專利名稱:一種碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從上至下依次連接的煤倉1、加煤溜槽2和煤鎖3，所述加煤溜槽2中設置有圓筒閥21，所述煤鎖3的頂部區(qū)域和底部區(qū)域分別設置有煤鎖上閥31和煤鎖下閥32，其中，所述煤鎖3還與泄壓單元4相連接，所述煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的公稱直徑為100mm～600mm。該系統(tǒng)適用于4.0MPa操作壓力下的碎煤加壓氣化爐，可有效縮短加煤循環(huán)的時間，提高氣化爐的生產(chǎn)效率和能力。
【專利說明】一種碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種充壓和泄壓系統(tǒng)，具體涉及一種用于碎煤加壓氣化爐煤鎖 的，尤其是4. OMPa碎煤加壓氣化爐煤鎖的充泄壓系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 國內(nèi)同類型化工企業(yè)的碎煤加壓氣化爐的操作壓力一般都是3. OMPa，開車操作與 調(diào)節(jié)等工藝已較為成熟。
[0003] 褐煤屬于高水分、高揮發(fā)分、低熱值、變質程度較低的劣質煤種。提高氣化壓力可 以提高甲烷組分的比例，大幅降低后續(xù)過程的用水量和能耗，并且使生成甲烷的反應速率 加快，且輸送更為順暢。
[0004] 為充分利用我國的煤炭資源，本發(fā)明人曾采用4. OMPa碎煤加壓氣化工藝，以劣質 褐煤制取天然氣，屬于國內(nèi)首套示范項目，之前沒有成熟的大型工業(yè)化商業(yè)運行實例。
[0005] 作為碎煤加壓氣化工藝的重要組成部分，氣化爐煤鎖的充泄壓系統(tǒng)也是在設計上 首次應用此項技術。由于設計壓力提高，并且多臺氣化爐充泄壓系統(tǒng)（三期48臺、目前國 內(nèi)同類運行裝置最多5臺）、多系列裝置同時運行，并非簡單的疊加，因此在設計、設備、工 藝路線的組合上存在不完善之處，在操作上也沒有現(xiàn)成的例子可以直接采用或借鑒。
[0006] 目前，還需要對4. OMPa碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓部分的工藝進行優(yōu)化、改進和 探索。 實用新型內(nèi)容
[0007] 因此，本實用新型的目的是提供一種可適用于4. OMPa碎煤加壓氣化爐煤鎖的充 泄壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效縮短加煤循環(huán)的時間，提高氣化爐的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。
[0008] 本實用新型提供了一種碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從上至下依 次連接的煤倉1、加煤溜槽2和煤鎖3,所述加煤溜槽2中設置有圓筒閥21，所述煤鎖3的頂 部區(qū)域和底部區(qū)域分別設置有煤鎖上閥31和煤鎖下閥32,其中，所述煤鎖3還與泄壓單元 4相連接，所述煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的公稱直徑為IOOmm?600_。所述圓筒閥 21和煤鎖上閥31用于將煤倉1中的煤輸送至煤鎖3。所述煤鎖下閥32用于將煤鎖3中的 煤加至氣化爐。此外，公稱直徑是指為了設計、制造、安裝和維修的方便而人為規(guī)定的管材、 管件規(guī)格的標準直徑，又稱為名義直徑。公稱直徑的符號是DN或Dg，單位是_。例如，假 設管道的公稱直徑為150mm，則在本領域通常表示為DN150。
[0009] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的公稱直徑為 150mm〇
[0010] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述泄壓單元4包括與煤鎖3連接的泄壓閥41，所 述泄壓閥41的公稱直徑為80mm?400mm，并且所述泄壓閥41在靠近煤鎖3的一端安裝有 第一變徑411。變徑在本領域是指一種連接裝置，常用于在閥門與管路（或管路與管路）之 間的公稱直徑不一致的情況。因此，該第一變徑的規(guī)格應隨著煤鎖3與泄壓單元4之間的管 路的公稱直徑和泄壓閥41的公稱直徑而變化。例如，當煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的 公稱直徑為150mm且泄壓閥41的公稱直徑為80mm時，則該第一變徑411的規(guī)格為150/80。 [0011] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述泄壓閥41的公稱直徑為80mm。
[0012] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述泄壓單元4還包括在遠離煤鎖3 -側的方向上 與所述泄壓閥41連接的消音器42,所述泄壓閥41和消音器42之間的管路的公稱直徑為 200mm，并且所述泄壓閥41在靠近消音器42的一端安裝有第二變徑412。該第二變徑412 的規(guī)格應符合所述泄壓閥41和消音器42之間的管路的公稱直徑和泄壓閥41的公稱直徑 及其變化。例如，當所述泄壓閥41和消音器42之間的管路的公稱直徑為200mm且泄壓閥 41的公稱直徑為80mm時，則該第二變徑412的規(guī)格為200/80。
[0013] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述煤鎖3還與一次充壓管路5和二次充壓管路6 相連接，并且所述一次充壓管路5中設置有公稱直徑為50mm?70mm的第一限流孔板51，和 /或二次充壓管路6中設置有公稱直徑為45mm?70mm的第二限流孔板61 〇
[0014] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述一次充壓管路5和二次充壓管路6中分別設置 有公稱直徑均為65mm的第一限流孔板51和第二限流孔板61。
[0015] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述一次充壓管路5與煤氣冷卻工段相連通，并且 設置有一次充壓閥；所述二次充壓管路6與氣化爐煤氣出口相連通，并且設置有二次充壓 閥。使用來自煤氣冷卻工段的粗煤氣進行一次充壓，可以避免僅采用氣化爐中的粗煤氣進 行二次充壓而帶來的不良影響，例如導致煤鎖溫度升高，繼而容易造成軟密封使用周期縮 短或者煤鎖膨料等。
[0016] 根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，其中，所述加煤溜槽2與防爆放空器7相連通。該防爆放 空器7用于在煤鎖事故狀態(tài)下的緊急泄壓放空。
[0017] 本發(fā)明人所采用的4. OMPa碎煤加壓氣化爐是在原有3. OMPa、原料褐煤熱值為 3340kcal/kg的試燒基礎上進行設計的，但在正式大規(guī)模生產(chǎn)中，所使用的褐煤熱值低于 3000kcal/kg，因而為提高氣化爐的效率和生產(chǎn)能力，在設計時將氣化爐和煤鎖的體積均進 行了放大。在試生產(chǎn)過程中，暴露出煤鎖加煤不及時，大法蘭溫度超標等問題。經(jīng)摸索研宄 發(fā)現(xiàn)，導致這些問題的根本原因是煤鎖加煤設計不合理造成的。根據(jù)試車記錄數(shù)據(jù)可知，加 煤全循環(huán)時間約為1189?1323秒，這在實際生產(chǎn)過程中每小時只能進行2. 72?3. 03個加 煤循環(huán)，累計加煤47. 07?52. 42m3,約30. 59?34. 07T，僅相當于設計負荷加煤量（40. 28T) 的75. 9%?84. 6%。其中，煤鎖充泄壓和煤鎖加煤時間為903秒s，占用加煤全循環(huán)時間較 長；煤鎖排煤時間即氣化爐加煤時間為286?420秒s。
[0018] 采用本實用新型所提供的碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)后，顯著縮短了煤鎖充 泄壓時間，增加了單位時間內(nèi)的氣化爐加煤量、保持維持了氣化爐高負荷穩(wěn)定運行狀態(tài)。氣 化爐性能考核數(shù)據(jù)顯示，通過使用本實用新型的系統(tǒng)，可以將包括充泄壓過程在內(nèi)的一個 加煤循環(huán)的時間由20分鐘左右控制在6分鐘左右，甚至時間更短，達到了氣化爐設計負荷 每小時加煤3. 5鎖及以上、40. 28噸及以上的加煤要求，從而實現(xiàn)了 4. OMPa碎煤加壓氣化爐 的滿負荷（即設計負荷）連續(xù)運行，并且氣化爐負荷由先前最高只能達到設計負荷的80% 提升到設計負荷的120%，完全能滿足了氣化爐的加煤需求。
[0019] 同時，通過采用本實用新型的系統(tǒng)，4. OMPa碎煤加壓氣化爐的工況較為穩(wěn)定。相 對于同類型的3. OMPa碎煤加壓氣化爐而言，其氣化壓力更高，從而提高了單爐生產(chǎn)能力， 并提高了氣化爐出口煤氣中的天然氣有效成分，即甲烷成分的含量由8%提高至12.8%以 上，使氣化爐的出口煤氣成分得到改善，繼而有效地提高了甲烷化合成裝置出口產(chǎn)品天然 氣的合格率。
[0020] 此外，由于氣化爐及整體裝置設備的生產(chǎn)能力得到提升，使得下游主要裝置，如低 溫甲醇洗、甲烷化合成的設備的處理能力得到提高，并且生產(chǎn)效率和能力的提高可以相應 地縮小裝置設備的幾何尺寸及占地面積，從而降低了整體投資成本，經(jīng)濟性良好，具有較大 的市場推廣價值。

【附圖說明】

[0021] 以下，結合附圖來詳細說明本實用新型的實施方案，其中：
[0022] 圖1示出了本實用新型的碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)的結構示意圖。
[0023] 附圖標記說明：
[0024] 1、煤倉；
[0025] 2、加煤溜槽；21、圓筒閥；
[0026] 3、煤鎖；31、煤鎖上閥；32、煤鎖下閥；
[0027] 4、泄壓單元；41、泄壓閥；411、第一變徑；412、第二變徑；
[0028] 42、消音器；
[0029] 5、一次充壓管路；51、第一限流孔板；
[0030] 6、二次充壓管路；61、第二限流孔板；
[0031] 7、防爆放空器。

【具體實施方式】
[0032] 下面通過具體的實施例進一步說明本實用新型，但是，應當理解為，這些實施例僅 僅是用于更詳細具體地說明之用，而不應理解為用于以任何形式限制本實用新型。
[0033] 實施例1
[0034] 本實施例用于說明本實用新型的碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)的結構及運行 流程。
[0035] 如圖1所示，本實施例的碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從上至下 依次連接的煤倉1、加煤溜槽2和煤鎖3，所述加煤溜槽2中設置有圓筒閥21，所述煤鎖3的 頂部區(qū)域和底部區(qū)域分別設置有煤鎖上閥31和煤鎖下閥32。所述煤倉1的容積可根據(jù)需 要設計，例如可以為250m 3。另外，所述加煤溜槽2可以與防爆放空器7相連通。
[0036] 所述煤鎖3還與泄壓單元4相連接，所述煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的公稱 直徑為15Ctam〇
[0037] 所述泄壓單元4包括與煤鎖3連接的泄壓閥41，所述泄壓閥41的公稱直徑為 80mm，并且所述泄壓閥41在靠近煤鎖3的一端安裝有第一變徑411。該第一變徑411的規(guī) 格為150/80,用于連接泄壓閥41和煤鎖3之間的管路。
[0038] 所述泄壓單元4還包括在遠離煤鎖3 -側的方向上與所述泄壓閥41連接的消音 器42,所述泄壓閥41和消音器42之間的管路的公稱直徑為200mm，并且所述泄壓閥41在 靠近消音器42的一端安裝有第二變徑412,該第二變徑412的規(guī)格為200/80,以連接泄壓 閥41和消音器42之間的管路。
[0039] 所述煤鎖3還與一次充壓管路5和二次充壓管路6相連接，并且所述一次充壓管 路5和二次充壓管路6中分別設置有公稱直徑均為65mm的第一限流孔板51和第二限流孔 板61。所述一次充壓管路5與煤氣冷卻工段相連通，并且設置有一次充壓閥；所述二次充 壓管路6與氣化爐煤氣出口相連通，并且設置有二次充壓閥。所述煤氣冷卻工段中的煤氣 還可以分為開車充壓煤氣和充壓煤氣，并可依情況通入一次充壓管路為煤鎖充壓。
[0040] 本實用新型所涉及的閥門均可通過液壓驅動實現(xiàn)開關功能。
[0041] 在運行時，煤鎖3通過煤鎖上閥31和煤鎖下閥32定期定量地將煤加入到氣化爐 本體內(nèi)，其加煤過程主要包括以下步驟：
[0042] (1)當煤鎖3為空時，煤鎖下閥32關閉，泄壓閥41打開，將煤鎖3內(nèi)的壓力降為常 壓；
[0043] (2)然后煤鎖上閥31和圓筒閥21打開，煤倉內(nèi)的煤經(jīng)過加煤溜槽2、圓筒閥21和 煤鎖上閥31進入煤鎖3內(nèi)；
[0044] (3)煤鎖充滿后，關閉圓筒閥21和煤鎖上閥31，打開一次充壓閥，用來自煤氣冷卻 工段的煤氣將煤鎖3充壓至和煤氣冷卻工段相同壓力后，關閉一次充壓閥，再打開二次充 壓閥，用氣化爐煤氣出口的煤氣將煤鎖3充壓至和氣化爐相同的壓力（如4. OMPa)，關閉二 次充壓閥；
[0045] (4)充壓完畢，開啟煤鎖下閥32,煤鎖3內(nèi)的煤隨著氣化爐內(nèi)煤的消耗及氣化爐內(nèi) 床層的向下移動慢慢落入氣化爐內(nèi)，直至煤鎖為空，關閉煤鎖下閥32 ;
[0046] (5)進行步驟（1)的操作，新循環(huán)開始。
[0047] 碎煤加壓氣化爐性能考核數(shù)據(jù)及對比：
[0048] (1)以國內(nèi)3. OMPa操作壓力的碎煤加壓氣化爐煤鎖的總容積為12. Im3為例。一 個加煤循環(huán)用時一般小于8分鐘。而為適應4. OMPa碎煤加壓氣化工藝的壓力提高和劣質褐 煤的負荷要求，煤鎖增高了 I. 3m，體積增大至18. 7m3。因此，煤鎖充壓至相應壓力時，折合相 應的標準體積分別為323. 2Nm3和657. 5Nm 3。如果仍采用原有規(guī)格的管路和閥門等裝置，當 氣化爐在負荷3961Nm3/h時，表1示出了一個加煤循環(huán)的典型數(shù)據(jù)，可見一個循環(huán)用時超過 了 21分鐘（原有的所述煤鎖3與泄壓單元4之間的管路的公稱直徑為100_(DN100)，泄壓 閥41的公稱直徑為50mm(DN50)，一次充壓管路5中的限流孔板的公稱直徑為51mm(DN51)， 二次充壓管路6中的限流孔板的公稱直徑為46mm (DN46)):
[0049] 表1加煤循環(huán)耗時統(tǒng)計表
[0050]

【權利要求】
1. 一種碎煤加壓氣化爐煤鎖充泄壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從上至下依次連接的煤倉（I)、 加煤溜槽（2)和煤鎖（3)，所述加煤溜槽（2)中設置有圓筒閥（21)，所述煤鎖（3)的頂部 區(qū)域和底部區(qū)域分別設置有煤鎖上閥（31)和煤鎖下閥（32)，其特征在于，所述煤鎖（3)還 與泄壓單元（4)相連接，所述煤鎖（3)與泄壓單元（4)之間的管路的公稱直徑為IOOmm? 600mm〇2. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煤鎖（3)與泄壓單元（4)之間的管路 的公稱直徑為150_。3. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泄壓單元（4)包括與煤鎖（3)連接的 泄壓閥（41)，所述泄壓閥（41)的公稱直徑為80mm?400mm，并且所述泄壓閥（41)在靠近 煤鎖（3)的一端安裝有第一變徑（411)。4. 根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泄壓閥（41)的公稱直徑為80mm。5. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泄壓單元（4)還包括在遠離煤鎖（3) 的方向上與所述泄壓閥（41)連接的消音器（42)，所述泄壓閥（41)和消音器（42)之間的管 路的公稱直徑為200mm，并且所述泄壓閥（41)在靠近消音器（42)的一端安裝有第二變徑 (412)〇6. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煤鎖（3)還與一次充壓管路（5)和二 次充壓管路（6)相連接，并且所述一次充壓管路（5)中設置有公稱直徑為50mm?70mm的 第一限流孔板（51)，和/或二次充壓管路（6)中設置有公稱直徑為45mm?70mm的第二限 流孔板（61)。7. 根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一次充壓管路（5)和二次充壓管路 (6)中分別設置有公稱直徑均為65mm的第一限流孔板（51)和第二限流孔板（61)。8. 根據(jù)權利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一次充壓管路（5)與煤氣冷卻工 段相連通，并且設置有一次充壓閥；所述二次充壓管路（6)與氣化爐煤氣出口相連通，并且 設置有二次充壓閥。9. 根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加煤溜槽（2)與防爆放 空器（7)相連通。
【文檔編號】C10J3-30GK204298345SQ201420677723
【發(fā)明者】張艮行, 常旭, 王光宇 [申請人]內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司