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0 前 言
近幾年來化肥價(jià)格不斷下滑，白煤價(jià)格上漲，這對(duì)小氮肥行業(yè)無疑是雪上加霜。而造氣能耗占化肥廠能耗的60％，如何用新技術(shù)對(duì)造氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，以減少消耗，降低化肥成本，是目前各小氮肥廠生存的首選道路。更改原料路線雖能使化肥成本降低，但一次性投入太大，小氮肥企業(yè)無力承受。
我公司經(jīng)多方調(diào)研并與多家高校聯(lián)系，最終決定采用河北科技大學(xué)德隆技術(shù)開發(fā)公司的機(jī)電一體化自動(dòng)加煤技術(shù)改造造氣爐。
1 自動(dòng)加煤機(jī)簡(jiǎn)介
自動(dòng)加煤機(jī)主要部件為爐口處的一小型加煤斗(φ1000mm)，加煤布料器由油壓缸驅(qū)動(dòng)，兼有密封作用，小加煤斗上方進(jìn)口處有一油壓圓盤閥起第一道密封作用，圓盤閥上部依次連接輸煤管，油壓給料插板閥，大型貯煤倉(cāng)，所有閥門均由微機(jī)控制。加煤時(shí)，在每一循環(huán)送風(fēng)時(shí)依次開啟圓盤閥向小加煤斗放煤，加煤量由插板閥開關(guān)時(shí)間控制，此時(shí)布料器為關(guān)閉狀態(tài)，以防爐內(nèi)氣體漏出。下吹階段時(shí)，布料器自動(dòng)向爐內(nèi)加煤，此時(shí)圓盤閥處于關(guān)閉狀態(tài)防止漏氣。
2 改造的可行性
我公司有新老兩套造氣系統(tǒng)共12臺(tái)造氣爐，其中φ2650mm造氣爐10臺(tái)，φ2400mm造氣爐2臺(tái)，采用山西塊煤間歇制氣。正常生產(chǎn)時(shí)12臺(tái)爐全開勉強(qiáng)供26.5機(jī)生產(chǎn)(1機(jī)能力折1臺(tái)M8機(jī)的氣量)。日產(chǎn)醇氨530t。經(jīng)常因供氣緊導(dǎo)致下工序減量。同時(shí)因全開無備車導(dǎo)致造氣爐漏點(diǎn)得不到及時(shí)處理，使造氣泄漏情況日趨嚴(yán)重。
我公司新造氣系統(tǒng)廠房為4層，1～3層為造氣爐，第4層閑置未用，有安裝自動(dòng)加煤機(jī)的空間。新造氣系統(tǒng)自建成后一直采用我省臨沂電子儀表研究所的YWK-Ⅱ型油壓微機(jī)控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)與德隆公司的機(jī)電系統(tǒng)相似，崗位操作人員無需專業(yè)培訓(xùn)即可使用新的操作系統(tǒng)。
造氣送風(fēng)采用D400風(fēng)機(jī)前串一加壓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，風(fēng)壓較高，而爐體高度受樓層限制只有5m，爐內(nèi)炭層低，送風(fēng)帶出物多，雖然發(fā)氣量較大，但煤耗也較高，采用自動(dòng)加煤可以對(duì)爐體進(jìn)行改造，增大爐體高徑化，提高炭層高度，減少帶出物，穩(wěn)定爐況，降低消耗。
3 改造方案
3.1 三樓爐體的改造
造氣爐原上行管出口在爐體側(cè)面，至灰盤高度為3.2m，此次改造將上爐體加高45cm，與三樓樓面齊平，原φ1000mm上行管出口用鋼板盲死。用耐火磚砌好，在大蓋上開上行管出口，改造后的上行管從大蓋上以60°角引出，距樓面200mm改水平，經(jīng)DN700的上行閥與上行集塵器進(jìn)口管連接，原集塵器出口上行閥改為DN700的焊接彎頭。下吹蒸汽管由原來從上行管人爐改為由上爐體兩側(cè)進(jìn)入，使蒸汽在爐內(nèi)均布。經(jīng)改造后的上行管出口至灰盤高度增加到5.2m，為提高炭層，開好自動(dòng)加煤機(jī)提供了良好的條件。
3.2 自動(dòng)加煤機(jī)的安裝
安裝時(shí)我們放大了貯煤倉(cāng)尺寸，使其能裝5t塊煤，一次加滿后，2h內(nèi)不用補(bǔ)加，大大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
安裝后試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)插板閥存在缺陷，無法正常運(yùn)行。該插板閥閥體內(nèi)壁光滑，無閥板導(dǎo)向槽，在煤倉(cāng)加煤后，塊煤向下擠壓閥板，引起閥桿彎曲變形，油壓缸動(dòng)作時(shí)阻力增大無法開啟，導(dǎo)致加煤失敗。為此我們?cè)陂y體內(nèi)壁閥板兩側(cè)分別焊接了兩根(6×6)mm的方鋼作為閥板導(dǎo)向槽。安裝時(shí)插板閥的角度嚴(yán)格限制在與水平線成45°夾角，角度過大會(huì)造成下料慢，易在彎頭處卡炭，角度過小，閥板近于水平，受塊煤壓力大，油壓缸動(dòng)作阻力大，不易開啟。改進(jìn)后運(yùn)行表明加煤正常。
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)試焦器，用于量爐內(nèi)空程，二個(gè)探火孔用于開爐觀察火層、探火用。探火孔尺寸為個(gè)φ273mm，該尺寸太小，不能完全觀察到爐內(nèi)火層，且一旦爐內(nèi)結(jié)疤或夾套漏，需人爐處理時(shí)，需拆掉爐口的加煤機(jī)才可進(jìn)入爐內(nèi)。為此我們將其中一個(gè)探火孔改為DN500的人孔，將φ273mm探火孔安裝在人孔蓋上，遇到特殊情況時(shí)，可將該探火孔連帶入孔蓋一起拆掉，方便了觀察和人爐檢修。
3.3 四樓貯煤倉(cāng)加煤系統(tǒng)的改造
我們?cè)谒臉琼敳堪惭b了45B型工字鋼，作為CDl5—30型電動(dòng)葫蘆的行走軌道。由于四樓凈高為5m，較原來加煤的三樓6m高度少1m，因此原來的加煤斗無法升上四樓。如改用小加煤斗則會(huì)減少單次加煤量，增加勞動(dòng)強(qiáng)度。考慮到貯煤倉(cāng)不同于造氣爐，無爐口襯套，加煤布料器無需向下放太深，因此將原加煤斗斗桿縮短0.5m。改造后成功地用于貯煤倉(cāng)加煤。
4 改造后運(yùn)行情況
第一臺(tái)造氣爐改造完畢后，我們相繼對(duì)其余4臺(tái)造氣爐進(jìn)行了改造，每次改造由停爐熄火至升溫送氣用時(shí)20天。各爐目前運(yùn)行狀況良好，達(dá)到了預(yù)期目的。以11號(hào)爐為例，改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1。
 改造后運(yùn)行情況如下。
(1)制氣時(shí)間延長(zhǎng)，產(chǎn)量增加。
原采用人工加煤時(shí)，由停爐打蓋至加煤完畢開爐用時(shí)1 min，每班單爐加煤11斗，全天加煤33次，其中下灰9次。采用自動(dòng)加煤，除清爐時(shí)停爐外，加煤不停爐，全天單爐可縮短停爐時(shí)間24min，5臺(tái)爐每天共增加制氣時(shí)間120min，可多產(chǎn)合成氨3.91 t，每年可多產(chǎn)氨1290.3t。
(2)爐溫穩(wěn)定。
自動(dòng)加煤消除了人工加煤過程中不同操作習(xí)慣引起的炭層加偏的情況，且每一循環(huán)加一次，炭層穩(wěn)定無波動(dòng)，因此爐溫較穩(wěn)定，上行溫度打點(diǎn)基本為一直線。
(3)加煤時(shí)不用打開爐蓋，爐內(nèi)熱量不損失。
(4)爐況穩(wěn)定，消耗低。
改造前，2000年4月份月平均煤耗為1.214t，改造后，月平均煤耗為1.143t。
(5)蒸汽分解率高。
爐溫不波動(dòng)，蒸汽分解率在任一循環(huán)是一樣的，達(dá)到60％，而人工加煤，在剛加煤后因爐溫較低，蒸汽分解率也較低。
(6)維護(hù)方便。
人工加煤時(shí)，每加煤一次，總重達(dá)2.5t的加煤斗和塊煤就要沖擊爐口一次，爐口周圍焊縫就會(huì)被拉裂產(chǎn)生泄漏，補(bǔ)焊一次也只能維持一個(gè)多月，造成多次停爐焊補(bǔ)，影響發(fā)氣量。而采用自動(dòng)加煤，小加煤斗固定在爐口上，且每次只加80kg，對(duì)爐口無沖擊力，12號(hào)爐目前已運(yùn)行一年，爐口周圍一直未發(fā)生泄漏。自動(dòng)加煤不存在爐蓋，因而沒有爐蓋導(dǎo)輪脫落及更換石棉繩的情況，使得日常維護(hù)更加方便。 |
