煤气化卸煤方案比较Word文档格式.docx
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在这种背景下，国家决定在洞庭氮肥厂进行以廉价的煤为原料的合成氨工艺原料路线的改造，其结果对我国化肥工业今后的发展有着极其重要的战略意义。
据此，洞庭氮肥厂协同中国石化集团兰州设计院经过多年的技术论证和实地考察，结合国际上先进的煤气化工艺，通过技术、经济、资金来源等多方面综合比较,决定采用当代先进的壳牌（Shell）“粉煤加压气化技术（SCGP）”替代原有以石脑油为原料的合成氨装置，建设岳阳中石化壳牌煤气化合资厂（以下简称：
煤气化合资厂）。
该技术经过二十多年的开发、中试、工业示范，已在荷兰Demokolec工厂日处理煤2000吨的大型工业化粉煤气化装置上应用成功，并运行稳定。
在煤气化合资厂项目设计中，粉体工程专业主要承担原料煤的铁路卸车、贮存、输送及制备设计，下面将对该项目初步设计阶段所采用的方案进行技术经济比较，为下一步施工图设计做好准备。
也希望同仁能在今后的同类项目中有所借鉴。
2设计基础
本项目的卸煤、贮存及输煤系统设计是为煤气化合资厂的煤气化装置磨煤系统的三台中速磨煤机供合格粒度的原料煤而设计的。
其设计范围为：
由铁路卸煤开始，经卸煤、贮存、除铁、筛分、破碎、计量等工艺过程至中速磨前的原煤仓止。
设计基础数据为：
气化炉耗煤量：
正常2000吨/日（660000吨/年）；
气化及磨煤装置年操作小时数：
8000小时；
煤贮运系统年操作小时数：
4000小时；
中速磨煤机对煤粒度要求：
正常粒度≤32mm；
净卸车时间：
4小时（整列车48节，60吨/节，共2880吨）；
因铁路条件限制，有效卸车段最大直线长度144米，只能并排两条卸车线
3主要技术方案简述
本工程为铁路来煤，目前国内化工行业铁路来煤的卸车方式大体分为四种：
第一种是装卸桥或抓斗桥式、门式起重机卸车，配露天或半封闭煤库；
第二种是链斗卸车机卸车，配露天煤场；
第三种是螺旋卸车机配缝式煤槽；
第四种是翻车机配受煤斗。
在工程的初步设计阶段应该对这四种卸车方式进行技术经济比较，推荐选用其中的一种。
卸车方案初步比较
卸车方式
单台设备平均卸车能力
（吨/小时）
土建投资
卸车环境
人工清底工作量
对车皮的损坏程度
装卸桥或抓斗桥式、门式起重机
200
低
粉尘飞扬较大
大
高
链斗卸车机
250
粉尘飞扬大
较高
螺旋卸车机配缝式煤槽
400
较大
较低
翻车机配受煤斗
1200
小
因该项目建设位置与居民区距离较近，不允许对环境造成粉尘污染，而且卸车时间较短，需要高效率的卸车设备，故经过对四种卸车方案的初步比较可以看出，第一种、第二种卸车方式针对该项目的具体情况存在较多的不合理之处，因此可直接舍去，不再作进一步的比较，而第三种、第四种卸车方式的卸车效率和机械化程度都较高，但各有其优缺点，还需作进一步的详细比较。
下面将把第三种（以下简称方案一）、第四种（以下简称方案二）作为主要设计方案进行论述和比较。
3.1卸煤方案
方案一：
本方案采用螺旋卸车机配地槽的卸煤方案，为达到缩短卸车线长度、减少卸车设备台数、提高卸车效率及节省调车时间的目的，采用2条铁路卸车线，每条铁路卸车线下分别设一条缝式卸煤地槽，每条地槽长144米，一次可停10节车皮，两条线可停20节车皮，卸车设备采用两台13.5米跨度螺旋卸车机，横跨2条铁路线，2台卸车机同时卸车，每台螺旋卸车机的额定卸车能力为400～500吨/小时。
根据以上配置，一次进厂整列车48节按每列10节解列4次，分别送入2条卸煤线卸煤。
实际生产中，在1条卸煤线卸煤时间内可牵引另外10节重车进入另一卸煤线，然后再牵引已卸完的空车返回，这样交替操作可节省许多调车等待的时间，使2台螺旋卸车机始终处在工作状态下，从而满足在4小时内卸完48节车皮共2880吨煤的要求。
方案二：
该方案采用一台翻车机作为火车卸煤的主要设备，与之相配的铁路线为两条，其中一条为重车线，另一条为空车线，重车线位于南侧，空车线位于北侧。
重车线较长约800多米，可将一列车一次推进重车线，大大缩短了调车时间。
在该布置中重车线位于干煤棚和空车线之间，不利于空车清底。
3.2贮煤方案
考虑到岳阳地区雨水较多，为控制煤中的含水量，保证煤的存放质量及保护周围的环境尽量不受影响，采用下部四周封闭的煤库贮煤。
煤库与卸煤线相连，长225米，宽48米，堆煤高度5米，贮量约为32000吨，贮存天数约16天，同时两条各144米长的卸煤地槽可临时缓存约3000吨煤，为1.5天的用量。
二者相加贮存天数共17.5天，符合有关设计规范对原料煤贮存天数的要求。
为控制煤中的含水量，保证煤的存放质量采用干煤棚贮煤。
根据业主要求采用敞开式干煤棚，仅将煤棚的北面封闭，尽可能地防止粉尘对周围环境的影响。
干煤棚内设一台门式斗轮堆取料机进行堆取煤的作业，贮存天数符合有关设计规范对原料煤贮存天数的要求。
3.3系统上煤方案
在来煤正常的情况下，输煤系统上煤可经2条地下煤槽的带式输送机直接上煤，当地槽中没有煤或需要用煤库中的煤时可采用履带式推土机或前端装载机将煤库的贮煤推入2#地槽中，再通过2#地槽下的带式输送机上煤。
干煤棚内的堆取料设备为门式斗轮堆取料机，正常工作状态下，系统上煤靠门式斗轮堆取料机从干煤棚中取煤，煤的倒运量大，设备运行费用高。
3.4输送系统及原料制备方案
该部分两方案相同。
铁路来煤规格本设计按未分级原煤考虑。
因此，输煤系统设有煤筛分、破碎装置。
为保护煤加工设备不受煤中杂质破坏，输煤系统设有除铁装置。
另外还设有计量、防尘、除尘和安全保护等辅助设施。
输煤系统采用普通带式输送机运输，在输送距离较长的部分，为省去中间的转运站、减少在原有电厂内的土建立柱数量，采用管状带式输送机和钢结构栈桥。
本系统采用双路系统。
4各方案的主要优缺点
本方案的优点：
易于布置，操作灵活。
在每条缝式卸煤槽下各设有一条带式输送机，每条带式输送机上的煤通过头部的电动三通换向阀既可转运至煤库，又可进入输煤系统。
在一般情况下，缝式卸煤槽中的煤可不必倒运至煤库贮存，而是直接通过煤槽下的带式输送机送至输送系统，这样既可减少煤的倒运次数、减少煤库内倒堆设备和上煤设备的负荷、降低平时的运行费用以及改善煤库周围的环境，同时还简化了输煤系统的管理工作。
当地槽中没有煤或需要用煤库中的煤时可采用履带式推土机或前端装载机将煤库的贮煤推入2#地槽中，再通过2#地槽下的带式输送机上煤；
煤库下部为全封闭结构，同时在煤库内采取了一定的防尘抑尘措施，基本不会对周围环境造成影响；
另外，由于该方案采用的设备均为小型设备，日常运行费用低。
该方案的缺点：
地下工程量大，因而土建投资及施工难度较大。
该方案的优点：
机械化程度高，在整个卸煤过程中人工辅助作业量小，卸车过程所产生的粉尘量少。
（1）因主要设备翻车机、门式斗轮堆取料机设备庞大、造价高，所以为节省投资，自翻车机至干煤棚的门式斗轮堆取料机的翻卸、输送设备均为单线布置，没有设置备用卸煤系统，因而系统的可靠性不能得到保证。
对于本工程，在卸车和堆煤等设备出现故障暂时无法卸车时，根据业主承诺可暂时将煤卸至电厂煤库；
（2）该方案工艺布置受诸多限制不灵活，气化炉所需所有的煤都必须经过煤库的贮存。
输煤系统运行时，必须由煤库内的门式滚轮堆取料机取料后才能进入系统，无卸车后不经煤库而直接进入输煤系统的近路，所以堆煤、取煤的工作量较大，再加之该设备装机容量大，所以日常运行费用高；
（3）由于煤库设备为与翻车机相匹配的门式斗轮堆取料机，设备较为庞大，煤库不易做成全维护的形式，只能设计为仅有屋顶的干煤棚，因此，周围环境将受到一定影响。
方案一总平面布置图见附图1；
方案二总平面布置图见附图2；
方案一工艺流程图见附图3；
方案二工艺流程图见附图4。
5卸煤系统及煤库环保比较
该方案卸车设备采用螺旋卸车机，与翻车机相比，该设备虽具有卸车时间较长、卸车过程中产生的粉尘飞扬稍大、人工清底工作量稍大等弱点，但从整个系统来看，该方案的煤库下部为全封闭结构，卸煤是在煤库内进行的，粉尘不易外溢，同时在煤库内也采取了一定的防尘抑尘措施。
另外，在气化煤斗需上煤时，卸车后缝式卸煤槽中的煤可不必倒运至煤库贮存而直接进入输送系统，从而减少了煤的倒运量，同时也减少了瞬时产生的粉尘量，全年产生的粉尘总量也随之减少。
该方案的结果是：
火车卸车和煤库内在上煤的时候有一定的粉尘量，所需操作工人数较多，工人的工作环境相对较差，但由于煤库是基本封闭的，对周围环境影响相对较小。
该方案卸车设备采用较为先进的翻车机，该设备具有卸车速度快、卸车过程中产生的粉尘量小、人工清底工作量小等优点。
但该方案气化炉所需所有的煤都必须经过干煤棚的贮存，煤的倒运量大，虽然卸车时瞬时产生的粉尘量较少，但全年产生的粉尘总量较多。
另外，采用的干煤棚为敞开式，加之所需操作工人数较少，工人的工作环境相对较好，但干煤棚内粉尘对周围的环境将造成一定的影响。
6主要设备动力消耗对比
方案一主要设备动力消耗
序号
设备名称
运行台数
单台设备装机电容量（kW）
年运行小时数
年动力消耗（kW）
卸煤及贮存
1
1#,2#螺旋卸车机
2
33.5
1320
88440
1#A,B叶轮给煤机
18
3300
59400
3
1#A,B带式输送机
55
1650
181500
4
2#A,B带式输送机
5
3#带式输送机
110
6
电动卸料车
11
7
1#A,B带式除铁器
5.4
17820
输煤系统
4#A,B带式输送机
37
122100
1#A,B除大木器
5.5
18150
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