煤氣化卸煤方案比較

1、鐵路卸煤、貯存及輸送方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較摘要：近年來，隨著改革開放，能源價(jià)格逐步向國際市場靠攏，原 材料、動(dòng)力價(jià)格都成倍上漲，而化肥產(chǎn)品價(jià)格，上調(diào)幅度相對(duì)較小，許 多化肥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷下降。因此，對(duì)化肥生產(chǎn)企業(yè)，尤其是大 型企業(yè)進(jìn)行原料路線的技術(shù)改造，大幅度降低產(chǎn)品成本已是當(dāng)務(wù)之急。 在這種背景下，對(duì)化肥廠進(jìn)行以廉價(jià)的煤為原料的合成氨工藝原料路線 的改造，其結(jié)果對(duì)我國化肥工業(yè)今后的發(fā)展有著極其重要的戰(zhàn)略意義。關(guān)鍵詞：尿素，煤氣化，改造，卸煤，螺旋卸車機(jī)，縫式煤槽，翻 車機(jī)，煤庫，干煤棚，門式斗輪堆取料機(jī)，帶式輸送機(jī)，中速磨煤機(jī)刖言中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，人多地少，要解決吃飯問題，必須大力發(fā)展 農(nóng)

2、業(yè)。要提高單位面積的農(nóng)作物產(chǎn)量，保持糧食生產(chǎn)的穩(wěn)步增長，化肥 起著很大的作用，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)占40%的因素。因此，增加化肥生產(chǎn)，是 關(guān)系到國計(jì)民生的大事。化肥生產(chǎn)，主要是氮肥工業(yè)，是個(gè)高能耗的工業(yè)，其生產(chǎn)成本與能 源價(jià)格密切相關(guān)。近年來，隨著改革開放，能源價(jià)格逐步向國際市場靠 攏，原材料、動(dòng)力價(jià)格都成倍上漲，而化肥產(chǎn)品價(jià)格，上調(diào)幅度相對(duì)較 小，許多化肥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷下降。因此，對(duì)化肥生產(chǎn)企業(yè)，尤 其是大型企業(yè)進(jìn)行原料路線的技術(shù)改造，大幅度降低產(chǎn)品成本已是當(dāng)務(wù) 之急。湖南省是中國的魚米之鄉(xiāng)，每年向國家提供的商品糧約占全國總數(shù) 的四分之一，是國家重要的商品糧生產(chǎn)基地之一，也是化肥需求大省。 巴陵

3、石化公司洞庭氮肥廠，位于湖南省岳陽市，是我國七十年代從國外 引進(jìn)的十三套大型化肥裝置之一。年產(chǎn)尿素48萬噸，約占湖南省尿素產(chǎn) 量的50%,在湖南省的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。但近年來，隨著原料 油價(jià)格上調(diào)，取消了化肥優(yōu)惠油價(jià)，以石腦油為原料的合成氨廠已無法 承受成本升高的壓力，企業(yè)由盈利變?yōu)閲?yán)重虧損。在這種背景下，國家 決定在洞庭氮肥廠進(jìn)行以廉價(jià)的煤為原料的合成氨工藝原料路線的改造，其結(jié)果對(duì)我國化肥工業(yè)今后的發(fā)展有著極其重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)此，洞庭氮肥廠協(xié)同中國石化集團(tuán)蘭州設(shè)計(jì)院經(jīng)過多年的技術(shù)論 證和實(shí)地考察，結(jié)合國際上先進(jìn)的煤氣化工藝，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、資金 來源等多方面綜合比較，決定采用當(dāng)代先

4、進(jìn)的殼牌（Shell）“粉煤加壓 氣化技術(shù)（SCGP）”替代原有以石腦油為原料的合成氨裝置，建設(shè)岳陽 中石化殼牌煤氣化合資廠（以下簡稱：煤氣化合資廠）。該技術(shù)經(jīng)過二 十多年的開發(fā)、中試、工業(yè)示范，已在荷蘭Demokolec工廠日處理煤2000 噸的大型工業(yè)化粉煤氣化裝置上應(yīng)用成功，并運(yùn)行穩(wěn)定。在煤氣化合資廠項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，粉體工程專業(yè)主要承擔(dān)原料煤的鐵路 卸車、貯存、輸送及制備設(shè)計(jì)，下面將對(duì)該項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)階段所采用的 方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，為下一步施工圖設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。也希望同仁能 在今后的同類項(xiàng)目中有所借鑒。2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)本項(xiàng)目的卸煤、貯存及輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為煤氣化合資廠的煤氣化裝 置磨煤系統(tǒng)的三臺(tái)中速

5、磨煤機(jī)供合格粒度的原料煤而設(shè)計(jì)的。其設(shè)計(jì)范 圍為：由鐵路卸煤開始，經(jīng)卸煤、貯存、除鐵、篩分、破碎、計(jì)量等工 藝過程至中速磨前的原煤倉止。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：氣化爐耗煤量：正常2000噸/日（660000噸/年）；氣化及磨煤裝置年操作小時(shí)數(shù)：8000小時(shí)；煤貯運(yùn)系統(tǒng)年操作小時(shí)數(shù)：4000小時(shí)；中速磨煤機(jī)對(duì)煤粒度要求：正常粒度W 32mm ；凈卸車時(shí)間：4小時(shí)（整列車48節(jié)，60噸/節(jié)，共2880噸）；因鐵路條件限制，有效卸車段最大直線長度144米，只能并排兩條 卸車線3主要技術(shù)方案簡述本工程為鐵路來煤，目前國內(nèi)化工行業(yè)鐵路來煤的卸車方式大體分 為四種：第一種是裝卸橋或抓斗橋式、門式起重機(jī)卸車，配露天

6、或半封 閉煤庫；第二種是鏈斗卸車機(jī)卸車，配露天煤場；第三種是螺旋卸車機(jī) 配縫式煤槽；第四種是翻車機(jī)配受煤斗。在工程的初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)該對(duì) 這四種卸車方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，推薦選用其中的一種。卸車方案初步比較卸車方式單臺(tái)設(shè)備平均卸車能力（噸/小時(shí)）土建投資卸車環(huán)境人工清底 工作量對(duì)車皮 的損壞 程度裝卸橋或抓斗橋式、門式起 重機(jī)200低粉塵飛揚(yáng)較大大高鏈斗卸車機(jī)250低粉塵飛揚(yáng)大大較高螺旋卸車機(jī)配縫式煤槽400高粉塵飛揚(yáng)較大較大較低翻車機(jī)配受煤斗1200較高小小低因該項(xiàng)目建設(shè)位置與居民區(qū)距離較近，不允許對(duì)環(huán)境造成粉塵污染， 而且卸車時(shí)間較短，需要高效率的卸車設(shè)備，故經(jīng)過對(duì)四種卸車方案的初步比較可以

7、看出，第一種、第二種卸車方式針對(duì)該項(xiàng)目的具體情況存 在較多的不合理之處，因此可直接舍去，不再作進(jìn)一步的比較，而第三 種、第四種卸車方式的卸車效率和機(jī)械化程度都較高，但各有其優(yōu)缺點(diǎn)， 還需作進(jìn)一步的詳細(xì)比較。下面將把第三種（以下簡稱方案一）、第四 種（以下簡稱方案二）作為主要設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論述和比較。3.1卸煤方案方案一：本方案采用螺旋卸車機(jī)配地槽的卸煤方案，為達(dá)到縮短卸車線長度、 減少卸車設(shè)備臺(tái)數(shù)、提高卸車效率及節(jié)省調(diào)車時(shí)間的目的，采用 2條鐵 路卸車線，每條鐵路卸車線下分別設(shè)一條縫式卸煤地槽，每條地槽長144 米，一次可停10節(jié)車皮，兩條線可停20節(jié)車皮，卸車設(shè)備采用兩臺(tái)13.5 米跨度螺旋卸

8、車機(jī)，橫跨2條鐵路線，2臺(tái)卸車機(jī)同時(shí)卸車，每臺(tái)螺旋 卸車機(jī)的額定卸車能力為400500噸/小時(shí)。根據(jù)以上配置，一次進(jìn)廠 整列車48節(jié)按每列10節(jié)解列4次，分別送入2條卸煤線卸煤。實(shí)際生 產(chǎn)中，在1條卸煤線卸煤時(shí)間內(nèi)可牽引另外10節(jié)重車進(jìn)入另一卸煤線， 然后再牽引已卸完的空車返回，這樣交替操作可節(jié)省許多調(diào)車等待的時(shí) 間，使2臺(tái)螺旋卸車機(jī)始終處在工作狀態(tài)下，從而滿足在4小時(shí)內(nèi)卸完 48節(jié)車皮共2880噸煤的要求。方案二：該方案采用一臺(tái)翻車機(jī)作為火車卸煤的主要設(shè)備，與之相配的鐵路 線為兩條，其中一條為重車線，另一條為空車線，重車線位于南側(cè)，空 車線位于北側(cè)。重車線較長約800多米，可將一列車一次推進(jìn)

9、重車線， 大大縮短了調(diào)車時(shí)間。在該布置中重車線位于干煤棚和空車線之間，不 利于空車清底。3.2貯煤方案方案一：考慮到岳陽地區(qū)雨水較多，為控制煤中的含水量，保證煤的存放質(zhì) 量及保護(hù)周圍的環(huán)境盡量不受影響，采用下部四周封閉的煤庫貯煤。煤 庫與卸煤線相連，長225米，寬48米，堆煤高度5米，貯量約為32000 噸，貯存天數(shù)約16天，同時(shí)兩條各144米長的卸煤地槽可臨時(shí)緩存約 3000噸煤，為1.5天的用量。二者相加貯存天數(shù)共17.5天，符合有關(guān) 設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)原料煤貯存天數(shù)的要求。方案二：為控制煤中的含水量，保證煤的存放質(zhì)量采用干煤棚貯煤。根據(jù)業(yè) 主要求采用敞開式干煤棚，僅將煤棚的北面封閉，盡可能地防止

10、粉塵對(duì) 周圍環(huán)境的影響。干煤棚內(nèi)設(shè)一臺(tái)門式斗輪堆取料機(jī)進(jìn)行堆取煤的作業(yè)， 貯存天數(shù)符合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)原料煤貯存天數(shù)的要求。3.3系統(tǒng)上煤方案方案一：在來煤正常的情況下，輸煤系統(tǒng)上煤可經(jīng)2條地下煤槽的帶式輸送 機(jī)直接上煤，當(dāng)?shù)夭壑袥]有煤或需要用煤庫中的煤時(shí)可采用履帶式推土 機(jī)或前端裝載機(jī)將煤庫的貯煤推入2#地槽中，再通過2#地槽下的帶式輸 送機(jī)上煤。方案二：干煤棚內(nèi)的堆取料設(shè)備為門式斗輪堆取料機(jī)，正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)上煤靠門式斗輪堆取料機(jī)從干煤棚中取煤，煤的倒運(yùn)量大，設(shè)備運(yùn)行 費(fèi)用高。3.4輸送系統(tǒng)及原料制備方案該部分兩方案相同。鐵路來煤規(guī)格本設(shè)計(jì)按未分級(jí)原煤考慮。因此，輸煤系統(tǒng)設(shè)有煤篩 分、破

11、碎裝置。為保護(hù)煤加工設(shè)備不受煤中雜質(zhì)破壞，輸煤系統(tǒng)設(shè)有除 鐵裝置。另外還設(shè)有計(jì)量、防塵、除塵和安全保護(hù)等輔助設(shè)施。輸煤系統(tǒng)采用普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，在輸送距離較長的部分，為省 去中間的轉(zhuǎn)運(yùn)站、減少在原有電廠內(nèi)的土建立柱數(shù)量，采用管狀帶式輸 送機(jī)和鋼結(jié)構(gòu)棧橋。本系統(tǒng)采用雙路系統(tǒng)。4各方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)方案一：本方案的優(yōu)點(diǎn)：易于布置，操作靈活。在每條縫式卸煤槽下各設(shè)有 一條帶式輸送機(jī)，每條帶式輸送機(jī)上的煤通過頭部的電動(dòng)三通換向閥既 可轉(zhuǎn)運(yùn)至煤庫，又可進(jìn)入輸煤系統(tǒng)。在一般情況下，縫式卸煤槽中的煤 可不必倒運(yùn)至煤庫貯存，而是直接通過煤槽下的帶式輸送機(jī)送至輸送系 統(tǒng)，這樣既可減少煤的倒運(yùn)次數(shù)、減少煤庫內(nèi)倒堆

12、設(shè)備和上煤設(shè)備的負(fù) 荷、降低平時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用以及改善煤庫周圍的環(huán)境，同時(shí)還簡化了輸煤 系統(tǒng)的管理工作。當(dāng)?shù)夭壑袥]有煤或需要用煤庫中的煤時(shí)可采用履帶式 推土機(jī)或前端裝載機(jī)將煤庫的貯煤推入2#地槽中，再通過2#地槽下的帶 式輸送機(jī)上煤；煤庫下部為全封閉結(jié)構(gòu)，同時(shí)在煤庫內(nèi)采取了一定的防 塵抑塵措施，基本不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響；另外，由于該方案采用的 設(shè)備均為小型設(shè)備，日常運(yùn)行費(fèi)用低。該方案的缺點(diǎn)：地下工程量大，因而土建投資及施工難度較大。方案二：該方案的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化程度高，在整個(gè)卸煤過程中人工輔助作業(yè)量 小，卸車過程所產(chǎn)生的粉塵量少。該方案的缺點(diǎn)：（1）因主要設(shè)備翻車機(jī)、門式斗輪堆取料機(jī)設(shè)備龐 大、造

13、價(jià)高，所以為節(jié)省投資，自翻車機(jī)至干煤棚的門式斗輪堆取料機(jī) 的翻卸、輸送設(shè)備均為單線布置，沒有設(shè)置備用卸煤系統(tǒng)，因而系統(tǒng)的 可靠性不能得到保證。對(duì)于本工程，在卸車和堆煤等設(shè)備出現(xiàn)故障暫時(shí) 無法卸車時(shí)，根據(jù)業(yè)主承諾可暫時(shí)將煤卸至電廠煤庫；（2）該方案工藝 布置受諸多限制不靈活，氣化爐所需所有的煤都必須經(jīng)過煤庫的貯存。輸煤系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，必須由煤庫內(nèi)的門式滾輪堆取料機(jī)取料后才能進(jìn)入系 統(tǒng)，無卸車后不經(jīng)煤庫而直接進(jìn)入輸煤系統(tǒng)的近路，所以堆煤、取煤的 工作量較大，再加之該設(shè)備裝機(jī)容量大，所以日常運(yùn)行費(fèi)用高；（3）由 于煤庫設(shè)備為與翻車機(jī)相匹配的門式斗輪堆取料機(jī)，設(shè)備較為龐大，煤 庫不易做成全維護(hù)的形式，只能

14、設(shè)計(jì)為僅有屋頂?shù)母擅号铮虼?，周?環(huán)境將受到一定影響。方案一總平面布置圖見附圖1；方案二總平面布置圖見附圖2；方案一工藝流程圖見附閣；方案二工藝流程圖見附囹。5卸煤系統(tǒng)及煤庫環(huán)保比較方案一：該方案卸車設(shè)備采用螺旋卸車機(jī)，與翻車機(jī)相比，該設(shè)備 雖具有卸車時(shí)間較長、卸車過程中產(chǎn)生的粉塵飛揚(yáng)稍大、人工清底工作 量稍大等弱點(diǎn)，但從整個(gè)系統(tǒng)來看，該方案的煤庫下部為全封閉結(jié)構(gòu)， 卸煤是在煤庫內(nèi)進(jìn)行的，粉塵不易外溢，同時(shí)在煤庫內(nèi)也采取了一定的 防塵抑塵措施。另外，在氣化煤斗需上煤時(shí)，卸車后縫式卸煤槽中的煤 可不必倒運(yùn)至煤庫貯存而直接進(jìn)入輸送系統(tǒng)，從而減少了煤的倒運(yùn)量， 同時(shí)也減少了瞬時(shí)產(chǎn)生的粉塵量，全年產(chǎn)

15、生的粉塵總量也隨之減少。該方案的結(jié)果是：火車卸車和煤庫內(nèi)在上煤的時(shí)候有一定的粉塵量， 所需操作工人數(shù)較多，工人的工作環(huán)境相對(duì)較差，但由于煤庫是基本封 閉的，對(duì)周圍環(huán)境影響相對(duì)較小。方案二：該方案卸車設(shè)備采用較為先進(jìn)的翻車機(jī)，該設(shè)備具有卸車 速度快、卸車過程中產(chǎn)生的粉塵量小、人工清底工作量小等優(yōu)點(diǎn)。但該 方案氣化爐所需所有的煤都必須經(jīng)過干煤棚的貯存，煤的倒運(yùn)量大，雖然卸車時(shí)瞬時(shí)產(chǎn)生的粉塵量較少，但全年產(chǎn)生的粉塵總量較多。另外， 采用的干煤棚為敞開式，加之所需操作工人數(shù)較少，工人的工作環(huán)境相 對(duì)較好，但干煤棚內(nèi)粉塵對(duì)周圍的環(huán)境將造成一定的影響。6主要設(shè)備動(dòng)力消耗對(duì)比方案一主要設(shè)備動(dòng)力消耗序號(hào)設(shè)備名

16、稱運(yùn)行 臺(tái)數(shù)單臺(tái)設(shè)備裝機(jī)電容量（kW）年運(yùn)行小時(shí)數(shù)年動(dòng)力消耗（kW）卸煤及貯存11#,2#螺旋卸車機(jī)233.513208844021#A,B葉輪給煤機(jī)21833005940031#A,B帶式輸送機(jī)255165018150042#A,B帶式輸送機(jī)255165018150053#帶式輸送機(jī)111016501815006電動(dòng)卸料車111165018150071#A,B帶式除鐵器25.4165017820輸煤系統(tǒng)14#A,B帶式輸送機(jī)137330012210021#A,B除大木器15.533001815031#A,B波動(dòng)篩17.533002475041#A,B環(huán)錘式破碎機(jī)111033003630005

17、5#A,B帶式輸送機(jī)1150330049500066#A,B帶式輸送機(jī)11133003630072#A,B帶式除鐵器15.433001782083#A,B帶式除鐵器15.4330017820總計(jì)：1986600方案二主要設(shè)備動(dòng)力消耗序號(hào)設(shè)備名稱運(yùn)行 臺(tái)數(shù)單臺(tái)設(shè)備裝機(jī)電容量（kW）年運(yùn)行小時(shí)數(shù)年動(dòng)力消耗（kW）卸煤及貯存1轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)1226.510002265002吊鉤橋式起重機(jī)1602001800031#A,B帶式給料機(jī)21110002200041#帶式輸送機(jī)115010001500005門式斗輪堆取料機(jī)14233300139590061#帶式除鐵器118330059400輸煤系統(tǒng)15#A,

18、B帶式輸送機(jī)155330018150021#A,B除大木器15.533001815031#A,B波動(dòng)篩17.533002475041#A,B環(huán)錘式破碎機(jī)1110330036300056#A,B帶式輸送機(jī)1150330049500067#A,B帶式輸送機(jī)11133003630072#A,B帶式除鐵器15.433001782083#A,B帶式除鐵器15.4330017820總計(jì)：30261407投資對(duì)比（人民幣/萬元）總計(jì)： 5239.91 （方案一）5882.88 （方案二）分項(xiàng)如下：7.1鐵路設(shè)施方案一：369.46方案二：645.297.2卸煤及貯存專業(yè)名稱粉體結(jié)構(gòu)建筑電氣電訊水道暖風(fēng)合計(jì)方案一550.252304.08273.41490.4342.8431.8985.333778.23方案二1611.111600.46138.22529.0032.3022.6720.183953.947.3輸煤系統(tǒng)專業(yè)名稱粉體結(jié)構(gòu)建筑電氣電訊水道暖風(fēng)合計(jì)方案一799.89181.4819.67已包含在上表74.97已包含在上表16.221092.23方案二855.40237.34103.6263.5523.741283.658結(jié)論方案一從卸煤開始至輸送系統(tǒng)均有較可靠的備用設(shè)施，系統(tǒng)可靠