再論煤氣爐穩(wěn)優(yōu)運行的五個重點

1、（冶金行業(yè)）再論煤氣爐穩(wěn)優(yōu)運行的五個重點20xx年xx月多年的企業(yè)咨詢豉問經(jīng)驗.經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地機行的卓越管理方案，值得您下載擁有再論煤氣爐穩(wěn)優(yōu)運行的五個重點周仕斌、王兆年、吳忠玲、田守國（沂源化肥廠）摘要：精加工使煤質(zhì)又壹次提高，先抓穩(wěn)定，從穩(wěn)中尋求優(yōu)化，找準(zhǔn)癥結(jié)，全方位考慮，有創(chuàng)新才有新突破。本文在吸收了前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我廠在生產(chǎn)實踐中的探索和造氣理論上的鉆研，以新的觀點再探討這幾個老問題。關(guān)鍵詞：原料煤精加工從穩(wěn)中尋優(yōu)科學(xué)管理1 加強原料煤入爐前管理是造氣水平提高的第壹步為了進(jìn)壹步提高煤氣爐的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)穩(wěn)優(yōu)運行，且達(dá)到高產(chǎn)、低耗、 優(yōu)質(zhì)之目的。 首先要提高煤的入廠質(zhì)量和加工

2、篩選質(zhì)量。 固定碳、化學(xué)活性、機械強度、熱穩(wěn)定性、灰熔點等指標(biāo)入廠前要嚴(yán)格把關(guān)，力求提高；揮發(fā)分、硫、矸石等雜質(zhì)要力求降低。這倆大項供應(yīng)、質(zhì)檢等部門要作為工作的重中之重。揮發(fā)分、硫含量高的煤，其機械強度和熱穩(wěn)定性都很低，產(chǎn)生的氣體中甲烷、硫化氫、焦油的含量都很高，特別是離煤的產(chǎn)地較遠(yuǎn)的地區(qū)，更要采購優(yōu)質(zhì)煤（有的地區(qū)入廠煤的運費比煤的價格要高） 。煤的有效成分是其中所含的碳，固定碳含量有高有低， 如購進(jìn)碳含量為 80% 的塊煤， 就比購進(jìn)碳含量為 70%的塊煤少運來了 10% 的廢渣，運費自然也就降低了 10% 。倆種煤的差價已經(jīng)被節(jié)約的運費所抵消，而且生產(chǎn)中多向爐內(nèi)加入廢渣，消耗了爐內(nèi)熱量，仍

3、要浪費動力排出，也縮短了設(shè)備使用壽命。氣化過程中采用劣質(zhì)煤和優(yōu)質(zhì)煤的制氣效率是大不相同的，所以說采用劣質(zhì)煤造氣， 只能是在就地取材的條件下應(yīng)用。 入爐煤的分級按國標(biāo)要求 （大塊 50-100mm 、中塊 25-50mm 、小塊 13-25mm ）執(zhí)行，且要分類存放，分級消化利用。不分粒度大小混煤制氣的方法是不可取的，也 是造成爐況不穩(wěn)和煤耗高的原因之壹。大小塊煤同時入爐，使?fàn)t內(nèi)床 層阻力不均勻，造成火層分布不均勻，對煤氣爐的產(chǎn)氣量和氣體質(zhì)量 都有較大影響。另外，入爐煤的粒度不統(tǒng)壹，其氣化速度也不壹致。 小塊煤已熔結(jié)成塊，而大塊煤仍沒有燃盡就被拉入灰層，有的被熔渣 所包裹，灰渣疤塊中包有可燃物也

4、和入爐煤粒度不均勻有關(guān)，不完全 是下吹風(fēng)量過大所至。其次，不分粒度大小混燒的方法，仍會造成入 爐煤粒度變化頻繁，爐內(nèi)工況也隨之波動。在其它工藝條件不變的條 件下，入爐煤粒度突然變大使?fàn)t內(nèi)床層阻力突然變小， 空氣流速提高, 炭層蓄熱能力下降，火層上移，熱損失增大，上行溫度升高，這種狀 態(tài)下煤氣爐的產(chǎn)量和質(zhì)量都下降了，而煤耗升高了；反之煤粒度突然 變小，床層阻力突然升高，爐溫難提，氣化強度隨之變小，仍易造成 局部吹翻，使氣化條件被破壞。如此反復(fù)，使工藝指標(biāo)無法找出最佳 點。煤氣爐無法實現(xiàn)滿負(fù)荷、長周期穩(wěn)定運行，工藝只能隨煤質(zhì)變化 而調(diào)整，最終帶來的是生產(chǎn)的波動和煤耗的升高。煤場管理要以服務(wù) 于造氣

5、生產(chǎn)為宗旨，首先嚴(yán)把白煤的入廠質(zhì)量關(guān)，同時抓好加工和分 級，做到精加工、細(xì)篩選。壹定要把粒度、研石、煤粉等對爐況有影 響的不利因素在爐外消化。煤場管理責(zé)任重大，必須選派懂造氣工藝 又有高度責(zé)任心的人負(fù)責(zé)管理。入爐煤分級利用是造氣技術(shù)發(fā)展的新 趨勢，且已有部分廠家率先應(yīng)用，節(jié)能效果十分顯著，具具體實施辦 法是，將入爐煤分級篩選，分級存放，然后將煤氣爐單爐作適應(yīng)于壹 種粒度的相應(yīng)改造，如爐算、破渣條、防流圈等，這樣單爐專門消化壹種粒度的煤，工藝條件根據(jù)單爐原料粒度作相應(yīng)調(diào)整，做到了入爐原料粒度統(tǒng)壹，而且穩(wěn)定。這樣氣化速度統(tǒng)壹，工藝條件容易確定，操作控制和管理的難度都變小了，有利于爐內(nèi)工況的穩(wěn)定和煤

6、耗的降低，從而使造氣水平得到進(jìn)壹步提高。2 選擇合理的炭層高度且控制其穩(wěn)定，從穩(wěn)定中尋求優(yōu)化煤氣爐運行的穩(wěn)定和否，直接影響合成氨系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定和成本的高低。而爐內(nèi)的氣化條件，除受原料狀況的影響外，又取決于爐內(nèi)的反應(yīng)溫度、蓄熱條件、控制方法是否合理等。對煤氣爐的控制要以實現(xiàn)高限氣化溫度為目標(biāo)，高溫氣化條件下爐內(nèi)出現(xiàn)部分疤塊是難免的。在這種氣化條件下，就要求應(yīng)用的爐箅除了有科學(xué)合理的布風(fēng)功能外，仍要有較強的破渣排灰能力，以利于氣化反應(yīng)在煤的極限溫度下甚至局部已超過煤的熔點的氣化條件下進(jìn)行。應(yīng)用高效爐箅也是當(dāng)前造氣節(jié)能的壹項有效措施。 在適宜的、 穩(wěn)定的入爐蒸汽用量的前提下，必須保證每壹個循環(huán)都要有

7、足夠的、穩(wěn)定的吹風(fēng)率。實現(xiàn)煤氣爐氣化層溫度和其它各項工藝條件的穩(wěn)定，必須從選擇合理的和控制穩(wěn)定的炭層高度入手。實現(xiàn)了炭層高度穩(wěn)定， “四穩(wěn)操作法”中的其它三項才有可能實現(xiàn)穩(wěn)定。同壹型號的煤氣爐，炭層高度也不應(yīng)統(tǒng)壹數(shù)值，因為各個廠家在設(shè)備配置、流程特點、原料特性等方面都有不同的之處，根本無法統(tǒng)壹高度，各自應(yīng)當(dāng)根據(jù)本廠實際情況進(jìn)行選擇。首先選擇合理的高度且嚴(yán)格控制其穩(wěn)定才能進(jìn)壹步對其它各項工藝進(jìn)行優(yōu)化控制。 煤氣爐優(yōu)化控制的主題是求得壹個有利于蒸汽分解和 co2仍原的氣化條件，而形成這壹條件：壹是要有高爐溫，二是要擴大氣化反應(yīng)面積，三是要控制合理的火層位置。要使火層向炭層下部集中, 要控制低爐面溫

8、度，使熱量集中在氣化層，從而氣化層增厚，熱損失 少，氣化強度高，這才是擴大了有效的氣化反應(yīng)面積。若探火時出現(xiàn) 火層較厚，但火棍上顯示的火層呈竹節(jié)狀，這屬于火層被拉長拉散， 熱量不集中，火層雖厚但氣化效率差。實際生產(chǎn)中，且不是提高了炭 層高度氣化層厚度就會增高，良好的蓄熱狀態(tài)且不是由于有較高的炭 層而形成，而是由于吹風(fēng)效率高，火層位置控制合理，熱量集中而形 成。可是低炭層操作，炭層低到什么程度為合理，目前沒有準(zhǔn)確界定, 實踐證明實行任何操作法都要有壹個合理的限度，不能走向極端，如 炭層控制過低，無法適應(yīng)高負(fù)荷吹風(fēng)，炭層內(nèi)各層區(qū)無法均勻分布， 氣化強度也就無法提高。通過炭層的空速快、副反應(yīng)減少，吹

9、風(fēng)占用 的時間就短，可是要提高空速不能采用降低炭層的方法，應(yīng)采用高效 鼓風(fēng)機。風(fēng)機性能的優(yōu)劣直接影響煤氣爐的產(chǎn)量和質(zhì)量，對煤耗的高 低也有很大影響，單爐發(fā)氣量的提高和風(fēng)機性能的提高總是同步的。風(fēng)機性能已經(jīng)越來越受到化肥行業(yè)的重視。那么風(fēng)機能力提高了，是 不是必須控制高炭層來適應(yīng)高風(fēng)量哪？壹般認(rèn)為不控制高炭層，炭層 就會被吹翻，可是經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐證明，炭層吹翻不完全是炭層低 造成的，在爐內(nèi)出現(xiàn)偏灰、掛爐，灰層過厚時炭層越高越容易吹翻， 這就證明適應(yīng)高風(fēng)量且不壹定要控制高炭層，關(guān)鍵是控制合理的灰層 厚度，從而控制氣化層始終穩(wěn)定在炭層下部。床層內(nèi)各層區(qū)分布處于 穩(wěn)定狀態(tài)，而達(dá)到這樣狀態(tài)仍要求炭層高

10、度絕對穩(wěn)定，入爐煤粒度要 均勻，煤粉要篩凈。在這種條件下控制中炭層或略低的炭層也能適合高風(fēng)量操作。從之上分析見出，炭層高度的確定，必須依據(jù)本廠的風(fēng)機能力、原料特點、流程特點以及生產(chǎn)負(fù)荷大小而定，且且首先要正確認(rèn)識炭層高度和蓄熱能力的關(guān)系。炭層高度選定后，就成為造氣的壹項主要工藝指標(biāo)，要力求穩(wěn)定。采用人工加煤時，在每壹次加煤前必須量爐上空程，及時了解其變化情況及時調(diào)節(jié)，要制定定時下灰制度，且規(guī)定特殊情況下，必須增加下灰次數(shù)，保證爐內(nèi)排灰通暢，穩(wěn)定炭層是穩(wěn)定爐況的先決條件，也是保證爐內(nèi)物料平衡的重要環(huán)節(jié)。目前，有相當(dāng)壹部分中小化肥廠都應(yīng)用了雙密封的自動加焦機、布料筒固定了爐內(nèi)炭層的高度，實現(xiàn)了不停

11、爐加煤，使固定層煤氣爐真正實現(xiàn)了炭層的固定，調(diào)節(jié)布料筒的長短就調(diào)節(jié)了炭層高度的高低，從而炭層高度控制和管理上的難度降低，有利于穩(wěn)定爐況，提高發(fā)氣量和降低消耗。這種加煤機確實有較高的應(yīng)用價值，值得推廣應(yīng)用。3 穩(wěn)定氣化層溫度控制合理的火層位置爐內(nèi)反應(yīng)溫度的高低是生產(chǎn)控制中的壹個主要方面，而爐內(nèi)氣化層溫度受氣化層位置的影響很大?；饘游恢玫恼{(diào)整，主要是靠調(diào)整灰層厚度和調(diào)節(jié)上下吹比例來完成的。上下吹比例分配的合理和否，直接影響爐內(nèi)氣化條件，對產(chǎn)氣量和煤耗都有很大影響。回顧近20 年造氣技術(shù)的發(fā)展，上下吹分配比例的變化總是和造氣技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)水平的提高保持同步。 70 年代絕大部分廠都有這樣壹條規(guī)程

12、“上吹蒸汽必須大于下吹蒸汽，否則就會造成結(jié)疤” ，在這種工藝條件下，沒有設(shè)燃燒室的煤氣爐，爐上溫度在500-600 ，當(dāng)時的單爐發(fā)氣量壹般都在 4000m3/h 以下。 70 年代末南方部分廠家采用了上吹蒸汽急短，下吹蒸汽慢長的操作方法，在當(dāng)時條件下效果較為顯著，這時上下吹比例已向多下吹方向發(fā)展。 80 年代初， 山東壽光化肥廠率先成功應(yīng)用了多下吹制氣法， 下吹比例增加到了 45% ， 同時下吹蒸汽流量也比上吹蒸汽流量加大20%-30% 。這次工藝變化使造氣生產(chǎn)水平再壹次提高，且很快在全國產(chǎn)生了很大影響。當(dāng)下分析當(dāng)時的多下吹制氣能夠見出，其是在小爐型、小風(fēng)機、煤質(zhì)好、負(fù)荷輕的條件下實現(xiàn)的。從那

13、時起，造氣技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，到今天又有許多新的突破，其中高強度吹風(fēng)、低爐面溫度、薄灰層高爐下溫度、多下吹、短循環(huán)等操作方法在煤氣爐上的應(yīng)用，使?fàn)t內(nèi)氣化條件實現(xiàn)了高強度氣化，超穩(wěn)定運行，使造氣技術(shù)水平又得到了很大的提高，單爐發(fā)氣量壹般在7000m3/h 之上。在這種工藝條件下，爐溫波動小，為了控制爐面溫度和火層位置，加大下吹蒸汽用量，不但不會降低蒸汽分解率，而且仍會提高蒸汽分解率。原來以為下吹蒸汽用量大會使蒸汽分解率降低的見法是針對當(dāng)時大循環(huán)低負(fù)荷而言的。新的工藝條件下，由于爐溫波動小，下吹階段氣化層內(nèi)有較高的溫度，下吹蒸汽入爐后經(jīng)仍原層時已有部分蒸汽分解，未分解的蒸汽由于吸收了仍原層內(nèi)的熱

14、量，溫度得到了提高，更加快了進(jìn)入氧化層后的分解速度，所以在新的工藝條件下，下吹階段的蒸汽分解率不低于上吹階段。多下吹制氣，由于火層被控制在炭層下部， 熱損失少， 熱量集中， 火層增厚且溫度升高，床層內(nèi)形成良好的蓄熱狀態(tài)，煤在高溫條件下氣化反應(yīng)速度加快，氣化強度提高， 返焦率降低。 可是任何操作控制手段都要嚴(yán)格把握尺度，不能走向極端，絕不能使火層嚴(yán)重下移。在確定爐下工藝時，要綜合考慮以下幾個方面：a)單爐生產(chǎn)負(fù)荷的輕重；b)爐算的布風(fēng)性能和 破渣排灰能力及爐箅的材質(zhì)； c) 風(fēng)機性能； d ) 原料的狀況和特性等。總之，要切合本廠實際，如單爐頂機臺數(shù)多，須進(jìn)壹步提高單爐發(fā)氣量，應(yīng)采用薄灰層高爐下

15、溫度的操作法；負(fù)荷較輕無須強化生產(chǎn)時，爐下溫度就不須控制過高，爐下溫度過高縮短爐底設(shè)備的使用壽命，下行氣體溫度過高同樣也增加了熱損失。據(jù)了解，個別廠控制火層嚴(yán)重下移，無灰層運行，爐箅上部燒熔變形，下部斷裂，壹臺爐箅壽命不足半年，煤氣爐變成了煉鋼爐，所以說高爐下溫度只是壹個相對的概念。合理的多下吹制氣是節(jié)煤的措施，在多下吹條件下，爐上溫度得到了有效控制，使之漲幅慢，從而延長了加煤周期，煤在爐內(nèi)停留時間延長，得到了充分氣化，返焦率降低，顯熱損失和潛熱損失都減少了，因此使煤耗得以降低。提高爐下溫度就必須控制薄灰層，工藝確定后爐下溫度必須控制穩(wěn)定，否則氣化層隨灰層的厚薄而上下移動，氣化條件也隨之變化。

16、另外，多下吹制氣不能控制灰層過厚，否則就會造成氣化層內(nèi)局部或大面積熔結(jié)，使?fàn)t況惡化。總之，上下吹比例的分配主要以將火層控制在所要求的位置為出發(fā)點。要以實現(xiàn)低爐面溫度和薄灰層條件下的高爐下溫度為調(diào)整的目標(biāo)，也就說明控制火層位置的主要手段是調(diào)整上下吹比例。4 吹風(fēng)時間和煤氣爐的負(fù)荷人們習(xí)慣將吹風(fēng)時間的長短稱為負(fù)荷的大小，實際上煤氣爐氣化強度的輕重雖然和吹風(fēng)時間的長短有直接的關(guān)系，可是煤氣爐氣化強度的高低和發(fā)氣量的大小，且不完全取決于吹風(fēng)時間的長短。煤氣爐的負(fù)荷是壹個系統(tǒng)性的且多處關(guān)聯(lián)的問題，如火層位置選擇不合理，火層上移，床層內(nèi)的蓄熱條件就差，熱損失大。此條件下吹風(fēng)時間較長， 因爐內(nèi)蓄熱條件差，吹

17、風(fēng)氣帶走熱量多，單爐產(chǎn)量且不高；相反，如按新的造氣操作法，采用薄灰層操作，由于爐內(nèi)形成了良好的蓄熱條件，在同樣吹風(fēng)時間的條件下，單爐的產(chǎn)氣量和氣質(zhì)都明顯提高。另壹個方面是吹風(fēng)絕對不能過量，過量吹風(fēng)不但不能提高爐溫，相反降低了氣化層溫度，因氣化層溫度的升高受白煤熔點的限制，溫度達(dá)到熔點后吹風(fēng)延長爐溫也不會再升高，在此條件下，由于過量空氣從氣化層通過，帶走了部分熱量，同時使火層上移，上氣道溫度升高，上火掛爐現(xiàn)象也由此而產(chǎn)生。壹個循環(huán)中吹風(fēng)過量的越多，爐溫的波動也就越大，波動的上限不變而下限越低。據(jù)了解，當(dāng)下仍是有壹部分廠在犯此錯誤，在這種條件下，蒸汽分解率低，特別是下吹末期蒸汽基本上不分解，通入的

18、蒸汽只是在降爐面溫度。在這種條件下灰渣可燃物含量且不高，所以說單就灰渣可燃物含量高低論煤的利用率是片面的。過量吹風(fēng)只能造成顯熱損失，造成熱量的利用率低。過量吹風(fēng)使?fàn)t內(nèi)的熱量在放熱階段造成了大量浪費，爐況控制難度加大，煤耗升高，發(fā)氣量降低。 “強風(fēng)短吹”自提出這個操作方法經(jīng)過了多年造氣實踐的驗證，不但沒有被搏倒，而且得到了進(jìn)壹步發(fā)展。近幾年的趨勢是風(fēng)機性能不斷提高，風(fēng)機的風(fēng)壓、風(fēng)速仍須要求進(jìn)壹步提高。風(fēng)量由18000-24000-30000-36000-42000m3/h等， 逐步升級， 特別是應(yīng)用了雙密封式加煤機的企業(yè)，要求配置風(fēng)機時，比人工加煤時要增加3000m3/h 來克服滿料操作所增加的

19、阻力。選擇高性能風(fēng)機，必須配用布風(fēng)合理的爐箅，根據(jù)風(fēng)機性能、原料狀況、加煤方式等條件，應(yīng)用專用爐箅是目前造氣技術(shù)發(fā)展的走向之壹，應(yīng)用高效風(fēng)機和專用爐箅是有效的節(jié)能措施。綜上分析見出，提高煤氣爐生產(chǎn)能力，首先要處理好吹風(fēng)效率、床層蓄熱條件以及熱效率的關(guān)系。要控制好爐內(nèi)的熱量平衡和物料平衡， 解決好吹風(fēng)和制氣、 上吹和下吹的矛盾，根據(jù)具體情況綜合量化分析， 從而找準(zhǔn)工藝條件的最佳點。 這就見出，單增加吹風(fēng)時間是不會提高發(fā)氣量的，吹風(fēng)時間代表不了負(fù)荷輕重。強風(fēng)才能提高吹風(fēng)效率，薄灰層、多下吹、低爐面溫度才能提高床層的蓄熱能力。倆者具備再加上精心、合理的控制才能提高煤氣爐的生產(chǎn)負(fù)荷。5 科學(xué)嚴(yán)細(xì)的管理

20、科學(xué)嚴(yán)細(xì)的管理是煤氣爐高產(chǎn)、低耗、穩(wěn)優(yōu)運行的保障。造氣管理因其生產(chǎn)特點的不同，和其它工序相比具有較強的特殊性，造氣管理必須以先進(jìn)的工藝技術(shù)為先導(dǎo)。 “三分技術(shù)七分管理”的講法在這里行不通，決定造氣水平的條件，首先是工藝是否先進(jìn)合理。在同樣設(shè)備狀況的條件下，工藝技術(shù)水平的高低、操作方法先進(jìn)程度決定了生產(chǎn)水平的高低，如工藝不合理、不科學(xué)，再會管理也不會使生產(chǎn)水平提高。這就說造氣生產(chǎn)水平進(jìn)步首先要提高工藝水平，要科技在先管理緊跟。有的廠對造氣設(shè)備更新改造后，生產(chǎn)水平不見提高，這就說明設(shè)備改造后，沒能及時搞工藝改進(jìn)，所以投資沒能換來效益。管理者對工藝形成的機理要完全理解， 壹切從實際出發(fā)， 對本廠的設(shè)

21、備狀況，原料特及變化情況了如指掌，對人員技能、精神狀態(tài)等方面，要始終貫穿于大腦中。這樣管理者所掌握的技術(shù)才能運用自如，管理才不會 生硬。同時要求管理者必須在業(yè)務(wù)技能方面超過操作者，要有很強的 觀察事物的能力，關(guān)鍵的壹點是要有超前的預(yù)見能力，才能根據(jù)運行 情況超前調(diào)節(jié)，才能避免工藝事故的發(fā)生和擴大。掌握了這壹點才能 在管理上占主動。另外仍要對造氣技術(shù)要不斷有新的見解和新的改 進(jìn)?？偲饋碇v就是管理者必須要自身過硬，這樣才能在職工中樹立起 較高的威望，職工才能對其信任。造氣工藝選擇和管理是壹項復(fù)雜的 系統(tǒng)工程，在工藝選擇上必須符合自然科學(xué)規(guī)律，以數(shù)據(jù)說話，不能 存在不符合反應(yīng)機理的空想和盲動。工藝指標(biāo)的形成要經(jīng)過實踐和摸 索，要從細(xì)量化，善于總結(jié)，掌握的尺碼要精確，少壹點達(dá)不到要求。 所以說造氣工藝是多處關(guān)聯(lián)的，相互影響，又是相互制約的，對待每 壹個問題都不能孤立見待，要摸準(zhǔn)規(guī)律，貴在準(zhǔn)確，貴在超前。工藝 確定后在執(zhí)行上要有嚴(yán)細(xì)的制度約束和嚴(yán)格的考核落實。對循環(huán)時間 和各階段時間分配、蒸汽用量、上下吹手輪、加氮空氣流量、風(fēng)壓等 指標(biāo)，都要鎖定、管死，做到各班組統(tǒng)壹操作，這樣才能見出哪壹個 人操作技能差，便于及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，這樣才能找準(zhǔn)進(jìn)壹步 調(diào)優(yōu)的突破口，才能促進(jìn)工藝水平和控制技術(shù)進(jìn)壹步提高。凡是造氣 水平高、消耗低、效益好的企業(yè)都是走的這條正規(guī)