ZWLφ2800mm錐形煤氣發(fā)生爐的應(yīng)用

1、ZWL2800mm錐形煤氣發(fā)生爐的應(yīng)用總結(jié) -安徽臨泉化工股份有限公司 李哲安徽臨泉化工股份有限公司歷經(jīng)近40年的快速發(fā)展，已形成為年生產(chǎn)氨醇60萬(wàn)噸、尿素50萬(wàn)噸、甲醇25萬(wàn)噸、過(guò)氧化氫18萬(wàn)噸、復(fù)合肥10萬(wàn)噸、碳酸氫銨10萬(wàn)噸、余熱發(fā)電3億kwh的能力，是集化肥、化工、熱電聯(lián)產(chǎn)于一體的綜合性煤化工企業(yè)，是中國(guó)氮肥五十強(qiáng)、安徽省百?gòu)?qiáng)企業(yè)。公司造氣系統(tǒng)目前采用固定床間歇?dú)饣に?，日產(chǎn)醇氨1050t，噸氨耗煤1150-1170Kg，單爐日產(chǎn)醇氨52-57噸。2005年7月我公司在2#系統(tǒng)新建第一臺(tái)ZWL2800mm錐形煤氣爐，2006年11-12月份改造2臺(tái)2610mm為錐形煤氣爐，2007年將

2、2#系統(tǒng)所有2610mm煤氣發(fā)生爐全部改造完畢。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)危機(jī)和市場(chǎng)低迷情況下，做好錐形煤氣發(fā)生爐的應(yīng)用與改進(jìn)，進(jìn)一步降低塊煤消耗，降低生產(chǎn)成本，越發(fā)尤其重要。ZWL2800錐形煤氣發(fā)生爐經(jīng)過(guò)我們的應(yīng)用改進(jìn)，充分發(fā)揮了該爐型的優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于原2610mm煤氣發(fā)生爐，深得造氣操作工、管理員的喜愛(ài)。一、ZWL2800錐形煤氣發(fā)生爐主要配套設(shè)備及型號(hào)水夾套：原造氣爐水夾套內(nèi)徑為2610mm，外徑為2970mm。新錐形造氣爐的水夾套內(nèi)徑為2800mm，外徑為3160mm。上部為封頭，下部為平底，座于灰倉(cāng)上。夾套破渣條為條形，延伸至灰倉(cāng)上殼，上下正弦錯(cuò)置。破渣條高低交錯(cuò)分布，以利形成一次破渣和二次破

3、渣分區(qū)。使大疤塊進(jìn)入灰渣層即被破碎成中度疤塊，再進(jìn)行二次破渣排出，保持灰渣層內(nèi)中度疤塊均勻分布，保證氣化劑分布均勻，有利于穩(wěn)定爐況，降低殘?zhí)苛?。爐底仍采用原2610mm造氣爐的滾動(dòng)式爐底。由于爐徑增大，灰盤承載增加，爐條機(jī)負(fù)荷與2610mm造氣爐相比有所增加，為此將爐條機(jī)的電機(jī)功率由4千瓦增大到5.5千瓦。由于爐底負(fù)荷重，積灰多，為延長(zhǎng)爐底灰盤使用壽命，增設(shè)了爐底沖灰裝置，24小時(shí)不間斷沖灰。從爐底北門向爐底加入造氣污水，水從爐底流出，經(jīng)水封排放地溝，將爐底積灰?guī)С?。上行閥、下行閥、煙囪閥、回收閥、煤氣總閥1為700mm座板閥。送風(fēng)閥、煤氣總閥2為700 mm閘板閥，蒸汽閥、上加氮閥為250m

4、m閘板閥。閥門的通經(jīng)非常重要，通經(jīng)過(guò)大，閥門切斷時(shí)間長(zhǎng)，制氣有盲點(diǎn)，半水煤氣有進(jìn)入吹風(fēng)氣現(xiàn)象；通經(jīng)過(guò)小，阻力增加，影響單爐發(fā)氣量和消耗。、加煤部分采用自動(dòng)加煤系統(tǒng)。自動(dòng)加焦機(jī)由河北科技大學(xué)德隆公司生產(chǎn)；DCS控制系統(tǒng)采用浙大中控技術(shù)，采用三位一體控制系統(tǒng)，各類數(shù)據(jù)在線保存40天。該系統(tǒng)加煤布料器為上提式，加煤量和爐內(nèi)炭層高度可以調(diào)節(jié)，在提高自動(dòng)化程度的同時(shí)，還具備隨工藝條件變化，操作靈活的特點(diǎn)。關(guān)鍵的壓力參數(shù)，如油壓、蒸汽壓力、水壓、風(fēng)壓，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集，微機(jī)顯示，方便了操作?？紤]到煤炭加工粒度不勻，部分炭塊粒度經(jīng)常超過(guò)200mm，為防止卡料，爐溫波動(dòng)，工況惡化，改造加大了下料管、插板閥及圓盤

5、閥的通徑，均由DN350mm增大至DN400mm。采用C600型風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為27kPa，湖北雙劍風(fēng)機(jī)廠，一組風(fēng)機(jī)共3-4臺(tái)造氣爐。采用4爐一聯(lián)合廢鍋流程，天津華能設(shè)備，上段為過(guò)熱器，下段為廢鍋。輸煤系統(tǒng)采用輸煤棧橋，上煤由裝載車將塊煤鏟到煤斗，經(jīng)彈性振桿分級(jí)篩除沫，一條630主皮帶輸送至各造氣爐。洗氣塔:共用兩臺(tái)洗氣塔，1#塔徑5200mm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為空塔噴淋，2#洗氣塔塔 徑：5200、塔 高：H17600、液體噴灑量：600m3h、氣 量：78000Nm3h、內(nèi)部結(jié)構(gòu)為“新型角鋼塔板”由天津市博隆塔器新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)。1#、2#洗氣塔采用串聯(lián)形式，保證半水煤氣溫度在夏季40。吹風(fēng)氣回

6、收系統(tǒng)、燃燒爐(6600 mm，爐體高度20 m)，余熱回收鍋爐采用河北邯鄲鍋爐制造有限公司設(shè)計(jì)制造的30th、3.82MPa水管鍋爐。二、選擇合適的爐箅爐箅是煤氣爐的核心部件，煤氣爐發(fā)氣量和消耗水平的高低，很大程度上取決于爐箅的好壞。通常對(duì)爐箅的基本要求是：(1)原料的適用性要強(qiáng)，彈性大，操作平穩(wěn)；(2)破渣能力強(qiáng)，排渣暢通，運(yùn)行負(fù)荷??；(3)布分合理，氣量大，產(chǎn)量高，返焦率低；(4)流道不堵塞，帶出物少，耐高溫，抗磨損，運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。我公司由于使用的是晉城優(yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤，原料質(zhì)量穩(wěn)定，塊煤消耗理應(yīng)保持在較低水平，通過(guò)對(duì)爐篦的調(diào)研，我們最終選用了邳州市駿豪JH-2610/2800七層六

7、邊錐形爐配套爐篦。該爐篦具有以下特點(diǎn)：1、該產(chǎn)品設(shè)有外齒式破渣筋條。它與水夾套下部的破渣條將渣塊或疤塊形成強(qiáng)行擠壓、剪切破碎排出，故破排渣能力強(qiáng)。2、該產(chǎn)品設(shè)有偏心正三角三棱錐體爐箅帽，加強(qiáng)爐箅帽上部、環(huán)周的孺動(dòng)、破排熔渣能力。3、該 產(chǎn)品將各層外折邊加長(zhǎng)加寬，每層并有6個(gè)均布支承點(diǎn)，提高抗變形強(qiáng)度，防止?fàn)t下溫度高或火層下移造成變形、下塌影響外風(fēng)道。4、該產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)三區(qū)布風(fēng)，內(nèi)外通風(fēng)面積比值合理以達(dá)到既提高吹風(fēng)強(qiáng)度 ，又控制氣體流速，使布風(fēng)更加合理，操作彈性大、易調(diào)節(jié)、爐況穩(wěn)定無(wú)異常、氣化強(qiáng)度高、運(yùn)行周期長(zhǎng)、噸氨消耗低，節(jié)能降耗顯著的目的。5、最大旋轉(zhuǎn)直徑層上的七只破渣筋采用合金堆焊焊條三面

8、堆焊，延長(zhǎng)了使用壽命。三、灰渣安息角的控制灰渣“安息角”是指出灰口頂點(diǎn)和灰盤邊緣連線與水平面之間的夾角，“安息角”的大小由灰盤直徑和出灰口高度決定，它直接影響排渣能力和爐況?！鞍蚕⒔恰碧?，灰渣排出阻力大，易造成灰渣堆積，排渣困難：“安息角”太大，灰渣排出阻力小，極易造成流生、塌方現(xiàn)象，使灰渣返碳高。降低灰渣返碳的辦法是減慢爐條速度，其結(jié)果是爐箅攪渣、破渣能力下降，爐內(nèi)形成的渣塊不能及時(shí)破碎，使?fàn)t內(nèi)同一截面上降料不均，布?xì)獠痪?，爐況惡化、風(fēng)量不能加、負(fù)荷上不去。這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，被破壞的灰渣層更容易包裹爐箅。我公司根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，將出渣口高度控制在300-360mm，在灰渣箱內(nèi)增加200mm假

9、灰盤來(lái)調(diào)節(jié)“安息角”。四、工藝控制1、工藝流程圖2、工藝條件1、溫度：煤氣爐內(nèi)O2與C的主要反應(yīng)式有：C+O2=CO2+Q. 2C+O2=2CO+Q. O2+2CO=2CO2+Q這些都是放熱反應(yīng)，且這些發(fā)生在吹風(fēng)階段，吹風(fēng)階段放的熱積蓄于燃料層內(nèi)，使燃料層的溫度積聚升高且沿著燃料層高度變化，其中氧化層溫度最高，被稱為操作溫度，此溫度愈高，制氣過(guò)程愈有利，不僅使碳與蒸氣反應(yīng)的平衡右移，提高煤氣中CO和H2等有效成分的含量，降低H2O含量，而且能加快反應(yīng)速度。因此，操作溫度越高，蒸氣分解率越高，煤氣產(chǎn)量高，質(zhì)量也好，制氣效率提高。但是爐溫高也加快了CO2還原成CO的反應(yīng)速率，吹風(fēng)氣中CO含量增高，

10、帶走的熱量增多，熱損失大，吹風(fēng)效率下降。另外，爐溫過(guò)高，超過(guò)燃料的灰熔點(diǎn)，會(huì)造成結(jié)疤掛爐，影響正常操作。因此，造氣爐溫應(yīng)低于灰熔點(diǎn)50左右，一般控制在1000-1200范圍內(nèi)。由于實(shí)際中不能直接測(cè)得氣化層溫度，應(yīng)控制爐上溫度不能過(guò)高，以減少原料受熱后的破碎率。上行溫度一般控制在280。錐形爐上部口徑窄，氣體流動(dòng)速度快，如果上行溫度高了煤氣帶出物會(huì)迅速增加。中塊下行溫度一般控制在250-300，粒度下行溫度一般控制在190-250之間，理性是將氣化層控制在爐篦風(fēng)帽上方300mm處，并蓄熱至理想溫度。這樣既減少了熱量的損失，又防止里結(jié)疤掛壁。 2、吹風(fēng)速度：入爐空氣總量的多少，決定煤氣爐負(fù)荷的高低

11、，可以利用改變吹風(fēng)速度和吹風(fēng)時(shí)間來(lái)控制入爐空氣總量。在吹風(fēng)階段應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，將爐溫升到氣化過(guò)程所需要的溫度，并盡量減少熱損失，降低燃料消耗。由于在氧化層中碳的燃燒反應(yīng)速度很快，在還原層中CO2的還原反應(yīng)較慢。因此，提高風(fēng)速，給氧化層提供更多的氧，加速了碳的氧化反應(yīng)，使?fàn)t溫迅速提高。同時(shí)也縮短了二氧化碳在還原層的停留時(shí)間，降低了吹風(fēng)氣中一氧化碳含量，減少了熱損失。但吹風(fēng)速度過(guò)大，容易將小顆粒燃料吹出爐外，損失增加，并使燃料層出現(xiàn)風(fēng)洞，氣化條件惡化。因此對(duì)于錐形爐吹風(fēng)量一般控制在30000-36000Nm3/h.4、蒸汽用量：造氣爐內(nèi)蒸汽送入時(shí)間越長(zhǎng)，流量越大，煤氣產(chǎn)量越高但蒸汽送入過(guò)長(zhǎng)，

12、流量過(guò)大，爐溫會(huì)迅速下降，對(duì)制氣不利。另外蒸汽流量過(guò)大。與燃料接觸時(shí)間短，蒸汽分解率降低，煤氣中未分解的水蒸汽和二氧化碳增多，使煤氣質(zhì)量下降，且未分解的蒸汽從燃料層帶出的熱量多，熱損失大。蒸汽用量過(guò)少，雖然蒸汽與燃料層接觸時(shí)間增加，煤氣質(zhì)量會(huì)好些，但降低了煤氣爐的生產(chǎn)能力，且會(huì)造成結(jié)疤或掛爐。因此對(duì)于錐型爐適宜的蒸汽用量一般為5-6t/h.入爐蒸汽溫度不易過(guò)高過(guò)低，一般控制190-210減小入爐蒸汽壓力，一般控制在2836千帕，同時(shí)下吹手輪閥不動(dòng)，上吹蒸汽手輪閥增加12圈，減少下吹比例，使火層適當(dāng)拉長(zhǎng)，并采取多開(kāi)上加氮手輪閥的手段，來(lái)提高氣化層溫度是氣化層增厚在錐形爐內(nèi)氣化層的比例大，故儲(chǔ)存的

13、熱量多，有利于提高吹風(fēng)效率和蒸汽分解率，從而得到高氣化條件。5、燃料層厚度：在制氣階段，燃料層高，蒸汽與燃料接觸時(shí)間長(zhǎng)，不但蒸汽分解率高，且利于煤氣中CO2的還原，煤氣質(zhì)量高。但在吹風(fēng)階段，燃料層高，空氣與燃料接觸時(shí)間長(zhǎng)，二氧化碳易還原為一氧化碳。熱損失大，同時(shí)爐內(nèi)阻力也會(huì)增大。輸送空氣的動(dòng)力消耗增加。若燃料層太薄，吹風(fēng)易形成風(fēng)洞，影響煤氣質(zhì)量，對(duì)制氣不利，對(duì)于錐型爐，燃料層高度一般控制在2.0m左右。 6、循環(huán)時(shí)間及其分配：循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，則汽化溫度、煤氣產(chǎn)量、質(zhì)量波動(dòng)較大；循環(huán)時(shí)間短，汽化溫度、煤氣產(chǎn)量、質(zhì)量較穩(wěn)定，但閥門的開(kāi)關(guān)占用的時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，有效制氣時(shí)間相對(duì)短，且閥門開(kāi)關(guān)過(guò)于頻繁，易損壞。

14、因此，一般循環(huán)時(shí)間定為22.5分為宜，我廠循環(huán)時(shí)間定為130秒。 循環(huán)中各階段的時(shí)間分配，應(yīng)隨燃料的性質(zhì)和工藝操作要求不同而異。吹風(fēng)時(shí)間應(yīng)使燃料層具有較高溫度為原則，其長(zhǎng)短主要取決于燃料的性質(zhì)和空氣的流速。在燃料活性高，粒度均勻、燃料層阻力較小的 條件下，可以提高吹風(fēng)速度，從而縮短吹風(fēng)時(shí)間、延長(zhǎng)上、下吹制氣時(shí)間。上吹制氣時(shí)，雖然爐溫較高，煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量較好，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氣化層上移，對(duì)操作不利；下吹制氣時(shí)，能使汽化層恢復(fù)正常，因此一般下吹時(shí)間長(zhǎng)些，但下吹時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使?fàn)t溫急劇下降，蒸汽分解率降低，煤氣質(zhì)量降低、蒸汽消耗增加。二次上吹和空氣吹凈的時(shí)間，應(yīng)以達(dá)到排凈爐下部空間和上部殘留煤氣為原則。我

15、公司循環(huán)時(shí)間分配如下表：吹凈吹風(fēng)上吹下吹二上上加氮總時(shí)間43031-3452-551020130 7、氣體成份：根據(jù)后工段的需要，氣體成份要求半水煤H2+CO氣中（H2+CO）/N23.1-3.2，H2+CO68%。有效氣體H2+CO含量越高越好，無(wú)效氣體O2、CH4、CO2含量越低越好，特別是氧含量嚴(yán)格控制O20.5%，若氧含量高，不僅與氫、CO等氣體發(fā)生爆炸，而且還會(huì)使變換催化劑中毒，使變換爐溫猛升，影響催化劑活性及使用壽命。另外H2S含量也要嚴(yán)格控制。我公司半水煤氣成分如下表：CO2COH2O2H2S7.2-7.830-3340-420.2-0.40.9五、運(yùn)行效果1、單爐發(fā)氣量提高10

16、%：由原來(lái)的10臺(tái)2 610mm造氣爐減少到九臺(tái)。2、爐況穩(wěn)定性好，無(wú)吹翻、風(fēng)洞、偏流、掛爐、結(jié)疤，更沒(méi)有出現(xiàn)懸料及不排灰現(xiàn)象，由于夾套內(nèi)徑上小、下大，下層炭層下降平穩(wěn)，排渣大小均勻，大大減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。3、出渣質(zhì)量好與其它爐型相比，在同等條件下?tīng)t溫可多升高50100左右，大大提高了造氣爐的產(chǎn)氣量，并大大降低灰渣的含碳量，平均19%。4煤種適應(yīng)性強(qiáng)，晉城3#、9#炭，并可摻燒一部分小粒煤(1025mm)。5、氣體成分好CO2COH2O2H2S7.2-7.830-3340-420.2-0.40.96、塊煤消耗保持低耗穩(wěn)定2009年各月消耗（六月份大修，消耗較高）月份一月二月三月四月五月六

17、月Kg/TNH31176.51160.51140113511281218六、2600/2800錐形爐優(yōu)缺點(diǎn)通過(guò)對(duì)錐形爐的使用，我們認(rèn)為有以下優(yōu)缺點(diǎn)，供參考：1、優(yōu)點(diǎn)、投資少，見(jiàn)效快，采用錐形爐體和錐型高壓水夾套,安裝比其他爐型更為方便。特別適用于老廠房造氣爐的改造。 、有利于通風(fēng)、提高爐溫、增加產(chǎn)氣量。 、由于配合新型爐箅，所以通風(fēng)效果好，爐溫高、蒸汽分解率高。在同等條件下，爐溫可升高50100左右，產(chǎn)氣量能大幅度增加。 、操作穩(wěn)定，安全高產(chǎn)炭層下降均勻，爐況穩(wěn)定、操作彈性大、操作性能好、易掌握。加炭及氣體分布均勻。、由于夾套上部面積小，加炭相對(duì)較均勻，減少加偏現(xiàn)象。爐中炭層下降均勻順利，一方面降低爐調(diào)機(jī)負(fù)荷，另一方面減少氣體偏流及局部結(jié)渣、塌碳和風(fēng)洞