煤儲運裝置工藝設計范文

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摘要：

文章根據神華寧煤40Mt／a煤炭間接液化項目煤儲運裝置工藝設計，總結了大型煤化工項目煤儲運裝置工藝設計的思路及重點，為我國類似煤化工項目在煤儲運工藝設計方面提供了較強的理論依據和實踐經驗。

關鍵詞：

煤化工；煤炭間接液化；煤儲運；工藝設計

神華寧煤40Mt／a煤炭間接液化項目位于寧夏回族自治區寧東煤化工基地，煤儲運裝置是煤液化項目的重要組成部分，煤儲運裝置主要任務是完成礦區來煤的卸煤、儲煤、配煤、供煤等一系列環節，結合氣化及動力站裝置對原料煤和燃料煤的質量要求，解決項目來煤復雜、煤質波動、保證煤化工項目對供煤均質、穩定、連續的內在需求。

1工藝系統

煤儲運裝置工藝系統主要包括卸煤工藝系統、儲煤工藝系統及供煤工藝系統三個主要系統，同時還要根據項目的實際情況考慮合理的篩分破碎系統、采制樣系統、煤質在線檢測系統及配煤系統等輔助系統［1－3］。工藝系統的選擇應以來煤性質、化工及鍋爐裝置對于用煤要求為依據，制定一個合理、可靠、簡單、高效、經濟的工藝系統，以滿足化工裝置對供煤連續穩定運行的基本需要［4，5］。

1、1項目煤炭供應介紹項目年消耗原料煤約200Mt，燃料煤約50Mt，主要煤源為寧東鴛鴦湖礦區生產礦井，來煤采用礦區鐵路運輸，運距約為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劑。根據規劃供給煤化工基地及煤液化項目年最低供煤量為：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，總量達到340Mt。該區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、不具粘結性煤為主，部分上煤組硫分較高，為中高硫煤，煤質基本符合直接液化和間接液化用煤技術要求。

1、2原料煤及燃料煤規格間接液化對原料煤的煤種、顯微組分及相關煤制指標要求相對寬松，嚴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，從氣化效果及項目整體經濟效益講，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定，已確保后續化工裝置的穩定運行。根據本液化項目設計基礎資料，液化項目裝置對原料煤、燃料煤主要規格要求詳見表1、表2。

1、3工藝系統設計煤儲運裝置分為廠外煤儲運及廠內煤儲運兩個部分：①廠外煤儲運獨立于化工工業場地單獨布置，主要包括火車卸煤系統和儲配煤系統，工作制度為330d／a，16h／d；②廠內煤儲運裝置布置在化工工業場地內，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系統，工作制度為8000h／a，24h／d。煤儲運裝置主要工藝系統流程圖如圖1所示。根據該項目的主要特點，制定工藝系統流程時主要考慮因素分別如下：1）火車卸煤系統。由于項目來煤為礦區自有鐵路和企業自備車，設計采用底開門火車卸煤系統，相比翻車機卸煤系統而言優勢在于：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，節能環保效果好；③對列車無損害，維修保養費用低；④總投資低，總運行成本低。2）儲煤系統。該項目年消耗煤炭約250Mt，每天耗煤約76萬t。裝置煤炭儲存周期為項目7d用煤量，其中廠內儲存1d用煤量，廠外儲存6d用煤量。廠外設計有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、配煤線路設計、經濟性等方面均具有明顯的優勢。來煤可以采用分質堆放及分礦堆放兩種方式，料場內布置有頂堆側取式圓形堆取料機，該料場具有自動化程度高、取料量可控、便于配煤、環保效果好等諸多優點。3）配煤系統。該裝置設有兩條主配煤線路，其中三個料場串聯布置，通過料場下方的一條輸煤帶式輸送機組成一條配煤線，正常情況下為兩種或三種煤之間進行配煤，兩條配煤線之間也可以配煤，通過配煤專家系統以及在線檢測設備確保煤質的均勻穩定。4）廠內緩沖倉。由于廠外煤儲運執行每天16h工作制，而廠內輸煤系統為24h工作制，因此要在廠內建設緩沖倉以匹配工作制度，廠內設計有3個Φ30m圓筒倉。5）廠內供煤系統。結合氣化裝置及動力站裝置實際情況，廠內設計有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設計，一用一備，保證系統的可靠性。考慮到燃料煤僅有一個緩沖倉，為進一步增加燃料煤供煤的可靠性，系統增設一個原料煤倉進動力站的通道，而原料煤倉的檢修可以結合氣化裝置檢修周期進行。6）由于項目來煤均為企業內部的選煤廠，來煤粒度可以控制在50mm以下，因此不需要設篩分破碎系統；考慮到冬季會有凍車的可能性，設計在受煤坑地面建筑內預留有增加紅外加熱板的空間；設計考慮了完善的煤質采樣及在線檢測系統。

2設備選型原則

對于煤儲運裝置來說，設備的處理能力、可靠性、工藝技術指標等尤為重要，設備選型應注意以下原則：①選擇技術先進、成熟可靠、大型高效的優質設備；②考慮到通用性及互換性，設備及其配件盡可能選擇同類型、同系列、同規格的設備，以便于設備維護及零配件的備用；③廠外煤貯運裝置設備選型按照《煤炭洗選工程設計規范》（GB50359—2005）及項目的實際情況綜合確定，廠內設備主要依據氣化及動力站的供煤要求確定；④大型關鍵設備大修期不低于4a，不低于煤液化項目的大修期；⑤在技術條件允許的條件下，以國產設備為主。煤儲運裝置主要工藝設備一覽表見表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方案及主要生產建筑物布置的基礎上進行。工藝總平面應分區明確，便于生產管理，煤流簡單、順暢、中轉環節少、占地省是工藝總平面布置的重要原則，同時還應充分考慮項目后期的發展余地。

3、2受煤系統布置煤儲運裝置設計有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；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行計算，充分考慮葉輪給煤機檢修空間和場地，以及通風、除塵、排水、供電等相關設施的布置。

3、3圓形料場布置圓形料場直徑為90m，側壁擋煤墻高17m，圓形料場的正下方設有一條帶式輸送機地道和三個落煤坑，其中1個在中心立柱下布置，上部由刮板取料機給煤，另外2個對稱布置在圓形料場的兩側，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，可把廠外來煤分配給任意一個緩沖倉內儲存，每個倉下布置有8臺甲帶給煤機及兩條收集帶式輸送機，為便于生產及管理緩沖倉配有1臺3t防爆型客貨兩用電梯。

4結語

大型煤化工項目煤儲運裝置在工藝設計中要充分考慮來煤方式、種類及煤質特性，充分結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方案，神華寧煤煤炭間接液化項目煤儲運裝置在工藝設計上具有如下特點：1）工藝總平面分區合理，分為廠外和廠內煤儲運兩個部分，工藝系統簡潔、順暢、完善、可靠，廠外煤儲運僅有5個轉運站，廠內8個轉運站。2）底開門受煤坑卸煤能力大，受煤坑采用雙線設計，受煤坑長度為1／3列車長度（整列為60節），整列車從進入鐵路咽喉區至離開咽喉區只需68min，考慮15的富裕系數，按照每天16h計算，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布置，火車來煤可以進入到任意一個圓形料場內，通過配煤專家系統及相關檢測設備，實現配煤功能。4）廠內緩沖倉倉下至氣化及動力站裝置均按雙系統配置，按照年工作8000h設計，系統可靠性高，保證了化工裝置對供煤的連續性要求。5）主要工藝設備均選自技術先進、處理能力大、高效、性能可靠的國產設備，設備及其配件的通用性、互換性很強，便于生產管理及維護。

參考文獻：

［1］戴少康．選煤工藝設計實用技術手冊［M］．北京：煤炭工業出版社，2010．

［2］GB5066—2011，大中型火力發電廠設計規范［S］．

［3］李志勇，劉漢剛，等．神華寧夏煤業集團有限責任公司40Mt／a煤炭間接液化項目基礎工程設計［R］．北京：北京華宇工程有限公司，2013．

［4］張信龍．寧東煤化工基地配煤中心一期工程設計［J］．煤炭工程，2012，44（5）：21－23．

［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，2011（4）：13－15。

作者：劉漢剛 單位：中國煤炭科工集團 北京華宇工程有限公司