固定層造氣爐改造運行總結

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行總結

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(以下簡稱中能公司)造氣系統原有31臺造氣爐，其中12臺Φ2610mm錐形爐、6臺Φ2610mm直筒爐和13臺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重、爐況不穩定，經常出現炭層吹翻、集塵器帶出物多、下灰殘碳量高(主要是渣包炭)等現象，造成噸氨原料煤消耗較高，為此，對造氣系統進行了改造。改造后，噸氨塊煤消耗明顯下降。

1 原料煤篩分設備改造

(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，更會對設備造成沖刷，增加維修費用。2011年3月，彈性振桿篩角度由原20°縮小至19°，延長了塊煤在振動篩上的停留時間，提高篩分率，降低入爐煤末含量。2011年5月，新增2臺直線脫水振動篩，確保入爐煤中煤末率質量分數＜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)原料煤的分級入爐。固定層造氣爐對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，應把Φ80～120mm粒度的煤進行分級篩選后直接入爐;如采用粒徑較大的塊煤制氣，由于其透氣性好，爐內床層阻力小，適合于較強負荷生產，但是容易出現炭燒不透的現象，灰渣中殘碳量增加;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，不利于強負荷生產。因此，2011年6月，在現有彈性振桿篩的上方用扁鋼加裝了100mm×110mm篩網，篩除大塊煤(振動篩篩板厚6mm)，粒度＞Φ110mm的塊煤由人工進行集中破碎處理后再入爐。

(3)煤種的合理搭配。2011年，由于塊煤供應量較少，需外購塊煤，故煤種比較雜、數量不穩。經總結長期生產經驗，選擇冷熱強度好而化學活性差的晉城煤與性質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，且爐況穩定、氣質及氣量均有大幅好轉。

2 設備改造

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

(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)采用炭層高度自動測量裝置。炭層高度自動監測裝置可以實現對造氣爐膛內炭層高度的及時檢測，避免人為因素誤差，減輕工人勞動強度，穩定上、下行煤氣溫度，穩定造氣爐工況。

(4)提高閥門運行速度。現已完成對1#造氣系統8臺造氣爐的油壓系統改造工作，閥門動作時間由7s縮短至3s。

(5)采用上加氮與上吹蒸汽分離技術。原上加氮管道與上吹蒸汽管同管進入下行管道三通處，因此，無論是調整上加氮手輪閥開啟度，還是延長上加氮時間，都會影響上吹蒸汽量，造成上吹蒸汽量偏小，從而引起過熱、結疤現象。經過詳細論證，將上加氮管與上吹蒸汽管分兩路進入下行管道，減少了過熱現象，穩定了造氣爐爐況，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，各系統蒸汽壓力波動范圍由檢修前的7～21kPa降低至7～17kPa。

3 縮短制氣循環時間及優化DCS程序

(1)縮短制氣循環時間。制氣循環時間長短對穩定氣化層溫度和煤氣產量有一定的影響。制氣循環時間過長，在一個循環內氣化溫度波動大、產氣量低、氣體質量相對差些。因此，循環時間以短些為宜。自2011年4月14日后，將制氣循環時間由130s改為120s，達到造氣爐氣化層溫度穩定、單爐發氣量提高的效果。

(2)延遲上加氮閥開啟時間。固定層造氣爐在吹風之后，爐溫應該在最高狀態;若吹風之后立即進行上吹加氮，會造成爐溫再次提高，易引起造氣爐結疤、結塊及爐溫難控。因此，對DCS控制系統進行了程序優化，延遲各爐上加氮閥的開啟時間。延遲時間可根據爐溫、爐況進行合理調整，加大上加氮使用量后，氣質、氣量明顯好轉。

(3)延遲吹風氣閥的開啟時間。造氣爐在吹風階段與制氣階段轉換時，即制氣階段轉為吹風階段時，由于閥門的閥待問題，會出現吹風氣閥門和煤氣總閥門同時處于開啟的狀態，造成大量的煤氣進入吹風氣回收系統，不僅浪費大量煤氣，而且影響吹風氣回收系統安全運行。為此，中能公司對DCS控制系統進行了改造，避免了吹風氣閥門開啟延遲現象。

(4)提前關閉煙囪閥。造氣爐初開爐時，煤氣總閥門與煙囪閥由于閥待問題，會有1～3s 2只閥門同時打開情況，造成大量煤氣浪費(用肉眼觀察發現煙囪冒白煙)。為此，對DCS控制系統進行改造。初開爐時，煙囪閥提前關閉1～2s后(可根據閥門起落時間進行調整)，蒸汽總閥和煤氣總閥方可開啟，有效避免了煤氣的浪費。

4 小結

采取以上措施改造后，有效控制了煤氣的損失量，單爐發氣量明顯提高。在煤質及工藝條件基本未作調整前提下，改造前開18臺造氣爐，時常會出現供氣量不足;改造后基本上開17臺造氣爐，可滿足后序系統用氣量，噸氨塊煤消耗由2011年的1172kg下降至2012年的1154kg。

2014-06-06)