《煤调湿培训教材》PPT课件.ppt
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1、STD+I煤调湿技术,宝钢股份公司炼铁厂,目 录,一、煤调湿工艺技术及其发展二、宝钢煤调湿工艺三、煤调湿设备及其维护四、宝钢煤调湿控制系统及其特点五、煤调湿的投产六、STD+I煤调湿工艺运行实绩七、煤调湿生产中存在的问题及其对策,1、什么是煤调湿?煤调湿(Coal Moisture Control,简称CMC)是一种炼焦用煤的预处理技术,即通过炼焦煤在焦炉外的干燥来降低并稳定控制装炉煤的水分,以达到:降低炼焦能耗;提高焦炉生产能力;改善焦炭质量;稳定焦炉操作的一项技术。,一、煤调湿工艺技术及其发展,1、什么是煤调湿?(续)煤调湿技术并不追求最大限度的去除装炉煤水分,而只是把水分调整并稳定在相对
2、较低的水平(从10%降至6%)。炼焦煤水分过低将引起:焦炉和操作困难。焦炉冒烟冒火,大量结石墨。回收系统的操作困难。焦油含渣量大量上升,煤气中粉尘增加。,2、为什么要对炼焦煤进行调湿?以处理能力300t/h级计,煤料水分由10%降低到干燥后的6%时:吨焦能耗可节约10kg;煤料含水量每降低1%,炼焦耗热量就降低62.0MJ/t(干煤)。如果采用焦炉废热对湿煤进行换热,则可以100%达到上述效果;如果采用蒸汽等外部热源进行换热,则要扣除这部分能量投入。,2、为什么要对炼焦煤进行调湿?(续)提高焦碳和焦炉煤气生产能力711%;一方面:装炉堆积密度上升 粉 煤:0.72吨/m3;成型煤:0.74吨/
3、m3;(15%型煤)-上升3%调湿煤:0.75吨/m3;(水分6%)-上升45%一方面:结焦时间缩短 水分降低34%,结焦时间缩短4560分钟,折合开工率提高56%。,2、为什么要对炼焦煤进行调湿?(续),焦炭抗碎强度提高13%;改善焦炭质量,冶金焦 可提高0.61.0个百分点,焦炭反应后强度CSR提高12个百分点;在保证焦炭质量不变的情况下,可多配弱粘结煤3%5%。稳定焦炉操作;入炉煤水分波动是由于原料煤水分波动且不可控;入炉煤水分波动对焦炉调火造成很大影响,容易引起焦炭不熟或过火。采用煤调湿之后,入炉煤水分波动可以控制在很小的范围之内,有利于焦炉维持稳定操作,延长焦炉寿命。,减少1/3焦化
4、废水产生量;2010年我国焦碳产量达3.8亿吨,根据以上指标,若煤调湿用于全国大型焦炉(产量按焦碳产量50%计),每年将节约能耗190万吨标煤,增加焦碳产量9501520万吨,增加焦炉煤气产量3860.8亿立方(以吨焦产生400Nm3煤气计),减少CO2排放466.8万吨,减少废水排放1013.7万吨。经济效益和社会效益非常明显。,2、为什么要对炼焦煤进行调湿?(续),3、煤调湿技术实现形式,煤调湿工艺,宝钢煤调湿工艺(STD+I),以烟道气做载气的蒸汽多管回转煤调湿工艺(Steam Tube Dryer+Inertia,简称STD+I),3、煤调湿技术实现形式(1)热媒油方式的煤调湿工艺 用
5、导热油为热媒,通过烟道换热器和上升管换热器吸收焦炉烟道气和荒煤气显热后温度提高至210,在多管回转干燥机内与湿煤进行间接热交换(热媒油走管内,湿煤走管外)。通过调节热媒油温度、干燥机转数、给煤量等措施使煤料水分达到目标值。与湿煤换热后的热媒油温度将至80,再送到烟道换热器和上升管换热器循环运行。优点:部分利用荒煤气显热,充分利用焦炉废热。缺点:换热器结构复杂、维护困难、设备装机容量大、占地面积大、投资高。国内应用厂家:重钢焦化厂(1997)。,3、煤调湿技术实现形式,重庆钢铁公司焦化厂CMC流程,也称多管回转干燥机式-STD 工艺:利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽或者工厂一般低压蒸气作为热源,经
6、过多管回转式干燥机将装炉煤间接加热干燥。优点:工艺相对简单,运行较为可靠,故障率低,水分调节能力强。缺点:消耗一部分蒸汽作为热源,节能效果打了折扣,在无富余低压蒸汽的厂家无法实施。国内应用厂家:太钢焦化厂(2008)。,(2)蒸汽方式的煤调湿工艺,3、煤调湿技术实现形式,3、煤调湿技术实现形式,福山CMC工艺流程,也称为流化床式煤调湿工艺,利用焦炉烟道气等热废气配合热风炉作为热源,经过流化床干燥机将装炉煤直接加热干燥,。优点:换热效率高,运行成本低;缺点:废气中粉尘量大,除尘设备复杂、庞大。诸如 操作难易程度、安全性等,相比蒸汽式工艺还有差距。国内应用厂家:济钢、宝钢中厚板公司(2007)。,
7、(3)烟道气方式的煤调湿工艺,3、煤调湿技术实现形式,3、煤调湿技术实现形式,室兰流化床(FBD)煤调湿工艺流程,烟道气与蒸汽结合方式煤调湿工艺,利用干熄焦蒸汽发电后的低压蒸汽和焦炉烟道气作为热源,经过多管回转式干燥机对装炉煤间接和直接加热干燥。优点:具有STD煤调湿的所有优点,更节能,系统安全性和除尘稳定性更高。缺点:需增加烟道气引入设备投资。国内应用厂家:宝钢焦化厂(2008)。,(4)烟道气与蒸汽结合方式煤调湿工艺,3、煤调湿技术实现形式,宝钢 STD+I 煤调湿工艺流程,3、煤调湿技术实现形式,(5)其他形式的煤调湿工艺,3、煤调湿技术实现形式,君津回转管式干燥机工艺,中山多层圆盘立式
8、干燥机工艺,湘钢直立管气流式煤干燥工艺,本钢流化床选择粉碎结合煤干燥工艺,(5)其他形式的煤调湿工艺,3、煤调湿技术实现形式,1、原STD工艺流程及布置,二、宝钢的煤调湿工艺,宝钢煤调湿平面布置图,2、原设计特点加热介质完全为蒸汽:开工时使用5-6kgCDQ蒸汽保温、12-14kg蒸汽加热,投运正常后停用CDQ蒸汽。设有载气风机:载气为空气,预热介质为蒸汽凝液。设有循环风机:对干燥机除尘器入口烟气温度进行调节,预热介质为蒸汽凝液。采用布袋除尘:PPS(聚苯硫醚)防静电覆膜滤料,防氧化、耐高温、耐高湿。系统安全措施:煤粉高温洒水、氧含量超标充氮、充蒸汽。注:日本的部分STD工艺不设循环风机,而是
9、对载气采用热风炉加热。,3、主要设备及规格,4、原设计存在的问题,(1)系统氧含量超标、波动,存在安全隐患。主要受载气介质、系统漏风、操作参数影响。载气:空气,含氧21%;系统漏风:干燥机入料端、干燥机出料箱、除尘灰仓排灰部;操作参数:干燥机入料端压力(漏风量)、除尘引风机频率(风量、风速)等。,试运行期间的干燥机出口氧含量见上图:均值14.18%,干燥机系统氧含量控制指标为13.5%,当超出这一控制指标时,系统自动充氮降氧,超出15%的高报控制值时,系统强制大流量充氮。试运行期间氧含量均值14.18%,大于13.5%的控制值。(2)氧含量超标时系统频繁充氮降氧,氮气耗量大;影响干燥机主体除尘
10、器的运行(除尘反吹与充氮降氧为同一气源)。,(3)干燥机除尘入口烟气温度低(接近露点),布袋结露、积灰、阴燃。主要原因为:系统风量受氧含量制约,烟气水分浓度大、露点高;载气和循环气的预热器换热不足,风温不高;循环风管路结构设置不妥,易积灰,送风不畅。系统风量:设计风量40000m3/h,实际运行风量只能达25000m3/h,载气用量5000m3/h,此时烟气露点高达90;若加大载气量,氧含量严重超标。载气和循环气预热介质:设计原采用190、30t/h的经干燥机换热后的蒸汽凝液,实际运行中凝液只有120、18t/h,无论温度和流量均大大低于设计指标,换热量不足,载气和循环气温度提升不大。循环风管
11、路结构:未考虑到烟气特性和操作条件,管路易积灰,送风不畅。,试运行期间除尘入口温度见图:7599占93.9%,均值85.4,中值85。烟气露点90,根据除尘运行温度需高出烟气温度10 15的要求,最佳运行温度在100105,烟气非常容易结露。,(4)除尘灰仓自身结构及下部排灰设备有缺陷,排灰不畅。,A、灰斗倾角偏小。B、灰仓料位计选型不当。C、旋转卸灰阀及排灰螺旋排灰能力偏小。D、中转灰仓及下部卸灰阀排灰不畅。E、顶部未设灭火装置。,(5)干燥机入料端易黏料堵塞 主要原因为:湿煤料在上宽下窄的溜槽内易黏附;入料端充氮接入口位置设置不合理,间歇性、大流量充氮影响料流顺利通过;堵溜检测器不适用于高
12、温、高湿的工况,频繁误报警。,5、STD+I工艺对原设计的完善及效果,(1)引入烟道气:利用烟道气低含氧量(4.1%)和烟道气高温(220)的特性,起到降低/控制干燥机系统氧含量,增强系统安全性;提高干燥机出口烟气温度;降低烟气露点的效果。,煤调湿烟道气管路,烟道气开口及风机,烟道气管路接入口,引入烟道气后干燥机系统氧含量均值10.83%,低于13.5%的控制值,比试运行阶段的的14.18%降低了3.35%;波动范围明显变窄;超出15%高报值的情况非常少。系统的安全性得到提升,不再频繁充氮,运行平稳。,(2)提高干燥机除尘入口烟气温度:改变循环风机预热器加热介质,供热量充足、可调;改变预热介质
13、管路走向,换热更迅速;循环风管路结构优化,不出现风管积料、堵塞的情况。,改造后除尘入口温度见图:8999占89.5%,均值92.7,中值93。烟气露点80,根据除尘运行温度需高出烟气温度10 15的要求,最佳运行温度在9095,正好处于最佳运行温度范围。,(3)除尘的完善:更换布袋材质;灰仓倾角增大;灰仓料位计重新定位、选型;灰仓温度计多点重新定位;增设氮气炮;排灰螺旋能力增大;增设排灰螺旋氮气气封;取消中转灰仓和下部卸灰阀;反吹氮气预热。,(4)干燥机入料端的处理:衬板材质的选型,不黏/少黏湿煤;消除充氮管路对料流的影响;堵溜检测仪表的选型。(5)监控仪表的完善:增设流量仪表,对载气量、循环
14、风量、烟道气量、系统总风量进行精确调节;对干燥机入料端、下料皮带溜槽堵溜检测器重新选型;,(6)安全措施的完善:增设氮气储罐,避免充氮降氧时对除尘反吹压力的影响;增设除尘顶部灭火用水管路及增压泵;煤调湿厂房内设CO浓度检测和声光报警装置;将除尘本体紧急状态下的充蒸汽措施改为大流量充氮。,煤调湿氮气储罐,厂房内CO浓度检测仪,事故用水管阀,1、煤调湿设备组成(1)粉煤计量分析单元:含皮带机、布料小车、缓冲槽、料位计、CFW、金检、除铁器,跑偏、打滑、堵溜、水分检测、温度检测等。(2)干燥机本体系统:含给料螺旋、干燥机、出料螺旋、润滑系统、进出料密封。其中干燥机又分为:筒体、滚圈、齿圈、拖轮、挡轮
15、、减速机、液力接手、主电机、盘车电机。(3)尾气处理单元:循环风机、循环预热器、主引风机、布袋除尘器、旋转卸灰阀、给料螺旋、双轴加湿搅拌器、转运站除尘、煤塔除尘,温度、压差、灰仓料位、灰仓温度、烟气流量、系统氧含量检测等。,三、煤调湿设备及其维护,1、煤调湿设备组成(4)空气/烟气载气系统:烟气风机、CO浓度检测、流量检测、温度检测、载气风机、空气预热器。(5)蒸汽凝液系统:旋转接头、凝液罐、闪蒸罐、排水泵、加药系统,温度检测、流量检测、压力检测。(6)安全保护单元:氮气罐、氮气加热系统、消防水加压泵、出料箱水喷淋、氮气炮、安全阀、CO声光报警仪等。,2、煤调湿设备维护,(1)煤调湿设备日常维
16、护作业重点,(2)定期检查 定期检查每三个月进行一次,准确完整地保存各种检查数据,以便对比分析干燥机可能要产生的故障,为排除故障做好准备工作。检查项目及检查部位如下:A、检查下列各点的径向跳动进料侧密封 出料侧密封 螺旋加料器的喂料轴滚圈和托轮的主摩擦面B、磨损面滚圈和托轮的磨损面齿圈和小齿轮的磨损面C、密封填料进料侧密封V型填料及盘根出料侧密封V型填料及盘根,(3)润滑系统的检查和维护 煤调湿工艺的润滑分为油润滑和脂润滑两种类型。(A)油润滑 本机托轮挡轮系、托轮系和主传动采用蘸油润滑方式,托轮挡轮系、托轮系润滑油盛装在其支座底部的油槽内,主传动通过一个蘸油轮将设在齿轮罩底部的油槽内的润滑油
17、蘸在主传动齿轮上。由于润滑油受环境温度的影响较为严重,因此,请在夏季使用N100机械油(GB443-84)进行润滑;而在冬季请使用N68机械油(GB443-84)进行润滑。(B)脂润滑 干燥机多处采用脂润滑,润滑脂采用稠度等级为0001#。每操作一定时间以后,用手动油泵定量把润滑脂加到各个需要润滑的部位。,(3)润滑系统的检查和维护,(4)检查和维修,煤调湿日常检查部位及检查步骤,(4)检查和维修,煤调湿日常检查部位及检查步骤(续),(4)检查和维修,煤调湿日常检查部位及检查步骤(续),四、宝钢煤调湿控制系统及特色,1、控制系统的组成 煤调湿工艺主要由:蒸汽回转干燥系统、粉煤计量分析单元、空气
18、预热单元、尾气处理单元、蒸汽凝液回收单元、安全保护单元及干燥水分控制单元等七个单元部分组成。就控制系统而言,在上述基础上可分为以下七个部分:启动顺序及连锁条件设定;干燥机系统运转控制;风机及除尘系统控制(含干燥机除尘风机、烟道气风机、循环风机、载气风机、除尘灰仓排灰);蒸汽加热及凝液排出控制;粉煤计量、分析控制;安全保护措施;历史趋势图及报警画面。,2、工艺控制画面,煤调湿整体工艺画面,系统选择/切换画面,参数调整画面,历史趋势画面,报警记录画面,3、各系统的控制,1、启动顺序及连锁条件设定遵循先上游再下游、先冷态再加热、先空载再负荷的原则,在工艺参数满足条件的前提下再投料,确保设备的安全和现
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