壳牌煤气化捞渣机改造

刘祖胜

(空气产品潞安(长治)有限公司， 山西襄垣 046200)

空气产品潞安(长治)有限公司(简称潞安公司)采用原壳牌煤气化工艺废锅流程，共有4套气化装置，投煤质量流量为3 000 t/d。该工艺对气化炉反应后产生的熔融渣进行水激冷、破渣机破碎、液态排渣、捞渣机固液分离等，最后污水进入澄清系统进行污水处理，然后再循环利用，固体干渣则经过输送皮带送入渣仓，可实现渣水系统污水零排放。

捞渣机属于壳牌气化炉的核心设备，该设备的稳定运行是气化炉高负荷、长周期运行的基础，潞安公司使用青岛达能环保设备股份有限公司生产的捞渣机，设计捞渣质量流量为55.2～108.36 t/h(湿基)，刮板速度为1.57～3.39 m/min，单台主电机功率为11 kW。

自开车以来，潞安公司捞渣机运行故障率高，捞渣机链条和抬轮磨损严重，每台捞渣机平均1年更换1次抬轮，每次更换费用为5万元左右，4台捞渣机每年维护费用高达20万元。经过对捞渣机故障进行分析，决定取消捞渣机上部所有抬轮，改为人字形托轨，同时将捞渣机内导轮由外置式改为内置式，方便观察运行情况。

1 存在的问题

1.1 抬轮运行问题

现场抬轮采用通轴小导轮，回程带渣严重，当渣较多时抬轮出现不转，造成链条铰叉与抬轮的摩擦由滚动变为滑动，摩擦力增大，加速了链条刮板及抬轮的磨损[1-2]。运行一段时间后，随着渣量的增加需要安排人员定时清扫，才能确保设备正常运转。抬轮和链条磨损情况见图1和图2。

图1 抬轮磨损严重

图2 抬轮与链条磨损

1.2 斜升段回程托轨问题

斜升段回程托轨采用人字形耐磨板与直铺耐磨板相结合的方式，耐磨板与刮板的摩擦因数大，磨损快，使用寿命短。

1.3 内导轮问题

捞渣机内导轮采用普通外置内导轮，该结构不能随时观测内导轮运转情况，如果内导轮不能正常运行，会加大捞渣机的负荷，加剧链条的磨损，缩短主要备件的使用寿命，给生产运行带来被动[3-4]。

2 捞渣机改造

2.1 抬轮和斜升段回程托轨改造

抬轮及斜升段回程托轨改为不锈钢人字形托轨(见图3)，底部使用不锈钢槽钢支撑，装有耐磨铸石板的不锈钢槽钢呈人字形焊接在支撑槽钢上。该结构使刮板均匀摩擦，铸石板的摩擦因数低，与刮板的摩擦磨损小，延长刮板寿命。铸石板耐磨耐腐蚀性能优越，延长使用寿命并且免维护，有效地减少工人的工作量。不锈钢耐腐蚀性能优越，当铸石槽钢磨损更换时，只更换铸石槽钢即可，支撑槽钢不用更换。同时，铸石托轨不直接与链条及刮板铰叉接触，避免了抬轮运转造成链条及铰叉的磨损，增加链条及铰叉的使用寿命。回程段积渣不会对人字形托轨有影响，设备可正常运转。

图3 人字形托轨

2.2 内导轮改造

针对传统内导轮进行改进，采用新型内置式内导轮，密封形式采用双层凹式多重密封，密封分为内层密封+外层密封，2道密封和旋转轮体及轴有机结合，既相对运动,又相对密封。该新型内置式内导轮的使用寿命是传统轴承内置结构的2倍以上。第一道和轮体压盖结合处设轴封水或轴封油密封，轴封水密封采用多槽迷宫形式，轴封水通过迷宫形成水压，增大渣水进入的困难性；轴封油密封采用骨架油封与盘根结合将油腔与渣水分离，增加了灰水进入的困难性；第二道采用特制耐磨材料的密封环，密封环经过一段时间的磨损会和内层密封存在一定的间隙，这时第三道泥状填料在一定压力下便会及时补充，阻止灰水进入；第四道仍采用特制耐磨材料的密封环；第二、三、四道密封形成一个相对独立的密封腔，能及时地补充运转出现的轴间隙，密闭性很好,损耗小,周期长，灰水难以进入；第五道为2个相对布置的骨架油封，和轴承室相连，对轴起到润滑作用。

轴承外皮压盖与轮体连为一体，即压盖和轮体的运行状态一致。在压盖中心位置固定1个细长杆件穿过轴中心透出固定法兰，细长杆件与轴之间加装轴承，以保证减少旋转的阻力；细长杆件端部安装指示针并涂上色标。细长杆件、轮体、轴承压盖连为一体，从外部就可根据指针的旋转状况(人工观测或者接近开关)进而判断舱内内导轮体的运行情况，一旦发现状况，及时排空舱内灰水进行内导轮的维修更换，保证设备的正常安全运行。内置式内导轮见图4。

图4 内置式内导轮

3 捞渣机改造效果

目前，潞安公司4套捞渣机全部完成改造，改造完运行1 a，在运行过程中从未发生过捞渣机因备件磨损造成的停机维修，也未发生就地排渣情况，捞渣机故障率很低，运行效果良好，降低了设备维护人力、物力、财力及环保压力。改造后捞渣机见图5。

图5 捞渣机改造完成

捞渣机改造存在以下4点优点：

(1) 由于取消了捞渣机顶部抬轮，回程带渣对设备运行没有影响。

(2) 减少设备备件的损坏频率，减少链条磨损。

(3) 降低了设备维修成本，人字形托轨磨损很小。

(4) 提高设备的完好率。

4 结语

通过对捞渣机的抬轮改造，捞渣机链条磨损减少，回程刮板带渣对设备运行没有影响，设备在线率接近100%，每年节省维修成本20余万元，在减少设备的维护工时的同时，为气化装置的高负荷、长周期运行奠定了坚实基础。