煤制氢备煤装置工艺技术规程-模版

1583673482241第1页煤制氢备煤装置工艺技术规程1装置概况煤制氢备煤装置由五环设计院完成基础设计、详细设计、采购、施工，计划2007年8月30日中交。装置规模及任务：固体物料输送单元将来自洗煤厂洗原末煤筒仓底部出料口的原末煤输送至煤制氢装置的煤仓内，为煤制氢装置提供原料。将固体物料输送单元的原末煤、本装置煤气化工序循环利用的飞灰进行磨粉、干燥，制备成符合煤气化工艺要求的煤粉。两条磨煤生产线生产的煤粉可交叉送至本装置的煤气化工序的2个煤粉贮仓。上湾3号煤和飞灰的主要物性数据及处理量见下表：序号名称项目单位指标消耗量备注t/ht/d104t/a1上湾3号煤粒度mm≤3089.5214866.58H2O%（wt）14C%（wt）2飞灰C%（wt）≤52.150.41.66每个煤制氢装置的煤粉气化的磨煤干燥工序（U-1100）由2条同样的磨煤干燥生产线组成,2条磨煤干燥生产线全开无备用生产线。在工艺说明中,仅对第一煤制氢装置的煤粉气化磨煤干燥工序中的生产线A加以说明。装置组成:磨煤干燥工序、热气体制备工序、煤粉输送工序平面布置:2工艺过程原理及工艺流程2.1工艺过程原理每个煤制氢装置的煤粉气化的磨煤干燥工序由2条同样的磨煤干燥生产线组成，2条磨煤干燥生产线全开无备用生产线。磨煤干燥所用的原料碎煤为神华3号煤，由固体物料储运装置的袋式输送机输送到煤制氢装置磨煤干燥工序，储存在2个独立的碎煤仓（105V1101A/B）内。每个碎煤仓的储煤容量为每台磨煤机14小时的处理能力所需要的煤量。由除灰工序（U-1500）返回的飞灰储存在飞灰缓冲罐（105V1104）内，飞灰缓冲罐储存的飞灰量可满足生产所需的1小时的需要量。碎煤和飞灰在磨煤机中混合，在微负压和惰性气体条件下被磨粉干燥，干燥所需要的热惰性气体（低氧浓度，湿气体中氧体积含量低于8％）是热风炉燃烧PSA尾气产生的热烟气。出磨煤机干燥后惰性气体和煤粉在煤粉收集器（105S1103A）中分离，在分离煤粉后的惰性气体中的固体浓度低于30mg/Nm3，大部分热惰性气体循环使用；小部分热惰性气体排到大气。煤粉由排粉旋转给料机（105X1103A/B/C/D）从煤粉收集器排出并通过排粉螺旋输送机（105X1102A/B）和煤粉螺旋输送机（105X1105A）输送至煤制氢装置的煤粉加压输送工序中的煤粉储仓（105V1201A/B）2.2流程简图：（见附图）2.3主要工艺流程简述2.3.1磨煤干燥工序1583673482241第2页来自洗煤厂原末煤筒仓内的原末煤分时段分别由原末煤筒仓出料口处的振动给料机均匀的给到带式输送机（123-X-101A/B）上，或给到带式输送机（123-X-102A/B）上，在输送过程中经过除铁、计量后，输送到备煤装置框架内经过三通换向阀（123-S-102A/B和123-S-104A/B）分配，转运至带式输送机（123-X-104A和123-X-104B）上，经过犁式卸料器（123-S-105~107A和123-S-105~107B）卸料至煤制氢装置中的4个原末煤仓中，供煤制氢装置使用。进本装置的带式输送机有二条，1开1备，单条带式输送机的输送能力为770t/h，每条带式输送机上设置了犁式卸料器，可将上湾3号原煤分配到2个碎煤仓中，犁式卸料器的卸料动作由DCS控制，信号来自碎煤仓的称重传感器。2个碎煤仓（105V1101A/B）布置在输送上湾3号原煤的带式输送机的下方，每个碎煤仓的容积为927m3,可贮存上湾3号原煤655t，可供磨煤机生产12个小时以上的生产用煤。碎煤仓上设置了称重传感器，以控制碎煤仓中的料位和碎煤仓的进出料。碎煤仓处于高料位时，停止进料，碎煤仓处于低料位时，给出信号必须立刻进料。料位过低时，开始进料。2个碎煤仓的进料程序DCS进行控制。碎煤仓下部设置有氮气分布环，如碎煤仓中上湾3号原煤自燃，通过其氮气分布环通入氮气来灭火。碎煤仓上设置了煤仓袋滤器（105S1101A/B），以收集从带式输送机上卸下上湾3号原煤时扬起的煤粉，以改善工作环境，煤仓袋滤器收集的煤粉定时清除并卸入到碎煤仓中。煤仓袋滤器清袋采用0.6MPa的压缩空气反吹，反吹压缩空气量和反吹时间的长短由袋滤器中的电磁阀来控制，其清袋时间由人工设定。煤仓袋滤器后设置有煤仓排风机（105K1104A/B），通过风管将除尘后的废气排入大气中。碎煤仓的出料量由称重给煤机（105X1101A/B）控制，称重给煤机为带式给料机，其上设置了皮带秤以计量给煤量，并通过称重的煤量调整称重给煤机的速度，达到定量向磨煤机给煤。称重给煤机返程胶带的下方设置了清扫链，以清扫胶带面上的煤粉。为减少碎煤仓中的上湾3号原煤对称重给煤机胶带面的压力，称重给煤机的进料溜管上配套设置了插板阀，插板阀的开闭动力由其配套的液压站提供，开闭动作由其配套的控制系统控制。循环的飞灰存入飞灰缓冲罐（105V1104）中，飞灰缓冲罐的容积为9.8m3，可贮存飞灰5~7t，飞灰缓冲罐上设置了称重传感器，以控制飞灰缓冲罐中的料位和飞灰缓冲罐的进出料。飞灰缓冲罐处于高料位时，停止进料，飞灰缓冲罐处于低料位时，给出信号必须立刻进料。料位过低时，开始进料。飞灰缓冲罐出料由飞灰旋转给料机（105X1109A/B）控制。磨煤采用中速辊式磨煤机，每台磨煤机（105A1101A/B）正常生产每小时处理上湾3号原煤和飞灰量为46.5t/h。热惰性气体进入磨煤机的进口温度在200℃至300℃之间，压力为：3kPa左右；排出磨煤机的出气口的气体温度控制在110℃左右，压力为-3.93kPa。由称重给煤机定量送来的上湾3号原煤由落煤管道进入磨煤机后，在磨煤机的磨辊和磨盘这两种碾磨部件的表面之间，在压紧力的作用下受到挤压并碾磨而被磨成煤粉。由于碾磨部件的旋转，磨成的煤粉被抛至风环处，来自热风炉（105F1101A/B）的热惰性气体以一定速度通过风环进入干燥空间，对煤粉进行干燥，并将其带入碾磨区上部的旋转分器（105S1102A/B）中，经过分离，不合格的粗煤粉返回碾磨区重磨，合格的煤粉由热惰性气体带出磨外，经管道送入煤粉收集器（105S1103A/B）。在磨煤干燥的过程中，上湾3号原煤中夹带的杂物（如石块、木块、金属块等）被抛至风环处后，由下而上的热惰性气体1583673482241第3页不足以阻止他们下落，经风环由刮板刮落至杂物箱内，人工定期排出。为防止煤粉进入磨辊轴、传动盘、拉杆及旋转分离器轴等处，磨煤机配设置了密封气风机（K-1103C/D）与系统设置的密封用氮气组成密封气系统，通入磨辊轴、传动盘、拉杆及旋转分离器轴等处动静密封装置内，以保证这些动静密封装置处于无尘状态下运行。采用液压加载装置对磨煤机的磨辊加载，加载力可根据称重给煤机的给煤量，控制比例溢流阀压力大小，变更蓄能器和油缸的油压来人为地调整。含有煤粉约为307g/Nm3的热气体进入煤粉收集器(105S1103A/B)后，经煤粉收集器中的滤袋过滤后的热气体由出风口经管道排到循环风机（105K1102A/B），滤袋外部的煤粉经氮气反吹脱落，下落到煤粉收集器下部的料斗内短时间的贮存。料斗内的煤粉由出料口处排粉旋转给料机（105X1103A～H）排至排粉螺旋输送机（105X1102A～D）中，由排粉螺旋输送机（105X1102A～D）和煤粉螺旋输送机（105X1105A/B）将煤粉输送至煤粉加压输送。煤粉收集器是一种高效的长滤袋的袋式除尘器，其操作温度为110℃，操作压力为：-7kPa左右。煤粉收集器收集煤粉采用外滤方式，其内部滤袋布置成若干排，每排有一组脉冲阀和喷吹管，管上的喷嘴对准滤袋中心。清煤粉时脉冲阀在瞬间将压缩气体释放出来，通过喷吹管送入滤袋内，煤粉便从滤袋表面脱落。煤粉收集器采用在线清灰的方式清出煤粉。煤粉收集器设置有可调启动压力并能自动复原的泄爆门和完善的自控系统，在煤粉收集器进出口设置了温度监控仪表，在料斗上设置了温度和料位监控仪表，当出现超温和高料位时系统会及时报警；并且在煤粉收集器运行期间，可对卸煤粉设备自动监控及事故报警。以可编程控制器作为核心的电脑控制系统，具有全面的控制和监测功能，其抗干挠性能强，在供电电压波动、环境温度较高或较低及粉尘干挠的条件下能稳定工作。煤粉收集器的滤袋袋口通过弹性涨圈嵌入滑板的袋孔内，二者间有公差配合，可获得很高的收集煤粉的效率，携带煤粉的热气体经煤粉收集器收集煤粉后，其排放的热气体中煤粉的浓度可达到30mg/Nm3以下。本设计中采用氮气作为煤粉收集器的清煤粉气源，可保证煤粉收集器处于惰性气体环境下工作，也提高了整个系统安全性。煤粉收集器的性能由滤袋的压力降来控制，通过粉尘分析仪来检查滤袋的破损（失效），在停车的时候通过安装的一氧化碳分析仪来检测煤粉收集器下部煤斗中的煤粉是否自燃。整个磨煤干燥系统中惰性气体的露点监控设置在煤粉收集器的下游。与煤粉分离后的热气体通过管道送到循环风机（105K1102A/B）后，经循环风机加压，大部分循环至热风炉中，部分排入大气，排入大气中的热气体初始量是根据煤的湿含量设定平衡调节控制；生产的过程中再根据磨煤机出口处的压力变化，调节排入大气中的热气体量。循环风机通过液力偶合器与电动机连接，在循环风机启动过程中和在循环风机荷载变化的情况下，通过液力偶合器可调节循环风机的速度，以达到减少其动力消耗的目的。2.3.2热气体制备工序燃气热风炉的燃料为管网来的燃料气和来自制氢的PSA尾气，燃烧空气由燃烧空气风机（105K1101A/B）提供。燃料气量与燃烧空气量经比例调节器调节后，分别经燃料气管道和燃烧空气管道送入热风炉（105F1101A/B）；燃气热风炉的点火和初始开车阶段使用的燃料气为天然气。燃料气进入热风炉烧嘴与空气在热风炉内混合燃烧产生的热气体，与循环风机返回的循环气、稀释空气在热风炉中混合，调配控制混合气温度在300℃以下，使之成为1583673482241第4页氧含量低于8％的热惰性气体，用作磨煤干燥的干燥热源。在热风炉上设置有测温仪表，以显示热风炉温度，生产过程中当热风炉温度异常时，测温仪表会及时报警，以便及时调整热风炉温度。2.3.3煤粉输送工序煤粉输送由排粉螺旋输送机（105X1102A～D）、煤粉螺旋输送机（105X1105A/B）组成煤粉输送线，煤粉输送线上设备按全开配置。煤粉输送线可将2条磨煤干燥生产线生产的煤粉输送分配到第一煤制氢装置的煤粉加压输送工序的2个煤粉仓中。煤粉输送线操作说明如下（以磨煤干燥生产线A生产线为例）：排粉旋转给料机（105X1103A～D）出料送出的煤粉分2条线，1条线经排粉螺旋输送机（105X1102A）直接送入煤粉仓（105V1201A），另1条线经排粉螺旋输送机（105X1102B）和煤粉螺旋输送机（105X1105A）送入煤粉仓(105V1201A)和煤粉仓(105V1201A)中，供第一煤制氢装置的煤粉加压输送使用。为防止在输送煤粉的过程中，因煤粉温度的降低造成结露，使煤粉凝聚，在所有的煤粉输送设备上采取了蒸汽伴管保温的措施。并采取向煤粉输送设备中充氮气保护，以防止煤粉氧化、自燃和爆炸。本工序在磨煤机、循环风机、输送上湾3号原煤的带式输送机以及煤粉输送机等处设置了设备检修用的起重机和吊车，以便于在设备安装过程中和设备检修时吊装设备部件之用。2.4装置的辅助流程装置的辅助流程主要有冷却水系统、低压蒸汽系统和氮气系统。2.4.1冷却水系统2.4.2低压蒸汽系统低压蒸汽系统来自公用工程，主要用于煤粉系统的伴热。在煤粉收集器105S1103A/B的料斗、星型给料阀105X1103A~H、排粉螺旋输送机105X1102A~D、煤粉螺旋输送机105X1105A/B、飞灰缓冲罐105V1104和输煤溜管都有伴热，另外在燃料气管道也有伴热。2.4.3氮气系统来自公用工程的低压氮气为101OC，主要用于降低系统中的氧含量和灭火作用，在碎煤仓105V1101A/B、称重给煤机105X1101A/B、磨煤机101A1101A/B、煤粉收集器105S1103A/B、飞灰缓冲罐105V110