宝钢煤调湿工艺的完善

宝钢煤调湿工艺的完善

宝钢有两条煤调节线。其中，第一阶段的煤调节湿于2008年4月左右，对应于4个6m焦炉。第四阶段的煤调节湿于2012年10月左右，对应于2个7m焦炉。2套煤调湿装置的处理能力均为330t/h(湿基),一期煤调湿系统在国内是第1家投产,投产后出现了一些问题,因此四期煤调湿在工艺及设备设计时均进行了改进。本文重点对四期煤调湿系统工艺和设备优化情况、投产后出现的新问题及采取的措施进行分析及论述。1工艺与设备的优化1.1该工艺与一期煤调湿工艺流程相比,四期煤调湿做了较大改进,工艺流程更加简洁,更便于控制,并可提高煤调湿工序的稳定性。1.1.1烟道气系统一期煤调湿系统的载气原设计为预热空气(120℃),投产后发现干燥机系统的氧含量超标,达到16%左右,同时干燥机除尘的袋室温度也达不到85℃以上的控制要求,因此造成除尘布袋结露积灰甚至阴燃,干燥机系统存在燃爆风险。后将焦炉烟道气引入载气系统,替代预热空气作为载气,主要是利用烟道气高温惰性的性质,实践证明效果良好。四期煤调湿在一期的基础上进一步优化,取消了鼓风机系统,即不再保留预热空气作为载气的设计。取消了循环风机系统,即不再利用循环风机作为提高干燥机除尘袋室温度的手段。同时将进入煤调湿系统的烟道气分为两路,一路作为载气进入干燥机进料端,一路接入干燥机废气排出管道,加热废气,通过控制烟道气的混入量,使混合后的废气温度达到85℃以上后,再送入干燥机除尘器,确保干燥机除尘袋室温度在控制范围。在干燥机除尘出口管道上设置了粉尘浓度在线检测装置,可以实时监控烟气粉尘浓度,从而可预测除尘布袋的泄漏情况,保证除尘效果,并提高系统安全性能。工艺流程见图1。1.1.2清循环水系统一期煤调湿蒸汽冷凝水原设计进入三期干熄焦纯水槽,但由于温度太高和铁离子超标问题,一直未实现,后来虽经加联氨的处理,但水质仍达到要求,仅是将部分冷凝水回收至清循环水系统,造成水资源的浪费。四期煤调湿凝液系统增加了板式换热器,凝液与清循环水换热后将120℃的冷凝水温度冷却至40℃,输送管线的管道、阀门、泵均采用不锈钢材质,最后冷凝水送至四期干熄焦纯水槽,实现了冷凝水的零外排。在凝液罐后管道上设置了浊度仪,在线检测冷凝水浊度,当冷凝水浊度超过5TU时,冷凝水排污阀自动打开排污,可避免不合格的冷凝水进入纯水槽,影响干熄焦的给水水质。1.2设备1.2.1干燥机出料箱漏料一期煤调湿系统开工后出现换热管被异物砸坏、干燥机进料端漏料等问题,严重影响煤调湿运转率和现场环境。检修时发现,干燥机内部有石块、麻绳等杂物,由于干燥机内部密布297根换热管,进入干燥机的杂物不能排出,有的卡在换热管之间,有的随筒体旋转到一定角度后又掉落砸击换热管,进入的硬质异物造成干燥机换热管被砸坏,进入的麻绳、电线、塑料编织袋等杂物造成干燥机出料箱的漏料。四期煤调湿系统中增设了异物分离网,将煤料中的杂物在进入干燥机之前有效去除,经过1年多的实践检验,效果良好,换热管被异物砸坏的情况未再发生,干燥机内的麻绳等异物基本没有,干燥机出料箱未发现漏料现象。1.2.2煤料在干燥机加热后未排液,发生旋转运站主要作用为煤料一期煤调湿输送系统共设置了6套转运站除尘,除尘器型式均为脉冲袋室除尘器,除尘器滤料采用覆膜防静电涤纶针刺毡材质,但投产1周左右均不能正常使用,主要原因为:煤料在经过干燥机加热以后,物料温度约在60℃左右,输送过程中不断有蒸汽逸散,经过转运站时,蒸汽随粉尘一起被抽入布袋除尘器,造成除尘器结露,布袋被尘泥堵死,失去除尘效果。根据一期转运站除尘运转实绩,四期转运站除尘重点解决了进入除尘器的烟气温度问题。对进入除尘的烟气管道及除尘系统均进行伴热(16kg蒸汽)并保温,投产至今除尘器运行良好,未发生布袋被尘泥堵死的情况。1.2.3优化系统结构一期煤调湿干燥机自投产以来发生过2次金属软管爆裂事故,既影响正常生产,也造成较大的安全隐患,同时发现干燥机热效率较低,蒸汽消耗较大。事后分析发现,干燥机的结构存在缺陷,与设备设计及制造厂家进行了多次探讨,对四期煤调湿干燥机做了如下改进。1)汽室结构的优化。蒸汽进入与凝液排出分室,蒸汽与凝液互不影响,凝液排出顺畅、及时,换热效率提高。2)凝液导出结构优化。将金属软管缩短,蒸汽进入部位改到旋转接头上部,凝液排出仍在旋转接头下部,由“一进两出”改为“两进两出”的形式,如此布置提高了金属软管、旋转接头部位的结构强度,凝液导出更顺畅,消除了水击现象,系统更安全。3)出料端内圈换热管优化。一期煤调湿出料端换热管与气室间胀焊连接,强度低,硬质物件进入干燥机后易造成换热管损坏、泄漏。四期煤调湿干燥机内圈换热管在出料箱部位加保护性套管,即使异物进入也不宜造成换热管的损坏。4)不凝气管结构的优化。一期煤调湿不凝气管呈直角结构,管短,热胀冷缩余地小,297根不凝气管经常泄漏,影响换热,频繁停机检修,影响煤调湿系统运转率。四期煤调湿不凝气管改为双直角ɑ绕管,增加了热胀冷缩余量。四期煤调湿自开工以来,从未发生不凝气管泄漏的问题。5)出料端挡板和密封优化。一期煤调湿出料口导流/挡料板短,出料箱采用鱼鳞片结构密封,煤粉进入密封部位,造成鱼鳞片撑开或损坏,导致煤料大量泄漏。四期煤调湿出料口导流/挡料板加长,改用填料挤压密封,避免了煤料泄漏,系统密封性提高。6)挡轮系统优化。一期煤调湿干燥机只设后挡轮,挡轮受力大,挡轮轴承多次受力损坏,难于检修。四期煤调湿增设1枚前挡轮,前后共2组挡轮,使单枚挡轮受力减轻,降低挡轮系统故障,提高系统安全系数,同时便于挡轮的检修。7)润滑系统优化。一期煤调湿润滑系统稀油、干油分开,通过管路循环使用,管路易堵塞,油脂外溢,现场环境差。四期煤调湿增设齿圈接油盘、齿圈轴承和托轮集油槽、回收管路及阀门,减少油脂外溢,改善现场环境,油脂可降级回收使用。2新问题和对策2.1除砂器2.1.1干燥机除尘袋室温度的影响与一期煤调湿干燥机除尘相比,四期在除尘器入口管道上增加了烟道气冲入口,其目的是提高干燥机除尘袋室温度,防止袋室结露,同时还可降低系统氧含量。2013年6月,发现除尘排气筒有冒灰现象,在开仓检查更换布袋过程中,发现除尘箱体、龙骨、支撑梁腐蚀严重,腐蚀严重处剥蚀达近1mm,布袋上部材质脆化,灰仓及布袋下部情况正常。2.1.2.除尘器下未设置保温烟道气属酸性气体,酸性气体在气态时不会对设备产生腐蚀,一旦变成液体则会产生腐蚀。在除尘箱体顶部发现有结露的痕迹,其原因为:四期煤调湿除尘顶部未设置保温,该部位也无温度检测,从现象推断,烟道气进入箱体后存在结露情况,所以造成除尘器上部出现腐蚀情况,下部有保温、伴热措施,也有温度检测装置,所以除尘器下部情况正常。对除尘器腐蚀部位采取除锈、打磨、防腐处理,顶部增加了保温措施,进入除尘的烟道气流量也进行了控制(4000m2.2给排水螺钉2.2.1进料螺旋堵料2013年10月8日,发现进料螺旋处异音,停机检查确认进料螺旋电机、减速机移位,将进料螺旋退出后发现螺旋的第1片桨叶已变形,干燥机进料端积煤堵料。2.2.2堵料造成堵料,增加了进料螺旋的电流2013年10月8日,上海遭遇百年一遇的大雨,造成煤料水分异常升高,操作上虽然采取了增加蒸汽流量的措施,但高水分的煤料进入干燥机以后,在干燥机进料端部位,受干燥机结构及安装角度的影响,水分不能迅速蒸发,物料逐渐堆积造成堵料,最终导致进料螺旋超负荷。同时,自2008年宝钢增设煤调湿工艺以来,即使在设备冷态试车及动维护时,甚至有不加蒸汽、直接加入湿煤的情况,也没有出现过类似故障,因此,进料螺旋的电流没有设置连锁,造成进料螺旋电流异常升高后没有保护性停机。事后对设备及操作均进行了完善,增加了进料螺旋电流连锁条件,52A高报,60A高高报(2s后停机),提高了设备的本质化安全水平。操作方面,要求今后碰到类似天气时,干燥机处理量要尽量保持平稳,蒸汽加入量需达到平时的1.5倍左右,并密切关注进料螺旋电流情况,出现电流异常升高情况时,继续增大蒸汽通入量或减少煤料加入量,如仍无法控制,则干燥机停机,视煤塔料位情况改送湿煤。3干燥机凝液排放系统的改进1)烟道气分