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武志峰，张鸿儒，刘保平
(河南龙宇煤化工有限公司，河南 商丘 476600)
河南龙宇煤化工有限公司一期装置为年产50万t甲醇和年产20万t二甲醚项目，其配套煤气化装置采用单系列配置的壳牌煤气化技术，气化炉煤处理量约2 100 t/d。磨煤系统有两台磨煤机，正常工况为一开一备，煤粉输送系统利用粉煤加压输送。装置自开车以来，磨煤系统和煤粉加压输送系统存在一些影响装置稳定运行的因素，通过不断的技术改造，保障了装置长周期安全稳定运行。
原料煤从煤厂通过胶带输送机分别送入碎煤仓。碎煤仓中的原煤通过称重给煤机送入磨煤机，石灰石按一定比例加入磨煤机。在磨煤机中，原煤与石灰石由磨辊在磨盘上碾磨，然后经热风炉加热后的热惰性气体干燥。碾磨后的煤粉由热惰性气体输送经过旋转分离器，粗颗粒被分离，重新返回磨煤机碾磨。合格的煤粉则通过旋转分离器由热惰性气体送入粉煤袋式过滤器进行气、粉分离，分离出的煤粉经旋转给料器、螺旋输送机送入煤粉贮仓储存。分离后的尾气经循环风机加压后，大部分循环至热风炉循环使用，部分排入大气。
在煤粉贮仓中的煤粉，通过重力作用进入煤粉锁斗，煤粉锁斗充满后，将上部两道开关阀关闭，压力平衡阀门关闭。其与所有的低压设备隔离，高压氮气将其压力升至与煤进料罐平衡，再打开煤锁斗与煤进料罐之间平衡管线的连通阀；
一旦煤进料罐达到低料位，打开粉煤锁斗排料阀卸料。卸料完毕后将粉煤锁斗与粉煤给料罐隔离，将压力分3次泄至接近常压；
然后打开锁斗上部的进料阀，接受粉仓的煤粉；
锁斗充装完毕后，再次充压，等待下一次的卸料信号，如此循环程序来实现煤粉的输送。
2.1 低压氮气系统增加换热器改造
磨煤系统在正常运行过程中，由于弛放气燃烧，煤粉中水分存在，使磨煤系统及煤粉输送系统中露点较高，影响磨煤及煤粉输送系统的正常运行，导致煤粉挂壁、粉煤贮罐压力上涨、煤粉下料困难等问题。对低压氮气系统增加换热器改造，在框架78 m增加低压氮气换热器。对各低压氮气用户，粉煤贮罐过滤器反吹气、粉煤袋式过滤器反吹气、旋转卸料阀吹扫气、旋转给料机密封气、粉煤贮罐流化气进行加热。改造后，低压氮气温度控制在80 ℃，较改造前提高约40 ℃。
通过此次改造，可降低磨煤系统及煤粉输送系统中的漏点，减少S-1103、S-1201龙骨腐蚀，确保V-1201、S-1103及S-1201防爆板正常，同时也能保证磨煤系统及煤粉加压输送系统稳定运行。
2.2 V-1101B碎煤仓增加煤仓疏松机
V-1101B碎煤仓在运行过程中经常出现堵煤现象，每次疏通时间长，劳动强度大，大大增加了员工的工作量，并且影响磨煤机的长周期稳定运行。一旦出现备用磨煤系统启动不及时情况，气化炉将面临被迫降负荷的风险。
碎煤仓原设计并无振动料斗，目前新项目多采用振动料斗进行下料。结合公司实际情况：正常运行时未曾出现堵煤，在启动时经常出现堵煤问题，考虑运行成本及相关改造周期，决定增加一套煤仓疏松机。煤仓疏松机不论堵煤与否，可以每间隔一定时间动作一次，定时的间隔周期可任意设定，防止机械器件锈腐及煤仓积煤，有积极的预防作用。当煤仓长期不堵煤时，刮板和仓壁之间的板结而成为一体，当有断煤情况发生时，疏松机不能正常动作，所以需提前设定动作周期解决此问题。
2.3 V-1101碎煤仓新增插板阀改造
碎煤仓底锥插板阀原始设计为电动单向插板阀，正常生产期间，给煤机若出现问题需要检修，该插板阀无法正常关闭，只能利用千斤顶与导链进行开关，费时费力，对装置设备日常维修带来不利影响。
在现有的碎煤仓底锥的基础之上，将目前采用的电动单向插板阀更换为液压双插板阀。改造后碎煤仓底锥液压插板阀能够很好地将碎煤仓与给煤机隔离，给煤机检修可以安全有效隔离，提高检修安全质量效率。
2.4 V-1101碎煤仓内衬更换为304钢
磨煤系统V-1101碎煤仓目前采用的是四氟内衬，经过长时间运行煤块磨损，四氟衬板与固定螺丝都出现不同损伤，最终导致四氟衬板频繁出现脱落，经常性出现脱落的衬板卡涩落煤口，影响给煤机皮带的正常运行。为了解决该难题，将碎煤仓V-1101目前采用四氟内衬更换为304钢内衬，改造后304钢内衬板可以提高设备本身的抗磨强度，减少内衬磨损脱落对给煤机带来的影响，提高磨煤系统运行周期率，目前可延迟磨煤系统的机率为每月一次。
2.5 磨煤机出口方管改造
磨煤机的出口方管处最容易受到出口风量和煤粉的磨损，在运行过程中经常因磨穿而漏粉，严重时造成环保事故的发生。为此，不得不停下磨煤机检修，影响磨煤机的长周期运行。
为了克服这种情况，结合运行经验，在磨煤机的出口方管外部焊接金属骨架，骨架外焊接金属外层，大幅度地延长磨煤机出口方管磨穿的周期。每个运行周期结束后，对磨煤机出口方管进行测量壁厚，建立壁厚数据存档，便于及时发现管壁磨薄情况，第一时间完成贴补，降低磨煤机检修频次。
2.6 磨煤机密封空气系统改造
气化厂磨煤机的密封空气在运行过程中发现，密封空气风机老是出现振动和噪音，无法实现长周期运行，进而制约磨煤机的运行，间接制约了气化炉的稳定运行。
通过公司内部讨论，结合现场实际布局，在气化框架一楼的工厂空气备用口处，接一条DN100的管子，经过压力调节阀减压到12.5 kPa后，分别进入两套磨煤机密封空气系统，作为备用。在密封风机的出口加一道手阀，可以在密封风机出问题时，不影响磨煤机运行的情况下切换为工厂空气，检修密封空气风机。
3.1 粉煤贮罐过滤器S-1201改造
S-1201A/B粉煤贮罐过滤器在运行期间一直存在内部煤粉结块，以致下料不畅，需要进行人工清堵，造成气化框架86 m环境卫生差，并且因煤粉具有自然性，给气化装置形成极大的安全隐患。为此，若清堵时处理不善，将造成极大的安全环保事故。
对粉煤贮罐过滤器S-1201内部不锈钢衬里修复，将原锥底下料口变径，由原直径DN200改为DN300，并加装插板阀，阀下制作短接，加吹扫氮气及清理手孔。拆除X-1206A/B，更换下料管，直径DN300，并增加低压蒸汽伴热管线。
3.2 旋转卸料阀X-1205出口增加插板阀
目前X-1205A/B出口没有阀门，在设备检修时，无法与V-1201A/B隔离，易造成煤粉泄漏、人员窒息等问题。在其出口新增DN250插板阀，X-1205A/B进行检修时关闭插板阀，与V-1201AB进行彻底隔离，便于及时检修。
3.3 泄压管线更换为耐磨管线
正常生产期间，气化U-1200系统锁斗泄压期间挟带的煤粉对泄压管线冲刷比较严重，特别是96 m泄压阀后管线已经出现不同程度的磨损点，造成泄压期间漏煤粉。
利用装置大修的时间，将煤锁斗96 m一次/二次泄压管线阀门后管线更换为耐磨管线。改造完成后提高了U-1200系统煤锁斗泄压管线96 m一次/二次泄压管线阀门后管段的抗磨强度，降低管线泄漏的概率，提高装置安全环保运行稳定性。
3.4 增加高压二氧化碳过滤器S-1204过滤器
粉煤锁斗V-1204充气锥、管道充气器和充气笛管为烧结金属设备，对油和水的要求非常严格，但粉煤加压输送系统中CO2/N2气体中的油含量偏高，有时会超过50×10-6，导致V-1204的烧结金属设备多次发生损坏，影响U1200单元正常下料，间接影响气化炉负荷的提升，并且给检修带来了很大的困难，严重时，被迫紧急停炉检修。
在V-1204A/B的充气总管上各加一个25 000 Nm3/h的过滤器S-1204A/B，过滤器前后各加一道手阀和旁路阀。V-1204A/B的充气总管根据现场实际施工区域做出相应的改变。项目完成后，经过过滤器过滤后气体中的油含量大大降低到0.05×10-6以下，杜绝因油的含量高对设备的损坏。
3.5 螺旋输送机自动加油润滑脂改造
为了确保螺旋输送机的正常运行，需要每3天加一次二硫化钼，加油频繁，耗费人力和物力。为改变这种情况，结合各专业与加油器的厂家联合，改用自动加油器，每隔1个月向加油器内加油1次，加油器每天根据时间设定，自动向设备加油，该加油机运行至今，效果较好。
煤气化技术是煤炭洁净、高效和综合利用的基础和关键技术，其应用领域极为广泛。Shell煤气化装置的长周期运行，有助于降低产品单耗，提高产品市场竞争力。磨煤干燥及粉煤输送系统的长周期对Shell煤气化装置的长周期运行至关重要，其长周期运行受诸多因素影响，根据影响装置稳定运行的问题作出相应处理，是装置长周期运行的关键。
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