新型WHG (五环炉) 煤气化装置是采用干煤粉进料、液态排渣、水/蒸汽混合激冷。经过数次开停车改造和不断的工艺优化操作, 实现了气化炉连续运行并产出合格粗合成气。随着试车的进行, 五环气化炉运行逐步趋于稳定, 但其煤种适应性直接影响五环气化炉的正常运行, 成为了制约气化炉长周期稳定运行的关键。笔者通过五环炉单一煤种运行与配煤运行工况的对比, 剖析了配煤方案的有效性实施对煤气化装置经济稳定运行的重要意义。
备煤工序设计有两座圆形煤库, 其中, 1#圆形煤库内有桥式堆取料机1台, 贮存能力为1.6万吨, 为气化供煤, 能满足气化炉约15天用煤需要。由于气化炉的操作对煤质变化非常敏感, 需要在圆形煤库内按本方案作较为精细配煤操作, 充分利用圆形煤库中堆取料机的作用进行配煤, 保证配出的煤满足气化炉实现长周期稳定运行。
根据对/使用干煤粉气化的中原大化、永城龙宇、鹤壁煤化工、新乡中新、义马开祥等企业的考察, 由于单一煤种较难满足煤中灰分在15%~20%;灰熔点在1250-1300℃区间操作的基本要求, 这就需要采用两种煤进行配煤。其中, 一种煤灰熔点 (FT) 大于1300℃;另一种煤灰熔点 (FT) 小于1200℃, 按一定比例混合后, 混煤的灰熔点控制在1250-1300℃之间。根据已有企业运行经验, 一般选用灰熔点较高的河南本地煤作为配煤煤种;选用灰熔点较低的外地长焰煤煤种为主煤种。根据实际情况, 参照开祥化工配煤模式, 选用义马耿村煤为配煤煤种;选用陕西榆林榆树湾煤为主煤种能满足以上要求。
(1) 在气化炉试生产阶段, 为减少配煤不均等干扰因素, 降低操作难度, 提高操作人员对气化炉工况掌握的熟练程度, 确定使用一段时间彬县小庄矿单一煤种, 时间暂定为6个月。
(2) 在操作人员熟练掌握单一煤种操作经验后, 开始采用皮带配煤方案, 以便根据来煤煤质情况灵活调整配煤比例。在1#煤库另存一堆主煤种、2#煤库内贮存一堆能与锅炉配煤同时使用的配煤煤种, 两种煤经V48108#A/B皮带秤称量后配煤为辅的方案。
(3) 确定配煤比例后, 在1#煤库采用“千层饼”方式进行配煤为主方案。
对入厂煤质量验收管理的原则要求, 也是配煤工作管理的重点, 从原煤质量进行控制。备煤分厂对原料煤采样机、接卸车辆的机械、电气、通讯设备和铁路专用线等设施应加强维修与管理, 健全操作规程, 保持设备完好运行正常。部门业务人员应对所管理的入厂煤质量负责, 从源头杜绝掺杂使假、分层装车问题, 为合理解决质价纠纷提供有力证据。入厂煤监装实行责任制, 分管业务人员对每批煤出具抽查、评估数据 (Qnet, ar、Mt) , 如果入厂煤出现掺杂使假、分层装车以及与要求煤质有较大偏差问题, 要追究分管业务人员责任。进煤前必须到实地采样, 准确掌握煤质情况, 装车时主管业务人员必须到位。汽车运输煤应采用监督装车、加封及路检等办法。
根据五环气化炉实际, 选用可再选择省内煤源地, 节约其经济性, 如义马耿村的煤种作为配煤为配煤煤种;选用榆林煤、彬县煤为主煤种能满足以上要求。根据壳牌炉选煤指标优质煤 (榆林煤) 发热量在6300左右, 劣质煤 (耿村煤) 3900左右, 在榆林煤:耿村煤=6∶5情况下, 混合煤样的灰熔点基本能调整至1350℃左右, 两者进行配煤选择比例为6∶5。
1#圆形煤库轨道内直径为80米, 轨道内周长为251.2米, 划分为三个区域, 每个区域为扇形, 扇形外弧长为80米, 留有外弧为约4米的分隔带。为尽可能利用场地, 煤堆堆为扇形, 整堆煤高度最高约为12米, 每堆煤重量约在7500吨, 1000吨煤层厚度约为0.72米, 500吨煤层厚度约为0.36米, 每层尽可能均匀堆料, 每层厚度与煤堆的坡度有关, 每层煤的厚度要严格测量并加以控制, 确保实现按比例配煤。千层饼方案优点是取煤方便, 但堆煤时对来煤比例有要求, 且煤堆好后若气化炉对原料煤要求有变化时无法改变。皮带配煤优点是对来煤没有要求, 且上煤时可以根据气化炉对原料煤的要求不断进行调整, 但在具体操作时控制上煤比例有一定难度。
配煤会按照配比量、调整比例严格执行。掐头去尾, 就是从哪个位置开始堆, 就从哪个位置开始取, 也就是第一层煤铺到哪里就掐到哪里。配煤是会流动的, 越高向下流的越多, 配好煤堆的堆头只有最外层的煤, 把外层的煤去掉后, 只要取到第一层煤的端部, 后面的就均匀了。去尾也一样, 这就需要在铺第一层煤时做好记录和标识, 取煤时找到就行了。
进厂煤的检质, 要分矿别、分品种车车采样, 按批化验。检质率要达到100%, 要有详尽的台帐和责任人签字, 并实行密码传递, 随机抽查、核对、考核。
(1) 入厂煤样品使用机械采样装置采取。入厂煤机械采样装置必须性能可靠, 经权威部门鉴定采制样无系统偏差、精密度达到GB475-1996要求, 并具备自动随机定位功能。
(2) 人工采样。入厂煤人工采样作为机械采样装置故障时的辅助手段使用或人工抽检时使用。
(3) 采样工作完成后, 采样人员应及时对样品进行封存, 由制样人员登记编号。
(4) 煤场管理人员负责入厂煤卸车煤质检查, 负责卸车时的煤质外观检查及配合采取抽查样。
(5) 卸车检查过程中, 如发现煤质与要求不符、杂物及矸石过多、分层装车等现象, 卸车检查人员应立即向上级汇报, 由煤质验收管理专业技术人员、原料煤效能监察人员和有关领导共同到现场处理。处理过程应形成文字和影像资料存档, 处理结果应公示。
(6) 入厂煤采样场所必须设置电子监控设施, 对采样过程和机械采样装置的破碎缩分设备、集样桶进行全时段监控。
为管控配煤过程、出现的问题便于查找原因, 需对各环节煤质进行管控, 严格做好配煤时的台账记录。保证每一次供煤, 都需要对用煤单位回馈的用煤情况进行分析, 并对重点环节进行逐一检查, 形成整体的闭环管理。检查堆路线:值班室→输煤皮带→破碎机→缩分机→弃煤皮带, 采煤样、制煤样、及分析煤样的相关单位人员分工执行, 并由煤质管理机构作为第三方监管。台账记录进行问题分析, 各类煤质信息由煤质管理机构进行汇总, 分析用煤情况, 通过结合气化炉工况稳定情况, 作出下一步供煤方案。
煤质管理机构根据气化炉工况分析数据出配煤评价报告并根据用煤情况出具使用报告, 对用煤种适用性的判断, 调整配煤的方案与供煤计划, 具体内容如下:
分析混配煤的灰分、全水分、内水、硫含量、热值、挥发份;配煤组成中工业分析;及混配煤的硅铝比、碱酸比;混配煤添加石灰石的灰熔点进行操作温度分;依据气化炉蒸汽产量、渣液化温度、气化操作空间、石灰石添加比例、氧煤比、气化温度、水氧比;根据分析总结气化炉用煤的适应性提出修正配煤方案。
笔者从生产实际出发, 对气化装置配煤方式分析及管理措施进行阐述。在开车过程中, 对煤种特性了解透彻, 且通过详尽分析确定各项配煤指标, 提前做好煤源地筛选, 为气化炉用煤指标进行经济化配煤管理。笔者以为只要严格控制各项配煤控制指标, 不断完善配煤操作, 长期积累供煤经验, 根据实际稳定运行工况, 优化和提升配煤管理措施, 定能实现气化炉供煤的稳定运行。
摘要：本文简述了五环炉煤气化装置的配煤管理流程, 对用煤配煤的必要性进行了分析, 介绍了配煤过程, 以及使用配煤与单一煤种气化炉运行情况对比。
关键词：五环炉,配煤,单一煤种,千层饼,煤种适应性分析,配煤管控
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