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UGI造氣爐技術(shù)改造與管理綜述

文檔作者：劉志臣牟占誠(chéng) 文檔來(lái)源：山東聯(lián)盟化工股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年08月29日
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氮肥技術(shù)2013年第34卷第6期
摘要簡(jiǎn)要介紹該公司對(duì)UGI造氣爐系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)加煤、自動(dòng)探焦、不停爐下灰、氣力輸灰、外置式爐底、高壓水夾
套、微富氧制氣等一系列技術(shù)改造，在節(jié)約原料煤、提高臺(tái)爐發(fā)氣量、提高造氣自動(dòng)化水平方面收到了良好的效果。
關(guān)鍵詞造氣技術(shù)改造管理效果
Overview of UGI gas furnace technological innovation and management
LIU Zhi-chen MU Zhan-cheng
(Shandong Lianmeng Chemical Group Company Limited，Shouguang 262700，Shandong Province)
Abstract The paper briefly introduces technical transformation to UGI gas furnace in the company，such as automatic
stoking,automatic probe focus，discharge ash without stopping，pneumatic conveyjng，external furnace floor，high-pressure water leg，
micro-oxygen-rich producing gas and SO on，which achieves good effects in saving raw coal，improving gas production of each
furnace，improving the level of automation．
Keywords producing gas，technological innovation，management，effects
1 企業(yè)簡(jiǎn)介
山東聯(lián)盟化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱聯(lián)盟
化工)始建于1970年，其前身是具有“小氮之光”
稱號(hào)的原壽光化肥廠，經(jīng)過(guò)幾十年的改造挖潛，
現(xiàn)已發(fā)展成為擁有員工3 200人，資產(chǎn)總值39億
元，年產(chǎn)合成氨120萬(wàn)t、尿素190萬(wàn)t、甲醇45
萬(wàn)t的大型化工企業(yè)。
聯(lián)盟化工是晉煤集團(tuán)的子公司，有兩個(gè)合成
氨分廠，造氣原料采用晉煤的無(wú)煙塊煤，采用常
規(guī)的UGI造氣工藝，每個(gè)分廠共有4,2 600～
62800UG[造氣爐40臺(tái)。近年來(lái)，造氣完成了自
動(dòng)加煤、自動(dòng)探焦、不停爐下灰、氣力輸灰、外置
式爐底、高壓水夾套、微富氧制氣等技術(shù)改造，實(shí)
現(xiàn)了原料塊煤一UGI制氣一三廢爐回收吹風(fēng)氣和
造氣爐渣以及利用循環(huán)流化床鍋爐吃干榨凈造
氣爐渣飛灰等資源的綜合利用?，F(xiàn)對(duì)造氣的技改
與管理進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。
2技術(shù)改造內(nèi)容
2．1 自動(dòng)加煤技術(shù)及加煤機(jī)選型
聯(lián)盟化工先后采用過(guò)半自動(dòng)加煤機(jī)、圓盤閥
式自動(dòng)加煤機(jī)(型號(hào)：HBU—IIF850一$350)、座板
閥式自動(dòng)加煤機(jī)(型號(hào)：CJ／JMJ01D一02E一03C)，實(shí)
踐證明座板閥式自動(dòng)加煤機(jī)是比較好的選擇，它
解決了：半自動(dòng)加煤機(jī)中心氣化阻力大、布料器
關(guān)閉不嚴(yán)、加煤時(shí)泄漏的問(wèn)題；圓盤閥式自動(dòng)加
煤機(jī)圓盤閥使用壽命短、圓盤閥關(guān)閉不嚴(yán)、加煤
時(shí)泄漏的問(wèn)題。
自動(dòng)加煤機(jī)的正確安裝與調(diào)試是保證布料
均勻、床層氣化阻力均勻的前提條件，有利于造
氣爐爐況長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，具體注意以下幾點(diǎn)。
(1)自動(dòng)加煤機(jī)的安裝：加煤機(jī)的中心應(yīng)與
爐柵的中心在同一垂直線上，加煤機(jī)的底部連接
法蘭應(yīng)水平安裝。
(2)自動(dòng)加煤機(jī)的調(diào)試：根據(jù)人爐煤的粒度，
插板閥動(dòng)作的快慢，確定加煤時(shí)間，一般夏季選
用1．1s左右，冬季選用1．6s左右；打開布料器的
檢查孔，觀察煤在布料器的分布情況，以煤在布
料器內(nèi)均勻分布成寶塔狀為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整進(jìn)料板的
尺寸，切割進(jìn)料板時(shí)，應(yīng)割成圓弧狀為宜。
2．2自動(dòng)探焦技術(shù)
聯(lián)盟化工先后采用人工探焦、電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)
探焦、油壓缸驅(qū)動(dòng)自動(dòng)探焦，實(shí)踐證明油壓缸驅(qū)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第6期劉志臣等：UCI造氣爐技術(shù)改造與管理綜述19
動(dòng)自動(dòng)探焦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定；鏈條齒輪傳動(dòng)，
計(jì)數(shù)準(zhǔn)確；探測(cè)桿采用304不銹鋼高精度冷拔圓
鋼，經(jīng)久耐用、不腐蝕；密封部位采用不銹鋼錐形
閥及耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)，做到探測(cè)及靜止時(shí)均不
漏氣；數(shù)據(jù)能傳送到微機(jī)系統(tǒng)，并能記錄保存。
因原料煤及工藝操作對(duì)加煤階段的要求，給
煤、布料及探測(cè)炭層一般有下列3種控制模式。
(1)吹風(fēng)給煤，下吹布料，下吹探焦；
(2)吹風(fēng)給煤，吹風(fēng)布料，下吹探焦；
(3)下吹給煤，吹風(fēng)布料，吹風(fēng)探焦；
以腐殖酸煤棒原料為例，如果布料選擇在下
吹階段，會(huì)造成下吹時(shí)爐頂蒸汽進(jìn)入容煤桶內(nèi)形
成冷凝水，由于煤棒中也含有一定量的煤粉，隨
著原料煤在加煤機(jī)容煤桶內(nèi)的停留，煤粉與冷凝
水的接觸形成煤泥，繼而形成嚴(yán)重的粘結(jié)掛壁現(xiàn)
象，如不能及時(shí)清理，會(huì)導(dǎo)致布料閥大量漏氣，隨
之加煤機(jī)會(huì)因下料卡阻而無(wú)法運(yùn)行；故應(yīng)選擇在
吹風(fēng)階段給料、吹風(fēng)階段布料，探測(cè)應(yīng)選擇在下
吹階段最為適合，這樣一是能夠避免蒸汽進(jìn)入容
煤桶內(nèi)，二是盡量縮短煤棒在容煤桶的停留時(shí)
間，三是減少吹風(fēng)階段氣流對(duì)探桿數(shù)據(jù)的影響。
2．3不停爐下灰技術(shù)
不停爐下灰裝置是在無(wú)人值守的情況下，每
n個(gè)循環(huán)(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可自由設(shè)定)自動(dòng)下灰一
次。下灰時(shí)將上灰門自動(dòng)關(guān)閉，灰渣箱圓門自動(dòng)
打開將灰渣箱內(nèi)灰渣排到爐子下面的容渣倉(cāng)里，
再自動(dòng)(或由人工)定時(shí)開啟皮帶機(jī)將容渣倉(cāng)里
灰渣輸送到運(yùn)渣車或遠(yuǎn)程輸送到灰渣場(chǎng)。每臺(tái)爐
子設(shè)置兩個(gè)容渣倉(cāng)是為了便于操作人員觀察到
造氣爐的排渣情況，能夠及時(shí)掌握爐內(nèi)工況。
不停爐下灰技術(shù)，目前應(yīng)用較多的有U型管
液壓排灰形式、上開式座板閥下灰形式、插板閥
下灰形式三種。聯(lián)盟化工使用上開式座板閥形式
下灰裝置16套(2012年10月份投用)，插板閥形
式下灰裝置1套(2013年8月份投用)，U型管液
壓排灰裝置曾對(duì)使用單位進(jìn)行考察但未采用，幾
種形式下灰使用情況對(duì)比如下。
(1)U型管液壓形式排灰裝置是將破碎了的
灰渣加入水冷卻后，利用油壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的推
力和容積空間將灰渣從U型管內(nèi)擠出。適應(yīng)于燒
腐殖酸煤棒相對(duì)松散的造氣爐灰渣，實(shí)現(xiàn)連續(xù)排
灰的功能。優(yōu)點(diǎn)：解決了下灰的密封問(wèn)題。缺點(diǎn)：
在進(jìn)人u型管前需將爐渣破碎，排灰后無(wú)法辨別
出灰渣原形，不利于根據(jù)爐渣形狀判斷爐內(nèi)反應(yīng)
狀況；設(shè)備投資大及運(yùn)行費(fèi)用高，需將兩灰渣箱
合并為一接至u型管排灰裝置，這樣對(duì)爐況、反
應(yīng)溫度、蒸汽量大小等問(wèn)題的判別帶來(lái)許多麻
煩。設(shè)備一次性投資大、破渣機(jī)及U型管運(yùn)行周
期短，需要較大功率的油泵做為動(dòng)力，運(yùn)行費(fèi)用
高；如果用于硬度高的劣質(zhì)塊煤灰渣，會(huì)加快破
渣機(jī)及U型管摩擦損壞速度，運(yùn)行費(fèi)用將會(huì)更
高，對(duì)一樓廠房高度要在6m以上，并且需具備皮
帶輸灰裝置的條件。
(2)上開式座板形式下灰裝置，也就是在原
有灰渣箱與爐底間增加一道閥門，在不影響現(xiàn)有
下灰習(xí)慣的前提下，實(shí)現(xiàn)不停爐下灰的目的。具
備密封性能好、自動(dòng)控制、檢測(cè)、置換功能，能夠
在既不停爐，又不停爐條機(jī)的工況下實(shí)現(xiàn)下灰的
目的，安全性也得到保障。優(yōu)點(diǎn)：作用力直接、密
封性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用。缺點(diǎn)：初次安裝時(shí)工作量
較大，上開式座板閥油缸易漏油。
(3)插板閥形式下灰裝置，也是在原有灰渣
箱與爐底間增加一道閥門。目的和功能同上開式
座板形式下灰裝置。優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便、密封性好、
有效通徑大(DN500～600ram)，尤其適應(yīng)于劣質(zhì)煤
和型煤制氣、爐子負(fù)荷重、渣塊大的廠家，幾乎適
應(yīng)所有爐型的安裝，運(yùn)行費(fèi)用低廉。缺點(diǎn)：暫沒有
發(fā)現(xiàn)。
2．4氣力輸灰技術(shù)
氣力輸灰系統(tǒng)采用正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)。
系統(tǒng)輸送倉(cāng)泵選用CX型上引式密相輸送泵。CX
型上引式密相泵是多泵制濃相正壓氣力輸送設(shè)
備。所謂多泵制正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)，是指采
用CX型上引式密相泵為輸送倉(cāng)泵，以若干臺(tái)倉(cāng)
泵作為一個(gè)輸送單元，同一輸送單元的倉(cāng)泵采取
同步運(yùn)行的方式，一個(gè)輸送單元的倉(cāng)泵為一個(gè)運(yùn)
行整體，對(duì)其控制就象對(duì)單臺(tái)倉(cāng)泵的控制，一個(gè)
輸送單元設(shè)置一組進(jìn)氣閥組件、一個(gè)出料閥。CX
倉(cāng)泵為I類壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力為0．79MPa，采
用高溫型，介質(zhì)為二氧化碳，輸送物料為散粒料。
它的輸送風(fēng)量及風(fēng)壓可調(diào)，因此輸送風(fēng)量相對(duì)較
少，運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。
聯(lián)盟化工自從2012年10月份使用氣力輸
灰技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)：除塵器及管道灰運(yùn)輸減少人工，密
閉運(yùn)輸，降低粉塵污染，保護(hù)環(huán)境。缺點(diǎn)：出料閥
沖刷嚴(yán)重，輸灰管道(特別三通處)沖刷嚴(yán)重，維
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
20 氮肥技術(shù)2013年第34卷
修工作量大，檢修費(fèi)用高。因此，應(yīng)選擇耐磨性能
好的材料來(lái)保證使用壽命。
2．5外置式爐底
聯(lián)盟化工2009年開始使用外置式爐底，通
過(guò)幾年運(yùn)行總結(jié)有以下優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行周期長(zhǎng)，最長(zhǎng)
達(dá)29個(gè)月；爐條機(jī)損壞時(shí)造氣爐開爐能更換；大
齒周損壞時(shí)造氣爐不停爐能焊補(bǔ)維修。缺點(diǎn)：造
氣爐不能強(qiáng)負(fù)荷制氣，大齒圈易過(guò)齒，爐條機(jī)易
損壞，入爐煤灰分過(guò)高或爐內(nèi)有疤塊時(shí)，大齒圈
不轉(zhuǎn)，影響生產(chǎn)。
2．6高壓水夾套
水夾套是造氣爐的主要部件，正是它的存在
才使?fàn)t內(nèi)灰層在近l 200℃左右燃燒時(shí)不會(huì)掛
壁，使造氣爐能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，各公司運(yùn)行的水
夾套有普通水夾套、熔鹽夾套、導(dǎo)熱油夾套、高壓
水夾套，下面對(duì)各種水夾套進(jìn)行對(duì)比分析。
2．6．1普通水夾套
普通水夾套是環(huán)形水槽式夾套，受現(xiàn)有結(jié)構(gòu)
形式的局限，在性能上存在許多不足之處并影響
其使用壽命。因受其結(jié)構(gòu)局限性的影響，不能承
受較高的工作壓力，蒸發(fā)壓力只能控制在o．1MPa
以下，故所產(chǎn)蒸汽的溫度在120。C左右，存在以下
缺點(diǎn)。
(1)低溫蒸汽人爐分解率較低，不但蒸汽消
耗高而且未分解的蒸汽還要帶走爐內(nèi)大量的熱
量導(dǎo)致原料煤消耗的增加，并影響煤氣產(chǎn)量。
(2)低壓蒸汽不利于過(guò)熱。如果用過(guò)熱氣過(guò)
熱，因低壓蒸汽傳熱系數(shù)較小，要想過(guò)熱到高壓
蒸汽同樣溫度所需過(guò)熱器的投資比同體積的高
壓蒸汽過(guò)熱器大得多，如不過(guò)熱就同比較高溫度
的蒸汽混合，會(huì)使蒸汽的總體溫度下降，同樣造
成蒸汽分解率低，能耗高。
(3)低壓蒸汽的密度小，在汽包內(nèi)汽液接觸
面波動(dòng)較大，汽水難以有效分離，故經(jīng)常帶水，而
蒸汽帶水的危害非常大。
(4)普通水夾套的工作壽命比較短，主要是
露點(diǎn)腐蝕和磨損聯(lián)合作用下造成的。
(5)水夾套的內(nèi)套受外壓作用很易失穩(wěn)，夾套
內(nèi)水汽沒有可靠的對(duì)流循環(huán)系統(tǒng)，所產(chǎn)的蒸汽鼓泡
升騰，氣泡的聚集區(qū)易過(guò)熱造成夾套內(nèi)側(cè)凸起損
壞，這也是普通夾套受不了較高壓力的主要原因。
2．6．2熔鹽夾套
熔鹽夾套是使用熔鹽作為導(dǎo)熱介質(zhì)，采用熔
鹽泵強(qiáng)制循環(huán)，再到脫鹽水換熱器降溫重復(fù)使
用，其存在以下優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)優(yōu)點(diǎn)是熔鹽夾套能提高壁溫到300℃左
右，減少熱量的帶出，降低殘?zhí)俊?
(2)缺點(diǎn)是熔鹽加熱后再到脫鹽水換熱器換
熱，副產(chǎn)0．1 MPa以下的蒸汽，所產(chǎn)蒸汽的溫度僅
1200C。同時(shí)熱能轉(zhuǎn)換造成能量損失，因所有能量
轉(zhuǎn)換時(shí)，無(wú)100％的轉(zhuǎn)換效率。用熔鹽泵強(qiáng)制循
環(huán)，增加電耗。熔鹽系統(tǒng)溫度高，易造成泄漏，且
熔鹽的熔點(diǎn)在100℃以上，開停車麻煩。
2．6．3導(dǎo)熱油夾套
導(dǎo)熱油夾套是使用導(dǎo)熱油350作為導(dǎo)熱介
質(zhì)，采用導(dǎo)熱油泵強(qiáng)制循環(huán)，再到脫鹽水換熱器
降溫重復(fù)使用，其存在以下優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱油夾套能提高壁溫到300℃左
右，減少熱量的帶出，降低殘?zhí)俊?
(2)缺點(diǎn)：導(dǎo)熱油加熱后再到脫鹽水換熱器
換熱，副產(chǎn)O．1 MPa以下的蒸汽，所產(chǎn)蒸汽的溫度
在120℃，為低溫蒸汽。同時(shí)熱能轉(zhuǎn)換時(shí)造成一定
的能量損失。用導(dǎo)熱油泵強(qiáng)制循環(huán)，增加電耗。導(dǎo)
熱油系統(tǒng)泄漏，易著火，存在安全隱患。
2．6．4高壓水夾套
2．6．4．1高壓水夾套的優(yōu)點(diǎn)
高壓水夾套是在普通夾套的基礎(chǔ)上保留內(nèi)
套、去掉外套，在內(nèi)套的外壁面增設(shè)上下環(huán)管及
減溫冷管，因?yàn)楣軆?nèi)能承受1．3MPa壓力，所以能
產(chǎn)出較高壓力和較高溫度的蒸汽，有利于提高人
爐蒸汽分解率。同時(shí)也把內(nèi)套工作壁溫提高到
190。C以上，有效的防止露點(diǎn)腐蝕，汽包可對(duì)較高
壓力的汽水進(jìn)行可靠有效的分離，避免了蒸汽帶
水。由于每個(gè)冷管單獨(dú)與內(nèi)套連接，并形成平衡
的受力，所以內(nèi)套整體不再受外壓的作用，也就
避免了局部過(guò)熱時(shí)的失穩(wěn)現(xiàn)象。還有因高壓夾套
內(nèi)蒸汽溫度的提高，炭層與內(nèi)壁面的傳熱溫差下
降，減少了爐內(nèi)熱損失。由于保留了內(nèi)套，所以現(xiàn)
普通水夾套底部有防磨、破渣保護(hù)措施可依舊采
用。高壓水夾套有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)提高入爐蒸汽分解率。由于冷管式結(jié)構(gòu)
能耐較高的壓力，故可產(chǎn)較高壓力及較高溫度的
高品位蒸汽，并可同廢鍋公用一個(gè)汽包，所產(chǎn)蒸
汽一起過(guò)熱，使造氣實(shí)現(xiàn)過(guò)熱蒸汽制氣，避免了
蒸汽帶水，大大提高了入爐蒸汽分解率，降低了
蒸汽消耗。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第6期劉志臣等：UGI造氣爐技術(shù)改造與管理綜述2l
(2)可降低入爐煤耗。高溫蒸汽入爐后，因蒸
汽分解率的提高，隨煤氣帶走的未分解的蒸汽減
少，也就減少了煤氣帶出熱量，可降低煤耗。另一
方面，因蒸發(fā)壓力的提高，夾套內(nèi)飽和水及飽和
蒸汽的溫度隨之提高，這就降低了爐內(nèi)炭層與夾
套內(nèi)壁的傳熱溫差，減少了爐內(nèi)熱量的損失，提
高了造氣爐的熱效率，降低了入爐煤耗。
(3)可減少出汽包蒸汽的帶水量。因蒸發(fā)壓
力的提高，使所產(chǎn)蒸汽的密度增大，汽包內(nèi)汽水
界面波動(dòng)較小，故可減少所產(chǎn)蒸汽的帶水量，有
利于蒸汽的過(guò)熱，降低了半水煤氣帶水的危害。
(4)有效避免了低溫露點(diǎn)腐蝕。由于所產(chǎn)蒸
汽壓力的提高，使夾套內(nèi)壁工作溫度在露點(diǎn)溫度
以上，從而消除了露點(diǎn)腐蝕，延長(zhǎng)了夾套設(shè)備的
使用壽命。
2．6．4．2高壓水夾套有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的測(cè)定結(jié)果
2008年12月，聯(lián)盟化工外購(gòu)2臺(tái)高壓水夾
套，工作壓力1．3MPa，每臺(tái)水夾套每小時(shí)副產(chǎn)
190。C蒸汽1．22t(根據(jù)熱水流量計(jì))。2009年9
月，我公司對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，減少設(shè)備的換熱面
積，改造后，每臺(tái)水夾套每小時(shí)副產(chǎn)190。C蒸汽
0．76t(根據(jù)熱水流量計(jì))。
高壓水夾套改造后的測(cè)定：聯(lián)盟化工對(duì)
17屯2&amp;amp;爐高壓水夾套改造后的單爐發(fā)氣量、灰渣
殘?zhí)肌⑺畩A套的產(chǎn)汽量、加煤量做了連續(xù)72h的
測(cè)定，通過(guò)本次測(cè)定，用數(shù)據(jù)說(shuō)明了改造后是否
帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)將測(cè)定結(jié)果匯總?cè)缦隆?
(1)造氣爐渣殘?zhí)迹簻y(cè)定期間，造氣爐在工藝
方面未作調(diào)整，蒸汽壓力、風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓等均與
平時(shí)生產(chǎn)一樣，爐情穩(wěn)定，未出現(xiàn)波動(dòng)。
表1殘?zhí)挤治鰣?bào)告單I質(zhì)量分?jǐn)?shù)％)
殘?zhí)挤治鰣?bào)告單見表1。
由表中數(shù)據(jù)得出：17扎20#爐(1．3MPa水夾
套)爐渣殘?zhí)嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為12．66％。6屯8一
爐(普通水夾套)爐渣殘?zhí)嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為
14．87％。
降低殘?zhí)夹б娣治觯好颗_(tái)使用高壓水夾套的
造氣爐與使用一般水夾套的造氣爐相比，一年可
以節(jié)省標(biāo)煤125．31 t，折合人民幣12．15萬(wàn)元。
(2)臺(tái)爐產(chǎn)氨：測(cè)定期間，各班將單車煤稱
重，去皮重后算出單車煤平均凈重，并記錄對(duì)應(yīng)
造氣爐加煤斗數(shù)，計(jì)算單爐加煤量。
臺(tái)爐加煤量見表2。
經(jīng)計(jì)算17扎2礦爐臺(tái)爐班產(chǎn)氨為20．52×
0．854=17．52t，6氣8。爐臺(tái)爐班產(chǎn)氨為17．29×
0．854=14．77t。與使用一般水夾套的造氣爐相比，
每臺(tái)爐每年可多產(chǎn)合成氨2 887．5 t。
表2臺(tái)爐加煤■表(t)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
氮肥技術(shù)2013年第34卷
2．7微富氧制氣技術(shù)
目前，UGI爐制氣技術(shù)有空氣常壓間歇式固
定床氣化法、微富氧常壓間歇式固定床氣化法、富
氧連續(xù)氣化法。聯(lián)盟化工于2012年12月30日至
2013年1月13日，利用PSA制氧裝置制氧(設(shè)計(jì)
能力1 000m3／h)，供4臺(tái)造氣爐試驗(yàn)微富氧制氣工
藝，具體試驗(yàn)結(jié)果及與普通爐對(duì)比情況如下。
(1)微富氧爐比普通爐制氣百分比增加
7．14％，每天增加制氣時(shí)間1．72h；微富氧爐比普通
爐吹風(fēng)時(shí)間減少7．14％，每天減少吹風(fēng)時(shí)間1．72h。
(2)殘?zhí)紝?duì)比，微富氧爐殘?zhí)嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為
19．15％，普通爐殘?zhí)嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為18．42％，微富
氧爐比普通爐高o．73％(每天每臺(tái)爐取一次樣，結(jié)
果取平均值)。
(3)有效氣體成分對(duì)比，微富氧爐制原料氣中
(co+I-12)的體積分?jǐn)?shù)為63．69％，普通爐(CO+H：)
的體積分?jǐn)?shù)為71．00％，微富氧爐低6．31％。
．(4)加煤量對(duì)比，微富氧爐(4臺(tái))每天多加的
煤量：25．48t。
(5)發(fā)氣量對(duì)比，每臺(tái)微富氧爐的發(fā)氣量為
6 978．8 m3／h，普通爐發(fā)氣量為6 347．37 m3／h，微富
氧爐多631．43 m3／h。
(6)制氧裝置每天耗電10 000kW·h，所耗電
費(fèi)為4 800元。
(7)對(duì)吹風(fēng)氣的影響：微富氧爐在加氮過(guò)程
中增加氧后，送風(fēng)時(shí)間縮短，4臺(tái)微富氧爐因送風(fēng)
時(shí)間短導(dǎo)致吹風(fēng)氣量減小，但系統(tǒng)氣體成分中氮
含量增加，為維持氫氮比滿足生產(chǎn)需要，其它造
氣爐相應(yīng)減少回收數(shù)，減少回收數(shù)的同時(shí)也增加
了吹風(fēng)氣量而增加產(chǎn)汽，所以開4臺(tái)微富氧爐對(duì)
吹風(fēng)氣產(chǎn)汽影響不大。
(8)消耗：25#一28。爐無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算入爐煤量，
采用微富氧制氣后對(duì)消耗的影響無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算。
通過(guò)以上對(duì)比可見，微富氧爐較普通爐在制
氣量方面有所提高，但目前運(yùn)行模式總體效益不
明顯。
3 UGI造氣工藝控制
3．1爐溫控制
合理的控制爐上溫度、爐下溫度、灰倉(cāng)溫度，
是保證氣化層位置穩(wěn)定的關(guān)鍵。一般爐上溫度控
制在200。290℃，爐下溫度控制在100～1900C，
灰倉(cāng)溫度控制在≤350℃。
3．2風(fēng)壓的控制
嚴(yán)格控制風(fēng)壓，是保證造氣爐爐況穩(wěn)定的前
提。風(fēng)壓過(guò)高，容易造成造氣爐吹翻、掛壁、結(jié)疤
等爐況惡化問(wèn)題；風(fēng)壓過(guò)低，影響造氣爐的發(fā)氣
量。冬季風(fēng)壓一般控制在20。25kPa，夏季風(fēng)壓一
般控制在22～27kPa。
3．3蒸汽的控制
(1)人爐蒸汽壓力的控制：4臺(tái)造氣爐共用
1個(gè)緩沖汽包，離緩沖汽包遠(yuǎn)的造氣爐入爐蒸汽
壓力不穩(wěn)定，為穩(wěn)定人爐蒸汽壓力，將人爐蒸汽總
管加粗到4,426 x8，緩沖汽包與緩沖汽包之間用
管線聯(lián)通，同時(shí)增設(shè)緩沖汽包壓力自調(diào)閥，控制緩
沖汽包壓力，這樣能保證各爐入爐蒸汽壓力穩(wěn)定。
緩沖汽包的壓力一般控制在0．05～0,06MPa為宜。
(2)入爐蒸汽溫度的控制：盡可能的提高人
爐蒸汽溫度，對(duì)造氣爐的蒸汽分解是有利的。利
用吹風(fēng)氣余熱回收工段所產(chǎn)過(guò)熱蒸汽，經(jīng)背壓發(fā)
電機(jī)發(fā)電后去造氣爐(溫度210—230％)，造氣爐
水夾套、廢鍋?zhàn)援a(chǎn)飽和蒸汽，經(jīng)廢鍋蒸汽過(guò)熱段
過(guò)熱后去造氣爐(溫度190．210℃)。
3．4空程的控制
空程即從爐頂?shù)饺剂蠈拥拇怪本嚯x，嚴(yán)格的
控制空程就是穩(wěn)定燃料層的高度，燃料層高度穩(wěn)
定，有利于灰渣層、氣化層等各層的穩(wěn)定，爐溫易
控制。使用自動(dòng)探焦技術(shù)，根據(jù)造氣爐的空程調(diào)
整自動(dòng)加煤機(jī)的加煤時(shí)間和加煤量，保持燃料層
高度穩(wěn)定?？粘桃话憧刂圃?．4—2．6m。
3．5上吹加氮的使用
上吹加氮可使氣化層溫度保持較高值，提高
蒸汽分解率，縮短了吹風(fēng)時(shí)間，延長(zhǎng)了制氣時(shí)間，
增大了產(chǎn)氣量、降低灰渣殘?zhí)肌?
3．6循環(huán)時(shí)間的分配
循環(huán)時(shí)間為136s，見表3。
表3循環(huán)時(shí)間分配表{8 J
4管理考核
4．1嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝指標(biāo)
操作工必須嚴(yán)格控制爐上溫度、爐下溫度、
灰倉(cāng)溫度、風(fēng)壓、蒸汽壓力、空程等工藝指標(biāo)，若
工藝指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，操作工應(yīng)及時(shí)分析超標(biāo)原因，
并向當(dāng)班班長(zhǎng)報(bào)告，班長(zhǎng)協(xié)同操作工及時(shí)調(diào)節(jié)。
4．2嚴(yán)格考核制度(下轉(zhuǎn)第29頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第6期朱廣勝等：水煤漿氣化爐燒嘴改造與應(yīng)用29
(4)通過(guò)優(yōu)化操作降低頭部腐蝕、降低熱輻
射對(duì)燒嘴頭部的影響
①燒嘴冷卻水流量由單臺(tái)1 1～12m3／h提高到
16。17m3／h，增大換熱量，降低頭部溫度。
②通過(guò)試驗(yàn)，確定燒嘴氧氣環(huán)隙氧量比例，
改變燒嘴霧化區(qū)狀態(tài)，使高溫區(qū)盡量遠(yuǎn)離頭部，
降低熱輻射對(duì)燒嘴的破壞。
3改造效果
燒嘴改造后，在兗礦集團(tuán)新型氣化爐上進(jìn)行
了應(yīng)用，燒嘴平均壽命已由改造前的平均72天
延長(zhǎng)到150天，拆下的燒嘴整體情況良好，從未
因工藝燒嘴故障引起氣化爐停車；碳轉(zhuǎn)化率從原
來(lái)的98％提高到99％；拱頂耐火磚使用壽命從
2 000h延長(zhǎng)至10 000h，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
改造后，由于氣化爐運(yùn)行周期延長(zhǎng)，水煤氣
實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，基本杜絕了因氣化爐故障
導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停車情況的發(fā)生，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定
性和經(jīng)濟(jì)效益方面，發(fā)揮了很大作用。同時(shí)，由于
燒嘴更換周期延長(zhǎng)，氣化爐檢修次數(shù)減少，檢修
費(fèi)用明顯降低。
4 結(jié)論
(1)在深入研究氣化爐工況的基礎(chǔ)上，開發(fā)
了適應(yīng)新型氣化爐的預(yù)膜、外混式三通道水煤漿
氣化工藝燒嘴，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)模擬霧化裝置測(cè)試，通
(上接第22頁(yè))
車間制定考核細(xì)則，按細(xì)則對(duì)四大班進(jìn)行考
核評(píng)比，如：爐況、供氣、殘?zhí)?、氣體成分等，根據(jù)
評(píng)比兌現(xiàn)獎(jiǎng)懲；同時(shí)對(duì)造氣爐運(yùn)行進(jìn)行縱向考
核，即每月以每臺(tái)爐為單位進(jìn)行評(píng)比考核，本月
控制指標(biāo)最好的造氣爐，對(duì)四大班操作工進(jìn)行獎(jiǎng)
勵(lì)；為穩(wěn)定爐況，各班消耗不進(jìn)行考核評(píng)比，以每
月全車間消耗與往年同期及兄弟單位的消耗進(jìn)
行評(píng)比，找差距、找原因。
4．3設(shè)立單項(xiàng)獎(jiǎng)制度
為保證生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，激勵(lì)員工，對(duì)
氧含量、氫氮比重要的工藝指標(biāo)，設(shè)立單項(xiàng)獎(jiǎng)，若
該指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，除按考核細(xì)則進(jìn)行考核，同時(shí)單
項(xiàng)獎(jiǎng)取消。
4．4嚴(yán)格交接班制度
提前半小時(shí)到崗位交接班制度，操作工當(dāng)面
進(jìn)行交接班，交班者必須從各個(gè)方面為下個(gè)班創(chuàng)
過(guò)多項(xiàng)技術(shù)控制手段增強(qiáng)了燒嘴出口煤漿的霧
化效果。
(2)在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了各通道的
安裝尺寸，通過(guò)在燒嘴頭部冷卻盤管周圍加保護(hù)
材料、在燒嘴向火端面上焊接耐高溫的金屬擋板
和對(duì)燒嘴冷卻水盤管結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造，優(yōu)化了
氣化燒嘴的性能和結(jié)構(gòu)，形成了延長(zhǎng)氣化燒嘴使
用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。
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工程師，2006，(4)．
(收稿Et期：2013—09-03)
造好的條件，做到交班者放心，接班者滿意，接班
者要主動(dòng)詢問(wèn)上班的生產(chǎn)、設(shè)備、工藝執(zhí)行等情
況，對(duì)接班的內(nèi)容應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行檢查，這樣才能做
到穩(wěn)定生產(chǎn)。
5結(jié)束語(yǔ)
目前，無(wú)煙塊煤仍處于較高價(jià)位，UGI爐造氣
技術(shù)水平的發(fā)揮主要依靠設(shè)備及工藝技術(shù)改造、
工藝操作的優(yōu)化控制和車間激勵(lì)的管理制度有
效的結(jié)合。實(shí)踐證明聯(lián)盟化工UGI爐造氣的自動(dòng)
加煤、風(fēng)力除灰、自動(dòng)探焦、不停爐下灰、高壓水
夾套等技術(shù)，加上嚴(yán)格工藝管理和車間考核是降
低制氣成本的重要措施。目前造氣噸氨實(shí)物原料
煤消耗降到了l 150kg以下，噸氨綜合能耗
1 212kg標(biāo)煤，被評(píng)為2012年度氮肥行業(yè)合成氨
能效領(lǐng)跑標(biāo)桿企業(yè)。

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