煤儲運(yùn)裝置工藝設(shè)計(jì)范文

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摘要：

文章根據(jù)神華寧煤40Mt／a煤炭間接液化項(xiàng)目煤儲運(yùn)裝置工藝設(shè)計(jì)，總結(jié)了大型煤化工項(xiàng)目煤儲運(yùn)裝置工藝設(shè)計(jì)的思路及重點(diǎn)，為我國類似煤化工項(xiàng)目在煤儲運(yùn)工藝設(shè)計(jì)方面提供了較強(qiáng)的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：

煤化工；煤炭間接液化；煤儲運(yùn)；工藝設(shè)計(jì)

神華寧煤40Mt／a煤炭間接液化項(xiàng)目位于寧夏回族自治區(qū)寧東煤化工基地，煤儲運(yùn)裝置是煤液化項(xiàng)目的重要組成部分，煤儲運(yùn)裝置主要任務(wù)是完成礦區(qū)來煤的卸煤、儲煤、配煤、供煤等一系列環(huán)節(jié)，結(jié)合氣化及動力站裝置對原料煤和燃料煤的質(zhì)量要求，解決項(xiàng)目來煤復(fù)雜、煤質(zhì)波動、保證煤化工項(xiàng)目對供煤均質(zhì)、穩(wěn)定、連續(xù)的內(nèi)在需求。

1工藝系統(tǒng)

煤儲運(yùn)裝置工藝系統(tǒng)主要包括卸煤工藝系統(tǒng)、儲煤工藝系統(tǒng)及供煤工藝系統(tǒng)三個主要系統(tǒng)，同時還要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況考慮合理的篩分破碎系統(tǒng)、采制樣系統(tǒng)、煤質(zhì)在線檢測系統(tǒng)及配煤系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)［1－3］。工藝系統(tǒng)的選擇應(yīng)以來煤性質(zhì)、化工及鍋爐裝置對于用煤要求為依據(jù)，制定一個合理、可靠、簡單、高效、經(jīng)濟(jì)的工藝系統(tǒng)，以滿足化工裝置對供煤連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的基本需要［4，5］。

1、1項(xiàng)目煤炭供應(yīng)介紹項(xiàng)目年消耗原料煤約200Mt，燃料煤約50Mt，主要煤源為寧東鴛鴦湖礦區(qū)生產(chǎn)礦井，來煤采用礦區(qū)鐵路運(yùn)輸，運(yùn)距約為20～100km。主要供煤礦井以梅花井煤礦、石槽村煤礦、紅柳煤礦和麥垛山煤礦為主，靈新煤礦、羊場灣煤礦、棗泉煤礦及清水營煤礦作為調(diào)劑。根據(jù)規(guī)劃供給煤化工基地及煤液化項(xiàng)目年最低供煤量為：梅花井煤礦90Mt、麥垛山煤礦60Mt、紅柳煤礦50Mt、石槽村煤礦50Mt、靈新礦煤礦20Mt、羊場灣煤礦20Mt、棗泉煤礦20Mt、清水營煤礦30Mt，總量達(dá)到340Mt。該區(qū)原煤牌號以長焰煤和不粘煤為主，原煤以低～低中灰分、特低～低中硫、特低～低磷、高熱值、不具粘結(jié)性煤為主，部分上煤組硫分較高，為中高硫煤，煤質(zhì)基本符合直接液化和間接液化用煤技術(shù)要求。

1、2原料煤及燃料煤規(guī)格間接液化對原料煤的煤種、顯微組分及相關(guān)煤制指標(biāo)要求相對寬松，嚴(yán)格講煤炭氣化生成的合成氣（CO＋H2）才是間接液化F－T合成的原料，從氣化效果及項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)效益講，低灰、低硫、高氧的原料煤為理想的間接液化用煤，另外原料煤還必須均勻穩(wěn)定，已確保后續(xù)化工裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)本液化項(xiàng)目設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，液化項(xiàng)目裝置對原料煤、燃料煤主要規(guī)格要求詳見表1、表2。

1、3工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)煤儲運(yùn)裝置分為廠外煤儲運(yùn)及廠內(nèi)煤儲運(yùn)兩個部分：①廠外煤儲運(yùn)獨(dú)立于化工工業(yè)場地單獨(dú)布置，主要包括火車卸煤系統(tǒng)和儲配煤系統(tǒng)，工作制度為330d／a，16h／d；②廠內(nèi)煤儲運(yùn)裝置布置在化工工業(yè)場地內(nèi)，靠近氣化及動力站用煤裝置，主要包括緩沖倉及供煤帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，工作制度為8000h／a，24h／d。煤儲運(yùn)裝置主要工藝系統(tǒng)流程圖如圖1所示。根據(jù)該項(xiàng)目的主要特點(diǎn)，制定工藝系統(tǒng)流程時主要考慮因素分別如下：1）火車卸煤系統(tǒng)。由于項(xiàng)目來煤為礦區(qū)自有鐵路和企業(yè)自備車，設(shè)計(jì)采用底開門火車卸煤系統(tǒng)，相比翻車機(jī)卸煤系統(tǒng)而言優(yōu)勢在于：①卸車速度快、能力大，可靠性高；②無動力消耗，卸煤高度低，起塵量非常小，噪音小，節(jié)能環(huán)保效果好；③對列車無損害，維修保養(yǎng)費(fèi)用低；④總投資低，總運(yùn)行成本低。2）儲煤系統(tǒng)。該項(xiàng)目年消耗煤炭約250Mt，每天耗煤約76萬t。裝置煤炭儲存周期為項(xiàng)目7d用煤量，其中廠內(nèi)儲存1d用煤量，廠外儲存6d用煤量。廠外設(shè)計(jì)有6個Φ90m圓形料場，采用6個Φ90m圓形料場方案無論從多煤種來煤、儲量、配煤線路設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性等方面均具有明顯的優(yōu)勢。來煤可以采用分質(zhì)堆放及分礦堆放兩種方式，料場內(nèi)布置有頂堆側(cè)取式圓形堆取料機(jī)，該料場具有自動化程度高、取料量可控、便于配煤、環(huán)保效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)。3）配煤系統(tǒng)。該裝置設(shè)有兩條主配煤線路，其中三個料場串聯(lián)布置，通過料場下方的一條輸煤帶式輸送機(jī)組成一條配煤線，正常情況下為兩種或三種煤之間進(jìn)行配煤，兩條配煤線之間也可以配煤，通過配煤專家系統(tǒng)以及在線檢測設(shè)備確保煤質(zhì)的均勻穩(wěn)定。4）廠內(nèi)緩沖倉。由于廠外煤儲運(yùn)執(zhí)行每天16h工作制，而廠內(nèi)輸煤系統(tǒng)為24h工作制，因此要在廠內(nèi)建設(shè)緩沖倉以匹配工作制度，廠內(nèi)設(shè)計(jì)有3個Φ30m圓筒倉。5）廠內(nèi)供煤系統(tǒng)。結(jié)合氣化裝置及動力站裝置實(shí)際情況，廠內(nèi)設(shè)計(jì)有3條輸煤線路，分別供給東邊氣化裝置、西邊氣化裝置及動力站，每條輸煤線路均為雙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一用一備，保證系統(tǒng)的可靠性。考慮到燃料煤僅有一個緩沖倉，為進(jìn)一步增加燃料煤供煤的可靠性，系統(tǒng)增設(shè)一個原料煤倉進(jìn)動力站的通道，而原料煤倉的檢修可以結(jié)合氣化裝置檢修周期進(jìn)行。6）由于項(xiàng)目來煤均為企業(yè)內(nèi)部的選煤廠，來煤粒度可以控制在50mm以下，因此不需要設(shè)篩分破碎系統(tǒng)；考慮到冬季會有凍車的可能性，設(shè)計(jì)在受煤坑地面建筑內(nèi)預(yù)留有增加紅外加熱板的空間；設(shè)計(jì)考慮了完善的煤質(zhì)采樣及在線檢測系統(tǒng)。

2設(shè)備選型原則

對于煤儲運(yùn)裝置來說，設(shè)備的處理能力、可靠性、工藝技術(shù)指標(biāo)等尤為重要，設(shè)備選型應(yīng)注意以下原則：①選擇技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、大型高效的優(yōu)質(zhì)設(shè)備；②考慮到通用性及互換性，設(shè)備及其配件盡可能選擇同類型、同系列、同規(guī)格的設(shè)備，以便于設(shè)備維護(hù)及零配件的備用；③廠外煤貯運(yùn)裝置設(shè)備選型按照《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50359—2005）及項(xiàng)目的實(shí)際情況綜合確定，廠內(nèi)設(shè)備主要依據(jù)氣化及動力站的供煤要求確定；④大型關(guān)鍵設(shè)備大修期不低于4a，不低于煤液化項(xiàng)目的大修期；⑤在技術(shù)條件允許的條件下，以國產(chǎn)設(shè)備為主。煤儲運(yùn)裝置主要工藝設(shè)備一覽表見表3。

3工藝布置

3、1工藝總平面布置工藝總平面布置必須在完成工藝線路技術(shù)方案及主要生產(chǎn)建筑物布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行。工藝總平面應(yīng)分區(qū)明確，便于生產(chǎn)管理，煤流簡單、順暢、中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少、占地省是工藝總平面布置的重要原則，同時還應(yīng)充分考慮項(xiàng)目后期的發(fā)展余地。

3、2受煤系統(tǒng)布置煤儲運(yùn)裝置設(shè)計(jì)有2條1／3列車長度的火車底開門受煤線，每條受煤線坑容為5600t，每條受煤坑下布置有4臺葉輪給煤機(jī)；受煤坑長327m，寬16m，地下部分高115m，局部180m，地上部分高81m；兩股道受煤坑鐵路中心線間距為75m。受煤坑布置時要對坑容進(jìn)行計(jì)算，充分考慮葉輪給煤機(jī)檢修空間和場地，以及通風(fēng)、除塵、排水、供電等相關(guān)設(shè)施的布置。

3、3圓形料場布置圓形料場直徑為90m，側(cè)壁擋煤墻高17m，圓形料場的正下方設(shè)有一條帶式輸送機(jī)地道和三個落煤坑，其中1個在中心立柱下布置，上部由刮板取料機(jī)給煤，另外2個對稱布置在圓形料場的兩側(cè)，上部采用自然落煤漏斗落煤，可作為事故備用或輔助配煤。

3、4緩沖倉布置緩沖煤倉為3個Φ30m圓筒倉，倉體高565m，每個倉容積為27萬m3，按照堆密度075t／m3考慮，約可存放20萬t原燃料煤。倉上布置有2臺可逆移動配倉帶式輸送機(jī)，可把廠外來煤分配給任意一個緩沖倉內(nèi)儲存，每個倉下布置有8臺甲帶給煤機(jī)及兩條收集帶式輸送機(jī)，為便于生產(chǎn)及管理緩沖倉配有1臺3t防爆型客貨兩用電梯。

4結(jié)語

大型煤化工項(xiàng)目煤儲運(yùn)裝置在工藝設(shè)計(jì)中要充分考慮來煤方式、種類及煤質(zhì)特性，充分結(jié)合化工裝置對供煤的各種工藝要求，綜合考慮各種制約因素，制定合理的工藝技術(shù)方案，神華寧煤煤炭間接液化項(xiàng)目煤儲運(yùn)裝置在工藝設(shè)計(jì)上具有如下特點(diǎn)：1）工藝總平面分區(qū)合理，分為廠外和廠內(nèi)煤儲運(yùn)兩個部分，工藝系統(tǒng)簡潔、順暢、完善、可靠，廠外煤儲運(yùn)僅有5個轉(zhuǎn)運(yùn)站，廠內(nèi)8個轉(zhuǎn)運(yùn)站。2）底開門受煤坑卸煤能力大，受煤坑采用雙線設(shè)計(jì)，受煤坑長度為1／3列車長度（整列為60節(jié)），整列車從進(jìn)入鐵路咽喉區(qū)至離開咽喉區(qū)只需68min，考慮15的富裕系數(shù)，按照每天16h計(jì)算，兩條受煤線每天可完成20列車卸煤工作。3）6個Φ90m圓形料場分兩條線串聯(lián)布置，火車來煤可以進(jìn)入到任意一個圓形料場內(nèi)，通過配煤專家系統(tǒng)及相關(guān)檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)配煤功能。4）廠內(nèi)緩沖倉倉下至氣化及動力站裝置均按雙系統(tǒng)配置，按照年工作8000h設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可靠性高，保證了化工裝置對供煤的連續(xù)性要求。5）主要工藝設(shè)備均選自技術(shù)先進(jìn)、處理能力大、高效、性能可靠的國產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備及其配件的通用性、互換性很強(qiáng)，便于生產(chǎn)管理及維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

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［3］李志勇，劉漢剛，等．神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司40Mt／a煤炭間接液化項(xiàng)目基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)［R］．北京：北京華宇工程有限公司，2013．

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［5］劉仲松．煤炭出口碼頭底開門卸車工藝的探討［J］．港工技術(shù)，2011（4）：13－15。

作者：劉漢剛 單位：中國煤炭科工集團(tuán) 北京華宇工程有限公司