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0 前 言
近几年来化肥价格不断下滑，白煤价格上涨，这对小氮肥行业无疑是雪上加霜。而造气能耗占化肥厂能耗的60％，如何用新技术对造气系统进行改造，以减少消耗，降低化肥成本，是目前各小氮肥厂生存的首选道路。更改原料路线虽能使化肥成本降低，但一次性投入太大，小氮肥企业无力承受。
我公司经多方调研并与多家高校联系，最终决定采用河北科技大学德隆技术开发公司的机电一体化自动加煤技术改造造气炉。
1 自动加煤机简介
自动加煤机主要部件为炉口处的一小型加煤斗(φ1000mm)，加煤布料器由油压缸驱动，兼有密封作用，小加煤斗上方进口处有一油压圆盘阀起第一道密封作用，圆盘阀上部依次连接输煤管，油压给料插板阀，大型贮煤仓，所有阀门均由微机控制。加煤时，在每一循环送风时依次开启圆盘阀向小加煤斗放煤，加煤量由插板阀开关时间控制，此时布料器为关闭状态，以防炉内气体漏出。下吹阶段时，布料器自动向炉内加煤，此时圆盘阀处于关闭状态防止漏气。
2 改造的可行性
我公司有新老两套造气系统共12台造气炉，其中φ2650mm造气炉10台，φ2400mm造气炉2台，采用山西块煤间歇制气。正常生产时12台炉全开勉强供26.5机生产(1机能力折1台M8机的气量)。日产醇氨530t。经常因供气紧导致下工序减量。同时因全开无备车导致造气炉漏点得不到及时处理，使造气泄漏情况日趋严重。
我公司新造气系统厂房为4层，1～3层为造气炉，第4层闲置未用，有安装自动加煤机的空间。新造气系统自建成后一直采用我省临沂电子仪表研究所的YWK-Ⅱ型油压微机控制系统，此系统与德隆公司的机电系统相似，岗位操作人员无需专业培训即可使用新的操作系统。
造气送风采用D400风机前串一加压风机送风，风压较高，而炉体高度受楼层限制只有5m，炉内炭层低，送风带出物多，虽然发气量较大，但煤耗也较高，采用自动加煤可以对炉体进行改造，增大炉体高径化，提高炭层高度，减少带出物，稳定炉况，降低消耗。
3 改造方案
3.1 三楼炉体的改造
造气炉原上行管出口在炉体侧面，至灰盘高度为3.2m，此次改造将上炉体加高45cm，与三楼楼面齐平，原φ1000mm上行管出口用钢板盲死。用耐火砖砌好，在大盖上开上行管出口，改造后的上行管从大盖上以60°角引出，距楼面200mm改水平，经DN700的上行阀与上行集尘器进口管连接，原集尘器出口上行阀改为DN700的焊接弯头。下吹蒸汽管由原来从上行管人炉改为由上炉体两侧进入，使蒸汽在炉内均布。经改造后的上行管出口至灰盘高度增加到5.2m，为提高炭层，开好自动加煤机提供了良好的条件。
3.2 自动加煤机的安装
安装时我们放大了贮煤仓尺寸，使其能装5t块煤，一次加满后，2h内不用补加，大大减轻了工人劳动强度。
安装后试运行时发现该系统插板阀存在缺陷，无法正常运行。该插板阀阀体内壁光滑，无阀板导向槽，在煤仓加煤后，块煤向下挤压阀板，引起阀杆弯曲变形，油压缸动作时阻力增大无法开启，导致加煤失败。为此我们在阀体内壁阀板两侧分别焊接了两根(6×6)mm的方钢作为阀板导向槽。安装时插板阀的角度严格限制在与水平线成45°夹角，角度过大会造成下料慢，易在弯头处卡炭，角度过小，阀板近于水平，受块煤压力大，油压缸动作阻力大，不易开启。改进后运行表明加煤正常。
该系统设计有一个试焦器，用于量炉内空程，二个探火孔用于开炉观察火层、探火用。探火孔尺寸为个φ273mm，该尺寸太小，不能完全观察到炉内火层，且一旦炉内结疤或夹套漏，需人炉处理时，需拆掉炉口的加煤机才可进入炉内。为此我们将其中一个探火孔改为DN500的人孔，将φ273mm探火孔安装在人孔盖上，遇到特殊情况时，可将该探火孔连带入孔盖一起拆掉，方便了观察和人炉检修。
3.3 四楼贮煤仓加煤系统的改造
我们在四楼顶部安装了45B型工字钢，作为CDl5—30型电动葫芦的行走轨道。由于四楼净高为5m，较原来加煤的三楼6m高度少1m，因此原来的加煤斗无法升上四楼。如改用小加煤斗则会减少单次加煤量，增加劳动强度。考虑到贮煤仓不同于造气炉，无炉口衬套，加煤布料器无需向下放太深，因此将原加煤斗斗杆缩短0.5m。改造后成功地用于贮煤仓加煤。
4 改造后运行情况
第一台造气炉改造完毕后，我们相继对其余4台造气炉进行了改造，每次改造由停炉熄火至升温送气用时20天。各炉目前运行状况良好，达到了预期目的。以11号炉为例，改造前后运行数据如表1。
 改造后运行情况如下。
(1)制气时间延长，产量增加。
原采用人工加煤时，由停炉打盖至加煤完毕开炉用时1 min，每班单炉加煤11斗，全天加煤33次，其中下灰9次。采用自动加煤，除清炉时停炉外，加煤不停炉，全天单炉可缩短停炉时间24min，5台炉每天共增加制气时间120min，可多产合成氨3.91 t，每年可多产氨1290.3t。
(2)炉温稳定。
自动加煤消除了人工加煤过程中不同操作习惯引起的炭层加偏的情况，且每一循环加一次，炭层稳定无波动，因此炉温较稳定，上行温度打点基本为一直线。
(3)加煤时不用打开炉盖，炉内热量不损失。
(4)炉况稳定，消耗低。
改造前，2000年4月份月平均煤耗为1.214t，改造后，月平均煤耗为1.143t。
(5)蒸汽分解率高。
炉温不波动，蒸汽分解率在任一循环是一样的，达到60％，而人工加煤，在刚加煤后因炉温较低，蒸汽分解率也较低。
(6)维护方便。
人工加煤时，每加煤一次，总重达2.5t的加煤斗和块煤就要冲击炉口一次，炉口周围焊缝就会被拉裂产生泄漏，补焊一次也只能维持一个多月，造成多次停炉焊补，影响发气量。而采用自动加煤，小加煤斗固定在炉口上，且每次只加80kg，对炉口无冲击力，12号炉目前已运行一年，炉口周围一直未发生泄漏。自动加煤不存在炉盖，因而没有炉盖导轮脱落及更换石棉绳的情况，使得日常维护更加方便。 |
