水煤漿氣化裝置布置及管道設(shè)計

水煤漿氣化裝置布置及管道設(shè)計

近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在社會進步和政府支持的環(huán)境下，幾種化工化工技術(shù)都取得了很大的發(fā)展，如煤炭氧化、液化和氧化。此外，它對煤炭的二次利用也得到了良好的發(fā)展，如焦油化工、電石化工、煤炭制備等。這里我們所說的煤氣化是指在高溫高壓下，使煤分解的有機物質(zhì)與蒸汽、氧氣、氮氣等氣化劑發(fā)生化學反應(yīng)，將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化成可燃氣體，如一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、氫氣（H2）等。附屬產(chǎn)物如二氧化碳（CO2）、氮氣（N2）等。煤的氣化技術(shù)對發(fā)展煤基液體燃料、煤基化學、制氫產(chǎn)業(yè)、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和燃料電池等工業(yè)有重要意義。水煤漿氣化裝置包括煤漿制備、氣化、、灰水處理、變換四個主項。各主項間通過管廊連接，管廊主要布置工藝以及公共工程的管道。管廊的設(shè)置使管道增加了管線分支和交叉，使得各接點連接口增多、管徑大，管廊的設(shè)計必須以煤氣化裝置布置為依據(jù)由于管廊的上方和下方都有工藝管道及設(shè)備，管廊支撐管道的支架也要更大，才符合水煤漿氣化裝置管道布置的要求。下表以甲醇裝置中的煤氣化裝置為例,分析管廊長度：由此，我們需對管廊的設(shè)置進行優(yōu)化，采用更合理更節(jié)省空間的設(shè)計，才能更有利于安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、展綠色產(chǎn)業(yè)，并能節(jié)省成本，提高經(jīng)濟效益。1煤漿泵壓氣回收工藝流程煤粉混合石灰石，水和添加劑首先進入磨煤機，再進入煤漿槽形成水煤漿，通過煤漿泵加壓后氣化爐，在汽化爐中與氧氣反應(yīng)，生成的粗渣排入渣池，有用物質(zhì)進入換熱器換熱，最后進行洗滌制成粗煤氣，廢水進入廢水處理。工藝流程見圖如下：2管道設(shè)計基本要求從而，水煤漿氣化裝置以及其管廊的設(shè)計也要在做好安全工作的基礎(chǔ)上，再考慮其他的可行性。以下是管廊設(shè)計中為保障工人人身安全和財產(chǎn)安全，以及利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的8大原則：(1）管廊設(shè)計符合法律法規(guī)，技術(shù)規(guī)范，嚴格按照管道走向圖設(shè)計，注重品質(zhì)。(2）樹立全局思維，統(tǒng)籌規(guī)劃管道設(shè)計，在做到安全可靠的同時注意經(jīng)濟成本、整體布局、以及美觀。(3）設(shè)計的管道要有高度實用性，能夠滿足多方面要求，適配多種設(shè)備儀器，其保養(yǎng)和維修也應(yīng)當適當簡化。(4）管徑較大的管道靠管廊柱，管徑較小的放中間，比如氣體管道是比較小的要放在管廊中間，同時管廊需預(yù)留30%以下余量。(5）注意冷熱管的距離，低溫和容易氣化的液體管道要遠離熱管。(6）電線電纜電表儀表等放在管廊上層3結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性水煤漿氣化裝置結(jié)構(gòu)較高，其高度可40米以上，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在設(shè)計水煤漿氣化裝置及管道設(shè)計時，不僅要考慮管道位置，還要考慮操作維修空間。以下是具體的管道設(shè)計要點3.1顆粒在管道結(jié)垢黑水、灰水中含有的固狀物比較多，在運行一段時間之后，固體顆粒在管道結(jié)垢，造成堵塞?；谠撉闆r，在進行黑、灰水管道設(shè)計時，要把支管置于總管的上方，在這些支管里，設(shè)置清洗系統(tǒng)，減少污垢堆積造成堵塞，另外，支管的切斷閥要盡量靠近主管。3.2主動把內(nèi)下排出內(nèi)壓氧氣管道的需架空敷設(shè)，支管需從管道上方接入。由于氧氣的助燃特性，該管道遇上可燃氣體時，氧氣管道要主動把內(nèi)側(cè)高層的管架位置讓出去。以不銹鋼為材料的氧氣管道，費用較高，因而從節(jié)省成本的方面考慮的話，該管道在設(shè)計是應(yīng)盡可能簡單，盡可能少用彎頭。并且要與其他管道保持距離（500mm以上），另外可采用6毫米以上的銅芯軟絞線連接管廊立柱的方式進行防靜電干擾。3.3抗腐蝕能力和材質(zhì)的選擇水煤漿氣化裝置管道的介質(zhì)形態(tài)較多，固液態(tài)都有。渾濁的液體含固體顆粒較多，在流動中會對管道造成嚴重的磨損，因而在設(shè)計時要減少彎頭，或者采用大半徑彎頭除此之外，還有具有腐蝕性的介質(zhì)流動。要充分考慮管道材質(zhì)的抗腐蝕性。對于流速快造成管道損壞的情況，要注意調(diào)整流速，增加緩沖，減輕對管道的磨損，延長管道壽命。3.4．磨煤機到煤漿槽的管道氣化爐的原料主要是通過煤漿管道運輸?shù)?。由于材料粘度大，流速慢，沉積多，腐蝕性強，管道若沒有任何保護措施話，很容易會磨損，生產(chǎn)的安全、效率都不能保證。對此，筆者認為磨煤機到煤漿槽這段管道要有所傾斜，如果想要效果更佳就采用大半徑（R=5D）彎頭或彎管。另外，想要整體管道占地空間縮小，那么就要盡可能地減少各支管的長度，但同時也要保障管道的暢通，防止管道中出現(xiàn)液袋。由于氣化爐到高壓煤漿泵之間的管道連接較長，并伴隨著由煤漿泵的隔膜活塞泵產(chǎn)生的震動，管道設(shè)計需考慮震動。3.5氮氣吹掃管的布置火炬管道配管時要充分考慮該管道管徑較大的及坡度問題?；谠撉闆r，該管道放置在管廊上層是比較合適的，由于火炬管管徑較大，溫度較高，配管時需考慮管道的熱應(yīng)力并考慮Π型補償器的位置。。氮氣吹掃管設(shè)置在火炬總管能吹掃全部管道的端部。而且，在管道流動的方向要保持通暢，避免積液的產(chǎn)生，如果在后期產(chǎn)生液袋則可通過沿線設(shè)置凝液收集瓶及時排液。4做好水煤漿氣化裝置的前期檢修總而言之，水煤漿氣化裝置與管道設(shè)計是一個復(fù)雜的工程，其要考慮的問題有很多。首先是安全可靠進而還要考慮實際作用，建設(shè)成本，經(jīng)濟效益，甚至還要考慮環(huán)保問題后期檢修等問題。但其實根據(jù)目前國內(nèi)的技術(shù)水平，一個合理有效，安全可靠的水煤漿氣化裝置是可以實現(xiàn)的。這就要求我們科研工程人員要用理論結(jié)合實際，做好實地考察，多余施工人員交流學習，總結(jié)經(jīng)驗，更新自己的理論