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煤粉制备与称量输送系统的设计创新与安全环保
作者:管理员    发布于:2016-08-17 13:51:57    文字:【】【】【

  山东铝业公司是以烧结法工艺进行氧化铝生产的,铝土矿经过配料磨制成矿菜,喷入回转窑内烧结出熟料,再经过一系列后处理工序生产出氧化铝。公司共有6台大型氧化铝熟料窑,全部以烟煤煤粉为燃料;有4套12t煤粉制备生产线。随着技术改造和科技不断进步,氧化铝产量也不断提高,需新上1套30ti煤粉制备线,并对煤粉入窑系统进行技术改造。对华新水泥厂和冀东水泥厂等单位煤粉制备与称量输送系统进行了考察,并针对公司现有的煤粉生产线能耗高、环境污染严重,而且氧化铝生产用的是高挥发份煤粉等情况,为了使该技术改造更完善,我们经过多次方案论证,确定了新煤粉制备与称量输送系统的工艺流程、工艺配置。本设计工艺流程较为简洁,煤粉制备线是国内目前为先进的生产线,称量输送线是从水泥行业移植过来的,在世界氧化铝行业设计应用。

  2工艺流程原有煤粉制备及输送系统工艺流程见。

  8-煤粉仓;9-转子秤校验仓;10―转子秤;11一罗茨风机;12―中的煤粉仓共2台,每台煤粉仓下对应3台转子秤,6台转子秤分别将煤粉送到6台窑的三通道喷煤管,而后入窑。

  (1)本次设计的煤粉制备线与老线相比,煤粉的收集由二级(细粉分离器、扩散式收尘器)改为一级(高浓度布袋收集器),环保收尘由三级(细粉分离器、扩散式收尘器、冲击式水收尘)改为一级(布袋收尘器)。简化了工艺流程,降低了系统能耗,设计上有所创新。

  (2)在设备选型上采用了部分先进设备:因氧化铝厂的原煤堆场无干煤棚,原煤含水量较大,故采用风扫式煤磨。煤磨规格为03.4mX(5.25+2.速机型号为D-710,/=7.19.该煤磨设计产量30 /h(R90筛余14)该规格煤磨在冀东水泥厂(3)煤磨出口采用动态选粉机选粉,该选粉机本体设计采用了目前世界上为先进的涡流平面选粉原理,规格为XWM28,N=37kW.与老流程的粗粉分离器比较,有如下优点:①动态选粉机与粗粉分离器阻力相当,且本身动力消耗也很低,未增加整个系统的动力消耗。对体转子(:中(的易磨损区米取了lblish低系统能耗。化恤reserved.三通道喷煤管;13―一次风机;14一热风炉;15―供煤粉风机防磨措施,延长了使用寿命。②动态选粉机采用变频调速,可通过调整转子的转速来调整煤粉细度,且选出的煤粉颗粒分布均匀,使烧成系统的生产控制更加稳定。③动态选粉机下部进风,上部出风,中间分选,气流分布合理,流场稳定,有利于对颗粒的有效分级,故分级效率高。根据冀东水泥厂的测定报告,选粉效率为89.2,循环负荷为37. 4,大大提高了磨机的粉磨效率,使系统生产能力约提高(4)煤粉收集采用的是武汉安全环保研究院研制的高浓度煤粉布袋收集器,型号为IGMZ-2075.该收集器进口气体条件如下:工作温度<85°Q进气量可达104m3h进气压力为一7kPa,进口煤粉浓度可达0.6~1kgIn3,进气含湿量< 10,进气含氧量<12.该布袋收集器过滤面积2075m2,过滤风速<0.88m/nin,设备漏风率<3,耐压14kPa出口含尘浓度<50mg/m3.滤袋米用防静电绦纟仑针刺毡。箱体内避免一切可能积粉的死角和平台。清灰装置的清灰能力很强,能避免因滤袋表面积粉过厚而可能产生的煤粉自燃。

  正是由于采用了高浓度的布袋收集器,系统中就可以去掉细粉分离器,降低整个系统阻力,相应降煤粉称量输送采用菲斯特公司制造的转子秤(用户需配套罗茨风机)型号为DRW.12输送距离约80m.针对煤粉高挥发分、高粘性的特点,我方与菲斯特公司进行了技术交流,增加了CO2助流系统。该设备的选用与老流程相比可简化设备,减少输送系统煤粉的泄漏。其主要作用是实现煤粉的在线计量与调整,使入窑所需燃料合理、经济,保证了回转窑均衡、稳定地运行。转子秤在世界烧结法氧化铝行业设计应用。

  (6)回转窑煤粉燃烧器采用的是三通道喷煤管,氧化铝熟料窑与水泥熟料窑相比其火焰要粗而短,要达到正常火焰,必须配好煤风、外流风和内流风。

  转子秤紧密配合三通道喷煤管可使熟料窑产能提高约5 4安全环保设计4.1煤粉系统设计煤粉制备与称量输送系统为易燃易爆系统,所以在设计中,安全是首先考虑的因素,各专业的设计必须符合相应的设计规范及安全规程。安全主要靠自动控制来实现,通过在线监控,可实现事前控制,形成道安全防线。CO2灭火系统的设置、消防设施齐全,抑爆、泄爆设施配置合理,形成第二道安全防线。

  在本次设计中,整个系统采用了DCS自控系统,系统选型为比利时MACSI系统,基于Windows NT操作系统。由于有了DCS强大的功能保证,在设计中去掉了煤粉收集器、收尘器及煤磨本体配带的PLC,既节约了投资,又减少了故障点。通过DCS系统,完成了冷风阀门的自动调节,煤磨负荷的自动调整,实现了①2灭火与CO、O2含量的自动联锁,并实现了温度、压力、液位等工艺参数的全程监控。

  除了完成工艺要求的功能外,DCS系统还提高了操作的标准化和自动化水平。系统给每一个操作员的操作口令,每个设备的操作都会作为事件由系统自动记录下来。另外,本系统还具有自动化生成班报、日报、月报的报表功能。

  4.2热风系统设计进风扫式煤磨的热风由热风炉提供,这与某些水泥厂从篦冷机供风不同。主要原因是氧化铝熟料烧结采用的煤粉挥发分>30,高达36.根据冷却机)来的热风中氧含量与空气相同,无法保证安全,故本次设计采用热风炉供热风,使氧含量不超标。

  热风炉燃烧所用煤粉供应管路上所设的回转卸料阀为变频调速,可根据热风炉出口温度调节煤粉供应量,并尽量使空气充分助燃,降低热风中的氧含量至12以下。热风炉进煤磨热风管上设热风阀、冷风阀和混风阀(种阀均为调节阀),当风温过高时启动冷风阀,使入磨热风温度<350保证煤磨出口温度<70°C. 4.3煤气系统设计原煤仓下设配料秤,使进入煤磨的原煤与所供热风相匹配。原煤仓设高低位报警。

  煤磨出口至动态选粉机入口的管路为垂直管路,回料至煤磨入口的管路倾斜角>50°确保管路中不积煤粉。回料管上设温度报警,以防煤粉自燃。

  热风炉炉膛,煤磨进、出风管上均设压力显示及温度报警;设煤磨进、出口压差显示,以判断磨机本体有无故障。

  ⑴2是氧化铝生产中的一种原料,本生产线离石灰炉不远,所以煤粉布袋收集器的反吹风采用净化后的CO2(CO2含量约38,其余基本为氮气)。

  煤粉布袋收集器壳体要单独与车间接地网连接,接地电阻小于2以释放静电。其灰斗设高中低三级料位显示,高位报警,并在下部设温度报警,以防积料。滤袋采用防静电涤纶针刺毡。收集器进、出风管上均设压力显示及温度报警,并设压差显示。

  出风管上设含尘气体管道流量计,并设有CO、O2分析仪。

  回转卸料阀设转动显示装置,系统运行状况下,当叶轮停止转动时报警。

  煤粉仓顶部设连续料位显示、并设有CO、O2分析仪。其锥体下部设有C2助流系统,间歇地向内吹风,以防煤粉下料不畅。煤粉仓上下各设1个温度报警装置。

  本系统设有C2灭火系统,当收集器或煤粉仓中的CO、O2含量超标时自动喷发。

  以上所有设备都设计成在负压下运行,并尽量选用漏风率低的设备。在风管及多数设备上都设置了防爆阀,且朝向不对着操作面。厂房内设有消防电除尘器的设计与探讨谢红陈正革(同济大学机械系上海200025)(上海材料工程学校上海)于冶金、化工、轻工,水泥和矿山等工业部门,随着人们对生态环境质量要求的不断提高,电除尘器将成为环保的重要设备。

  1引言1911年起,美国科学家W°WStrong开始了电除尘初步的研究,在诸如尘粒荷电、电场形态、除尘效率等方面作出了很大贡献。随着世界工业化水平的提高,西欧各工业发达国家在本世纪初都开始了电除尘器的研究,50年代是电除尘技术和电除尘器被推广使用的年代,到了60年代,电除尘器的应用领域已遍及各工业部门。我国在50年代就开始研究电风机出口管上设含尘浓度报警,可实现在线监测。

  由于简化了工艺流程及对输送系统的改造,整水管路及水雾式灭火系统,并在收集器和煤粉仓上设有蒸汽灭火管路作为备用。

  4.4输送系统输送系统在正压下运行,其管路连接尽量采用焊接,弯头采用大曲率半径的钢铁陶瓷复合管耐磨弯头,以减少煤粉在输送过程中的泄漏。

  4.5环保新流程中的煤粉布袋收集器代替细粉分离器、扩散式收尘器及冲击式水收尘后,无污水产生。老流程中的排风机出口烟气含尘浓度约为320mg3,而新流程为<50mgm3,远低于国家排放标准。排个系统的密封性大大改善,减少了煤粉泄漏对操作环境的污染。整个系统采用的DCS操作系统,设在主控室内,减少了操作岗位,同时也减少了噪音污染。

  5结语我公司氧化铝厂煤粉制备与称量输送系统已于2001年9月下旬投料,经过半个多月的调试,现系统产能达到31th排风机出口烟气含尘浓度为43.5mg/m3,整个系统设备运转正常,全部达产达标,取得了较为满意的效果。水泥行业、钢铁行业及其他冶金行业也有煤粉制备与称量输送系统,在新建或技改工程中,均可本生产线的设计。

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