多孔板充氣錐在殼牌煤氣化煤粉輸送系統的應用

武喜陽 袁志峰 武志峰 （河南龍宇煤化工有限公司 476600 河南 永城）

在Shell煤氣化中，充氣錐是裝置安全穩定運行的關鍵部件之一，其工作原理是利用低壓或高壓的氣體通過充氣錐時所形成的均勻氣體，使煤粉在設備中處于流化狀態，防止煤粉在設備中形成結塊現象的發生，充氣錐是采用不銹鋼粉末壓制成形并經高溫燒結而成，它通過自身均勻分布的微孔，使通過它的氣體具有一定的阻力或壓降，破壞充氣錐外表面的氣體股流，并在充氣錐內壁附近轉變為均勻分布的氣體，以保證在充氣錐內壁附近創造一個良好氣-固條件，使所有粉體流動氣來,氣化裝置中煤粉加壓輸送系統，在充壓的過程中，一旦操作不當，及易造成充氣錐損壞，損壞后的充氣錐碎片一旦進入后續系統，造成氣化爐煤流量的波動，嚴重時造成氣化爐停車現象的發生。

1、煤粉輸送系統工藝流程描述：

煤粉從煤粉貯倉V1201A/B進入煤粉鎖斗V1204A/B靠自身重力進入，為了保證煤粉良好的流動性，V1201A/B底部設有充氣錐X1201A/B，在經過管道充氣器X1200A/B進入到煤鎖斗中。完成后在鎖斗V1204A/B和煤粉給料倉V1205A/B之間有兩到隔離閥，在鎖斗V1204A/B充壓后當壓力與煤粉給料倉V1205A/B的壓力平衡后在打開這兩道隔離閥。煤鎖斗V1204A/B的充壓是由高壓二氧化碳經過充氣錐V1204A/B，錐地墊板X1202A/B,管道充氣器X1203A/B和直接進入煤鎖斗過濾器S1202A/B的高壓二氧化碳完成的到錐底墊板X1202A/B的二氧化碳是在不同的壓力下通過控制閥控制。所用的操作程序都是通過外部的開關程序完成的，煤粉從煤粉鎖斗V1204A/B進如到煤粉給料倉V1205A/B也是靠自身重力，當鎖斗煤粉到達到一個底料位后就要重新增加煤粉。

2、V1204充氣錐內件主要參數

煤粉鎖斗（V-1204A/B）充氣錐X-1204A/B燒結錐元件設計參數

平均孔徑：10um工作氣體：氮氣設計溫度：150℃通氣規格：405/310mm實際工作壓降：KPa外殼材質：16MnR+316L室溫破壞壓力：＞1.0MPa主體材質：00Cr17Ni14Mo2氣體流量： m3/s通氣面積：0.256 m2最大允許工作壓降：100KPa

3、造成充氣錐損壞的主要因素;

（1）二氧化碳壓縮機由于采用的是往復式壓縮機，造成二氧化碳中含油量比較高，運行時間久了造成充氣錐堵塞現象的發生,氣體中含油成份的高低，直接影響充氣錐的使用壽命；

（2）CO2壓力不穩定，在運行的過程中一旦操作不當極易造成超壓差現象的發生；

（3）CO2壓縮機出現故障時，造成V1204的壓力高于管網的壓力，出現反壓差現象的發生；

（4）目前用的充氣錐材料為粉末燒結，但是粉末燒結阻力太大，在燒結制作中粉末會產生顆粒搭橋。在充氣錐工作過程中局部濃度過高。

4、充氣錐損壞后造成的后果

（1）充氣錐壓差高或損壞時，將會影響煤粉的流動效果，造成下料困難現象的發生，嚴重時將影響氣化爐的負荷

（2）充氣錐一旦損壞，碎片極易進行V1205中，煤線流動不穩定，嚴重時將會造成煤線堵塞，造成氣化爐偏燒現象的發生，嚴重時易造成燒嘴燒壞現象的發生

（3）若充氣錐損壞比較大時，大的碎片進入V1205中，造成煤粉下不來，造成氣化爐停車現象的發生

（4）充氣錐碎片進入系統后造成，單燒嘴跳車現象的發生

（5）充氣錐損壞后，造成12單元下料困難，一次下料的時間將近1個小時左右，嚴重影響著氣化爐高負荷運行

4、充氣錐改造技術要點：

（1）使用多孔板充氣錐，充氣錐和管道充氣器本體使用原來舊充氣錐和充氣器的本體，充氣錐和管道充氣器的燒結金屬用多孔板來替代，舊充氣錐鉆孔只需在燒結金屬部分鉆孔即可

（2）在距離環焊縫25mm的范圍內，不允許鉆孔

（3）在距離縱焊縫10mm的范圍內，不允許鉆孔

（4）新制作的充氣錐件號由δ=6的304鋼板卷制而成并鉆孔，在與件號2.3焊件，組焊時滿足形位公差

5、改造后的注意事項

（1）充氣錐改造后，在充壓的過程中嚴格控制充氣錐的壓差，嚴禁超過0.4mPa，

（2）嚴禁出現設備的壓力高于管網的壓力，防止出現煤粉倒流到氮氣系統

（3）設備的壓力與管網壓力增加聯鎖，管網壓力與設備壓力壓差小時，及時關閉充壓閥門

（4）注意監控好系統的下料情況，防止因充壓過快造成下料困難現象的發生

（5）每次檢修時定期進行檢查充氣錐的運行情況，并及時總結分析

6、改造后使用效果

(1)本裝置自改造后運行時間有1年左右，沒有出現充氣錐損壞現象的發生

(2)改造后解決了12單元下料困難的問題，在高負荷下保證了氣化爐的煤粉給料

(3)保證了煤粉管線的穩定性，為氣化裝置安全穩定運行提供了保證

(4)其次大大降低了設備成本，延長了設備的使用壽命.

結語

國內已運行或在建的shell煤氣化裝置已近20套，已運行的shell煤氣化項目都不同程度的出現了充氣錐損壞問題，影響了各裝置的長周期運行并增加了檢修時間和費用，運行成本一直居高不下，通過上述改造措施的實施，保證了煤管線和燒嘴系統的穩定運行。開車后氣化爐四個燒嘴運行穩定，為公司煤氣化裝置的長周期安全穩定運行奠定了基礎，實現了公司生產系統的正常化。

劉士永，殼牌煤氣化裝置V1204充氣錐（或充氣笛管）在控制中的保護，化工過程與裝備，2010-07