，， ， ，

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453002)

吹風(fēng)氣總管壓力對(duì)造氣崗位的影響

王江濤，曹真真，劉飛，吳培，梁菲

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453002)

通過對(duì)河南心連心化肥有限公司四套造氣裝置和對(duì)應(yīng)吹風(fēng)氣裝置的介紹，以及造氣爐況相對(duì)于吹風(fēng)氣總管不同壓力下的操作，發(fā)現(xiàn)吹風(fēng)氣總管阻力對(duì)爐況和煤耗的影響較大，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了最佳的操作壓力，為造氣生產(chǎn)的節(jié)能降耗找到了新的突破點(diǎn)。

吹風(fēng)氣總管；床層阻力；爐翻；上行帶出物；節(jié)能降耗

0 前言

吹風(fēng)氣裝置是造氣崗位節(jié)能環(huán)保的一套補(bǔ)充裝置，吸收了的造氣工段的大量放空氣，同時(shí)又副產(chǎn)大量的高壓蒸汽，使整體合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)更加高效穩(wěn)定地運(yùn)行。但卻很少有人關(guān)注吹風(fēng)氣爐內(nèi)壓力對(duì)造氣爐況帶來的影響，由于在工藝流程上造氣上行管道與吹風(fēng)氣總管串聯(lián)，管程較長(zhǎng)，管徑較大，約為1 620 mm，且出口有出氣口水封，水封與吹風(fēng)氣燃燒爐相連，無形中增大了送風(fēng)過程的系統(tǒng)阻力。而空氣系統(tǒng)壓力的改變，直接影響爐內(nèi)火層的高度以及上行帶出物的含量，同時(shí)也對(duì)蒸汽系統(tǒng)和煤氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來一定的影響。造氣爐況的操作實(shí)際上就是壓力的動(dòng)態(tài)平衡，即保證空氣系統(tǒng)與煤氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)之間的壓力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，各個(gè)系統(tǒng)之間的壓力得到了動(dòng)態(tài)的平衡，則爐況和煤耗都較容易控制。

1 存在問題

心連心公司的“18·30”和“24·40”造氣系統(tǒng)共配有四套吹風(fēng)氣裝置，負(fù)荷為35 t/h的次高壓吹風(fēng)氣余熱鍋爐，造氣系統(tǒng)分別為:二廠A1樓10臺(tái)爐、A2樓10臺(tái)爐，三廠B1樓12臺(tái)爐、B2樓12臺(tái)爐。每棟造氣樓對(duì)應(yīng)一臺(tái)吹風(fēng)氣燃燒爐。

心連心公司造氣采用間歇式固定常壓氣化法，對(duì)于常壓造氣工藝，操作手法上一直是粗放型，調(diào)節(jié)蒸汽和入爐空氣沒有量化的數(shù)據(jù)，而影響爐況的操作又是多變量，因而操作工的經(jīng)驗(yàn)對(duì)爐況的影響很大。造氣師傅們經(jīng)過多年的細(xì)心總結(jié)，在造氣的吹風(fēng)百分比以及入爐煤與蒸汽的配比上已經(jīng)有一定的經(jīng)驗(yàn)。但是兩分廠在A、B兩樓造氣爐況波動(dòng)上存在的差異一直是一個(gè)未解之謎。

造氣生產(chǎn)的五個(gè)步序分別為：送風(fēng)、上吹、下吹、二次上吹、吹凈。送風(fēng)的目的是為了提高火層溫度，為氣化反應(yīng)提供足夠的熱量，但在吹風(fēng)階段的氣體成分中，仍含有9%～15%的CO+H2，以及氣體中夾雜的煤粉等固體可燃物，若直接放空，則會(huì)對(duì)大氣造成很大的污染，吹風(fēng)氣燃燒爐的出現(xiàn)，徹底解決了該問題。

二、三廠造氣生產(chǎn)系統(tǒng)在開車的前兩年內(nèi)，造氣爐況控制上均出現(xiàn)了整體上的差異，即二廠A1樓爐況波動(dòng)較大，爐翻現(xiàn)象頻繁；三廠則是B2爐況波動(dòng)較大。同時(shí)，由于A1和A2兩樓、B1和B2兩樓的設(shè)備規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量基本相同，屬于兩套復(fù)制的模式。在操作工人員配備、入爐炭的品質(zhì)、蒸汽的壓力等級(jí)以及溫度也基本相同。

最初，我們把出現(xiàn)這種問題的原因，歸結(jié)到了儀表DCS控制系統(tǒng)上的差異，因?yàn)锳1和B1樓采用浙大中控DCS，步序設(shè)置1 s為一個(gè)時(shí)間單位，上吹和吹風(fēng)數(shù)由操作工設(shè)定，不會(huì)隨意改變，控制系統(tǒng)較穩(wěn)定；A2和B2樓則是采用了湖南儀峰DCS控制，步序設(shè)置為0.8 s為一個(gè)時(shí)間單位，并且采用的是自動(dòng)尋優(yōu)模式，DCS系統(tǒng)會(huì)自行調(diào)節(jié)吹風(fēng)和上吹參數(shù)，控制系統(tǒng)較為智能但硬件故障率較高。但把爐況惡化的原因歸結(jié)為兩種控制系統(tǒng)的不同，確實(shí)有點(diǎn)勉強(qiáng)，因?yàn)榫C合二、三廠的實(shí)際情況，得到的結(jié)論確實(shí)自相矛盾的，二廠儀峰控制系統(tǒng)應(yīng)用較好，三廠浙大系統(tǒng)應(yīng)用較好。是什么原因造成的兩樓爐況差異呢。

2 問題分析

將問題深層的剖析，造氣爐況出現(xiàn)波動(dòng)、惡化，主要是指爐翻現(xiàn)象頻繁，上行溫度不宜控制，經(jīng)過總結(jié)可知爐翻現(xiàn)象都發(fā)生在吹風(fēng)階段，因此吹風(fēng)階段的風(fēng)壓以及系統(tǒng)壓力差異是造成爐翻頻率的根本原因。

以二廠生產(chǎn)為例，二廠的A1和A2兩樓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓大同小異，其他系統(tǒng)設(shè)備也基本一樣，入爐蒸汽的壓力和溫度相差不大，查看操作界面發(fā)現(xiàn)二者的吹風(fēng)氣總管壓力差距明顯，而吹風(fēng)氣總管的壓力直接影響送風(fēng)時(shí)爐內(nèi)的系統(tǒng)壓力，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比可得，如表1所示。

表1 各樓吹風(fēng)氣壓力與送風(fēng)時(shí)壓力對(duì)照表 kPa

通過表1的對(duì)比可知，距離吹風(fēng)氣裝置較遠(yuǎn)的造氣樓爐況較易控制，且該樓的吹風(fēng)氣總管壓力偏高，這是因?yàn)榇碉L(fēng)階段的阻力與吹風(fēng)氣總管壓力成正比，目前二廠一期吹風(fēng)氣入燃燒爐前壓力一般在2～4 kPa，二期吹風(fēng)氣入燃燒爐前壓力在-2～1.5 kPa；三分廠入燃爐前壓力西造氣-0.8～1.5 kPa，東造氣-0.007 kPa，一條直線。而吹風(fēng)階段的阻力越高，則燃料層越不穩(wěn)定，越容易出現(xiàn)爐翻等爐況惡化現(xiàn)象。

以爐底壓力28 kPa，爐底直徑2.8 m，爐頂直徑2.5 m計(jì)算，吹風(fēng)時(shí)燃料層底部受到的向上壓力約為1715 kN，幾乎接近爐內(nèi)全部燃料層的質(zhì)量，如果爐頂壓力下降2 kPa，則爐頂減少向下的壓力約為9 800 N。那么總管壓力低的造氣爐出現(xiàn)爐翻則是順理成章。

3 實(shí)際操作應(yīng)用

經(jīng)過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)亟档痛碉L(fēng)氣總管的阻力，有利于造氣爐況的操作，因此在操作過程中我們做了一些調(diào)整。 ①入爐煤盡量選擇粒度較大煤種，燒粒度較大的煤將會(huì)大大提高抗吹翻能力。②操作過程中入爐蒸汽宜大不宜小，同時(shí)拉大上下吹手輪的比例。大蒸汽是為了控制氣化層溫度不至于升得過高，保證燃料層截面上較均勻的阻力。拉大手輪比例的目的是為了增加燃料層的黏結(jié)力，防止其過于松散，使?fàn)t被吹翻的門坎適當(dāng)提高。③冬季時(shí)可以人為控制吹風(fēng)氣系統(tǒng)阻力，即適當(dāng)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，增大吹風(fēng)氣總管壓力，減少爐翻現(xiàn)象的發(fā)生。④保證穩(wěn)定的吹風(fēng)氣總管壓力，即設(shè)置好吹凈起點(diǎn)，操作工要注意人為錯(cuò)風(fēng)，避免三重風(fēng)和四重風(fēng)現(xiàn)象的出現(xiàn)。室內(nèi)外操作工注意操作細(xì)節(jié)，開爐時(shí)避免趕上完整吹風(fēng)。⑤另外，在進(jìn)行造氣整體系統(tǒng)技術(shù)改造時(shí)，一定要考慮留有適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)阻力，系統(tǒng)阻力并不是越小越好。

4 經(jīng)濟(jì)效益的分析

調(diào)整操作模式后，二、三廠各樓的爐況均出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，尤其在冬季單樓爐翻現(xiàn)象由原來的90次/月減少至25次/月，爐翻1次大概浪費(fèi)1.1 t白煤，白煤按市場(chǎng)價(jià)格1 600元/t來計(jì)算每年兩廠共計(jì)節(jié)約500多萬元，效益可觀。

2014-07-02

王江濤(1986-)，男，工程師，從事儀表監(jiān)控、維修工作，電話：15836082457。

TQ050.2

B

1003-3467(2014)09-0047-02