目前，原料煤的价格和质量已成为影响化肥行业生产经营的一大难点，众多厂家都在寻求降低煤耗和稳定生产的途径。小氮肥行业部分厂家将短循婷缩短（缩短为110秒），结果是走上了极端，产生了更加严重的负面影响。

上世纪70年代，化肥行业为了提高单炉发气量，提出了“三高一短”操作法。这一操作法包括了短循环，其根本目的在于减少每一个制气循环内的炉温波动，促使负荷提高，当时的煤气炉已由φ1200-1980统一改为φ2260。当时条件下虽然提出了高风速，但当时普遍应用的是12000-15000m3/h的小风机，所以说所谓“三高”在当时来讲只是一个相对的概念。而短循环时间当时由普遍应用的2.5min，改为2.0min，也只是被少部分厂采用，并未得到全面推广。

经过多年的技术改造，当时采用的φ2260型煤气炉已淘汰。φ2400已成为最小炉型。应用最广的还是φ2600和φ2610型。约占总数的60％，其余为φ2400、φ2650和φ2800型。配套数量已随生产能力扩大而增加。风机能力已扩大了，炉型也扩大了，加之气化强度提高等现实条件，己使小氮肥行业造气运行特点有个很大改变。

炉型扩大，加之具有实际意义的高炭层，使炉内物料量比φ2260型煤气炉增加了40%-60%甚至更多。煤气管道已由300-400mm扩大为φ600-800mm。系统除尘和换热设备的容积比70年代的配套条件加大了1-2倍。大炉群生产的厂家，风机配套大部分为1机供4炉。这样多的条件变化均不适合太短的循环时间。首先炉内物料量的增多，使气化过程的放热、吸热过程就需要增加时间来完成。炉型不一样、炉内物料量不一样，两大过程所需要的时间也不一样，有的厂φ2400炉-φ2800炉型循环时间均采用120s，负面影响绝对明显。从系统流程上分析，固定的二次上吹和空气吹净时间也要随系统的扩大而延长，从这方面讲，也需要适当延长循环时间。

选择高效风机的目的是为了缩短吹风时间，增加制气时间，从而提高发气量，如风机能力太小，吹风时间过长，占用了有效制气时间，使发气量降低。而采用短循环却大量地减少了制气时间，这本身就是矛盾的问题，120s的短循环比150s的循环，吹风时间只能减少3-4s，而制气时间却减少24-27s。有的厂在改用短循环时还将二次上吹由10s减为6—8s，吹净时间5－6s减到3s，从安全方面讲φ2600以上的煤气炉6—8s二次上吹能否定保证安全还是个问题，安全系数已经因此而降低。气体回收方面，φ2600以上的煤气炉系统庞大，3s的吹净时间能将系统内煤气回收干净吗？如果每一个循环都不能将系统内的煤气完全回收，则将造成大量的气体损失。

大炉群生产，1台风机要供4台炉用空气，如吹风时间为25%，采用120s循环时间，就产生上位炉的回收阶段与下位炉的吹净阶段重叠用风。相互影响，正在吹净的煤气炉因与上位炉争风，使风压下降，风速减慢，效率变低。加之吹净时间本来就不足，吹净效果更加保证不了，而上位炉的回收也会因下位炉争风入炉风量少，为补足氮气只能增加回收时间，回收时间的增加，占用了有效吹风时间，影响煤气炉负荷。因此，大炉群生产要达到1机供4炉不宜使用短循环，否则只能1机供3炉。

间歇式制气法，每一个循环有几次阶段转换，每一次转换都存有一定的气体损失，如上吹转下吹时，炉上空间的煤气就会被下吹蒸汽压回炭层。煤气返回气化层产生一系列副反应，有的副反应再次消除炭并消耗热量，而且，下吹蒸汽从阀门打开至进入炭层参与分解需2.0～2.5s时间，这是距离和炉上空间所决定的。这个时间差正是煤气返回炭层所需的时间，可以说间歇制气是有间断现象的，对发气量是有影响的。

下吹转二次上吹阶段，炉上空间的蒸汽被吹入煤气系统，不但浪费了这部分蒸汽，而且使煤气温度升高。可见，阶段转换期间产生许多不利因素，这种现象的存在也是煤气炉工作原理所决定的。而在应用上我们完全可以通过将循环时间延长而减少阶段转换次数，从而减少这些不利影响。对不同循环时间，在相同时间内的循环次数对照分析见表1。

表1 （注：计算时未计减下灰停炉时间）

从表中可以看出，不同循环时间，在相同时间内循环次数相差很大，也可以分析出，阶段转换期间的气体损失和循环次数增加的同时，也增加了多少次液压阀门的磨损。液压阀门的使用寿命随循环时间的缩短而缩短。故障率和维修费用会因循环时间缩短而增加。

当然，循环时间也并非越长越好。φ2米系列煤气炉循环时间不宜大于150s。而120s的循环时间只勉强适用于φ2400炉型。φ3米系列煤气炉循环时间不宜低于160s，上限不宜超过180s。实际上，单从炉气炉化条件方面讲，φ3600煤气炉采用180s也有点过长。但由于流程特点的原因，吹净、二次上吹等固定时间都需要延长，所以，循环时间也相应延长，如流程逐步改造筒化后，循环时间则还应该适当缩短。

采用短循环是为了减小一个循环周期内的炉温波动。使炉温维持在一个相对较高的范围内。但问题在于使用短循环带来诸多的负面影响，在产生效益的同时也产生一定的损失。综合起来讲，得不偿失。实际上要达到稳定并提高炉温之目的并非只有短循环这一条途径，更有效的方法是恢复使用上、下吹加氮。上、下吹加氮法，在小氮肥建设初期就开始推广使用，这一期间新上的装置都配套了上、下吹加氮。由当时的历史时期内造气工艺技术和操作方法不成熟，尚处在起步和摸索阶段，加之当时的原料基本以炭化煤球或焦炭，加之炉箅性能等各种条件的欠缺，致使当时普遍存在运行不稳，煤气炉经常结疤，长期存在炉面上火挂炉现象，并有时出现吹翻或塌炭现象。这种条件下人们认识到，下吹加氮过程中，空气入炉后，在炉面上火处产生氧化反应，更提高了炉面温度，上吹时即产生氢燃烧。这种现象当时称之为“局部发亮”。在不挂炉条件下也会因火层上移，基本在炭层表面，下吹加氮空气在炭层上部就与进入活性温度的原料，产生氧化放热反应使炉面温度升高。在这种现象条件下，许多厂家停用了下吹加氮。

另一个停用下吹加氮的原因是，当时的水压控制系统可靠性差，工艺阀门经常出故障，加之炉况不稳定，常出现氧含量超标的现象。有些厂曾因此而造成恶性事故。很多厂从安全角度考虑停用了上、下吹加氮。目前，使用上吹加氮的厂仅有45%左右，同时使用上、下吹加氮的厂更是无几。20世纪90年代初开始改扩建的小氮肥厂，大部分厂在扩大规模的发展过程中，新上的煤气炉根本就无有安装上、下吹加氮装置。分析其原因，在于近几年采用吹风阀加氮厂家开始增多，认为用吹风阀延迟关闭时间补氮，可以省去专门设上、下吹加氮装置的投资。在生产中因减少了工作阀门，而维修减少，其实这一看法是欠妥的。因为所有装置配备和改进的目的，都是为了创造一个良好的气化条件。而放弃这一原则去减少少量的投资，其后果将对气化条件造成不良影响。

利用延迟吹风阀关闭时间完成加氮过程，从气化原立上讲对稳定炉温和提高半水煤气的质量均有负面影响。吹风结束时气化层内温度达最高值，上部各层区吸热已达饱和，上吹开始后大量空气与蒸汽一起入炉，致使反应剧烈，加之气体流速快，CO2还原不彻底，上行气中CO2含量偏高。上行气流量的增大和流速加快，使炭层内热量被大量带出，上行温度上升快，热损失增大，加氮过程完成后，转入完全吸热过程时，炉温下降快，至下吹阶段末期，炉温的谷值特别低。虽然峰值期发气量大，但总体气化效率却不高。而且半水煤气中CO2含量高于采用上、下吹加氮时的含量。

在现有设备配套水平和操作控制的水平己普遍提高，加之普遍应用的低炉面温度操作条件下，均适合上、下吹加氮的恢复使用，采用上、下吹加氮能使炉温的峰值升高，谷值也相应提高，波动范围相对缩小。气化层温度维持在高限范围，蒸汽分解率显著提高。而且上、下吹加氮空气量小，流速慢，介质中游离氧数量少，氧化反应后其还原空间大，还原彻底，半水煤气中CO2含量低，（CO＋H2）的含量升高。从而降低了系统的半水煤气消耗。大炉型适合长循环，而长循环配备了上、下吹加氮就能实现延长制气时间并使炉温下降减慢。从而提高气化强度。等于将负荷的一部分由上、下吹加氮来实现，可有效缩短吹风时间，增加制气时间，灰渣含炭量下降10%左右。比单纯采用缩短循环时间减小炉温波动具有很多优点。

目前，的油压控制技术已发展到成熟阶段，与以前应用的水压控制相比，其可靠性大大增强，加之油路安全连锁和微机电路安全连锁的应用，使用上、下吹加氮的安全性也能够保障。

结束语：循环时间应立足现有条件科学选择，切莫一成不变，切莫让煤气炉长期在误操状态下运行。采用上、下吹加氮，是原化学工业部推出的十项节能措施之一。其理论依据完全符合UGI气化炉的气化原理，对改善气体质量，提高气化强度，效果显著，应当积极应用。