煤粉制備制粉系統(tǒng)安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備淺析

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摘要：為打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，強(qiáng)力推進(jìn)科技治污、精準(zhǔn)治污，提升環(huán)境管理水平，有效降低污染物排放，不斷改善環(huán)境質(zhì)量，河南開祥精細(xì)化工有限公司于2020年年初在煤氣化裝置煤粉制備制粉系統(tǒng)排放口安裝1套自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備。該項(xiàng)目共分為放空管線改造、煤粉袋式除塵器檢修和自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備安裝三個(gè)步驟。

關(guān)鍵詞：改造；煤粉袋式除塵器；濾袋；自動(dòng)監(jiān)控

河南開祥精細(xì)化工有限公司煤氣化技術(shù)采用殼牌粉煤氣化工藝ShellCoalGasificationProcess(SCGP)，由殼牌提供基礎(chǔ)工藝包BasicDesignandEngineeringPackage(BDEP)。裝置設(shè)計(jì)能力為日處理設(shè)計(jì)煤種（designcoal）1100T，提供73000Nm3/h(H+CO)有效合成氣。設(shè)備設(shè)計(jì)能力，在使用備用煤（“worstcase”coal）時(shí)保證產(chǎn)氣量73000Nm3/h。煤粉制備工藝流程為：原煤用皮帶從煤場(chǎng)送至本工段的碎煤倉，再通過稱重給料機(jī)計(jì)量后送至微負(fù)壓的磨煤機(jī)進(jìn)行碾磨，并被熱風(fēng)爐送過來的熱風(fēng)所干燥。在磨機(jī)上部的旋轉(zhuǎn)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(jī)頂部出來，被送至兩個(gè)煤粉袋式過濾器。為避免整個(gè)熱氣循環(huán)回路中水分的聚集，在兩個(gè)煤粉袋式除塵器出口分別安裝兩根φ700的放空管。依據(jù)環(huán)保要求，需要在此兩根放空管上部安裝在線自動(dòng)監(jiān)控儀表，監(jiān)控固定污染源顆粒物排放在10mg/m3以內(nèi)。經(jīng)研究分析，確定此次在煤粉制備制粉系統(tǒng)安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備項(xiàng)目共分為三個(gè)步驟完成。

1對(duì)放空管線進(jìn)行改造

煤氣化裝置有兩套煤粉制備系統(tǒng)，按標(biāo)準(zhǔn)，需分別在兩根放空管線安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備。為降低費(fèi)用，計(jì)劃對(duì)兩套煤粉制備系統(tǒng)放空管線進(jìn)行合并，合并后，只需增加一套自動(dòng)監(jiān)控設(shè)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(tái)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(jù)GB5031-2008《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定放空管道的流速不應(yīng)大于（7.1.5-1）所計(jì)算的氣體聲速，計(jì)算原放空管和現(xiàn)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(jù)公示計(jì)算得最大氣體速度為：m/s單根管內(nèi)流速：?jiǎn)胃苤睆?00mm管道實(shí)際流速計(jì)算：空氣流量：13.98kg/s；溫度：383K；壓力：0.1MPa空氣密度：實(shí)際流速：總管內(nèi)流速：總管直徑1000mm管道實(shí)際流速計(jì)算：空氣總流量：27.96kg/s；溫度：383K；壓力：0.1MPa空氣密度：實(shí)際流速：綜上所述，原放空管實(shí)際流速和現(xiàn)放空管實(shí)際流速幾乎無變化，不會(huì)對(duì)工藝操作帶來影響。

2袋式除塵器檢修

按照國家標(biāo)準(zhǔn)，放空煙氣排放應(yīng)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(shù)協(xié)議，未規(guī)定煙氣排放控制量，依據(jù)技術(shù)協(xié)議中濾袋材質(zhì)PPS（聚苯硫醚纖維）克重：550g/m3、厚度：1.5mm測(cè)算，排放量是按照20～30mg/m3來制造。因此，為避免數(shù)據(jù)不合格，濾袋和濾籠應(yīng)全部更換，并對(duì)潔凈室進(jìn)行檢查檢修。因要求廠家提供至少3年質(zhì)保，為避免產(chǎn)生糾紛，招標(biāo)方式采取EPC模式，即濾袋提供、濾袋安裝、潔凈室檢查修復(fù)均由中標(biāo)方提供。經(jīng)公開招標(biāo)，河南暢冠環(huán)境科技有限公司（必達(dá)福環(huán)境技術(shù)有限公司代理商）中標(biāo)。為控制煙氣排放10mg/m3以下，我們對(duì)濾袋和濾籠提出了較為苛刻的條件，數(shù)據(jù)如表1所示。濾袋和濾籠的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)要求：GB/T6719-2009袋式過濾器用濾料及濾袋技術(shù)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(hù)蓋偏差-2～0.5mm。濾籠全部接觸點(diǎn)焊接處應(yīng)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(xiàn)象。安裝階段：濾袋和濾籠到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，特別是濾籠的質(zhì)量，比較容易被忽視，低質(zhì)量的濾籠會(huì)對(duì)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(huì)造成濾袋的機(jī)械磨損，導(dǎo)致濾袋穿孔、漏氣、失效。經(jīng)檢驗(yàn)，需安裝的濾籠無明顯彎曲的筋、毛刺或粗糙的庇點(diǎn)；其次，對(duì)袋式除塵器花板使用砂紙打磨，確保光滑沒有毛刺，并對(duì)反吹管進(jìn)行清理，確保清潔暢通；再次，進(jìn)行安裝濾袋，從花板口將濾布由袋底慢慢送入，同時(shí)，抓牢袋口，注意熱熔線的朝向，確保其不在除塵器的迎風(fēng)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(nèi)側(cè)彎曲將袋口彎成凹形，同時(shí)，讓彈簧圈另一側(cè)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?qū)?yīng)花板邊緣，保證彈簧圈完全與花板孔配合，一般情況下，會(huì)聽到“啪”的聲音，說明彈簧圈脹滿花板，兩者鑲嵌緊實(shí)，如果袋口邊緣出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)兩條濾袋底部靠近或相交，可通過調(diào)節(jié)濾籠的垂直度進(jìn)行調(diào)整；最后，回裝反吹管以及袋式除塵器蓋板，完成安裝。檢驗(yàn)階段：使用熒光粉進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查新濾袋安裝有無問題及負(fù)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(diǎn)，如焊縫不實(shí)、是否有漏焊處，重點(diǎn)檢測(cè)煙道與除塵室的焊接質(zhì)量。首先，從循環(huán)風(fēng)機(jī)出口放入紅色熒光粉，隨著風(fēng)速，這些粉末會(huì)沿著最小阻力的方向前進(jìn)，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(huán)風(fēng)機(jī)后，拆開袋式除塵器蓋板和底部人孔，使用熒光燈進(jìn)入設(shè)備內(nèi)進(jìn)行檢查，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的缺陷，進(jìn)行消漏處理。

3安裝自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

經(jīng)公開招標(biāo)，選用鄭州市普惠環(huán)保技術(shù)有限公司生產(chǎn)的LFS-800防爆型煙塵濃度連續(xù)監(jiān)測(cè)儀。由在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)煙氣溫度、壓力的監(jiān)測(cè)由壓力測(cè)量系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)、反吹控制系統(tǒng)、模擬信號(hào)輸出控制系統(tǒng)等組成，采用S形皮托管法測(cè)量，微控制器系統(tǒng)采集各種傳感器檢測(cè)的信號(hào)，計(jì)算出動(dòng)壓、靜壓、大氣壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)。設(shè)備原理：采用射流技術(shù)從煙道中抽取部分煙氣，同時(shí)，通過內(nèi)置流速測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)濕煙氣等速采樣，將抽出的煙氣進(jìn)行連續(xù)恒溫加熱，并引入恒溫測(cè)量池進(jìn)行測(cè)量，全程避免濕煙氣中水分的冷凝。檢測(cè)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(wěn)定激光信號(hào)照射煙道中時(shí)，被照射粒子反射激光信號(hào)，并被高靈敏激光檢測(cè)器接收，其反射信號(hào)強(qiáng)度與煙塵濃度成正比，最后，通過計(jì)算顯示出煙法濃度。測(cè)量后，煙氣尾氣經(jīng)采樣探頭重新返回?zé)煹?，監(jiān)測(cè)過程中所需射流氣、吹掃氣均由風(fēng)機(jī)單元提供，所有光學(xué)部件的清潔由吹掃氣自動(dòng)完成，確保系統(tǒng)長時(shí)間無故障穩(wěn)定運(yùn)行及數(shù)據(jù)可靠。技術(shù)特點(diǎn)：采用高穩(wěn)定激光發(fā)射、極低噪聲控制及對(duì)消設(shè)計(jì)及抗惡劣環(huán)境等技術(shù)，煙塵測(cè)量快速、可靠、準(zhǔn)確。超低量程，最小量程0～20mg/m3，最低檢出限0.05mg/m3。煙氣連續(xù)加熱恒溫避免濕煙氣中水分影響，配合內(nèi)置流速測(cè)量系統(tǒng)，保證煙氣等速采樣，測(cè)量數(shù)值準(zhǔn)確。自動(dòng)校準(zhǔn)專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)和滿量程的自動(dòng)校準(zhǔn)。安裝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、抗惡劣環(huán)境、維護(hù)工作極低。全新優(yōu)化設(shè)計(jì)的光路和吹掃氣路，配合專利噪聲控制及穩(wěn)定技術(shù)，靈敏度極高。適用于濕煙氣的監(jiān)測(cè)，不受水分影響。目前，河南開祥精細(xì)化工有限公司已完成煤粉制備制粉系統(tǒng)安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備項(xiàng)目，在線監(jiān)控固定污染源顆粒物排放在5mg/m3左右，達(dá)到了預(yù)期效果。

作者:胡金明 單位:河南開祥精細(xì)化工有限公司