0 前言
目前氮肥企业造气系统普遍采用了机电一体化自动加煤技术,这一技术由河北德隆公司首先在小氮肥企业推广应用,我们公司2001年在煤气化分厂首先试用了l台,炉况明显好转,根据应用的成功经验,我们公司现在48台造气炉均采用了德隆公司的自动加焦机,对自动加焦机的应用情况总结如下。
1 选择自动加焦机应按如下条件进行
1.1 造气工艺对自动加焦机的要求
(1)布料均匀,加料准确可调。
(2)密封性能好,耐高温。
(3)炭层高度可测,炉膛煤层可视。
(4)炉膛阻力小,通气面积大。
(5)点火、升温不拆不移加焦机。
(6)上气道温度可根据工艺要求,随意控制。
(7)停炉检修可方便移开加焦机。
1.2 维护检修方便
(1)密封可靠,使用周期长,维护简单。
(2)维修时自动加焦机拆移方便。
(3)设备标准化。
2 我公司应用的加焦机规格、性能
我公司的煤气炉为Φ2650 mm,采用皮带输煤机将原煤提升到各炉料仓的煤气发生炉。我们选用 HBLJ-IIF-S型加焦机(见图1),其主要技术性能指标如下:
高×宽×长:2850×1050×1350mm;
重量:1400kg;
油压驱动压力:4.0MPa;
行程:500mm;
适用于煤气发生炉规格:Φ2650mm;
布料器有效容积:0.24m3;
每个循环加煤量:最大200kg。
正常生产时,每个制气循环(一般120~150 s一个循环)加一次煤。圆盘阀与布料器始终有一阀为关闭,即炉子在任何阶段都是密封状态,并且布料器动作时间可调;圆盘阀的动作完全与给料阀动作协调,并且给料时间可调(可精确到0.1s)。
2.1 给料器
我公司采取油压缸控制插板式,此种结构最简单,而且也不会出任何故障,金属管道连接方式,密封性强,能防止粉尘飞扬,不向外漏原料,能保持干净的环境卫生,加煤时间可任意选定,操作非常方便。
2.2 圆盘阀
我公司采用圆盘阀结构,它的阀座密封口是藏在下面的,不会被煤焦磨着,阀板开启后已超过90°,能躲避煤焦的冲刷,所以密封效果良好,使用寿命长。
2.3 大布料器
我公司采用上提式布料器。上提式布料器的设计主导思想有两方面:一是一旦没有高压油(水)时,大分布器能自动关闭;二是认为上提式布料形成的碳面形状为中间凸起四周凹与炉蓖的形状比较接近,属最佳布料形状。
3 自动加焦机应用总结
3.1 单台炉产气量可提高
产气量的提高主要由以下几个方面体现:人工加焦每间隔30~40min停炉一次,每次停炉时间为1.5min左右,1d共停炉40次,即每天停炉时间为60min。每个循环制气时间增长2s,吹风时间减少2s。另外,炉平均温度增高且平稳,布料均匀,炭层厚度稳定,无吹翻与结疤现象,都有利于产气量的提高。
3.2 蒸汽分解率提高,气质好转
由于布料均匀,加焦量很少,约80kg/2min,使上行温度呈直线型(见图2),且上气道温度可大大提高。因此,蒸汽分解率与气质自然好转。
3.3 不易吹翻与结疤
由于每个循环加焦很少,炭层厚度无急剧变化,所以不易吹翻,消除了空洞,由于上气道温度为直线型,虽然炉平均温度提高了,但炭层温度平稳无超调,也就消除了结疤。
3.4 节煤降耗
由于热量损失的减少,吹风时间的相应减少,本身就说明煤耗降低了。
3.5 减轻工人劳动强度,减少事故率
避免了工人直接与大量煤灰和高温辐射的接触,从而改善了工人劳动环境,减小了劳动强度。不再打开炉盖操作,则由此造成的灼伤、爆炸或更严重事故消除了。
3.6 适用煤种广
国内固定层间歇制气煤气发生炉燃烧的原料煤基本有如下几种:白煤(地方煤、晋城煤等)、煤球、焦炭、煤球与白煤混燃等。该加焦机能适应任何煤种,且给料精度为±5kg(给料时间控制精度为0.1s)。只是要求煤块粒度应在Φ100mm以下。且不能有棍棒、木板、钢筋、钢丝、钢管。以免堵卡输煤管。
3.7 能满足任何造气工艺要求
可实现全自动加煤:所谓全自动是指炉子的加煤为自动化,输送煤也为自动化(由煤场直接用皮带传送到各炉料仓)。由于采用了三阀结构,炉膛内没有任何设备,克服了纯机械式加煤机,炉内设备运转周期短,炉内中心由于阻力大,煤粉多,中心温度低,燃烧不完全,有效制气面积减小等缺点。
3.8 密封性好、安全运行周期长
由于加煤机的两道密封结构,其密封性能非常可靠,据已运行的厂家反映,1年多来没有发生漏气现象,完全可长时间安全运行。
3.9 没有新的水、电容量要求
由于借用油压、微机电源,所以不用增加新的动力源与电源。
3.10 操作简便,维护方便
加煤机完全由微机控制来实现给煤量、密封、炉子加煤等动作,即将动作融在炉子制气循环中来完成,且可随人意由微机面板进行参数优化、选择,只要将开口法兰螺栓松动拆下,就可利用加焦机小车将加焦机吊起推离炉口。
3.11 特别适应阴雨煤湿状况
实践表明,在阴雨天气,煤的湿度很大,煤粉不易筛出,无加煤机时,一料斗煤一次加入造气炉,湿煤形成结块,严重影响炉况。使用自动加煤机,煤在布料器进行预热,每个循环往造气炉加一次煤,分布均匀,很快干燥,不结块,不影响炉况。同条件下明显优于无加煤机的炉子。
4 造气综合优化技术的展望
造气自动加煤技术的实现为造气生产综合优化提供了必要条件,造气通过DCS控制系统可实现以下功能:
(1)造气生产的工艺阀门程控,阀位检测、报警及联锁;
(2)合成氨系统氢氮比自动控制;
(3)自动加煤及炭层高度和加煤量的控制;
(4)炉盘转速及下灰量的控制;
(5)蒸汽总管压力的前馈补偿及调节;
(6)上、下吹入炉蒸汽流量的自动调节;
(7)阶段时间的优化控制;
(8)造气炉水夹套及气包液位的控制;
(9)风压、油压的管理、报警及联锁;
(10)各参数的实时显示,打印报表。 |