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0 前 言
近幾年來化肥價格不斷下滑，白煤價格上漲，這對小氮肥行業(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)對造氣系統(tǒng)進行改造，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)公司的機電一體化自動加煤技術(shù)改造造氣爐。
1 自動加煤機簡介
自動加煤機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，兼有密封作用，小加煤斗上方進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，所有閥門均由微機控制。加煤時，在每一循環(huán)送風(fēng)時依次開啟圓盤閥向小加煤斗放煤，加煤量由插板閥開關(guān)時間控制，此時布料器為關(guān)閉狀態(tài)，以防爐內(nèi)氣體漏出。下吹階段時，布料器自動向爐內(nèi)加煤，此時圓盤閥處于關(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臺造氣爐，其中φ2650mm造氣爐10臺，φ2400mm造氣爐2臺，采用山西塊煤間歇制氣。正常生產(chǎn)時12臺爐全開勉強供26.5機生產(chǎn)(1機能力折1臺M8機的氣量)。日產(chǎn)醇氨530t。經(jīng)常因供氣緊導(dǎo)致下工序減量。同時因全開無備車導(dǎo)致造氣爐漏點得不到及時處理，使造氣泄漏情況日趨嚴重。
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，有安裝自動加煤機的空間。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型油壓微機控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)與德隆公司的機電系統(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)機前串一加壓風(fēng)機送風(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，采用自動加煤可以對爐體進行改造，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，開好自動加煤機提供了良好的條件。
3.2 自動加煤機的安裝
安裝時我們放大了貯煤倉尺寸，使其能裝5t塊煤，一次加滿后，2h內(nèi)不用補加，大大減輕了工人勞動強度。
安裝后試運行時發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)插板閥存在缺陷，無法正常運行。該插板閥閥體內(nèi)壁光滑，無閥板導(dǎo)向槽，在煤倉加煤后，塊煤向下擠壓閥板，引起閥桿彎曲變形，油壓缸動作時阻力增大無法開啟，導(dǎo)致加煤失敗。為此我們在閥體內(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。安裝時插板閥的角度嚴格限制在與水平線成45°夾角，角度過大會造成下料慢，易在彎頭處卡炭，角度過小，閥板近于水平，受塊煤壓力大，油壓缸動作阻力大，不易開啟。改進后運行表明加煤正常。
該系統(tǒng)設(shè)計有一個試焦器，用于量爐內(nèi)空程，二個探火孔用于開爐觀察火層、探火用。探火孔尺寸為個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，需拆掉爐口的加煤機才可進入爐內(nèi)。為此我們將其中一個探火孔改為DN500的人孔，將φ273mm探火孔安裝在人孔蓋上，遇到特殊情況時，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 四樓貯煤倉加煤系統(tǒng)的改造
我們在四樓頂部安裝了45B型工字鋼，作為CDl5—30型電動葫蘆的行走軌道。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減少單次加煤量，增加勞動強度�？紤]到貯煤倉不同于造氣爐，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加煤。
4 改造后運行情況
第一臺造氣爐改造完畢后，我們相繼對其余4臺造氣爐進行了改造，每次改造由停爐熄火至升溫送氣用時20天。各爐目前運行狀況良好，達到了預(yù)期目的。以11號爐為例，改造前后運行數(shù)據(jù)如表1。
 改造后運行情況如下。
(1)制氣時間延長，產(chǎn)量增加。
原采用人工加煤時，由停爐打蓋至加煤完畢開爐用時1 min，每班單爐加煤11斗，全天加煤33次，其中下灰9次。采用自動加煤，除清爐時停爐外，加煤不停爐，全天單爐可縮短停爐時間24min，5臺爐每天共增加制氣時間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，因此爐溫較穩(wěn)定，上行溫度打點基本為一直線。
(3)加煤時不用打開爐蓋，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，蒸汽分解率在任一循環(huán)是一樣的，達到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)維護方便。
人工加煤時，每加煤一次，總重達2.5t的加煤斗和塊煤就要沖擊爐口一次，爐口周圍焊縫就會被拉裂產(chǎn)生泄漏，補焊一次也只能維持一個多月，造成多次停爐焊補，影響發(fā)氣量。而采用自動加煤，小加煤斗固定在爐口上，且每次只加80kg，對爐口無沖擊力，12號爐目前已運行一年，爐口周圍一直未發(fā)生泄漏。自動加煤不存在爐蓋，因而沒有爐蓋導(dǎo)輪脫落及更換石棉繩的情況，使得日常維護更加方便。 |
