煤粉制備制粉系統安裝自動監控設備項目

胡金明

（河南開祥精細化工有限公司，河南 義馬 472300）

河南開祥精細化工有限公司煤氣化技術采用殼牌粉煤氣化工藝Shell Coal Gasification Process(SCGP)，由殼牌提供基礎工藝包 Basic Design and Engineering Package(BDEP)。裝置設計能力為日處理設計煤種（design coal）1100T， 提 供 73000Nm3/h(H+CO)有效合成氣。設備設計能力，在使用備用煤（“worst case”coal）時保證產氣量73000Nm3/h。煤粉制備工藝流程為：原煤用皮帶從煤場送至本工段的碎煤倉，再通過稱重給料機計量后送至微負壓的磨煤機進行碾磨，并被熱風爐送過來的熱風所干燥。在磨機上部的旋轉分離器的作用下，溫度為105℃，粒度為5～90微米的煤粉和熱氣一起從磨機頂部出來，被送至兩個煤粉袋式過濾器。為避免整個熱氣循環回路中水分的聚集，在兩個煤粉袋式除塵器出口分別安裝兩根φ700的放空管。依據環保要求，需要在此兩根放空管上部安裝在線自動監控儀表，監控固定污染源顆粒物排放在10mg/m3以內。

經研究分析，確定此次在煤粉制備制粉系統安裝自動監控設備項目共分為三個步驟完成。

1 對放空管線進行改造

煤氣化裝置有兩套煤粉制備系統，按標準，需分別在兩根放空管線安裝自動監控設備。為降低費用，計劃對兩套煤粉制備系統放空管線進行合并，合并后，只需增加一套自動監控設備。改造方案為：在氣化13層將兩根放空管（φ700）連通，使放空氣在此匯合，在連通管（φ700）中部增加新放空管（φ1000），連接處增加兩臺蝶閥，原管線使用盲板封堵，增加新放空管支架、支撐。如圖1所示。

依據GB5031-2008《工業金屬管道設計規范》中規定放空管道的流速不應大于（7.1.5-1）所計算的氣體聲速，計算原放空管和現放空管的流速，得出使用φ1000的管道作為匯合后的放空管，符合工藝要求。

根據公示計算得最大氣體速度為：

圖1

單根管內流速：

單根管直徑700mm管道實際流速計算：

空 氣 流 量：13.98kg/s； 溫 度：383K； 壓 力：0.1MPa

總管內流速：

總管直徑1000mm管道實際流速計算：

空氣總流量：27.96kg/s；溫度：383K；壓力：0.1MPa

綜上所述，原放空管實際流速和現放空管實際流速幾乎無變化，不會對工藝操作帶來影響。

2 袋式除塵器檢修

按照國家標準，放空煙氣排放應控制在10mg/m3。目前，在線使用的濾袋為2017年5月更換使用至今，查詢技術協議，未規定煙氣排放控制量，依據技術協議中濾袋材質PPS（聚苯硫醚纖維）克重：550g/m3、厚度：1.5mm測算，排放量是按照20～30mg/m3來制造。因此，為避免數據不合格，濾袋和濾籠應全部更換，并對潔凈室進行檢查檢修。因要求廠家提供至少3年質保，為避免產生糾紛，招標方式采取EPC模式，即濾袋提供、濾袋安裝、潔凈室檢查修復均由中標方提供。經公開招標，河南暢冠環境科技有限公司（必達福環境技術有限公司代理商）中標。

為控制煙氣排放10mg/m3以下，我們對濾袋和濾籠提出了較為苛刻的條件，數據如表1所示。

表1

濾袋和濾籠的設計、制造和試驗應符合下列標準要求：GB/T6719-2009 袋式過濾器用濾料及濾袋技術條件。

濾籠長度尺寸偏差-10～0mm，濾籠直線度偏差為L/1000，濾籠上部外徑尺寸偏差±1mm，底護蓋偏差-2～0.5mm。濾籠全部接觸點焊接處應牢固可靠，表面光滑無毛刺，用線手套擦試表面無刮線感，鍍層均勻；從1m高度自由跌落到地面，無開焊現象。

安裝階段：濾袋和濾籠到達現場后，首先，對產品質量進行檢驗，特別是濾籠的質量，比較容易被忽視，低質量的濾籠會對濾袋的使用壽命造成不利的影響，濾籠生銹、筋條有疤痕、毛刺、開焊等都會造成濾袋的機械磨損，導致濾袋穿孔、漏氣、失效。經檢驗，需安裝的濾籠無明顯彎曲的筋、毛刺或粗糙的庇點；其次，對袋式除塵器花板使用砂紙打磨，確保光滑沒有毛刺，并對反吹管進行清理，確保清潔暢通；再次，進行安裝濾袋，從花板口將濾布由袋底慢慢送入，同時，抓牢袋口，注意熱熔線的朝向，確保其不在除塵器的迎風面，待袋身自然垂直后，將袋口彈簧嵌入花板，用拇指扣住彈簧圈的一邊，向內側彎曲將袋口彎成凹形，同時，讓彈簧圈另一側的凹槽嵌入花板，使彈簧圈自然撐住花板，確保凹槽嵌入花板并與花板邊緣完全貼緊，將彈簧圈突起拉向對應花板邊緣，保證彈簧圈完全與花板孔配合，一般情況下，會聽到“啪”的聲音，說明彈簧圈脹滿花板，兩者鑲嵌緊實，如果袋口邊緣出現褶皺，則用手撫平，以保證完全貼合；隨后，將濾籠盡量垂直徐徐放入花板，避免濾籠自由落體，以及濾籠頭部翻遍直接撞擊花板，造成濾袋損傷或者濾籠邊緣變形，安裝完畢后，要從除塵器檢修孔檢查濾袋是否安裝均勻、垂直，如果發現兩條濾袋底部靠近或相交，可通過調節濾籠的垂直度進行調整；最后，回裝反吹管以及袋式除塵器蓋板，完成安裝。

檢驗階段：使用熒光粉進行檢驗，檢查新濾袋安裝有無問題及負壓下濾袋口與花板孔密封如何，為濾袋的使用排除隱患；檢查袋式除塵器有無其他泄漏點，如焊縫不實、是否有漏焊處，重點檢測煙道與除塵室的焊接質量。首先，從循環風機出口放入紅色熒光粉，隨著風速，這些粉末會沿著最小阻力的方向前進，借此就可以確定泄漏處，比如，焊縫裂紋、濾袋裂縫和小孔、漏粉的彈簧圈等。停循環風機后，拆開袋式除塵器蓋板和底部人孔，使用熒光燈進入設備內進行檢查，對于發現的缺陷，進行消漏處理。

3 安裝自動監控系統

經公開招標，選用鄭州市普惠環保技術有限公司生產的LFS-800防爆型煙塵濃度連續監測儀。由在線監測系統煙氣溫度、壓力的監測由壓力測量系統、微控制器系統、反吹控制系統、模擬信號輸出控制系統等組成，采用S形皮托管法測量，微控制器系統采集各種傳感器檢測的信號，計算出動壓、靜壓、大氣壓等參數，實現連續監測。

設備原理：采用射流技術從煙道中抽取部分煙氣，同時，通過內置流速測量系統實現濕煙氣等速采樣，將抽出的煙氣進行連續恒溫加熱，并引入恒溫測量池進行測量，全程避免濕煙氣中水分的冷凝。檢測器采用高靈敏度的激光前向散射原理，煙粉塵粒子通過高穩定激光信號照射煙道中時，被照射粒子反射激光信號，并被高靈敏激光檢測器接收，其反射信號強度與煙塵濃度成正比，最后，通過計算顯示出煙法濃度。測量后，煙氣尾氣經采樣探頭重新返回煙道，監測過程中所需射流氣、吹掃氣均由風機單元提供，所有光學部件的清潔由吹掃氣自動完成，確保系統長時間無故障穩定運行及數據可靠。

技術特點：采用高穩定激光發射、極低噪聲控制及對消設計及抗惡劣環境等技術，煙塵測量快速、可靠、準確。超低量程，最小量程0～20mg/m3，最低檢出限0.05mg/m3。煙氣連續加熱恒溫避免濕煙氣中水分影響，配合內置流速測量系統，保證煙氣等速采樣，測量數值準確。自動校準專利技術，實現零點和滿量程的自動校準。安裝簡單、結構緊湊、抗惡劣環境、維護工作極低。全新優化設計的光路和吹掃氣路，配合專利噪聲控制及穩定技術，靈敏度極高。適用于濕煙氣的監測，不受水分影響。目前，河南開祥精細化工有限公司已完成煤粉制備制粉系統安裝自動監控設備項目，在線監控固定污染源顆粒物排放在5mg/m3左右，達到了預期效果。