再论煤气炉稳优运行的五个重点

1、（冶金行业）再论煤气炉稳优运行的五个重点20xx年xx月多年的企业咨询豉问经验.经过实战验证可以落地机行的卓越管理方案，值得您下载拥有再论煤气炉稳优运行的五个重点周仕斌、王兆年、吴忠玲、田守国（沂源化肥厂）摘要：精加工使煤质又壹次提高，先抓稳定，从稳中寻求优化，找准症结，全方位考虑，有创新才有新突破。本文在吸收了前人经验的基础上，结合我厂在生产实践中的探索和造气理论上的钻研，以新的观点再探讨这几个老问题。关键词：原料煤精加工从稳中寻优科学管理1 加强原料煤入炉前管理是造气水平提高的第壹步为了进壹步提高煤气炉的生产能力，实现稳优运行，且达到高产、低耗、 优质之目的。 首先要提高煤的入厂质量和加工

2、筛选质量。 固定碳、化学活性、机械强度、热稳定性、灰熔点等指标入厂前要严格把关，力求提高；挥发分、硫、矸石等杂质要力求降低。这俩大项供应、质检等部门要作为工作的重中之重。挥发分、硫含量高的煤，其机械强度和热稳定性都很低，产生的气体中甲烷、硫化氢、焦油的含量都很高，特别是离煤的产地较远的地区，更要采购优质煤（有的地区入厂煤的运费比煤的价格要高） 。煤的有效成分是其中所含的碳，固定碳含量有高有低， 如购进碳含量为 80% 的块煤， 就比购进碳含量为 70%的块煤少运来了 10% 的废渣，运费自然也就降低了 10% 。俩种煤的差价已经被节约的运费所抵消，而且生产中多向炉内加入废渣，消耗了炉内热量，仍

3、要浪费动力排出，也缩短了设备使用寿命。气化过程中采用劣质煤和优质煤的制气效率是大不相同的，所以说采用劣质煤造气， 只能是在就地取材的条件下应用。 入炉煤的分级按国标要求 （大块 50-100mm 、中块 25-50mm 、小块 13-25mm ）执行，且要分类存放，分级消化利用。不分粒度大小混煤制气的方法是不可取的，也 是造成炉况不稳和煤耗高的原因之壹。大小块煤同时入炉，使炉内床 层阻力不均匀，造成火层分布不均匀，对煤气炉的产气量和气体质量 都有较大影响。另外，入炉煤的粒度不统壹，其气化速度也不壹致。 小块煤已熔结成块，而大块煤仍没有燃尽就被拉入灰层，有的被熔渣 所包裹，灰渣疤块中包有可燃物也

4、和入炉煤粒度不均匀有关，不完全 是下吹风量过大所至。其次，不分粒度大小混烧的方法，仍会造成入 炉煤粒度变化频繁，炉内工况也随之波动。在其它工艺条件不变的条 件下，入炉煤粒度突然变大使炉内床层阻力突然变小， 空气流速提高, 炭层蓄热能力下降，火层上移，热损失增大，上行温度升高，这种状 态下煤气炉的产量和质量都下降了，而煤耗升高了；反之煤粒度突然 变小，床层阻力突然升高，炉温难提，气化强度随之变小，仍易造成 局部吹翻，使气化条件被破坏。如此反复，使工艺指标无法找出最佳 点。煤气炉无法实现满负荷、长周期稳定运行，工艺只能随煤质变化 而调整，最终带来的是生产的波动和煤耗的升高。煤场管理要以服务 于造气

5、生产为宗旨，首先严把白煤的入厂质量关，同时抓好加工和分 级，做到精加工、细筛选。壹定要把粒度、研石、煤粉等对炉况有影 响的不利因素在炉外消化。煤场管理责任重大，必须选派懂造气工艺 又有高度责任心的人负责管理。入炉煤分级利用是造气技术发展的新 趋势，且已有部分厂家率先应用，节能效果十分显著，具具体实施办 法是，将入炉煤分级筛选，分级存放，然后将煤气炉单炉作适应于壹 种粒度的相应改造，如炉算、破渣条、防流圈等，这样单炉专门消化壹种粒度的煤，工艺条件根据单炉原料粒度作相应调整，做到了入炉原料粒度统壹，而且稳定。这样气化速度统壹，工艺条件容易确定，操作控制和管理的难度都变小了，有利于炉内工况的稳定和煤

6、耗的降低，从而使造气水平得到进壹步提高。2 选择合理的炭层高度且控制其稳定，从稳定中寻求优化煤气炉运行的稳定和否，直接影响合成氨系统生产的稳定和成本的高低。而炉内的气化条件，除受原料状况的影响外，又取决于炉内的反应温度、蓄热条件、控制方法是否合理等。对煤气炉的控制要以实现高限气化温度为目标，高温气化条件下炉内出现部分疤块是难免的。在这种气化条件下，就要求应用的炉箅除了有科学合理的布风功能外，仍要有较强的破渣排灰能力，以利于气化反应在煤的极限温度下甚至局部已超过煤的熔点的气化条件下进行。应用高效炉箅也是当前造气节能的壹项有效措施。 在适宜的、 稳定的入炉蒸汽用量的前提下，必须保证每壹个循环都要有

7、足够的、稳定的吹风率。实现煤气炉气化层温度和其它各项工艺条件的稳定，必须从选择合理的和控制稳定的炭层高度入手。实现了炭层高度稳定， “四稳操作法”中的其它三项才有可能实现稳定。同壹型号的煤气炉，炭层高度也不应统壹数值，因为各个厂家在设备配置、流程特点、原料特性等方面都有不同的之处，根本无法统壹高度，各自应当根据本厂实际情况进行选择。首先选择合理的高度且严格控制其稳定才能进壹步对其它各项工艺进行优化控制。 煤气炉优化控制的主题是求得壹个有利于蒸汽分解和 co2仍原的气化条件，而形成这壹条件：壹是要有高炉温，二是要扩大气化反应面积，三是要控制合理的火层位置。要使火层向炭层下部集中, 要控制低炉面温

8、度，使热量集中在气化层，从而气化层增厚，热损失 少，气化强度高，这才是扩大了有效的气化反应面积。若探火时出现 火层较厚，但火棍上显示的火层呈竹节状，这属于火层被拉长拉散， 热量不集中，火层虽厚但气化效率差。实际生产中，且不是提高了炭 层高度气化层厚度就会增高，良好的蓄热状态且不是由于有较高的炭 层而形成，而是由于吹风效率高，火层位置控制合理，热量集中而形 成。可是低炭层操作，炭层低到什么程度为合理，目前没有准确界定, 实践证明实行任何操作法都要有壹个合理的限度，不能走向极端，如 炭层控制过低，无法适应高负荷吹风，炭层内各层区无法均匀分布， 气化强度也就无法提高。通过炭层的空速快、副反应减少，吹

9、风占用 的时间就短，可是要提高空速不能采用降低炭层的方法，应采用高效 鼓风机。风机性能的优劣直接影响煤气炉的产量和质量，对煤耗的高 低也有很大影响，单炉发气量的提高和风机性能的提高总是同步的。风机性能已经越来越受到化肥行业的重视。那么风机能力提高了，是 不是必须控制高炭层来适应高风量哪？壹般认为不控制高炭层，炭层 就会被吹翻，可是经过多年生产实践证明，炭层吹翻不完全是炭层低 造成的，在炉内出现偏灰、挂炉，灰层过厚时炭层越高越容易吹翻， 这就证明适应高风量且不壹定要控制高炭层，关键是控制合理的灰层 厚度，从而控制气化层始终稳定在炭层下部。床层内各层区分布处于 稳定状态，而达到这样状态仍要求炭层高

10、度绝对稳定，入炉煤粒度要 均匀，煤粉要筛净。在这种条件下控制中炭层或略低的炭层也能适合高风量操作。从之上分析见出，炭层高度的确定，必须依据本厂的风机能力、原料特点、流程特点以及生产负荷大小而定，且且首先要正确认识炭层高度和蓄热能力的关系。炭层高度选定后，就成为造气的壹项主要工艺指标，要力求稳定。采用人工加煤时，在每壹次加煤前必须量炉上空程，及时了解其变化情况及时调节，要制定定时下灰制度，且规定特殊情况下，必须增加下灰次数，保证炉内排灰通畅，稳定炭层是稳定炉况的先决条件，也是保证炉内物料平衡的重要环节。目前，有相当壹部分中小化肥厂都应用了双密封的自动加焦机、布料筒固定了炉内炭层的高度，实现了不停

11、炉加煤，使固定层煤气炉真正实现了炭层的固定，调节布料筒的长短就调节了炭层高度的高低，从而炭层高度控制和管理上的难度降低，有利于稳定炉况，提高发气量和降低消耗。这种加煤机确实有较高的应用价值，值得推广应用。3 稳定气化层温度控制合理的火层位置炉内反应温度的高低是生产控制中的壹个主要方面，而炉内气化层温度受气化层位置的影响很大。火层位置的调整，主要是靠调整灰层厚度和调节上下吹比例来完成的。上下吹比例分配的合理和否，直接影响炉内气化条件，对产气量和煤耗都有很大影响。回顾近20 年造气技术的发展，上下吹分配比例的变化总是和造气技术的进步和生产水平的提高保持同步。 70 年代绝大部分厂都有这样壹条规程

12、“上吹蒸汽必须大于下吹蒸汽，否则就会造成结疤” ，在这种工艺条件下，没有设燃烧室的煤气炉，炉上温度在500-600 ，当时的单炉发气量壹般都在 4000m3/h 以下。 70 年代末南方部分厂家采用了上吹蒸汽急短，下吹蒸汽慢长的操作方法，在当时条件下效果较为显著，这时上下吹比例已向多下吹方向发展。 80 年代初， 山东寿光化肥厂率先成功应用了多下吹制气法， 下吹比例增加到了 45% ， 同时下吹蒸汽流量也比上吹蒸汽流量加大20%-30% 。这次工艺变化使造气生产水平再壹次提高，且很快在全国产生了很大影响。当下分析当时的多下吹制气能够见出，其是在小炉型、小风机、煤质好、负荷轻的条件下实现的。从那

13、时起，造气技术经过十几年的发展，到今天又有许多新的突破，其中高强度吹风、低炉面温度、薄灰层高炉下温度、多下吹、短循环等操作方法在煤气炉上的应用，使炉内气化条件实现了高强度气化，超稳定运行，使造气技术水平又得到了很大的提高，单炉发气量壹般在7000m3/h 之上。在这种工艺条件下，炉温波动小，为了控制炉面温度和火层位置，加大下吹蒸汽用量，不但不会降低蒸汽分解率，而且仍会提高蒸汽分解率。原来以为下吹蒸汽用量大会使蒸汽分解率降低的见法是针对当时大循环低负荷而言的。新的工艺条件下，由于炉温波动小，下吹阶段气化层内有较高的温度，下吹蒸汽入炉后经仍原层时已有部分蒸汽分解，未分解的蒸汽由于吸收了仍原层内的热

14、量，温度得到了提高，更加快了进入氧化层后的分解速度，所以在新的工艺条件下，下吹阶段的蒸汽分解率不低于上吹阶段。多下吹制气，由于火层被控制在炭层下部， 热损失少， 热量集中， 火层增厚且温度升高，床层内形成良好的蓄热状态，煤在高温条件下气化反应速度加快，气化强度提高， 返焦率降低。 可是任何操作控制手段都要严格把握尺度，不能走向极端，绝不能使火层严重下移。在确定炉下工艺时，要综合考虑以下几个方面：a)单炉生产负荷的轻重；b)炉算的布风性能和 破渣排灰能力及炉箅的材质； c) 风机性能； d ) 原料的状况和特性等。总之，要切合本厂实际，如单炉顶机台数多，须进壹步提高单炉发气量，应采用薄灰层高炉下

15、温度的操作法；负荷较轻无须强化生产时，炉下温度就不须控制过高，炉下温度过高缩短炉底设备的使用寿命，下行气体温度过高同样也增加了热损失。据了解，个别厂控制火层严重下移，无灰层运行，炉箅上部烧熔变形，下部断裂，壹台炉箅寿命不足半年，煤气炉变成了炼钢炉，所以说高炉下温度只是壹个相对的概念。合理的多下吹制气是节煤的措施，在多下吹条件下，炉上温度得到了有效控制，使之涨幅慢，从而延长了加煤周期，煤在炉内停留时间延长，得到了充分气化，返焦率降低，显热损失和潜热损失都减少了，因此使煤耗得以降低。提高炉下温度就必须控制薄灰层，工艺确定后炉下温度必须控制稳定，否则气化层随灰层的厚薄而上下移动，气化条件也随之变化。

16、另外，多下吹制气不能控制灰层过厚，否则就会造成气化层内局部或大面积熔结，使炉况恶化。总之，上下吹比例的分配主要以将火层控制在所要求的位置为出发点。要以实现低炉面温度和薄灰层条件下的高炉下温度为调整的目标，也就说明控制火层位置的主要手段是调整上下吹比例。4 吹风时间和煤气炉的负荷人们习惯将吹风时间的长短称为负荷的大小，实际上煤气炉气化强度的轻重虽然和吹风时间的长短有直接的关系，可是煤气炉气化强度的高低和发气量的大小，且不完全取决于吹风时间的长短。煤气炉的负荷是壹个系统性的且多处关联的问题，如火层位置选择不合理，火层上移，床层内的蓄热条件就差，热损失大。此条件下吹风时间较长， 因炉内蓄热条件差，吹

17、风气带走热量多，单炉产量且不高；相反，如按新的造气操作法，采用薄灰层操作，由于炉内形成了良好的蓄热条件，在同样吹风时间的条件下，单炉的产气量和气质都明显提高。另壹个方面是吹风绝对不能过量，过量吹风不但不能提高炉温，相反降低了气化层温度，因气化层温度的升高受白煤熔点的限制，温度达到熔点后吹风延长炉温也不会再升高，在此条件下，由于过量空气从气化层通过，带走了部分热量，同时使火层上移，上气道温度升高，上火挂炉现象也由此而产生。壹个循环中吹风过量的越多，炉温的波动也就越大，波动的上限不变而下限越低。据了解，当下仍是有壹部分厂在犯此错误，在这种条件下，蒸汽分解率低，特别是下吹末期蒸汽基本上不分解，通入的

18、蒸汽只是在降炉面温度。在这种条件下灰渣可燃物含量且不高，所以说单就灰渣可燃物含量高低论煤的利用率是片面的。过量吹风只能造成显热损失，造成热量的利用率低。过量吹风使炉内的热量在放热阶段造成了大量浪费，炉况控制难度加大，煤耗升高，发气量降低。 “强风短吹”自提出这个操作方法经过了多年造气实践的验证，不但没有被搏倒，而且得到了进壹步发展。近几年的趋势是风机性能不断提高，风机的风压、风速仍须要求进壹步提高。风量由18000-24000-30000-36000-42000m3/h等， 逐步升级， 特别是应用了双密封式加煤机的企业，要求配置风机时，比人工加煤时要增加3000m3/h 来克服满料操作所增加的

19、阻力。选择高性能风机，必须配用布风合理的炉箅，根据风机性能、原料状况、加煤方式等条件，应用专用炉箅是目前造气技术发展的走向之壹，应用高效风机和专用炉箅是有效的节能措施。综上分析见出，提高煤气炉生产能力，首先要处理好吹风效率、床层蓄热条件以及热效率的关系。要控制好炉内的热量平衡和物料平衡， 解决好吹风和制气、 上吹和下吹的矛盾，根据具体情况综合量化分析， 从而找准工艺条件的最佳点。 这就见出，单增加吹风时间是不会提高发气量的，吹风时间代表不了负荷轻重。强风才能提高吹风效率，薄灰层、多下吹、低炉面温度才能提高床层的蓄热能力。俩者具备再加上精心、合理的控制才能提高煤气炉的生产负荷。5 科学严细的管理

20、科学严细的管理是煤气炉高产、低耗、稳优运行的保障。造气管理因其生产特点的不同，和其它工序相比具有较强的特殊性，造气管理必须以先进的工艺技术为先导。 “三分技术七分管理”的讲法在这里行不通，决定造气水平的条件，首先是工艺是否先进合理。在同样设备状况的条件下，工艺技术水平的高低、操作方法先进程度决定了生产水平的高低，如工艺不合理、不科学，再会管理也不会使生产水平提高。这就说造气生产水平进步首先要提高工艺水平，要科技在先管理紧跟。有的厂对造气设备更新改造后，生产水平不见提高，这就说明设备改造后，没能及时搞工艺改进，所以投资没能换来效益。管理者对工艺形成的机理要完全理解， 壹切从实际出发， 对本厂的设

21、备状况，原料特及变化情况了如指掌，对人员技能、精神状态等方面，要始终贯穿于大脑中。这样管理者所掌握的技术才能运用自如，管理才不会 生硬。同时要求管理者必须在业务技能方面超过操作者，要有很强的 观察事物的能力，关键的壹点是要有超前的预见能力，才能根据运行 情况超前调节，才能避免工艺事故的发生和扩大。掌握了这壹点才能 在管理上占主动。另外仍要对造气技术要不断有新的见解和新的改 进。总起来讲就是管理者必须要自身过硬，这样才能在职工中树立起 较高的威望，职工才能对其信任。造气工艺选择和管理是壹项复杂的 系统工程，在工艺选择上必须符合自然科学规律，以数据说话，不能 存在不符合反应机理的空想和盲动。工艺指标的形成要经过实践和摸 索，要从细量化，善于总结，掌握的尺码要精确，少壹点达不到要求。 所以说造气工艺是多处关联的，相互影响，又是相互制约的，对待每 壹个问题都不能孤立见待，要摸准规律，贵在准确，贵在超前。工艺 确定后在执行上要有严细的制度约束和严格的考核落实。对循环时间 和各阶段时间分配、蒸汽用量、上下吹手轮、加氮空气流量、风压等 指标，都要锁定、管死，做到各班组统壹操作，这样才能见出哪壹个 人操作技能差，便于及时发现问题和解决问题，这样才能找准进壹步 调优的突破口，才能促进工艺水平和控制技术进壹步提高。凡是造气 水平高、消耗低、效益好的企业都是走的这条正规