煤储运装置工艺设计范文

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摘要：

文章根据神华宁煤40Mt／a煤炭间接液化项目煤储运装置工艺设计，总结了大型煤化工项目煤储运装置工艺设计的思路及重点，为我国类似煤化工项目在煤储运工艺设计方面提供了较强的理论依据和实践经验。

关键词：

煤化工；煤炭间接液化；煤储运；工艺设计

神华宁煤40Mt／a煤炭间接液化项目位于宁夏回族自治区宁东煤化工基地，煤储运装置是煤液化项目的重要组成部分，煤储运装置主要任务是完成矿区来煤的卸煤、储煤、配煤、供煤等一系列环节，结合气化及动力站装置对原料煤和燃料煤的质量要求，解决项目来煤复杂、煤质波动、保证煤化工项目对供煤均质、稳定、连续的内在需求。

1工艺系统

煤储运装置工艺系统主要包括卸煤工艺系统、储煤工艺系统及供煤工艺系统三个主要系统，同时还要根据项目的实际情况考虑合理的筛分破碎系统、采制样系统、煤质在线检测系统及配煤系统等辅助系统［1－3］。工艺系统的选择应以来煤性质、化工及锅炉装置对于用煤要求为依据，制定一个合理、可靠、简单、高效、经济的工艺系统，以满足化工装置对供煤连续稳定运行的基本需要［4，5］。

1、1项目煤炭供应介绍项目年消耗原料煤约200Mt，燃料煤约50Mt，主要煤源为宁东鸳鸯湖矿区生产矿井，来煤采用矿区铁路运输，运距约为20～100km。主要供煤矿井以梅花井煤矿、石槽村煤矿、红柳煤矿和麦垛山煤矿为主，灵新煤矿、羊场湾煤矿、枣泉煤矿及清水营煤矿作为调剂。根据规划供给煤化工基地及煤液化项目年最低供煤量为：梅花井煤矿90Mt、麦垛山煤矿60Mt、红柳煤矿50Mt、石槽村煤矿50Mt、灵新矿煤矿20Mt、羊场湾煤矿20Mt、枣泉煤矿20Mt、清水营煤矿30Mt，总量达到340Mt。该区原煤牌号以长焰煤和不粘煤为主，原煤以低～低中灰分、特低～低中硫、特低～低磷、高热值、不具粘结性煤为主，部分上煤组硫分较高，为中高硫煤，煤质基本符合直接液化和间接液化用煤技术要求。

1、2原料煤及燃料煤规格间接液化对原料煤的煤种、显微组分及相关煤制指标要求相对宽松，严格讲煤炭气化生成的合成气（CO＋H2）才是间接液化F－T合成的原料，从气化效果及项目整体经济效益讲，低灰、低硫、高氧的原料煤为理想的间接液化用煤，另外原料煤还必须均匀稳定，已确保后续化工装置的稳定运行。根据本液化项目设计基础资料，液化项目装置对原料煤、燃料煤主要规格要求详见表1、表2。

1、3工艺系统设计煤储运装置分为厂外煤储运及厂内煤储运两个部分：①厂外煤储运独立于化工工业场地单独布置，主要包括火车卸煤系统和储配煤系统，工作制度为330d／a，16h／d；②厂内煤储运装置布置在化工工业场地内，靠近气化及动力站用煤装置，主要包括缓冲仓及供煤带式输送机系统，工作制度为8000h／a，24h／d。煤储运装置主要工艺系统流程图如图1所示。根据该项目的主要特点，制定工艺系统流程时主要考虑因素分别如下：1）火车卸煤系统。由于项目来煤为矿区自有铁路和企业自备车，设计采用底开门火车卸煤系统，相比翻车机卸煤系统而言优势在于：①卸车速度快、能力大，可靠性高；②无动力消耗，卸煤高度低，起尘量非常小，噪音小，节能环保效果好；③对列车无损害，维修保养费用低；④总投资低，总运行成本低。2）储煤系统。该项目年消耗煤炭约250Mt，每天耗煤约76万t。装置煤炭储存周期为项目7d用煤量，其中厂内储存1d用煤量，厂外储存6d用煤量。厂外设计有6个Φ90m圆形料场，采用6个Φ90m圆形料场方案无论从多煤种来煤、储量、配煤线路设计、经济性等方面均具有明显的优势。来煤可以采用分质堆放及分矿堆放两种方式，料场内布置有顶堆侧取式圆形堆取料机，该料场具有自动化程度高、取料量可控、便于配煤、环保效果好等诸多优点。3）配煤系统。该装置设有两条主配煤线路，其中三个料场串联布置，通过料场下方的一条输煤带式输送机组成一条配煤线，正常情况下为两种或三种煤之间进行配煤，两条配煤线之间也可以配煤，通过配煤专家系统以及在线检测设备确保煤质的均匀稳定。4）厂内缓冲仓。由于厂外煤储运执行每天16h工作制，而厂内输煤系统为24h工作制，因此要在厂内建设缓冲仓以匹配工作制度，厂内设计有3个Φ30m圆筒仓。5）厂内供煤系统。结合气化装置及动力站装置实际情况，厂内设计有3条输煤线路，分别供给东边气化装置、西边气化装置及动力站，每条输煤线路均为双系统设计，一用一备，保证系统的可靠性。考虑到燃料煤仅有一个缓冲仓，为进一步增加燃料煤供煤的可靠性，系统增设一个原料煤仓进动力站的通道，而原料煤仓的检修可以结合气化装置检修周期进行。6）由于项目来煤均为企业内部的选煤厂，来煤粒度可以控制在50mm以下，因此不需要设筛分破碎系统；考虑到冬季会有冻车的可能性，设计在受煤坑地面建筑内预留有增加红外加热板的空间；设计考虑了完善的煤质采样及在线检测系统。

2设备选型原则

对于煤储运装置来说，设备的处理能力、可靠性、工艺技术指标等尤为重要，设备选型应注意以下原则：①选择技术先进、成熟可靠、大型高效的优质设备；②考虑到通用性及互换性，设备及其配件尽可能选择同类型、同系列、同规格的设备，以便于设备维护及零配件的备用；③厂外煤贮运装置设备选型按照《煤炭洗选工程设计规范》（GB50359—2005）及项目的实际情况综合确定，厂内设备主要依据气化及动力站的供煤要求确定；④大型关键设备大修期不低于4a，不低于煤液化项目的大修期；⑤在技术条件允许的条件下，以国产设备为主。煤储运装置主要工艺设备一览表见表3。

3工艺布置

3、1工艺总平面布置工艺总平面布置必须在完成工艺线路技术方案及主要生产建筑物布置的基础上进行。工艺总平面应分区明确，便于生产管理，煤流简单、顺畅、中转环节少、占地省是工艺总平面布置的重要原则，同时还应充分考虑项目后期的发展余地。

3、2受煤系统布置煤储运装置设计有2条1／3列车长度的火车底开门受煤线，每条受煤线坑容为5600t，每条受煤坑下布置有4台叶轮给煤机；受煤坑长327m，宽16m，地下部分高115m，局部180m，地上部分高81m；两股道受煤坑铁路中心线间距为75m。受煤坑布置时要对坑容进行计算，充分考虑叶轮给煤机检修空间和场地，以及通风、除尘、排水、供电等相关设施的布置。

3、3圆形料场布置圆形料场直径为90m，侧壁挡煤墙高17m，圆形料场的正下方设有一条带式输送机地道和三个落煤坑，其中1个在中心立柱下布置，上部由刮板取料机给煤，另外2个对称布置在圆形料场的两侧，上部采用自然落煤漏斗落煤，可作为事故备用或辅助配煤。

3、4缓冲仓布置缓冲煤仓为3个Φ30m圆筒仓，仓体高565m，每个仓容积为27万m3，按照堆密度075t／m3考虑，约可存放20万t原燃料煤。仓上布置有2台可逆移动配仓带式输送机，可把厂外来煤分配给任意一个缓冲仓内储存，每个仓下布置有8台甲带给煤机及两条收集带式输送机，为便于生产及管理缓冲仓配有1台3t防爆型客货两用电梯。

4结语

大型煤化工项目煤储运装置在工艺设计中要充分考虑来煤方式、种类及煤质特性，充分结合化工装置对供煤的各种工艺要求，综合考虑各种制约因素，制定合理的工艺技术方案，神华宁煤煤炭间接液化项目煤储运装置在工艺设计上具有如下特点：1）工艺总平面分区合理，分为厂外和厂内煤储运两个部分，工艺系统简洁、顺畅、完善、可靠，厂外煤储运仅有5个转运站，厂内8个转运站。2）底开门受煤坑卸煤能力大，受煤坑采用双线设计，受煤坑长度为1／3列车长度（整列为60节），整列车从进入铁路咽喉区至离开咽喉区只需68min，考虑15的富裕系数，按照每天16h计算，两条受煤线每天可完成20列车卸煤工作。3）6个Φ90m圆形料场分两条线串联布置，火车来煤可以进入到任意一个圆形料场内，通过配煤专家系统及相关检测设备，实现配煤功能。4）厂内缓冲仓仓下至气化及动力站装置均按双系统配置，按照年工作8000h设计，系统可靠性高，保证了化工装置对供煤的连续性要求。5）主要工艺设备均选自技术先进、处理能力大、高效、性能可靠的国产设备，设备及其配件的通用性、互换性很强，便于生产管理及维护。

参考文献：

［1］戴少康．选煤工艺设计实用技术手册［M］．北京：煤炭工业出版社，2010．

［2］GB5066—2011，大中型火力发电厂设计规范［S］．

［3］李志勇，刘汉刚，等．神华宁夏煤业集团有限责任公司40Mt／a煤炭间接液化项目基础工程设计［R］．北京：北京华宇工程有限公司，2013．

［4］张信龙．宁东煤化工基地配煤中心一期工程设计［J］．煤炭工程，2012，44（5）：21－23．

［5］刘仲松．煤炭出口码头底开门卸车工艺的探讨［J］．港工技术，2011（4）：13－15。

作者：刘汉刚 单位：中国煤炭科工集团 北京华宇工程有限公司