解決氯氣流量計故障的實驗（yàn）方案說明

摘要：水煤漿為氣化反（fǎn）應的重要原料，水煤（méi）漿成漿（jiāng）性能（néng）、濃度以（yǐ）及粘度對氣化反應有著重要影響，尤其是（shì）濃度影響。如果濃度（dù）偏小，就會增加較多能耗，並且降低係統有效氣產率，所以水煤漿濃度（dù）提高是降低成本的重要手段。但在實際生產中，隨著煤漿濃度提升（shēng），水煤（méi）漿越來越（yuè）難以通過滾筒篩，產生跑漿現象，給工藝（yì）人員帶來較大工作量。為了改善此種狀況所帶來的（de）影響，對磨煤機跑漿進行（háng）了回收優化實驗，通過配備跑漿回（huí）收裝置，將（jiāng）煤漿回收，並重新返回磨煤機進行研磨。本次研究的目的在於減少現場工藝人員勞動強（qiáng）度，降低煤漿粒度分布，提高水煤漿濃度。
煙台萬華氣化裝置使用氯氣流量計製備水煤漿（jiāng）供氣化爐使用，氯氣（qì）流量計出（chū）口處（chù）設置有滾筒篩 , 對水煤漿進行過濾。合格的煤漿穿過滾筒篩篩孔進入小煤（méi）漿（jiāng）槽，進而送入氣化爐係統（tǒng）；進入（rù）滾（gǔn）筒篩的水煤漿設計濃度為 59%. 隨著煤氣化工藝不斷（duàn）發展，煤漿濃度逐漸提高，不僅降低了生產能耗（hào），而且能夠提高工藝氣產氣率。通過 Aspen Plus 軟件模擬運行結果，可知煤漿濃度每提高 1.0%，對應氧耗減少4.4Nm3/1000Nm3，煤耗降低 3.4Kg/1000Nm3。因此，為了（le）降低生產成本（běn），提高有效氣產量，水煤漿提濃（nóng）逐漸成（chéng）為各煤化工企業的重點節能項目。然而，在（zài）煤漿提濃狀（zhuàng）況下，*易發生磨（mó）煤機跑漿情況，即水（shuǐ）煤漿不能完全通（tōng）過滾（gǔn）筒篩（shāi）而被螺旋擋板帶（dài）出係統外，此種異常（cháng）生產狀況稱為跑漿，需要人為幹預進行清理；不僅影（yǐng）響現（xiàn）場衛生、汙染嚴重，還加重（chóng）了工藝人員勞動強度。通過對跑出煤（méi）漿進行分析研究，通過檢驗測出數據進行了跑漿回收裝置設（shè）計，並進行（háng）了實驗嚐試，該係統可（kě）代替人工清（qīng）理（lǐ），獨立（lì）於（yú）主裝置，不會對主裝置穩定運行產生影（yǐng）響（xiǎng）。
1 磨煤機跑漿原（yuán）因及跑（pǎo）漿物質（zhì）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）按照一定配比在磨煤機內襯板帶動下做自由落體運動，通過鋼棒研磨製備合格水煤漿。磨煤機（jī）筒體內（nèi）部鋼棒總數量越多，則煤漿研磨程度越大，煤漿粒度越細，煤漿（jiāng）顆粒的比表麵積加大，顆粒間分子作用力加大，表現為（wéi）煤漿粘度增大，通過滾筒篩篩孔時阻力增大；相反，鋼棒量減少，則煤漿粒度增大，容易產（chǎn）生粒度較大的煤漿顆粒，不容易通過滾筒篩；粗鋼棒多則（zé）煤漿中（zhōng）粗粒字（zì）較多（duō），細鋼棒多則煤漿中細（xì）粒子多。另外，氯氣流量計（jì）中的鋼（gāng）棒在（zài）磨損到一定程度後會發生斷（duàn）裂，斷裂後的鋼棒不會隨煤（méi）漿進入係統，會隨著跑出（chū）煤漿一（yī）同帶出係統。
1.2 磨煤機進料影響
磨煤機進料量多（duō），煤漿在磨機中（zhōng）停（tíng）留（liú）時間短，研磨程度小（xiǎo），煤漿出料粒度就（jiù）大；相反，磨煤機進料少，在磨機中停留時間就長，煤漿出料（liào）粒（lì）度就細。同樣，磨煤機跑漿跟磨煤機入口進（jìn）料（liào）粒度有關，在相同時間內，進料粒度越大，則出料（liào）粒度（dù）越大；進料粒度越（yuè）細，則出料粒度也越細。
1.3 跑漿物質實驗分析
對跑漿進行分析（xī）後發現，跑漿是（shì）一種由煤漿和一些雜質混合而成（chéng）的半流體物質，當氯氣流量計使用煤倉中煤堆中上部煤（méi）時，由（yóu）於煤質較好，跑漿中小煤塊*少，性質同正常煤（méi）漿（jiāng），隻是固含量稍高；而使（shǐ）用煤堆（duī）底部（bù）的（de）煤時，煤質差氯氣流量計研磨不（bú）充分，跑漿中含（hán）有約 15% 的小（xiǎo）煤塊，分析後的跑漿物質參數如表（biǎo） 1 所示。

2 提高煤漿濃度的通用措施
根據氯氣流量計跑漿原因可以了解到，在保證氯氣流（liú）量計不存（cún）在跑漿（jiāng）情況下，製備高品（pǐn）質（zhì）煤漿需要（yào）滿足兩點要求，即較小入口原（yuán）煤粒度和較低磨機負（fù）荷，保證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（yòng）的方法一般有以下兩種，如表 2 所示。

3 跑漿回收工藝設計流程簡介
通過以上（shàng）煤漿提（tí）濃通用方法優缺點比較可以（yǐ）了解到，在現有設計條件基礎上，煤漿濃度提升會帶來一定設備損耗及能源損耗。針對這種情況，為了達到節能而保證氯氣（qì）流量計不跑漿（jiāng），對於磨機跑漿問題進行改善，對跑漿進（jìn）行回收，重新送回磨煤機進行二次研磨，降低了氯氣流量計入口原（yuán）料煤的粒度（dù）；同（tóng）時降低了人員（yuán）勞動強度，改善了現場衛生情（qíng）況。具（jù）體跑漿回收裝置設計流程如（rú）圖 1 所示。

3.1 跑漿回收裝（zhuāng）置流程介（jiè）紹
跑漿回收工藝主要設備包括（kuò）跑漿罐、跑漿泵以及相關閥門管件等附屬設備。跑漿回收裝置主要流程如（rú）下：跑（pǎo）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（dài）鋼棒後進入跑漿罐儲存，裝置實驗中觀察到的*大跑漿量為 0.65m3/h，但跑漿流量十分不穩定，料鬥和鐵絲網同時啟到緩衝跑漿進入罐內（nèi）的作用；鐵絲網上方設置有 IW 水噴頭對鐵絲網上（shàng）堆積跑漿進行衝洗，提高跑漿流動性（xìng）；衝（chōng）洗水量正常操作流量為 0.5m3/h。跑漿罐容積為7m3，罐中設置有垂直攪拌設備以防（fáng）止煤漿沉（chén）降，罐底為圓底使跑漿中的（de）煤塊沉積在底部，定期從底部排渣口（kǒu）排出；圓底容納煤塊的容積為 1m3/h，罐內設置液位計。
罐（guàn）體側方靠（kào）下位置設置出口閥和出（chū）料管線，出料管線接入放置於地麵跑漿泵，出（chū）料管線上設（shè）置 IW 水衝洗管線和衝洗閥，IW 水衝洗管線的*大流量為 5m3/h。跑漿泵出口管（guǎn）線連接到氯氣流量計進（jìn）料（liào）口處，跑漿泵、出口閥和 IW 水衝洗閥由跑漿罐液位控製。
3.2 跑漿回（huí）收裝（zhuāng）置設（shè）計運（yùn）行（háng）程序步（bù）驟
*一，投用。係（xì）統投（tóu）用前，確認排渣閥關閉，打開稀釋水閥，將液（yè）位對泵和攪拌係統的邏輯控製投用。
*二，高液位觸發邏輯（jí）。液位高於 L2 後，跑漿罐出口閥打開，泵啟動（dòng），跑漿通（tōng）過跑漿泵送回氯氣流量計入口。
*三，低液（yè）位（wèi）觸發邏輯。液位高於 L1 時（shí），攪拌係統運轉，低於 L1 時停止；液位低於 L1 時，觸發衝洗停泵程序，出口閥關（guān）閉，衝洗水閥打（dǎ）開，衝洗管路 5min，之後泵停止（zhǐ）運行，衝洗水閥關閉。
*四，排渣。排渣前由中控降低氯氣流量（liàng）計進煤量，降低煤漿濃度，使滾筒篩不跑漿，並（bìng）關閉稀釋水閥；隨後（hòu）啟動跑漿程序。跑漿程序啟動後，泵啟動，降低液位至 Lmin 後觸發衝洗停泵程序（xù）。現場（chǎng）人員確認收集車就位，打開（kāi）排渣閥；現場人員確認（rèn）排渣完畢後，關閉排渣閥，將磨機進煤量（liàng）調至（zhì）正常，打開（kāi）稀釋水閥。
4 實驗運行效果分析
通過近半個月實驗運行，在實際使用過程中發現實際效果並不是特別理想，雖然在一定程度（dù）上減少了工作人員勞動量，但是對於（yú）煤漿濃度提（tí）升沒有明顯改善（shàn），存（cún）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（jiāng）罐入口管線過濾（lǜ）器堵塞，跑漿無法順利進入跑漿罐。此處設計過濾器的目的是為了防止較大（dà）顆粒雜誌進入跑漿罐從而堵（dǔ）塞跑漿泵。後期整改措施（shī）為取消此（cǐ）處過濾（lǜ）器，使煤漿能夠順利進入跑漿罐。
其次，跑（pǎo）漿泵堵塞，無法正常打量。雖（suī）然跑漿罐內有攪拌器，但是跑漿泵是間歇運（yùn）行，跑（pǎo）漿中大部分顆粒在跑漿罐內部聚集到罐底，當跑漿泵啟動時，較多的煤漿大顆粒進入到跑（pǎo）漿泵，導致機泵堵塞。後期整（zhěng）改措施為增加跑漿罐罐底排汙開啟頻次（cì），降低大（dà）塊顆粒煤進（jìn）入跑漿泵的可（kě）能性。
*後，跑漿容易在（zài）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*差，跑漿進入到跑漿回收罐入口管線處有一定坡度，大約為 45°，跑漿在此處特別容易聚集。針對這項問題，解決措施為在斜坡（pō）處增加IW 持續小流量衝洗，把（bǎ）跑漿進行稀釋後返回磨煤機（jī）。但是此項整改（gǎi）措施增加了磨煤機進料的水煤比調節難度，磨煤機進水量不確（què）定使得煤漿濃度不易調節（jiē）。
5 結語
盡管這次跑漿回收實驗結果不是特別理（lǐ）想（xiǎng），由於（yú）實際生產中的一些因素存在，導致與理想結果存在偏差（chà），但是（shì）卻（què）為我們下一步整改方案指明（míng）了（le）方向。通過合理優化跑漿回收（shōu）罐入口管線坡度，斜坡衝洗（xǐ）水使用磨煤機進料中的一部分水，跑漿回收（shōu）係（xì）統（tǒng）調整為持續供水，保證磨煤機水煤比調控，從而提高（gāo）煤（méi）漿濃（nóng）度，達（dá）到降低能耗、降低勞動強度的目的。

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