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0 前言
目前氮肥企業(yè)造氣系統(tǒng)普遍采用了機(jī)電一體化自動(dòng)加煤技術(shù)，這一技術(shù)由河北德隆公司首先在小氮肥企業(yè)推廣應(yīng)用，我們公司2001年在煤氣化分廠首先試用了l臺(tái)，爐況明顯好轉(zhuǎn)，根據(jù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，我們公司現(xiàn)在48臺(tái)造氣爐均采用了德隆公司的自動(dòng)加焦機(jī)，對(duì)自動(dòng)加焦機(jī)的應(yīng)用情況總結(jié)如下。
1 選擇自動(dòng)加焦機(jī)應(yīng)按如下條件進(jìn)行
1.1 造氣工藝對(duì)自動(dòng)加焦機(jī)的要求
(1)布料均勻，加料準(zhǔn)確可調(diào)。
(2)密封性能好，耐高溫。
(3)炭層高度可測(cè)，爐膛煤層可視。
(4)爐膛阻力小，通氣面積大。
(5)點(diǎn)火、升溫不拆不移加焦機(jī)。
(6)上氣道溫度可根據(jù)工藝要求，隨意控制。
(7)停爐檢修可方便移開(kāi)加焦機(jī)。
1.2 維護(hù)檢修方便
(1)密封可靠，使用周期長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。
(2)維修時(shí)自動(dòng)加焦機(jī)拆移方便。
(3)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。
2 我公司應(yīng)用的加焦機(jī)規(guī)格、性能
我公司的煤氣爐為Φ2650 mm，采用皮帶輸煤機(jī)將原煤提升到各爐料倉(cāng)的煤氣發(fā)生爐。我們選用 HBLJ-IIF-S型加焦機(jī)(見(jiàn)圖1)，其主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：
高×寬×長(zhǎng)：2850×1050×1350mm；
重量：1400kg；
油壓驅(qū)動(dòng)壓力：4.0MPa；
行程：500mm；
適用于煤氣發(fā)生爐規(guī)格：Φ2650mm；
布料器有效容積：0.24m3；
每個(gè)循環(huán)加煤量：最大200kg。
 正常生產(chǎn)時(shí)，每個(gè)制氣循環(huán)(一般120～150 s一個(gè)循環(huán))加一次煤。圓盤閥與布料器始終有一閥為關(guān)閉，即爐子在任何階段都是密封狀態(tài)，并且布料器動(dòng)作時(shí)間可調(diào)；圓盤閥的動(dòng)作完全與給料閥動(dòng)作協(xié)調(diào)，并且給料時(shí)間可調(diào)(可精確到0.1s)。
2.1 給料器
我公司采取油壓缸控制插板式，此種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且也不會(huì)出任何故障，金屬管道連接方式，密封性強(qiáng)，能防止粉塵飛揚(yáng)，不向外漏原料，能保持干凈的環(huán)境衛(wèi)生，加煤時(shí)間可任意選定，操作非常方便。
2.2 圓盤閥
我公司采用圓盤閥結(jié)構(gòu)，它的閥座密封口是藏在下面的，不會(huì)被煤焦磨著，閥板開(kāi)啟后已超過(guò)90°，能躲避煤焦的沖刷，所以密封效果良好，使用壽命長(zhǎng)。
2.3 大布料器
我公司采用上提式布料器。上提式布料器的設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想有兩方面：一是一旦沒(méi)有高壓油(水)時(shí)，大分布器能自動(dòng)關(guān)閉；二是認(rèn)為上提式布料形成的碳面形狀為中間凸起四周凹與爐蓖的形狀比較接近，屬最佳布料形狀。
3 自動(dòng)加焦機(jī)應(yīng)用總結(jié)
3.1 單臺(tái)爐產(chǎn)氣量可提高
產(chǎn)氣量的提高主要由以下幾個(gè)方面體現(xiàn)：人工加焦每間隔30～40min停爐一次，每次停爐時(shí)間為1.5min左右，1d共停爐40次，即每天停爐時(shí)間為60min。每個(gè)循環(huán)制氣時(shí)間增長(zhǎng)2s，吹風(fēng)時(shí)間減少2s。另外，爐平均溫度增高且平穩(wěn)，布料均勻，炭層厚度穩(wěn)定，無(wú)吹翻與結(jié)疤現(xiàn)象，都有利于產(chǎn)氣量的提高。
3.2 蒸汽分解率提高，氣質(zhì)好轉(zhuǎn)
由于布料均勻，加焦量很少，約80kg/2min，使上行溫度呈直線型(見(jiàn)圖2)，且上氣道溫度可大大提高。因此，蒸汽分解率與氣質(zhì)自然好轉(zhuǎn)。
 3.3 不易吹翻與結(jié)疤
由于每個(gè)循環(huán)加焦很少，炭層厚度無(wú)急劇變化，所以不易吹翻，消除了空洞，由于上氣道溫度為直線型，雖然爐平均溫度提高了，但炭層溫度平穩(wěn)無(wú)超調(diào)，也就消除了結(jié)疤。
3.4 節(jié)煤降耗
由于熱量損失的減少，吹風(fēng)時(shí)間的相應(yīng)減少，本身就說(shuō)明煤耗降低了。
3.5 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少事故率
避免了工人直接與大量煤灰和高溫輻射的接觸，從而改善了工人勞動(dòng)環(huán)境，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。不再打開(kāi)爐蓋操作，則由此造成的灼傷、爆炸或更嚴(yán)重事故消除了。
3.6 適用煤種廣
國(guó)內(nèi)固定層間歇制氣煤氣發(fā)生爐燃燒的原料煤基本有如下幾種：白煤(地方煤、晉城煤等)、煤球、焦炭、煤球與白煤混燃等。該加焦機(jī)能適應(yīng)任何煤種，且給料精度為±5kg(給料時(shí)間控制精度為0.1s)。只是要求煤塊粒度應(yīng)在Φ100mm以下。且不能有棍棒、木板、鋼筋、鋼絲、鋼管。以免堵卡輸煤管。
3.7 能滿足任何造氣工藝要求
可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)加煤：所謂全自動(dòng)是指爐子的加煤為自動(dòng)化，輸送煤也為自動(dòng)化(由煤場(chǎng)直接用皮帶傳送到各爐料倉(cāng))。由于采用了三閥結(jié)構(gòu)，爐膛內(nèi)沒(méi)有任何設(shè)備，克服了純機(jī)械式加煤機(jī)，爐內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期短，爐內(nèi)中心由于阻力大，煤粉多，中心溫度低，燃燒不完全，有效制氣面積減小等缺點(diǎn)。
3.8 密封性好、安全運(yùn)行周期長(zhǎng)
由于加煤機(jī)的兩道密封結(jié)構(gòu)，其密封性能非常可靠，據(jù)已運(yùn)行的廠家反映，1年多來(lái)沒(méi)有發(fā)生漏氣現(xiàn)象，完全可長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行。
3.9 沒(méi)有新的水、電容量要求
由于借用油壓、微機(jī)電源，所以不用增加新的動(dòng)力源與電源。
3.10 操作簡(jiǎn)便，維護(hù)方便
加煤機(jī)完全由微機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)給煤量、密封、爐子加煤等動(dòng)作，即將動(dòng)作融在爐子制氣循環(huán)中來(lái)完成，且可隨人意由微機(jī)面板進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化、選擇，只要將開(kāi)口法蘭螺栓松動(dòng)拆下，就可利用加焦機(jī)小車將加焦機(jī)吊起推離爐口。
3.11 特別適應(yīng)陰雨煤濕狀況
實(shí)踐表明，在陰雨天氣，煤的濕度很大，煤粉不易篩出，無(wú)加煤機(jī)時(shí)，一料斗煤一次加入造氣爐，濕煤形成結(jié)塊，嚴(yán)重影響爐況。使用自動(dòng)加煤機(jī)，煤在布料器進(jìn)行預(yù)熱，每個(gè)循環(huán)往造氣爐加一次煤，分布均勻，很快干燥，不結(jié)塊，不影響爐況。同條件下明顯優(yōu)于無(wú)加煤機(jī)的爐子。
4 造氣綜合優(yōu)化技術(shù)的展望
造氣自動(dòng)加煤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)為造氣生產(chǎn)綜合優(yōu)化提供了必要條件，造氣通過(guò)DCS控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：
(1)造氣生產(chǎn)的工藝閥門程控，閥位檢測(cè)、報(bào)警及聯(lián)鎖；
(2)合成氨系統(tǒng)氫氮比自動(dòng)控制；
(3)自動(dòng)加煤及炭層高度和加煤量的控制；
(4)爐盤轉(zhuǎn)速及下灰量的控制；
(5)蒸汽總管壓力的前饋補(bǔ)償及調(diào)節(jié)；
(6)上、下吹入爐蒸汽流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)；
(7)階段時(shí)間的優(yōu)化控制；
(8)造氣爐水夾套及氣包液位的控制；
(9)風(fēng)壓、油壓的管理、報(bào)警及聯(lián)鎖；
(10)各參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，打印報(bào)表。 |
