煤浆制备系统的改造

Renovation of Coal Slurry Preparation System

李红生 Hongsheng LI , 杨路 Lu YANG

1 新能凤凰〔滕州〕能源有限公司山东滕州 277527 Xinneng Fenghuang 〔Tengzhou〕 Energy Source Co., Ltd., Tengzhou 277527, China 2 宁波中金石化有限公司浙江镇海 315203 Ningbo Zhongjin Petrochemical Co., Ltd., Zhenhai 315203, China

摘要：

针对多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置煤浆制备系统磨煤机开停车过程中存在的不合格煤浆无法回收以及影响灰水系统水质的问题，在煤浆泵出口管线上各增加1根管线及煤浆流量计并连接在3台磨煤机的入料口，相互连通、相互切换。改造措施实施后，磨煤机倒车过程中的不合格煤浆全部得到回收，灰水系统运行稳定，效果明显。

关键词：

水煤浆气化; 煤浆制备; 改造;

Abstract：

In connection with problems of unable to recover unqualified coal slurry produced in startup and shutdown processes of coal mill of coal slurry preparation system of opposed multi-nozzle pressurized coal water slurry gasification unit, and its influence on water quality of ash water system, a pipeline and a coal slurry flow meter are added to outlet pipeline of coal slurry pump and are connected to feed ports of 3 coal mills, which are interconnected and can be switched with each other. After implementation of the renovation measures, all unqualified coal slurry in the reversing process of coal mill has been recovered, the operation of ash water system is stable, having significant effect.

Keyword：

coal water slurry gasification; preparation of coal slurry; renovation;

新能凤凰(滕州)能源有限公司(以下简称新能凤凰公司)气化装置采用国内具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺，一期项目建成2台气化炉(A炉和B炉)，二期项目建成1台气化炉(C炉)，单炉日投煤量1 500 t, 设计运行压力6.5 MPa。自2015年3月起，新能凤凰公司气化炉开始在110%负荷下运行，同年6月1日又提出吨甲醇生产成本降低80元的目标，这就要求气化装置在保证安全稳定运行的情况下，进一步挖潜增效，其中煤浆制备系统是气化装置优化的关键点之一。

1 煤浆制备流程

粒度在10 mm以下的碎煤连续送入煤仓，煤仓中的煤经称重给料机计量后送入磨煤机，同时向磨煤机内加入添加剂以降低煤浆黏度。煤、水、添加剂根据煤浆浓度进行配比，在磨煤机湿磨至所要求的粒度分布，制得质量分数约65%的煤浆。从磨煤机溢流的煤浆经一级滚筒筛滤除大颗粒后，依靠重力溢流至磨煤机出口槽，由磨煤机出口槽泵送至气化工序。制得的煤浆不合格时，磨煤机出口槽泵也可以切换送至研磨水池。

2 存在的问题

2.1 磨煤机开停车初期无法回收不合格煤浆

启动磨煤机之前，应向磨煤机内加水至溢流，待建立出料槽液位之后再启动煤浆泵，此时磨煤机内部充满水。启动磨煤机以后，按40 t/h投煤，由于磨煤机内充满水，加之出料槽内也全部是清水，故此时所制备煤浆的各项指标均不合格。根据实际运行经验，磨煤机保持这样的运行状态约需30 min，此阶段制备的煤浆全部切往研磨水池，其量约20 t。

由于煤浆是种沉淀性的介质，当磨煤机停止运转后，必须将输送煤浆的设备及管线冲洗干净。因此，当磨煤机停车后采用清水冲洗时，磨煤机、储料槽、低压磨机泵、管线等处残留的煤浆不再向系统内部输送，需切换至研磨水池，其量约15 t。

磨煤机开停车时排往研磨水池的煤浆量总计约35 t，定期外送，无法得到有效利用，造成极大的浪费。以每月开停磨煤机3次计，每年损失的煤浆约1 260 t，相当于气化炉在81%负荷下运行1 d的煤浆消耗量。

2.2 对灰水系统影响

在磨煤机倒车的过程中，不仅造成原料煤的极大浪费，而且不合格的煤浆被输送至研磨水池，而研磨水池的水需重新使用，会对灰水系统的水质产生较大的影响。装置运行初期，由于操作经验不足，当这部分水加入灰水系统循环后，水质恶化，灰水浊度快速上升，对灰水的外排产生了一定的影响。后经摸索，可在研磨水池的水输送至澄清槽时增大絮凝剂的添加量，但增大了运行成本。由于这部分黑水的含固量不确定，即使在加大药剂用量的情况下，灰水系统的水质也不能完全得到有效控制，仍会对稳定运行产生一定的影响。

3 改造方案

为了实现节能降耗，可以在煤浆制备系统的3台煤浆泵出口管线上各增加1根管线及煤浆流量计(FT1105A/B/C)并连接在3台磨煤机的入料口，相互连通、相互切换。

假设A炉和C炉磨煤机处于运行状态，C炉磨煤机需倒B炉磨煤机，其操作如下：①B炉磨煤机开车时制备的不合格煤浆全部切往C炉磨煤机，由FT1105B配合FT1101C调节制浆，待B炉磨煤机制浆浓度合格并将煤浆切往煤浆槽以后，冲洗B炉磨煤机至C炉磨煤机的联通管线；②停C炉磨煤机前，冲洗时就将残留煤浆打入运行中的B炉磨煤机，控制FT1105C配合FT1101B制浆，直至C炉磨煤机残留的煤浆冲洗干净(可通过煤浆泵出口导淋进行观察)，关闭隔离阀，停运C炉磨煤机。

按上述操作，可把停运的磨煤机残留的煤浆及启动的磨煤机的不合格煤浆全部回收。为了不影响煤浆浓度，此阶段磨煤操作应以一级滚筒筛滴浆为标准。原因是气化炉内的煤浆与氧气按一定比例进行反应，两者的比例不准确会给气化炉的安全运行带来较大的隐患(煤浆浓度太低，容易造成气化炉过氧爆炸)，而滚筒筛滴浆说明煤浆浓度较高。

4 结语

改造投资包括管道、弯头、阀门、法兰、安装、人工等，合计约10.8万元。根据磨煤机开停车情况统计，按每月开停磨煤机3次、每次回收煤浆量20 t、吨煤浆470元计，年节省费用59.2万元，2.2个月即可收回全部投资。

通过对磨煤机管线的改造，煤浆制备系统的运行情况得到了较大改善：①在磨煤机倒车的过程中，灰水系统水质再未因磨煤机开停车而出现波动，系统外排水量正常，保证了灰水系统稳定运行；②由于磨煤机倒车过程中的煤浆全部得到回收，甲醇生产成本下降。通过改造后3个月运行情况的观察，该项改造效果良好。