粉的收集器故障主要表现为出口的压差过大或者排气口变黑等等,这样一来会导致大气遭受污染,企业可能会由于环境污染问题而被迫停产。在进行技术调整时需要做好含氧量的设计,确保来料不超过运输实际能力,布袋要在高温环境下长时间接触,物化性质要得到保留,在固定牢靠的情况下可以降低收集器的锥部影响,避免出现煤粉无法运输的情况。

(5)磨煤机

磨煤机地面存在明显的振动,磨煤机的电流波动大,自身出现剧烈的晃动。磨煤机振动会导致磨煤机机件,管道会出现损坏。磨煤机是干燥系统的核心设备,稳定是运行的核心。磨煤机出现振动,其本质来源于内煤量较少,碾磨件损坏,或者中间存在异物都会导致出现差异过大的情况。蓄能器当中氮气少、气囊损坏也是导致磨煤机故障,影响整体的稳定性,所以蓄能器当中氮气无法确定稳定性,所以需要及时进行补充。

3.壳牌煤气化磨煤单元常见故障的解决策略

(1)磨煤机拉杆漏粉问题

在碾磨力的影响下,拉杆很容易出现故障,包括磨损与密封不充分等,从而导致煤粉泄露的问题,拉杆会引发煤粉泄露,主要的处理措施包括如下方面:其一,可以通过密封风机入口过滤的方式来进行清理,如果良好则完成处理;其二,拉杆处进行氮气管线单独布置,通过氮气进行密封能够降低出现漏粉的概率;其三,拉杆密封技术实施整体改造,添加新的密封环节来确保安全运行;其四,增加氮气密封的流程,通过压力补充的方式来减少漏粉问题。

(2)助燃空气风机故障

助燃风机的运行对于壳牌煤气化磨煤单元而言十分关键,一般来说其出现故障后可以通过如下维修方式来解决:其一,系统停车后,下线调节阀进行现场维修;其二,助燃风机出口部分适当增加旁路,通过一开一备的方式来降低高负荷带来的风险,避免出现停机故障;其三,电机的故障排查环节需要给与高度重视;其四,仪表的调教应该以消除引压管接口为主,解决松动问题可以确保仪表的精准性;其五,实际运行过程中水分的饱和度与稀释风投运较少。

(3)称重给煤机故障

称重给煤机故障时会对整个干燥系统产生影响,首先需要对其控制的颗粒度进行调整,尽可能降低出现卡主链条的情况;其次,在给煤机负荷较小的情况下进行启动,随后逐步增加负荷,可以有效降低给煤机出现故障的概率;再次,仪表的调教环节需要考虑到接口与仪表线稳定性问题,提升指示的精准性;在进行内壁清理时,将其更换为不锈钢衬板,避免出现皮带损坏。

(4)煤粉收集器布袋烧毁

煤粉收集器作为一种高效除尘器,主要采用过滤的方式来完成任务。但是,使用过程中一旦出现过滤袋损坏,则会导致环境污染。所以,收集器的管理也十分关键。首先,需要对煤粉收集器的温度、氧气含量进行控制,避免出现超出标准的情况;其次,增加氮气的流程,经过调解减压后得到反吹气源,提升压力稳定性;再次,煤粉的收集器通过锥部来增加稳定性;再次,伴热密度与保温厚度需要避免煤粉板结。

(5)循环风机耦合器故障

循环风机耦合器发生故障主要是由于设备磨损导致的。一般来说常见故障处理模式就是对执行器进行更换。另外,对润滑油以及执行机构进行更换也可以达到降低故障影响的效果,必要时对松动的区域进行整体加固,或者通过检查泵轮与涡轮断面的方式进行调整,可以达到最佳的维修效果。

(6)磨煤机异常振动

磨煤机作为整个系统中最为关键的设备之一,其运行的可靠性也是最受到关注的。磨煤机出现振动的原因是多方面的,一般来说可以通过调整煤层的厚度或者降低给煤量来解决。停磨煤机以及液压油站可以达到检查充能器的效果。停机、消除异物则可以通过部件的内部检修来达到,通过对导向块进行更换或者对系统的间隔进行调整都可以达到降低异常振动的效果。

4.总结

综上所述,壳牌煤气化磨煤单元的运行过程中容易出现各种问题,常出现故障的单元包括有磨煤机、空气风机、给煤机、收集器以及耦合器等等,通过针对性的科学诊断与快速维修,可以有效降低故障发生的概率,同时也可以延长设备的整体寿命,取得良好的经济效益与投资回报。

摘要：壳牌煤气化磨煤单元属于系统当中重要的干燥环节,通过该环节能够提升煤气化技术的应用水平,但是受到环境、煤质以及设备寿命的影响,其经常性的出现一些不可预知的故障。文章首先介绍了壳牌煤气化磨煤单元的工艺流程,其次对壳牌煤气化磨煤单元常见故障进行了解析,最后则对壳牌煤气化磨煤单元常见故障的解决策略进行了探讨,希望可以有效提升壳牌煤气化磨煤单元的维护效果,提升磨煤单元的应用稳定性。

关键词：壳牌煤气化,磨煤单元,常见故障类型,改造技术