煤粉制备制粉系统安装自动监控设备浅析

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摘要：为打好污染防治攻坚战，强力推进科技治污、精准治污，提升环境管理水平，有效降低污染物排放，不断改善环境质量，河南开祥精细化工有限公司于2020年年初在煤气化装置煤粉制备制粉系统排放口安装1套自动监控设备。该项目共分为放空管线改造、煤粉袋式除尘器检修和自动监控设备安装三个步骤。

关键词：改造；煤粉袋式除尘器；滤袋；自动监控

河南开祥精细化工有限公司煤气化技术采用壳牌粉煤气化工艺ShellCoalGasificationProcess(SCGP)，由壳牌提供基础工艺包BasicDesignandEngineeringPackage(BDEP)。装置设计能力为日处理设计煤种（designcoal）1100T，提供73000Nm3/h(H+CO)有效合成气。设备设计能力，在使用备用煤（“worstcase”coal）时保证产气量73000Nm3/h。煤粉制备工艺流程为：原煤用皮带从煤场送至本工段的碎煤仓，再通过称重给料机计量后送至微负压的磨煤机进行碾磨，并被热风炉送过来的热风所干燥。在磨机上部的旋转分离器的作用下，温度为105℃，粒度为5～90微米的煤粉和热气一起从磨机顶部出来，被送至两个煤粉袋式过滤器。为避免整个热气循环回路中水分的聚集，在两个煤粉袋式除尘器出口分别安装两根φ700的放空管。依据环保要求，需要在此两根放空管上部安装在线自动监控仪表，监控固定污染源颗粒物排放在10mg/m3以内。经研究分析，确定此次在煤粉制备制粉系统安装自动监控设备项目共分为三个步骤完成。

1对放空管线进行改造

煤气化装置有两套煤粉制备系统，按标准，需分别在两根放空管线安装自动监控设备。为降低费用，计划对两套煤粉制备系统放空管线进行合并，合并后，只需增加一套自动监控设备。改造方案为：在气化13层将两根放空管（φ700）连通，使放空气在此汇合，在连通管（φ700）中部增加新放空管（φ1000），连接处增加两台蝶阀，原管线使用盲板封堵，增加新放空管支架、支撑。如图1所示。依据GB5031-2008《工业金属管道设计规范》中规定放空管道的流速不应大于（7.1.5-1）所计算的气体声速，计算原放空管和现放空管的流速，得出使用φ1000的管道作为汇合后的放空管，符合工艺要求。根据公示计算得最大气体速度为：m/s单根管内流速：单根管直径700mm管道实际流速计算：空气流量：13.98kg/s；温度：383K；压力：0.1MPa空气密度：实际流速：总管内流速：总管直径1000mm管道实际流速计算：空气总流量：27.96kg/s；温度：383K；压力：0.1MPa空气密度：实际流速：综上所述，原放空管实际流速和现放空管实际流速几乎无变化，不会对工艺操作带来影响。

2袋式除尘器检修

按照国家标准，放空烟气排放应控制在10mg/m3。目前，在线使用的滤袋为2017年5月更换使用至今，查询技术协议，未规定烟气排放控制量，依据技术协议中滤袋材质PPS（聚苯硫醚纤维）克重：550g/m3、厚度：1.5mm测算，排放量是按照20～30mg/m3来制造。因此，为避免数据不合格，滤袋和滤笼应全部更换，并对洁净室进行检查检修。因要求厂家提供至少3年质保，为避免产生纠纷，招标方式采取EPC模式，即滤袋提供、滤袋安装、洁净室检查修复均由中标方提供。经公开招标，河南畅冠环境科技有限公司（必达福环境技术有限公司代理商）中标。为控制烟气排放10mg/m3以下，我们对滤袋和滤笼提出了较为苛刻的条件，数据如表1所示。滤袋和滤笼的设计、制造和试验应符合下列标准要求：GB/T6719-2009袋式过滤器用滤料及滤袋技术条件。滤笼长度尺寸偏差-10～0mm，滤笼直线度偏差为L/1000，滤笼上部外径尺寸偏差±1mm，底护盖偏差-2～0.5mm。滤笼全部接触点焊接处应牢固可靠，表面光滑无毛刺，用线手套擦试表面无刮线感，镀层均匀；从1m高度自由跌落到地面，无开焊现象。安装阶段：滤袋和滤笼到达现场后，首先，对产品质量进行检验，特别是滤笼的质量，比较容易被忽视，低质量的滤笼会对滤袋的使用寿命造成不利的影响，滤笼生锈、筋条有疤痕、毛刺、开焊等都会造成滤袋的机械磨损，导致滤袋穿孔、漏气、失效。经检验，需安装的滤笼无明显弯曲的筋、毛刺或粗糙的庇点；其次，对袋式除尘器花板使用砂纸打磨，确保光滑没有毛刺，并对反吹管进行清理，确保清洁畅通；再次，进行安装滤袋，从花板口将滤布由袋底慢慢送入，同时，抓牢袋口，注意热熔线的朝向，确保其不在除尘器的迎风面，待袋身自然垂直后，将袋口弹簧嵌入花板，用拇指扣住弹簧圈的一边，向内侧弯曲将袋口弯成凹形，同时，让弹簧圈另一侧的凹槽嵌入花板，使弹簧圈自然撑住花板，确保凹槽嵌入花板并与花板边缘完全贴紧，将弹簧圈突起拉向对应花板边缘，保证弹簧圈完全与花板孔配合，一般情况下，会听到“啪”的声音，说明弹簧圈胀满花板，两者镶嵌紧实，如果袋口边缘出现褶皱，则用手抚平，以保证完全贴合；随后，将滤笼尽量垂直徐徐放入花板，避免滤笼自由落体，以及滤笼头部翻遍直接撞击花板，造成滤袋损伤或者滤笼边缘变形，安装完毕后，要从除尘器检修孔检查滤袋是否安装均匀、垂直，如果发现两条滤袋底部靠近或相交，可通过调节滤笼的垂直度进行调整；最后，回装反吹管以及袋式除尘器盖板，完成安装。检验阶段：使用荧光粉进行检验，检查新滤袋安装有无问题及负压下滤袋口与花板孔密封如何，为滤袋的使用排除隐患；检查袋式除尘器有无其他泄漏点，如焊缝不实、是否有漏焊处，重点检测烟道与除尘室的焊接质量。首先，从循环风机出口放入红色荧光粉，随着风速，这些粉末会沿着最小阻力的方向前进，借此就可以确定泄漏处，比如，焊缝裂纹、滤袋裂缝和小孔、漏粉的弹簧圈等。停循环风机后，拆开袋式除尘器盖板和底部人孔，使用荧光灯进入设备内进行检查，对于发现的缺陷，进行消漏处理。

3安装自动监控系统

经公开招标，选用郑州市普惠环保技术有限公司生产的LFS-800防爆型烟尘浓度连续监测仪。由在线监测系统烟气温度、压力的监测由压力测量系统、微控制器系统、反吹控制系统、模拟信号输出控制系统等组成，采用S形皮托管法测量，微控制器系统采集各种传感器检测的信号，计算出动压、静压、大气压等参数，实现连续监测。设备原理：采用射流技术从烟道中抽取部分烟气，同时，通过内置流速测量系统实现湿烟气等速采样，将抽出的烟气进行连续恒温加热，并引入恒温测量池进行测量，全程避免湿烟气中水分的冷凝。检测器采用高灵敏度的激光前向散射原理，烟粉尘粒子通过高稳定激光信号照射烟道中时，被照射粒子反射激光信号，并被高灵敏激光检测器接收，其反射信号强度与烟尘浓度成正比，最后，通过计算显示出烟法浓度。测量后，烟气尾气经采样探头重新返回烟道，监测过程中所需射流气、吹扫气均由风机单元提供，所有光学部件的清洁由吹扫气自动完成，确保系统长时间无故障稳定运行及数据可靠。技术特点：采用高稳定激光发射、极低噪声控制及对消设计及抗恶劣环境等技术，烟尘测量快速、可靠、准确。超低量程，最小量程0～20mg/m3，最低检出限0.05mg/m3。烟气连续加热恒温避免湿烟气中水分影响，配合内置流速测量系统，保证烟气等速采样，测量数值准确。自动校准专利技术，实现零点和满量程的自动校准。安装简单、结构紧凑、抗恶劣环境、维护工作极低。全新优化设计的光路和吹扫气路，配合专利噪声控制及稳定技术，灵敏度极高。适用于湿烟气的监测，不受水分影响。目前，河南开祥精细化工有限公司已完成煤粉制备制粉系统安装自动监控设备项目，在线监控固定污染源颗粒物排放在5mg/m3左右，达到了预期效果。

作者:胡金明 单位:河南开祥精细化工有限公司