粉煤加壓輸送技術(shù)控制流程

1、干煤粉加壓密相氣力輸送控制方案1.前言干煤粉加壓密相氣力輸送技術(shù)是粉煤加壓氣化工藝關(guān)鍵技術(shù)之一。干煤粉的輸送方式和輸送裝置將直接影響氣化爐的氣化效率、操作穩(wěn)定性和安全性。目前國際上殼牌和西門子公司（GSP技術(shù)）擁有較為成熟的粉煤加壓氣化技術(shù)，它們的供煤系統(tǒng)均采用鎖斗技術(shù)，即將煤粉由常壓煤粉倉經(jīng)多級變壓倉進(jìn)入高壓粉倉，再通過密相輸送系統(tǒng)輸送到氣化爐。國內(nèi)華東理工大學(xué)、東南大學(xué)、西安熱工院和煤炭研究總院等高校和科研院所都在積極研發(fā)干煤粉加壓密相氣力輸送技術(shù)。2.干煤粉加壓密相氣力輸送技術(shù)2.1華東理工大學(xué)輸送技術(shù)（2002年）圖1 華東理工大學(xué)粉煤輸送系統(tǒng)華東理工大學(xué)粉煤輸送系統(tǒng)操作過程如下：1.

2、 低壓粉煤倉3加料。（打開控制閥2）低壓惰氣攜帶干煤粉進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器1，干煤粉經(jīng)過分離后進(jìn)入低壓粉煤倉3，含有少量粉煤的低壓惰氣過濾后排空。2. 輸送罐5加料。惰氣從低壓粉煤倉3錐面設(shè)置的惰氣入口16吹入，防止在粉煤卸料時(shí)出現(xiàn)架橋。打開低壓粉煤控制閥4，向低壓粉煤倉3送入低壓惰氣，粉煤進(jìn)入輸送罐5中備用。3. 中間料罐7加料。關(guān)閉低壓粉煤倉控制閥4，將低壓惰氣送入輸送罐5底部，低壓惰氣攜帶粉煤進(jìn)入第二旋風(fēng)分離器6。粉煤經(jīng)過第二旋風(fēng)分離器6分離后進(jìn)入中間料罐7，低壓惰氣通過第二旋風(fēng)分離器6頂部過濾后排空。4. 中間料罐7沖壓。用惰氣對中間料罐7充壓，使中間料罐7的壓力與高壓粉煤倉8相同。打開

3、中間料罐7與高壓粉煤倉8之間的控制閥9，和連接在中間料罐7與高壓粉煤倉8之間平衡管上的控制閥11，粉煤進(jìn)入高壓粉倉8，加料完畢后關(guān)閉中間料罐控制閥9和平衡管控制閥11。5. 粉煤通過設(shè)置在高壓粉煤倉8底部的管線進(jìn)入旋轉(zhuǎn)給料閥12，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)給料閥轉(zhuǎn)數(shù)，可控制高壓粉煤倉8的卸料量。粉煤進(jìn)入T型混合器13，與載氣混合后，由載氣攜帶進(jìn)入氣化爐14。2.2兗礦集團(tuán)粉煤輸送技術(shù)（華東理工大學(xué)參與）（2005年） 2004年末，華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)工程公司合作“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“粉煤加壓氣化制備合成氣新技術(shù)的研究與開發(fā)”，在魯南化肥廠建成了粉煤加壓氣化中試裝置。下述為該項(xiàng)目中粉煤

4、輸送技術(shù)的控制方法介紹。圖2 兗礦魯南化肥廠粉煤輸送控制流程圖兗礦魯南化肥廠粉煤輸送實(shí)現(xiàn)了自動化控制，其控制流程如下：1. 輸送罐(V1202)加料。 當(dāng)輸送罐(V1202)稱重(WT-1204)<工藝設(shè)定值，關(guān)閉氮?dú)廨斔烷yXV-1222閥，當(dāng)輸送罐(V1202)稱重(WT-1204)<工藝設(shè)定值、輸送罐(V1202)壓力(PT-1209)<工藝設(shè)定值、氮?dú)廨斔烷yXV-1222時(shí)全關(guān)到位時(shí)，打開XV- 1223閥、XV-1231閥（方便下料？），輸送罐(V1202)開始受料。當(dāng)輸送罐(V1202)稱重(WT-1204) >工藝設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉XV-1223閥、XV-123

5、1閥，輸送罐(V1202)停止受料。2. 粉煤儲罐（V1203）加料。 當(dāng)粉煤儲罐(V1203)卸壓至常壓后，輸送罐（V1202）稱重(WT-1204) >工藝設(shè)定值、粉煤儲罐(V1203)壓力(PT-1203)<工藝設(shè)定值，打開XV-1222閥，當(dāng)輸送罐(V1202)壓力(PT-1209)>工藝設(shè)定值、輸送罐（V1202）稱重(WT-1204) >工藝設(shè)定值、粉煤儲罐(V1203)壓力(PT-1203)<工藝設(shè)定值時(shí)，XV-1225閥、XV-1227閥、XV-1229閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，打開XV-1231閥，粉煤儲罐(V1203)開始受料。當(dāng)粉煤儲罐(V1203)

6、料位(LT-1203)>工藝設(shè)定值、輸送罐(V1202)壓力(PT-1209)<工藝設(shè)定值、輸送罐(V1202)稱重(WT-1204) <工藝設(shè)定值，關(guān)閉XV-1224閥、XV-1228閥，粉煤儲罐(V1203) 停止受料。3. 粉煤儲罐（V1203）充壓。 當(dāng)粉煤儲罐(V1203)料位(LT-1203) >工藝設(shè)定值、輸送罐(V1202)壓力(PT-1209)<工藝設(shè)定值、輸送罐(V1202)稱重(WT-1204) <工藝設(shè)定值，關(guān)閉XV-1224閥、XV-1228閥，當(dāng)XV-1224閥、XV-1228閥全關(guān)到位后，打開XV-1229閥，對粉煤儲罐(V12

7、03)進(jìn)行充壓，當(dāng)粉煤儲罐(V1203)和給料罐(V 1204 ) 壓力相同時(shí)，準(zhǔn)備送料。4. 給料罐（V1204）加料。當(dāng)粉煤儲罐(V1203)壓力(PT-1203)與給料罐(V1204) 壓力(PT-1204) 壓差PDT-1205<工藝設(shè)定值時(shí)、同時(shí)給料罐(V1204)料位(LT-1204) <工藝設(shè)定值、XV-1228閥全關(guān)到位時(shí)，打開XV-1227閥，在XV-1227閥全開到位后打開XV-1225閥對給料罐(V1204)進(jìn)行加料，當(dāng)給料罐(V1204) 料位(LT-1204) >達(dá)到工藝設(shè)定值時(shí)，停止受料。當(dāng)粉煤儲罐(V1203)料位(LT-1203) <工藝

8、設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉XV-1225閥、XV-1227閥、XV-1229閥。5. 粉煤儲罐（V1203）卸壓。當(dāng)XV-1225閥、XV-1227閥、XV-1229閥全關(guān)到位后，同時(shí)粉煤儲罐(V 1203)料位(LT-1203)<工藝設(shè)定值時(shí)，打開XV-1228閥，粉煤儲罐( V1203)開始卸壓，當(dāng)粉煤儲罐(V1203)壓力(PT-1203)<工藝設(shè)定值時(shí)，打開XV-1224閥。其中：(1) XV-1226閥處于常開狀態(tài)，XV-1224閥與XV-1225閥不能同時(shí)打開。(2) XV-1224閥與XV-1227閥不能同時(shí)打開。(3)與給料罐(V1204)直接相連的任何閥門(XV-1221A、

9、XV-1221B、XV-1221C、XV-1221D)出現(xiàn)故障時(shí)，都將導(dǎo)致氣化系統(tǒng)跳車。2.3 西安熱工院輸送技術(shù)（2005年）圖3 西安熱工院多支路出料干煤粉密相輸送系統(tǒng)圖西安熱工院多支路出料干煤粉密相輸送操作過程如下：1. 沖壓氮?dú)夤?充壓。 打開沖壓氮?dú)馊肟诳刂崎yD1，向沖壓氮?dú)夤?輸送氮?dú)?。（沖壓氮?dú)夤?壓力達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉入口控制閥D1）2. 變壓倉3壓力泄壓至常壓。 打開閥門過濾器入口控制閥D6和過濾器出口控制閥D7。在變壓倉3壓力與外界壓力平衡后關(guān)閉過濾器入口控制閥D6和過濾器出口控制閥D7。3. 變壓倉3加料。 在常壓煤粉倉2中加入適量干煤粉，開啟常壓煤粉控制閥8，干煤粉靠自重

10、落入變壓倉3中。關(guān)閉常壓煤粉控制閥8。4. 變壓倉3充壓。 打開沖壓氮?dú)獬隹诳刂崎yD9及變壓倉氮?dú)馊肟诳刂崎yD2給變壓倉3充壓。當(dāng)變壓倉3壓力與加壓倉4壓力相同后，關(guān)閉變壓氮?dú)馊肟诳刂崎yD2。打開平衡管10上的平衡管控制閥D5，使變壓倉3和加壓倉4壓力相平衡。5. 加壓倉4加料。 打開變壓倉3與加壓倉4之間控制閥D4，煤粉在自重作用下進(jìn)入加壓倉4，然后關(guān)閉變壓倉3與加壓倉4之間控制閥D4和平衡管控制閥D5。6. 粉體分配器5分配煤粉進(jìn)多支路。 調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥D3的氮?dú)饬髁?，氮?dú)鈹y帶煤粉經(jīng)由粉體緩沖器8進(jìn)入粉體分配器5。粉體緩沖器8由輸送管路以及安裝在管路上的松動器組成。煤粉通過松動器時(shí)被松動，

11、不會產(chǎn)生堵塞管路現(xiàn)象。粉體分配器5內(nèi)部布置有布風(fēng)板，在加壓氮?dú)夤艿?1的作用下可以將煤粉局部劉華，最后經(jīng)分流支路輸送管道9將煤粉輸送至氣化爐。其中：在加壓倉4的底部設(shè)置有電子秤12，加壓倉4的側(cè)壁上還設(shè)置有料位計(jì)13，當(dāng)煤粉低于規(guī)定料位時(shí)，系統(tǒng)會通過電子秤12和料位計(jì)13提示加料。2.4 煤炭科學(xué)總院干煤粉密相加料技術(shù)（西安熱工院、東南大學(xué)參與）（2005年）圖4 煤炭科學(xué)總院干煤粉密相輸送流程圖1. 煤粉儲倉3加料。 外購干煤粉由槽罐車1運(yùn)至現(xiàn)場，采用氣力輸送方式通過旋風(fēng)分離器2將煤粉加入煤粉儲倉3。旋風(fēng)分離器2和煤粉儲倉3的排氣通入布袋除塵器4過濾。2. 加煤常壓倉7加料。 煤粉儲倉3中的

12、煤粉經(jīng)其下方的煤粉泵5和氣力輸送管道經(jīng)旋風(fēng)分離器6送至加煤常壓倉7。旋風(fēng)分離器6的排氣和常壓倉7的微量排氣通過布袋除塵器4過濾。3. 物料升壓、輸送。 常壓倉7底部設(shè)置了兩段加煤通道，常壓倉7中的煤粉定時(shí)加入其下方的兩計(jì)量倉8a、8b，兩計(jì)量倉8a、8b中的煤粉定時(shí)定量地加入其下方處于常壓狀態(tài)的兩變壓罐9a、9b，兩變壓罐9a、9b裝滿煤粉后關(guān)閉閥門并升壓，直至與其下方的輸送罐10a、 10b壓力相同時(shí)，停止升壓并開啟其下方的閥門將煤粉加入輸送罐10a、10b。其中：上述工藝步驟中，由常壓倉7向一段變壓罐9a以及由一段變壓罐9a向一段輸送罐10a，可以每小時(shí)加煤一次，比如每次加煤800kg。由

13、常壓倉7向二段變壓罐9b以及由二段變壓罐9b向二段輸送罐10b，可以每4小時(shí)加煤一次，比如每次加煤800kg，兩段加煤的間隔時(shí)間和加煤量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。（主要用一段加煤通道加煤）為保證煤粉流動通暢，在變壓罐9a、9b與計(jì)量倉8a、8b之間以及變壓罐9a、9b與輸送罐10a、10b之間設(shè)有均壓管，變壓罐9a、9b設(shè)有充壓管道可以對變壓罐9a、9b升壓。在一段變壓罐9a和二段變壓罐9b下部出口管上分別設(shè)有松動風(fēng)過濾器11a、11b，在變壓罐9a, 9b內(nèi)煤粉需要松動時(shí)可借助充壓氣體在變壓罐9a、9b升壓過程中松動煤粉。兩段變壓罐9a、9b卸壓時(shí)的排氣通過排氣過濾器12a、12b和節(jié)流閥13a

14、、13b排入大氣，排氣過濾器12a、12b設(shè)有反吹管路。兩段的輸送罐10a、10b設(shè)有充壓管路和卸壓管路，以調(diào)整罐內(nèi)壓力，卸壓時(shí)的排氣分別通過排氣過濾器和背壓控制閥15a、15b排入大氣，排氣過濾器14a、14b設(shè)有反吹管路。輸送罐10a、10b中的煤粉分別通過輸送管送至氣化爐23，在輸送罐10a、10b出口處的輸煤管上設(shè)有調(diào)節(jié)器16a、16b、16c、16d用以調(diào)整輸送風(fēng)。變壓罐9a、9b與輸送罐10a、10b中的煤量設(shè)有計(jì)量裝置，用以計(jì)量輸煤速率。輸煤管上設(shè)有差壓變送器計(jì)量管路差壓。設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)有開工旁路罐17，在氣化爐啟動時(shí)，煤粉首先在額定工況下送入開工旁路罐17，在條件具備時(shí)通過切換閥

15、18a、18b、18c、18d切入氣化爐23的各加煤噴嘴24a、24b、24c、24d。在切換閥18a、18b、18c、18d后的開工旁路管17上設(shè)有吹掃器19a、19b、19c、19d用于切換后將管中煤粉吹掃至開工旁路罐17，也用于開工旁路罐17的初始升壓。開工旁路罐17中的氣體經(jīng)排氣過濾器20和背壓控制閥21排入大氣，以穩(wěn)定罐壓。排氣過濾器20設(shè)有反吹管路，用于清理過濾器20。2.5 東南大學(xué)密相氣力輸送技術(shù)（2009年）圖4 東南大學(xué)密相氣力輸送系統(tǒng)圖5 東南大學(xué)高壓圓柱形煤粉倉東南大學(xué)的密相氣力輸送技術(shù)采用鎖斗技術(shù)，即煤粉由常壓倉經(jīng)由變壓倉送到高壓圓柱形煤粉倉中。待高壓煤粉倉中的煤粉物

16、料達(dá)到高料位時(shí)，停止加料。根據(jù)氣化爐所需煤粉量及投運(yùn)的噴嘴數(shù)量，開啟相應(yīng)流化風(fēng)管風(fēng)量控制閥門及對應(yīng)的出料控制閥;流化風(fēng)經(jīng)流化風(fēng)管進(jìn)入各獨(dú)立風(fēng)室，穿過布風(fēng)板后對發(fā)料罐中的煤粉進(jìn)行流化，被流化的煤粉在壓力驅(qū)動下沿出料管輸送。輸送過程中，引入充壓風(fēng)用于維持發(fā)料罐壓力，引入補(bǔ)充風(fēng)用來調(diào)節(jié)輸送固氣比。充壓風(fēng)、流化風(fēng)和補(bǔ)充風(fēng)來自于儲氣罐。出料管與輸煤管直接連接，煤粉經(jīng)出料管和輸煤管后進(jìn)入氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)。2.6 西門子GSP技術(shù)（2005年）圖6 西門子GSP氣力輸送流程圖西門子GSP在一定壓力下輸送工藝如下：1. 工作儲備倉1加料。 粉塵燃料首先經(jīng)過輸送管路1.1通過正常的輸送以稀薄的粉塵流被輸送到工

17、作儲備倉1。（沒有旋風(fēng)分離器，在儲備倉頂部安裝過濾器）期間，在填充料位調(diào)控器1.3中對被輸送的粉塵量進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸送氣體在過濾器1.2中進(jìn)行過濾，排入到大氣中或者再進(jìn)行壓縮，然后重新用于輸送粉塵燃料。2. 壓力閘門2加料、充壓。 壓力閘門2交替地填充粉塵和通過管路2.3用惰性氣體加壓。填充料位調(diào)控器2.2阻止過量填充。配件2.1在壓力閘門2充壓過程中為關(guān)閉狀態(tài)。3. 配料倉3加料。 如果配料箱3中的填充料位降低到了最小值，由壓力閘門2進(jìn)行補(bǔ)充填充。為此配件2.5被打開。為了放慢壓力閘門2與配料倉3之間的粉塵流，可以布置一個壓力配料葉輪2.6。通過填充料位調(diào)控器3.11，可以調(diào)控向配料倉3內(nèi)的補(bǔ)充填充量。4. 壓力閘門2泄壓。 當(dāng)壓力閘門2排空之后，它便經(jīng)過配件2.4泄壓到環(huán)境壓力，然后重新填