淺談煤化工項(xiàng)目備煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：煤化工;備煤;設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);除塵

1 設(shè)計(jì)遵循的規(guī)程規(guī)范

煤化工行業(yè)沒(méi)有專門針對(duì)備煤系統(tǒng)編制相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，建議參考電力行業(yè)《火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、煤炭行業(yè)《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 備煤系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)

2.1 來(lái)煤接收環(huán)節(jié)

外部來(lái)煤運(yùn)輸方式通常有公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸以及帶式輸送機(jī)運(yùn)輸專線;公路及鐵路運(yùn)輸需要專門的卸煤倒運(yùn)設(shè)施，而帶式輸送機(jī)運(yùn)輸不需要設(shè)置專門的卸載設(shè)施，最為環(huán)保、可靠、高效，是中短距離運(yùn)輸最理想的工具。本次著重介紹汽車來(lái)煤接收環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)。

2.1.1 汽車衡、卸煤位數(shù)量計(jì)算

根據(jù)化工項(xiàng)目每天消耗量、工作時(shí)間、來(lái)煤車輛規(guī)格來(lái)計(jì)算，公式如下：

式中：K-不均衡系數(shù)，取1.1～1.2;Q-每天煤炭消耗量，t;t-汽車稱重及采樣時(shí)間，min;T-每天工作時(shí)間，h;P-汽車載重量，t。一般汽車稱重及采樣時(shí)間約5min，汽車卸載時(shí)間約3min，汽車稱重采樣耗時(shí)大于卸載耗時(shí)，根據(jù)汽車衡數(shù)量，并考慮一定的備用設(shè)施來(lái)配備卸煤位數(shù)量。

2.1.2 來(lái)煤接收環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)

①平面布置保證車流順暢，避免空、重車行走線路交叉;②汽車衡及汽車采樣裝置宜聯(lián)合布置，汽車衡宜配備無(wú)人值守智能稱重系統(tǒng)，提高通行效率;③為了最大限度減少環(huán)境污染，汽車卸煤宜在封閉房?jī)?nèi)進(jìn)行，封閉房尺寸設(shè)計(jì)充分考慮可能配置各種車輛規(guī)格;④在車輛出入口宜配備車輛清洗裝置，有條的可以配備高級(jí)洗車房，最大限度減少揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境。

2.2 煤炭加工處理環(huán)節(jié)

2.2.1 篩分、破碎設(shè)備能力計(jì)算

常用的直線篩處理能力計(jì)算公式如下：

式中：qt-單位篩面面積小時(shí)透篩量，t/m2.h;F-篩面有效面積，m2;K1-細(xì)粒的影響系數(shù);K2-粗粒的影響系數(shù);K3-篩分效率影響系數(shù);K4-篩分方法影響系數(shù);K5-物表水分影響系數(shù);K6-篩面位置影響系數(shù);a-物料中粒度大于篩孔尺寸的含量，%;η-篩分效率，%。

常用的雙齒輥破碎機(jī)處理能力計(jì)算公式如下：

式中：n-滾軸轉(zhuǎn)速，r/min;a-滾軸中心距，m;L-破碎齒輥有效長(zhǎng)度，m;d-出料粒度，m;ρ-松散密度，t/m3，k-物料填充系數(shù)，一般取0.4～0.6。

2.2.2 篩分破碎環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)

①物料儲(chǔ)存前設(shè)置篩分破碎系統(tǒng)，物料在運(yùn)輸轉(zhuǎn)載存儲(chǔ)過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生二次破碎，因此在原料煤在進(jìn)入氣化車間前宜再設(shè)置一道檢查性篩分環(huán)節(jié);②篩分破碎設(shè)備易損件較多，如篩板、破碎齒板等，檢修頻繁，應(yīng)合理配備起重檢修設(shè)施，車間頂部考慮設(shè)置天車負(fù)責(zé)重、大部件的檢修，天車照顧不到的位置設(shè)置手拉葫蘆或者電動(dòng)葫蘆;③物料水分對(duì)篩分效率影響很大，篩分設(shè)備選型需要充分考慮所有煤源的物料特性情況，按最不利物料選擇分級(jí)篩;④篩分破碎車間設(shè)備振動(dòng)較大，土建采用鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí)，易發(fā)生共振現(xiàn)象，此時(shí)樓板面宜采用壓型鋼板上現(xiàn)澆混泥土組合樓板形式。

2.3 物料存儲(chǔ)環(huán)節(jié)

2.3.1 存儲(chǔ)設(shè)施簡(jiǎn)述

條形儲(chǔ)煤場(chǎng)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，近年來(lái)新興起來(lái)的結(jié)構(gòu)有充氣膜結(jié)構(gòu)及骨架膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部可配備懸臂式斗輪堆取料機(jī)、橋式（門式）斗輪取料機(jī)+帶式堆料機(jī)、半門式刮板取料機(jī)+帶式堆料機(jī)等堆取料設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，其中采用“半門式刮板取料機(jī)+帶式堆料機(jī)”布置方式空間利用率最高，同等規(guī)模下投資最低。

圓形儲(chǔ)煤場(chǎng)形狀為圓形，上部為鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，下部為擋煤墻，采用落煤塔落煤或者圓形堆取料機(jī)進(jìn)行作業(yè)，落煤塔落煤需要配備推土機(jī)及鏟車作業(yè)，自動(dòng)化程度低作業(yè)環(huán)境差，運(yùn)行成本高，不推薦采用。

氣膜鋼筋混凝土穹頂倉(cāng)是一種新型倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱氣膜球倉(cāng)，它以性能優(yōu)良的柔軟織物為外膜，向膜內(nèi)充氣作為施工模板，依次在膜內(nèi)噴涂保溫層、綁扎鋼筋、噴射混凝土，最終形成具有一定剛度球形倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu);其采用裝飾、保溫、模板與結(jié)構(gòu)合為一體結(jié)構(gòu)，節(jié)能環(huán)保，外形美觀;球形結(jié)構(gòu)具有良好的抗震、抗風(fēng)壓性;施工作業(yè)集中在室內(nèi)進(jìn)行，受氣候環(huán)境影響小。其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。氣膜穹頂倉(cāng)最優(yōu)堆取料方式為：采用倉(cāng)頂重力落料、倉(cāng)底給煤機(jī)取料。

圓筒倉(cāng)為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有作業(yè)效率高、環(huán)保性能好、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是單倉(cāng)倉(cāng)容較小、造價(jià)高，筒倉(cāng)單倉(cāng)儲(chǔ)量適用于3萬(wàn)t以下規(guī)模。

2.3.2 物料存儲(chǔ)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)

①當(dāng)存儲(chǔ)物料水分較大的粉煤時(shí)，若采用氣膜球倉(cāng)或圓筒倉(cāng)形式，易在倉(cāng)內(nèi)發(fā)生物料粘結(jié)起拱掛壁，從而堵塞煤倉(cāng)，故宜采用條形儲(chǔ)煤場(chǎng)或者圓形儲(chǔ)煤場(chǎng)存儲(chǔ)高水分物料，清理粘結(jié)物料方便;②斗輪或者刮板取料機(jī)作業(yè)易造成塊煤二次破碎，塊煤損耗加大，拉低了企業(yè)利潤(rùn)，故存儲(chǔ)塊煤時(shí)宜采用氣膜球倉(cāng)或者圓筒倉(cāng)形式，并在倉(cāng)內(nèi)設(shè)防破碎曲面溜槽，最大限度地保護(hù)塊煤，提升企業(yè)效益;③若煤化工項(xiàng)目來(lái)煤品種較多需要分開(kāi)存儲(chǔ)時(shí)，宜采用條形儲(chǔ)煤場(chǎng)或者圓筒倉(cāng)形式，條形儲(chǔ)煤場(chǎng)可以分堆存儲(chǔ)不同品種的煤炭，圓筒倉(cāng)可以建立筒倉(cāng)群，分別存儲(chǔ)各種物料;④倉(cāng)下給煤機(jī)有往復(fù)式給煤機(jī)、帶式給煤機(jī)、振動(dòng)給煤機(jī)等多種類型，往復(fù)式給煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、皮實(shí)耐用，但功耗大;帶式給煤機(jī)運(yùn)量大、功耗小，但是部件多、維護(hù)量大，且回程帶面清掃不干凈易撒料;振動(dòng)給煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、維護(hù)量小，是使用現(xiàn)場(chǎng)反映最良好的給煤設(shè)備。

2.4 物料運(yùn)輸環(huán)節(jié)

物料運(yùn)輸環(huán)節(jié)主要由輸煤棧橋及轉(zhuǎn)載點(diǎn)組成，設(shè)計(jì)體會(huì)如下：①輸煤棧橋斷面尺寸設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮電纜橋架，消防管道、給排水管道、采暖管道、燈具等的布置空間，保證行人檢修通道順暢;②為降低噪音、減少揚(yáng)塵、保護(hù)塊煤，應(yīng)盡量降低轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)高度，并設(shè)置曲面緩沖降噪落煤管;③帶式輸送機(jī)上托輥宜采用品字形結(jié)構(gòu)，方便檢修更換，不宜過(guò)多設(shè)置各類糾偏裝置，依靠調(diào)整輸送機(jī)安裝精度比采用糾偏裝置調(diào)偏更有效果;④采用無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽，其由雙層密封導(dǎo)料槽、帶滑板托輥組件、可調(diào)阻尼裝置、自動(dòng)循環(huán)減壓裝置、緩沖床等組成。含塵空氣通過(guò)循環(huán)裝置后進(jìn)行緩沖重力沉降，形成微負(fù)壓循環(huán)，再經(jīng)多道阻尼裝置過(guò)濾，使粉塵逐步附著結(jié)成較大團(tuán)塊，通過(guò)空氣流的擾動(dòng)作用，使粉塵團(tuán)塊脫落至運(yùn)輸物料上[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

備煤系統(tǒng)是保證煤化工項(xiàng)目項(xiàng)目安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)工藝、設(shè)備、建筑等非常熟悉，具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，才能設(shè)計(jì)出安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的精品工程。本文對(duì)今后類似的煤化工項(xiàng)目備煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王巖，趙奇，裴賢豐.全流程系統(tǒng)優(yōu)化理念下的備煤技術(shù)思考[J].燃料與化工，2019（1）：1-3.

[2]梁明.選煤廠粉塵治理工藝的探索[J].煤炭加工與綜合利用，2020（2）：75-77.

作者簡(jiǎn)介：

李章成（1982- ），男，江西贛州人，高級(jí)工程師，2004年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，主要從事煤礦機(jī)械及散狀物料輸送工作。