相關產品推薦更多 >>
解決甲烷流量計故障的實（shí）驗方案（àn）說明
點擊次數：1924 發布（bù）時間（jiān）：2020-11-06 08:52:51
摘要：水煤漿為氣化反應的重要原料，水煤漿成漿性能、濃度以及粘度對氣化（huà）反應有（yǒu）著重要影響，尤其是濃度影響。如果濃度偏小，就（jiù）會增加較多能耗（hào），並且降（jiàng）低（dī）係統有效氣產率，所（suǒ）以水煤漿濃（nóng）度提高是降低（dī）成本的重要手段。但在實際生產（chǎn）中，隨著煤漿濃度（dù）提升，水煤漿越來越難以通過滾筒篩（shāi），產生（shēng）跑漿現象，給工藝人員帶來較大工作量。為了改善此種狀況所帶來的（de）影響（xiǎng），對磨煤機跑漿進行了（le）回收優化實（shí）驗，通過配備（bèi）跑漿回收裝置，將煤漿回收，並重新返回磨煤機進行研磨。本次（cì）研究的目（mù）的在（zài）於減（jiǎn）少現場工藝人（rén）員勞動強度，降低煤漿粒度分布，提高水煤漿濃度。
煙（yān）台萬（wàn）華氣化裝置使用甲烷流量計製備水煤漿供氣化爐使（shǐ）用，甲（jiǎ）烷流量計（jì）出口處設置有滾筒篩 , 對水煤漿進行過濾。合格的煤漿穿過滾（gǔn）筒篩篩孔進入小煤漿槽（cáo），進而送入氣（qì）化爐係統（tǒng）；進（jìn）入滾筒篩的水煤漿設計濃度為 59%. 隨著煤氣化工（gōng）藝不斷發展（zhǎn），煤（méi）漿濃度逐漸（jiàn）提高，不僅降低了生產能耗，而且能夠提高工（gōng）藝（yì）氣產氣率。通過 Aspen Plus 軟（ruǎn）件模擬（nǐ）運行結（jié）果，可知煤漿濃度每提高 1.0%，對應氧耗減少4.4Nm3/1000Nm3，煤耗降（jiàng）低 3.4Kg/1000Nm3。因此，為了降低（dī）生產成本，提高有效氣產（chǎn）量，水煤漿提濃逐漸成為各煤化工企業（yè）的重點節能項目。然而，在煤漿提濃狀況下，*易發生（shēng）磨煤機跑漿（jiāng）情況，即水煤漿不能完全通過滾筒篩而被螺旋擋板帶出係統外，此種異常生產狀況稱為跑漿，需要人（rén）為幹預進行清理；不僅影（yǐng）響現場衛生、汙染嚴（yán）重，還加重了工藝人員勞動強度。通過對跑出煤漿進行（háng）分析（xī）研究，通過檢（jiǎn）驗測出數（shù）據進行了跑漿回收裝置設計，並進行了實驗嚐試，該係（xì）統可代替人工清理，獨立（lì）於主裝置，不會（huì）對主裝置穩定運行產生影（yǐng）響。
1 磨煤機跑漿原（yuán）因及跑漿物質實驗分析
1.1 鋼棒影響
磨煤機製漿原理如下：不同規格的鋼棒（bàng）按照一定配比在磨（mó）煤機內襯板帶（dài）動下做自由落體運動，通過鋼棒研（yán）磨製（zhì）備合（hé）格（gé）水煤漿。磨煤機筒體內（nèi）部鋼棒總數量越（yuè）多，則煤（méi）漿研（yán）磨程度越大，煤漿（jiāng）粒度越細（xì），煤（méi）漿顆粒的比表麵積加大，顆粒間分子作用力加大，表現為煤漿粘度增大，通過滾筒篩篩孔時阻（zǔ）力增大；相反（fǎn），鋼棒量減少，則煤漿粒度增大，容易產生粒度較大的煤漿顆粒（lì），不容易通過滾筒篩；粗鋼棒多則煤漿中粗粒字（zì）較多，細鋼棒（bàng）多則煤漿中細粒子多。另外，甲烷流量計中的鋼棒在磨損（sǔn）到一（yī）定程度後會（huì）發生斷裂，斷裂後的鋼棒不會隨煤漿進入係統，會（huì）隨著跑出煤漿一同帶出係統（tǒng）。
1.2 磨煤機進料（liào）影響
磨煤（méi）機進料量多，煤漿在磨機中停留時間（jiān）短，研磨程度小，煤漿出料粒度就大；相反，磨煤機進料少，在磨機中停留時（shí）間就（jiù）長，煤漿出料粒度就細。同樣，磨煤機跑（pǎo）漿跟磨煤（méi）機入口進料粒度有關，在相同時間內，進料粒（lì）度越大，則（zé）出料粒度越（yuè）大；進料粒度越細，則出料粒度也越細。
1.3 跑漿物質實（shí）驗分析
對跑漿進（jìn）行分析（xī）後發現（xiàn），跑漿（jiāng）是一種由煤漿和一些雜質混（hún）合而成的半（bàn）流（liú）體物質，當甲烷流量計使用煤倉中煤堆中上部煤時，由於煤質較好，跑（pǎo）漿中小（xiǎo）煤塊*少，性質同正常煤漿，隻是（shì）固含量稍高；而使用（yòng）煤堆底部的煤（méi）時，煤質差甲烷流量計研（yán）磨不充分，跑漿中含有約 15% 的小煤塊，分析後的跑漿物質參數如表 1 所（suǒ）示。
2 提高（gāo）煤漿濃度的通用措施（shī）
根據甲烷流量計跑漿原（yuán）因（yīn）可以了解到（dào），在保證甲烷流量計不存在跑漿情況下，製備高品質煤漿需要滿足兩點要求（qiú），即較小入口原煤粒度和較低磨機負荷，保證（zhèng）原煤在磨機內部有較長停留時間與充足滾筒篩過濾麵積 . 通用的方法（fǎ）一般有以下兩種，如表 2 所示（shì）。
3 跑漿回收工藝設計流程簡介
通過以上煤漿提濃通用（yòng）方（fāng）法優缺點比較可以了解（jiě）到，在現有設計條件基礎上，煤漿濃度提升（shēng）會帶來（lái）一定設備損耗及能源損耗。針對這種情況，為了達到節（jiē）能而保證甲（jiǎ）烷流量計不跑（pǎo）漿，對於磨機跑漿（jiāng）問題進行改善，對跑漿進行回收（shōu），重新送回磨煤機進行二次研磨，降低了（le）甲烷流（liú）量計入口原料煤的粒度；同時降低了人員勞動強度，改善（shàn）了現場衛生情況。具體跑漿回收裝置設計流（liú）程如圖 1 所示。
3.1 跑漿回收裝置流程介紹
跑漿（jiāng）回收工藝主要設備包括跑漿罐、跑漿泵以及相關閥門管件（jiàn）等（děng）附屬（shǔ）設備（bèi）。跑漿回收裝置主要流程如下：跑出磨煤機的煤漿從滾筒篩的排渣管流下，經過進料鬥中鐵絲網濾去夾帶鋼棒後進（jìn）入跑漿（jiāng）罐儲存，裝（zhuāng）置實驗中觀察到的*大（dà）跑漿量（liàng）為 0.65m3/h，但跑漿流量十分不穩定，料（liào）鬥和鐵絲網同時啟到緩衝跑漿進入罐內的作用；鐵絲網上方設置（zhì）有（yǒu） IW 水噴頭對鐵絲網上堆積跑漿進行衝洗，提高跑漿流動性；衝洗水量正常（cháng）操（cāo）作流量為 0.5m3/h。跑漿罐容積為7m3，罐中設置有垂直攪拌設備（bèi）以防止煤漿沉降，罐底為圓底使跑（pǎo）漿中（zhōng）的煤（méi）塊沉積在底部，定期從底部排渣口排出；圓底容納煤塊的容積為 1m3/h，罐內設置液（yè）位計。
罐體側方靠下位置設置出口閥和出料管線，出料管線接入放置於地麵跑漿泵，出料管線上設置 IW 水衝（chōng）洗管線和衝洗閥（fá），IW 水衝洗（xǐ）管線（xiàn）的*大流量（liàng）為 5m3/h。跑漿泵（bèng）出口管（guǎn）線連接到甲烷流量計進料口處（chù），跑（pǎo）漿泵、出口（kǒu）閥和（hé） IW 水衝洗閥（fá）由跑漿罐液（yè）位控製。
3.2 跑漿回收裝置設計運（yùn）行程序步驟
*一，投用。係統投用前（qián），確認排渣閥關閉，打開稀釋水閥，將液位對泵和攪拌係統的邏輯控製投用。
*二，高液位觸發邏輯。液位高於 L2 後，跑漿罐出（chū）口閥打開，泵啟動，跑漿通過跑漿泵送回甲烷（wán）流量計入口。
*三，低液位觸發邏輯。液位高於 L1 時（shí），攪拌係統運轉（zhuǎn），低於 L1 時停止；液位低於 L1 時，觸發（fā）衝洗停泵程序，出口閥關閉，衝洗水閥打開（kāi），衝洗管路 5min，之後泵停止運行，衝洗水閥關閉。
*四，排渣。排渣前由中控降低（dī）甲烷流量計進煤量，降低煤漿濃度，使滾筒篩不跑漿，並關閉稀釋水閥；隨後啟動跑漿程序。跑漿程序啟動後，泵啟（qǐ）動，降低液位至 Lmin 後觸發衝洗停泵程序。現場人（rén）員確認收集車就位，打開排渣閥；現場人（rén）員（yuán）確認排渣（zhā）完畢後，關閉排渣閥，將磨機進煤（méi）量調至正常（cháng），打開稀釋水閥。
4 實（shí）驗運（yùn）行效果分（fèn）析
通過近半個月實驗運行，在實際使用過程（chéng）中發現實際（jì）效果並不是特別理想，雖然在一定程度上減少了工作人員勞（láo）動量，但是對於煤漿濃度（dù）提升沒有明顯改善，存在一些阻礙因素，影響了實驗順利進行，主要問題如下。
*先，跑漿罐入口管線過濾器（qì）堵塞，跑漿無法順利進入跑漿罐。此處設（shè）計過濾器的目的是為了防止較（jiào）大顆（kē）粒雜誌進入跑漿罐從而堵（dǔ）塞跑漿泵。後（hòu）期整改措施為取消此處過濾器，使煤漿能夠順利（lì）進入跑漿（jiāng）罐。
其次，跑（pǎo）漿泵堵塞，無（wú）法正常打量。雖然跑漿罐內有攪拌器，但（dàn）是跑漿泵是間歇運行，跑漿中（zhōng）大部分顆粒在跑漿（jiāng）罐（guàn）內部聚（jù）集到罐（guàn）底，當跑漿泵啟動時，較多的煤漿大顆粒進入到跑漿泵，導致機泵堵塞。後期（qī）整改措施為增加跑漿罐罐底排汙開啟頻次，降低大塊顆粒煤（méi）進入跑漿泵的可（kě）能性。
*後，跑漿容易（yì）在滾筒篩跑漿口斜坡處聚集。由於跑漿自身性質，跑漿流動性及穩定性（xìng）*差，跑（pǎo）漿進入到跑漿回收罐入口管線處有一定坡度，大（dà）約（yuē）為 45°，跑漿在此處特別容易聚集。針對這項問題（tí），解決措施為在斜坡處增加IW 持續小流量衝洗，把跑漿進行稀釋後返回磨（mó）煤機。但（dàn）是此項整改措（cuò）施增加了磨煤機進料的（de）水煤比調節難度，磨煤機進水量不確定使得煤漿濃度不易調節。
5 結語
盡管這次跑（pǎo）漿回收實驗結（jié）果不是特別理想，由（yóu）於實際生產中的一些因素存在，導致與理想結果存在偏差（chà），但（dàn）是卻為我們下一步整（zhěng）改方案指明了方向。通過合（hé）理優化（huà）跑漿回收罐入口管線坡度，斜坡衝洗水使（shǐ）用磨煤機（jī）進料中的一部分水，跑漿回收係統調整為持（chí）續供水，保證磨煤機水（shuǐ）煤比調（diào）控，從而提（tí）高煤漿濃度，達到降低能耗、降低勞動強度的目的。
煙（yān）台萬（wàn）華氣化裝置使用甲烷流量計製備水煤漿供氣化爐使（shǐ）用，甲（jiǎ）烷流量計（jì）出口處設置有滾筒篩 , 對水煤漿進行過濾。合格的煤漿穿過滾（gǔn）筒篩篩孔進入小煤漿槽（cáo），進而送入氣（qì）化爐係統（tǒng）；進（jìn）入滾筒篩的水煤漿設計濃度為 59%. 隨著煤氣化工（gōng）藝不斷發展（zhǎn），煤（méi）漿濃度逐漸（jiàn）提高，不僅降低了生產能耗，而且能夠提高工（gōng）藝（yì）氣產氣率。通過 Aspen Plus 軟（ruǎn）件模擬（nǐ）運行結（jié）果，可知煤漿濃度每提高 1.0%，對應氧耗減少4.4Nm3/1000Nm3，煤耗降（jiàng）低 3.4Kg/1000Nm3。因此，為了降低（dī）生產成本，提高有效氣產（chǎn）量，水煤漿提濃逐漸成為各煤化工企業（yè）的重點節能項目。然而，在煤漿提濃狀況下，*易發生（shēng）磨煤機跑漿（jiāng）情況，即水煤漿不能完全通過滾筒篩而被螺旋擋板帶出係統外，此種異常生產狀況稱為跑漿，需要人（rén）為幹預進行清理；不僅影（yǐng）響現場衛生、汙染嚴（yán）重，還加重了工藝人員勞動強度。通過對跑出煤漿進行（háng）分析（xī）研究，通過檢（jiǎn）驗測出數（shù）據進行了跑漿回收裝置設計，並進行了實驗嚐試，該係（xì）統可代替人工清理，獨立（lì）於主裝置，不會（huì）對主裝置穩定運行產生影（yǐng）響。
1 磨煤機跑漿原（yuán）因及跑漿物質實驗分析
1.1 鋼棒影響
磨煤機製漿原理如下：不同規格的鋼棒（bàng）按照一定配比在磨（mó）煤機內襯板帶（dài）動下做自由落體運動，通過鋼棒研（yán）磨製（zhì）備合（hé）格（gé）水煤漿。磨煤機筒體內（nèi）部鋼棒總數量越（yuè）多，則煤（méi）漿研（yán）磨程度越大，煤漿（jiāng）粒度越細（xì），煤（méi）漿顆粒的比表麵積加大，顆粒間分子作用力加大，表現為煤漿粘度增大，通過滾筒篩篩孔時阻（zǔ）力增大；相反（fǎn），鋼棒量減少，則煤漿粒度增大，容易產生粒度較大的煤漿顆粒（lì），不容易通過滾筒篩；粗鋼棒多則煤漿中粗粒字（zì）較多，細鋼棒（bàng）多則煤漿中細粒子多。另外，甲烷流量計中的鋼棒在磨損（sǔn）到一（yī）定程度後會（huì）發生斷裂，斷裂後的鋼棒不會隨煤漿進入係統，會（huì）隨著跑出煤漿一同帶出係統（tǒng）。
1.2 磨煤機進料（liào）影響
磨煤（méi）機進料量多，煤漿在磨機中停留時間（jiān）短，研磨程度小，煤漿出料粒度就大；相反，磨煤機進料少，在磨機中停留時（shí）間就（jiù）長，煤漿出料粒度就細。同樣，磨煤機跑（pǎo）漿跟磨煤（méi）機入口進料粒度有關，在相同時間內，進料粒（lì）度越大，則（zé）出料粒度越（yuè）大；進料粒度越細，則出料粒度也越細。
1.3 跑漿物質實（shí）驗分析
對跑漿進（jìn）行分析（xī）後發現（xiàn），跑漿（jiāng）是一種由煤漿和一些雜質混（hún）合而成的半（bàn）流（liú）體物質，當甲烷流量計使用煤倉中煤堆中上部煤時，由於煤質較好，跑（pǎo）漿中小（xiǎo）煤塊*少，性質同正常煤漿，隻是（shì）固含量稍高；而使用（yòng）煤堆底部的煤（méi）時，煤質差甲烷流量計研（yán）磨不充分，跑漿中含有約 15% 的小煤塊，分析後的跑漿物質參數如表 1 所（suǒ）示。
2 提高（gāo）煤漿濃度的通用措施（shī）
根據甲烷流量計跑漿原（yuán）因（yīn）可以了解到（dào），在保證甲烷流量計不存在跑漿情況下，製備高品質煤漿需要滿足兩點要求（qiú），即較小入口原煤粒度和較低磨機負荷，保證（zhèng）原煤在磨機內部有較長停留時間與充足滾筒篩過濾麵積 . 通用的方法（fǎ）一般有以下兩種，如表 2 所示（shì）。
3 跑漿回收工藝設計流程簡介
通過以上煤漿提濃通用（yòng）方（fāng）法優缺點比較可以了解（jiě）到，在現有設計條件基礎上，煤漿濃度提升（shēng）會帶來（lái）一定設備損耗及能源損耗。針對這種情況，為了達到節（jiē）能而保證甲（jiǎ）烷流量計不跑（pǎo）漿，對於磨機跑漿（jiāng）問題進行改善，對跑漿進行回收（shōu），重新送回磨煤機進行二次研磨，降低了（le）甲烷流（liú）量計入口原料煤的粒度；同時降低了人員勞動強度，改善（shàn）了現場衛生情況。具體跑漿回收裝置設計流（liú）程如圖 1 所示。
3.1 跑漿回收裝置流程介紹
跑漿（jiāng）回收工藝主要設備包括跑漿罐、跑漿泵以及相關閥門管件（jiàn）等（děng）附屬（shǔ）設備（bèi）。跑漿回收裝置主要流程如下：跑出磨煤機的煤漿從滾筒篩的排渣管流下，經過進料鬥中鐵絲網濾去夾帶鋼棒後進（jìn）入跑漿（jiāng）罐儲存，裝（zhuāng）置實驗中觀察到的*大（dà）跑漿量（liàng）為 0.65m3/h，但跑漿流量十分不穩定，料（liào）鬥和鐵絲網同時啟到緩衝跑漿進入罐內的作用；鐵絲網上方設置（zhì）有（yǒu） IW 水噴頭對鐵絲網上堆積跑漿進行衝洗，提高跑漿流動性；衝洗水量正常（cháng）操（cāo）作流量為 0.5m3/h。跑漿罐容積為7m3，罐中設置有垂直攪拌設備（bèi）以防止煤漿沉降，罐底為圓底使跑（pǎo）漿中（zhōng）的煤（méi）塊沉積在底部，定期從底部排渣口排出；圓底容納煤塊的容積為 1m3/h，罐內設置液（yè）位計。
罐體側方靠下位置設置出口閥和出料管線，出料管線接入放置於地麵跑漿泵，出料管線上設置 IW 水衝（chōng）洗管線和衝洗閥（fá），IW 水衝洗（xǐ）管線（xiàn）的*大流量（liàng）為 5m3/h。跑漿泵（bèng）出口管（guǎn）線連接到甲烷流量計進料口處（chù），跑（pǎo）漿泵、出口（kǒu）閥和（hé） IW 水衝洗閥（fá）由跑漿罐液（yè）位控製。
3.2 跑漿回收裝置設計運（yùn）行程序步驟
*一，投用。係統投用前（qián），確認排渣閥關閉，打開稀釋水閥，將液位對泵和攪拌係統的邏輯控製投用。
*二，高液位觸發邏輯。液位高於 L2 後，跑漿罐出（chū）口閥打開，泵啟動，跑漿通過跑漿泵送回甲烷（wán）流量計入口。
*三，低液位觸發邏輯。液位高於 L1 時（shí），攪拌係統運轉（zhuǎn），低於 L1 時停止；液位低於 L1 時，觸發（fā）衝洗停泵程序，出口閥關閉，衝洗水閥打開（kāi），衝洗管路 5min，之後泵停止運行，衝洗水閥關閉。
*四，排渣。排渣前由中控降低（dī）甲烷流量計進煤量，降低煤漿濃度，使滾筒篩不跑漿，並關閉稀釋水閥；隨後啟動跑漿程序。跑漿程序啟動後，泵啟（qǐ）動，降低液位至 Lmin 後觸發衝洗停泵程序。現場人（rén）員確認收集車就位，打開排渣閥；現場人（rén）員（yuán）確認排渣（zhā）完畢後，關閉排渣閥，將磨機進煤（méi）量調至正常（cháng），打開稀釋水閥。
4 實（shí）驗運（yùn）行效果分（fèn）析
通過近半個月實驗運行，在實際使用過程（chéng）中發現實際（jì）效果並不是特別理想，雖然在一定程度上減少了工作人員勞（láo）動量，但是對於煤漿濃度（dù）提升沒有明顯改善，存在一些阻礙因素，影響了實驗順利進行，主要問題如下。
*先，跑漿罐入口管線過濾器（qì）堵塞，跑漿無法順利進入跑漿罐。此處設（shè）計過濾器的目的是為了防止較（jiào）大顆（kē）粒雜誌進入跑漿罐從而堵（dǔ）塞跑漿泵。後（hòu）期整改措施為取消此處過濾器，使煤漿能夠順利（lì）進入跑漿（jiāng）罐。
其次，跑（pǎo）漿泵堵塞，無（wú）法正常打量。雖然跑漿罐內有攪拌器，但（dàn）是跑漿泵是間歇運行，跑漿中（zhōng）大部分顆粒在跑漿（jiāng）罐（guàn）內部聚（jù）集到罐（guàn）底，當跑漿泵啟動時，較多的煤漿大顆粒進入到跑漿泵，導致機泵堵塞。後期（qī）整改措施為增加跑漿罐罐底排汙開啟頻次，降低大塊顆粒煤（méi）進入跑漿泵的可（kě）能性。
*後，跑漿容易（yì）在滾筒篩跑漿口斜坡處聚集。由於跑漿自身性質，跑漿流動性及穩定性（xìng）*差，跑（pǎo）漿進入到跑漿回收罐入口管線處有一定坡度，大（dà）約（yuē）為 45°，跑漿在此處特別容易聚集。針對這項問題（tí），解決措施為在斜坡處增加IW 持續小流量衝洗，把跑漿進行稀釋後返回磨（mó）煤機。但（dàn）是此項整改措（cuò）施增加了磨煤機進料的（de）水煤比調節難度，磨煤機進水量不確定使得煤漿濃度不易調節。
5 結語
盡管這次跑（pǎo）漿回收實驗結（jié）果不是特別理想，由（yóu）於實際生產中的一些因素存在，導致與理想結果存在偏差（chà），但（dàn）是卻為我們下一步整（zhěng）改方案指明了方向。通過合（hé）理優化（huà）跑漿回收罐入口管線坡度，斜坡衝洗水使（shǐ）用磨煤機（jī）進料中的一部分水，跑漿回收係統調整為持（chí）續供水，保證磨煤機水（shuǐ）煤比調（diào）控，從而提（tí）高煤漿濃度，達到降低能耗、降低勞動強度的目的。