摘要：近年來，隨著工業(yè)化的不斷推進，煤炭作為主要能源之一，在基礎化工產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著氮肥退城進園原料結構調(diào)整技術改造項目的實施，山東晉控明水化工集團有限公司對整體生產(chǎn)工藝進行改造，各工段已達到自動化水平，但老氣化煤棚已無法滿足清潔生產(chǎn)和安全環(huán)保要求。本著智能高效、降低隱患的原則，企業(yè)對老氣化煤棚進行改造，全面優(yōu)化煤炭卸車、輸送、儲存和摻配等單元，以滿足生產(chǎn)需要，提升安全環(huán)保效益。

關鍵詞：氣化煤棚；改造；安全；清潔生產(chǎn)；環(huán)保；智能；高效

中圖分類號：TQ113.264；TU834.5 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）05-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.024

Analysis on renovation of gasification coal shed

—Taking Shandong Jinkong Mingshui Chemical Industry Group Co.， Ltd. as an Example

CAI Chuanshuai1， LI Tao2

（1. Shandong Jinkong Mingshui Chemical Industry Group Co.， Ltd.;

2. Jinan Mingquan Digital Commerce Co.， Ltd.， Jinan 250200， China）

Abstract： In recent years， with the continuous advancement of industrialization， coal， as one of the main energy sources， has played a crucial role in the basic chemical industry. With the implementation of the technical transformation project for adjusting the raw material structure of nitrogen fertilizer returning to the city and entering the park， Shandong Jinkong Mingshui Chemical Industry Group Co.， Ltd. has renovated the overall production process， and each section has reached the level of automation， but the old gasification coal shed can no longer meet the requirements of clean production and safety and environmental protection. In line with the principles of intelligence， efficiency， and reducing hidden dangers， the enterprise has renovated the old gasification coal shed， comprehensively optimized the coal unloading， transportation， storage， and blending units to meet production needs and improve safety and environmental protection benefits.

Keywords： gasification coal shed; renovation; safety; clean production; environment protection; intelligence; efficient

煤棚是煤炭企業(yè)能源供應的重要環(huán)節(jié)，具有煤炭卸車、儲存、分發(fā)和摻配等作用[1]。隨著企業(yè)轉型升級和工藝提升，原有的煤棚配套工藝已無法滿足現(xiàn)行要求，生產(chǎn)效率低、安全隱患多、環(huán)保壓力大，嚴重制約企業(yè)發(fā)展。氮肥退城進園原料結構調(diào)整技術改造項目實施后，山東晉控明水化工集團有限公司對生產(chǎn)工藝進行改造，各工段已達到自動化水平，但老氣化煤棚人工或半自動生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足清潔生產(chǎn)需要。為解決此問題，企業(yè)對老氣化煤棚進行改造。改造后，新氣化煤棚采用全自動生產(chǎn)線，日煤炭處理量超過2 000 t，同時增加安全環(huán)保配套設施，提高生產(chǎn)效率，進一步實現(xiàn)智能化安全監(jiān)管和廢氣穩(wěn)定達標排放。

1 氣化煤棚改造流程對比分析

隨著環(huán)保政策的日益嚴格和煤炭行業(yè)的轉型升級，氣化煤棚改造成為煤炭行業(yè)的一大趨勢。下面結合氮肥退城進園原料結構調(diào)整技術改造項目，開展氣化煤棚改造流程對比分析，探討3種改造方案的優(yōu)缺點，為相關企業(yè)提供決策參考。

1.1 整體重建

整體重建方案意味著拆除原有的煤棚，重新設計并建設符合氣化要求的新型煤棚。這種方案能夠徹底改變煤棚的結構和功能，使其更好地適應氣化生產(chǎn)需求。然而，整體重建成本較高，需要投入大量的人力、物力和財力。此外，重建過程可能會對環(huán)境產(chǎn)生一定影響，需要采取相應的環(huán)保措施。

1.2 局部改造

局部改造方案是在原有煤棚的基礎上進行局部調(diào)整和優(yōu)化，以滿足氣化生產(chǎn)需求。這種方案成本較低，能夠在較短時間內(nèi)完成改造。但是，局部改造可能無法完全解決煤棚存在的所有問題，改造后煤棚可能仍然存在一定的局限性。

1.3 智能化升級

智能化升級方案是運用先進的自動化和智能化技術，對煤棚進行升級改造。這種方案能夠提高煤棚生產(chǎn)效率，降低人工成本，提升煤棚的安全性和環(huán)保性能。然而，智能化升級需要投入較高的技術成本，人員技能要求較高。

1.4 對比分析結果

氣化煤棚改造流程對比分析表明，不同改造方案各有優(yōu)劣。企業(yè)應根據(jù)實際情況和需求，選擇合適的煤棚改造方案。同時，應注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，確保改造后的煤棚能夠更好地適應未來煤炭行業(yè)的發(fā)展趨勢[2]。結合企業(yè)實際情況，進行智能化升級。改造前工藝流程如圖1所示，改造后工藝流程如圖2所示。

2 氣化煤棚改造過程

新增卸煤庫、微霧抑塵系統(tǒng)和葉輪給煤機自動摻配系統(tǒng)，布袋除塵器由過去的1個集中收集處理改造為6個分區(qū)域收集處理，將顆粒物排放由無組織變?yōu)橛薪M織，提高收集效率。

2.1 卸煤庫

汽運集裝箱裝載的煤炭經(jīng)過取樣站自動取樣后，進入卸煤庫全封閉卸車，同時卸煤庫內(nèi)開啟微霧抑塵，有效抑制卸車過程可能產(chǎn)生的粉塵。卸煤庫可同時容納4輛汽運車輛同時卸車，卸車后的煤炭經(jīng)下煤口進入輸煤皮帶，隨皮帶進入煤棚指定區(qū)域儲存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 微霧抑塵系統(tǒng)

微霧抑塵系統(tǒng)是將水增壓后高速噴射，噴出水霧捕捉粉塵，讓水霧與空氣中的粉塵結合，形成粉塵和水霧的團聚物，團聚物受重力作用而沉降，起到抑塵作用，從源頭控制粉塵飄散。卸煤庫分成4個區(qū)域，布置一套高壓單流體微霧抑塵機，每個區(qū)域布置

30個單流體霧化噴頭，汽車卸煤工位的自動跟蹤系統(tǒng)采用4套激光對射傳感器，當跟蹤到某個車位進行卸煤作業(yè)時，信號反饋到主機控制器，控制器自動發(fā)出啟動微霧抑塵裝置的指令，打開相應噴霧控制器，驅動安裝在指定位置的高壓霧化噴頭開始噴霧，形成封閉的微霧，達到除塵目的。汽車卸車完畢，駛離卸車位后，微霧抑塵裝置自動關閉，從而完成一次微霧抑塵工作。

2.3 葉輪給煤機自動摻配系統(tǒng)

葉輪給煤機主要由機架、行走機構、煤斗、撥煤機構、噴霧降塵裝置、過力矩保護裝置、檢測輪、導向輪和移出機構等部件組成。

機架采用箱形鋼結構焊接形式，兩側梁為矩形加筋板的封閉梁，彼此用槽鋼及鋼板連接而成，行走機構、煤斗等均固定其上，撥煤機構通過支架和主梁固定在機架上。行走機構由減速電機、主動車輪組、聯(lián)軸器、傳動軸和從動車輪組組成。減速電機傳動，使行走車輪在軌道上正向或反向行駛。煤斗由鋼板焊接并固定在機架上，采用對稱雙側落料口，落料時無堵塞現(xiàn)象，葉輪撥下的物料通過煤斗落到輸送機皮帶上，煤斗下方裝有導料板，保證物料不外泄，導料板下方與皮帶接觸部位為夾線橡膠板，在確保密封的基礎上不劃傷皮帶，煤斗內(nèi)側裝有耐磨襯板。

撥煤機構主要由減速電機、錐齒輪箱和葉輪爪等組成。葉輪爪用螺栓固定在齒輪箱輸出軸的六方形葉輪座上，減速電機通過齒輪箱使葉輪旋轉，以實現(xiàn)給煤，調(diào)整葉輪轉速可以調(diào)整撥煤量。撥煤機構采用減速電機與錐齒輪箱連接，并與行走方向垂直，減速電機位于機架外側邊梁上方，既方便維護，又增大煤斗的落煤面積，有效防止堵煤。撥煤機構配置噴霧降塵裝置，降低環(huán)境粉塵濃度，改善工作條件，噴霧降塵可實現(xiàn)自控和聯(lián)控。

葉輪主傳動設置過力矩保護裝置，撥煤阻力超過給定值時，力矩臂動作，切斷電源，保證主電機和主傳動系統(tǒng)運行安全。葉輪給煤機機架裝有葉輪位置檢測輪，檢測輪帶有位置信號發(fā)送裝置，可隨時檢測葉輪的行進位置。葉輪給煤機機架對角線位置裝有水平導向輪，可防止葉輪行進過程偏離軌道。撥煤機構能沿煤溝往復行走撥煤，無空行程，亦可定點撥煤。對于移出機構，主傳動故障時，葉輪可方便地移出煤溝，開到檢修位置檢修。

2.4 布袋除塵器

改造前系統(tǒng)的布袋除塵器為集中收集處理，收集效率偏低，卸煤或輸煤前需要人工開啟，人員配置多，生產(chǎn)效率低。改造后的布袋除塵器根據(jù)現(xiàn)狀分區(qū)域設置，新建6套布袋除塵器，每套與相鄰的生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連，設備開啟的指令執(zhí)行時，布袋除塵器同步開啟運行。設備停止30 min以后，布袋除塵器自動停止。除塵器發(fā)生故障時，故障指令第一時間反饋至控制室操作人員，排查、消除故障。經(jīng)檢測，除塵器排氣筒顆粒物濃度遠低于排放限值。

3 氣化煤棚改造后運行特征

3.1 生產(chǎn)運行

改造后，氣化煤棚集卸車、儲存、分發(fā)和摻配于一體，日吞吐量超過2 000 t，煤炭儲存量可達20 000 t，可實現(xiàn)多種煤炭搭配使用，滿足氣化爐生產(chǎn)調(diào)整要求。運行設備接入中央控制室分散控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化操作調(diào)整，現(xiàn)場無須配置人員，運行較為穩(wěn)定，極大地提高生產(chǎn)效率。

3.2 安全運行

煤堆自燃是煤化工企業(yè)無法回避的難題，儲煤被空氣中的氧氣氧化是其自燃的根本原因。煤的氧化是放熱反應，如果熱量不能及時散發(fā)，會使煤的溫度逐漸升高，繼而加速煤的氧化，釋放更多的可燃物質(zhì)和熱量。熱量聚集，溫度上升到一定值，會引起自燃。采取控制庫存、現(xiàn)場管理、定期降溫、倒運、設置紅外攝像頭無死角全天候監(jiān)控等方式，有效避免煤炭自燃現(xiàn)象。配套建設微霧抑塵系統(tǒng)和除塵器，控制粉塵產(chǎn)生量，減少空氣污染，避免粉塵達到一定濃度后引起爆炸反應。要定期檢查和維護設備，確保正常運行。員工要加強個人防護，如佩戴防塵口罩、穿防護服等。

3.3 環(huán)保運行

微霧抑塵和除塵器改造實現(xiàn)環(huán)保設施的升級，為現(xiàn)場管理打下堅實基礎，污染物排放濃度遠低于《區(qū)域性大氣污染物綜合排放標準》（DB/37 2376—2019）。

新氣化煤棚徹底消除老系統(tǒng)的弊端，實現(xiàn)環(huán)保管理。微霧抑塵和除塵器改造作為一項具有創(chuàng)新性和前瞻性的環(huán)保工程，無疑為企業(yè)其他改造打下堅實基礎。微霧抑塵技術通過先進的霧炮設備將水分子細化至納米級，噴射到空氣中的塵埃顆粒上，使塵埃顆粒在重力作用下沉落地面，從而有效減少空氣中的可吸入顆粒物。

4 結語

改造后，企業(yè)氣化煤棚的日吞吐量超過2 000 t，完全滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，安全環(huán)保效益突出。煤棚內(nèi)部安全環(huán)保設施完善，可以有效防止粉塵和有害氣體的擴散，改善工作環(huán)境。同時，煤棚自動化水平較高，大大提高生產(chǎn)效率，使得企業(yè)能夠高效運營。自動化技術的應用不僅減少人力成本，還提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。

參考文獻

1 韓 凌，張 鵬，胡 超.全封閉大跨煤棚體型系數(shù)數(shù)值模擬研究分析[J].武漢大學學報（工學版），2022（1）：213-216.

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