李 忠

(安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400)

固定層造氣爐改造運(yùn)行總結(jié)

李 忠

(安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱中能公司)造氣系統(tǒng)原有31臺(tái)造氣爐，其中12臺(tái)Φ2610mm錐形爐、6臺(tái)Φ2610mm直筒爐和13臺(tái)Φ2800mm直筒爐，采用固定層間歇制氣工藝。由于造氣爐的水夾套泄漏比較嚴(yán)重、爐況不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)炭層吹翻、集塵器帶出物多、下灰殘?zhí)剂扛?主要是渣包炭)等現(xiàn)象，造成噸氨原料煤消耗較高，為此，對(duì)造氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造后，噸氨塊煤消耗明顯下降。

1 原料煤篩分設(shè)備改造

(1)降低入爐煤末含量。入爐煤末含量大，不但造成塊煤消耗增加，更會(huì)對(duì)設(shè)備造成沖刷，增加維修費(fèi)用。2011年3月，彈性振桿篩角度由原20°縮小至19°，延長了塊煤在振動(dòng)篩上的停留時(shí)間，提高篩分率，降低入爐煤末含量。2011年5月，新增2臺(tái)直線脫水振動(dòng)篩，確保入爐煤中煤末率質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜1%。原料煤前期處理工藝流程見圖1。

圖1 原料煤前期處理工藝流程

1#和2#系統(tǒng)改造后，四樓落煤末管的煤末量明顯增多，由檢修前18.0t/d增至22.5t/d左右，入爐煤中煤末含量明顯降低，系統(tǒng)帶出物由檢修前(2011年3月15至31日)的共排灰672.7t、平均39t/d、每爐2.198t/d分別下降至檢修之后(2011年5月23-28日)的共排灰189.6t、平均31.6t/d、每爐1.755t/d。

(2)原料煤的分級(jí)入爐。固定層造氣爐對(duì)入爐原料煤粒徑的要求:最大粒度＜Φ120mm，最小粒度＞Φ5mm，一般大塊煤粒度＞Φ80mm，應(yīng)把Φ80～120mm粒度的煤進(jìn)行分級(jí)篩選后直接入爐;如采用粒徑較大的塊煤制氣，由于其透氣性好，爐內(nèi)床層阻力小，適合于較強(qiáng)負(fù)荷生產(chǎn)，但是容易出現(xiàn)炭燒不透的現(xiàn)象，灰渣中殘?zhí)剂吭黾?如采用粒徑過小的塊煤制氣，雖然增加了其與氣化劑的接觸面積，但爐況難控，不利于強(qiáng)負(fù)荷生產(chǎn)。因此，2011年6月，在現(xiàn)有彈性振桿篩的上方用扁鋼加裝了100mm×110mm篩網(wǎng)，篩除大塊煤(振動(dòng)篩篩板厚6mm)，粒度＞Φ110mm的塊煤由人工進(jìn)行集中破碎處理后再入爐。

(3)煤種的合理搭配。2011年，由于塊煤供應(yīng)量較少，需外購塊煤，故煤種比較雜、數(shù)量不穩(wěn)。經(jīng)總結(jié)長期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，選擇冷熱強(qiáng)度好而化學(xué)活性差的晉城煤與性質(zhì)相反的永城煤按一定比例摻燒，選擇高硫煤與低硫煤按一定比例摻燒。改為摻燒后，氣化效果比單燒某一煤種要好，且爐況穩(wěn)定、氣質(zhì)及氣量均有大幅好轉(zhuǎn)。

2 設(shè)備改造

(1)優(yōu)化流程、降低系統(tǒng)阻力。2011年5月20日，利用系統(tǒng)停車機(jī)會(huì)，割除1#和3#洗氣塔水封管插入的部分，同時(shí)新增1臺(tái)7#洗氣塔。大修開車后，1#系統(tǒng)阻力從檢修前的5.0kPa下降至4.2kPa，氣量明顯好轉(zhuǎn)。

(2)采用中壓水夾套。中壓水夾套起到減少水夾套吸熱量、增加造氣爐氣化強(qiáng)度、降低灰渣中的可燃物含量、提高蒸汽分解率等作用。

(3)采用炭層高度自動(dòng)測(cè)量裝置。炭層高度自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)造氣爐膛內(nèi)炭層高度的及時(shí)檢測(cè)，避免人為因素誤差，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定上、下行煤氣溫度，穩(wěn)定造氣爐工況。

(4)提高閥門運(yùn)行速度?，F(xiàn)已完成對(duì)1#造氣系統(tǒng)8臺(tái)造氣爐的油壓系統(tǒng)改造工作，閥門動(dòng)作時(shí)間由7s縮短至3s。

(5)采用上加氮與上吹蒸汽分離技術(shù)。原上加氮管道與上吹蒸汽管同管進(jìn)入下行管道三通處，因此，無論是調(diào)整上加氮手輪閥開啟度，還是延長上加氮時(shí)間，都會(huì)影響上吹蒸汽量，造成上吹蒸汽量偏小，從而引起過熱、結(jié)疤現(xiàn)象。經(jīng)過詳細(xì)論證，將上加氮管與上吹蒸汽管分兩路進(jìn)入下行管道，減少了過熱現(xiàn)象，穩(wěn)定了造氣爐爐況，降低了噸氨塊煤消耗。

(6)改造蒸汽緩沖罐。將蒸汽緩沖罐近路管由管道改配至緩沖罐本體，各系統(tǒng)蒸汽壓力波動(dòng)范圍由檢修前的7～21kPa降低至7～17kPa。

3 縮短制氣循環(huán)時(shí)間及優(yōu)化DCS程序

(1)縮短制氣循環(huán)時(shí)間。制氣循環(huán)時(shí)間長短對(duì)穩(wěn)定氣化層溫度和煤氣產(chǎn)量有一定的影響。制氣循環(huán)時(shí)間過長，在一個(gè)循環(huán)內(nèi)氣化溫度波動(dòng)大、產(chǎn)氣量低、氣體質(zhì)量相對(duì)差些。因此，循環(huán)時(shí)間以短些為宜。自2011年4月14日后，將制氣循環(huán)時(shí)間由130s改為120s，達(dá)到造氣爐氣化層溫度穩(wěn)定、單爐發(fā)氣量提高的效果。

(2)延遲上加氮閥開啟時(shí)間。固定層造氣爐在吹風(fēng)之后，爐溫應(yīng)該在最高狀態(tài);若吹風(fēng)之后立即進(jìn)行上吹加氮，會(huì)造成爐溫再次提高，易引起造氣爐結(jié)疤、結(jié)塊及爐溫難控。因此，對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了程序優(yōu)化，延遲各爐上加氮閥的開啟時(shí)間。延遲時(shí)間可根據(jù)爐溫、爐況進(jìn)行合理調(diào)整，加大上加氮使用量后，氣質(zhì)、氣量明顯好轉(zhuǎn)。

(3)延遲吹風(fēng)氣閥的開啟時(shí)間。造氣爐在吹風(fēng)階段與制氣階段轉(zhuǎn)換時(shí)，即制氣階段轉(zhuǎn)為吹風(fēng)階段時(shí)，由于閥門的閥待問題，會(huì)出現(xiàn)吹風(fēng)氣閥門和煤氣總閥門同時(shí)處于開啟的狀態(tài)，造成大量的煤氣進(jìn)入吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)，不僅浪費(fèi)大量煤氣，而且影響吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)安全運(yùn)行。為此，中能公司對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，避免了吹風(fēng)氣閥門開啟延遲現(xiàn)象。

(4)提前關(guān)閉煙囪閥。造氣爐初開爐時(shí)，煤氣總閥門與煙囪閥由于閥待問題，會(huì)有1～3s 2只閥門同時(shí)打開情況，造成大量煤氣浪費(fèi)(用肉眼觀察發(fā)現(xiàn)煙囪冒白煙)。為此，對(duì)DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。初開爐時(shí)，煙囪閥提前關(guān)閉1～2s后(可根據(jù)閥門起落時(shí)間進(jìn)行調(diào)整)，蒸汽總閥和煤氣總閥方可開啟，有效避免了煤氣的浪費(fèi)。

4 小結(jié)

采取以上措施改造后，有效控制了煤氣的損失量，單爐發(fā)氣量明顯提高。在煤質(zhì)及工藝條件基本未作調(diào)整前提下，改造前開18臺(tái)造氣爐，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)供氣量不足;改造后基本上開17臺(tái)造氣爐，可滿足后序系統(tǒng)用氣量，噸氨塊煤消耗由2011年的1172kg下降至2012年的1154kg。

2014-06-06)