随着优质块煤越来越少,煤价越来越高,化肥行业烧优质块煤的机会越来越少了,小化肥为了生存已经对原料作出重大改变:烧小粒煤,采用粉煤加工型煤,烧本地的劣质煤。烧劣质煤,大煤气炉比小煤气炉热容量大、炉况稳定,但大煤气炉必须配性能先进的炉箅,没有性能先进的新型炉箅,大煤气炉反而不如小煤气炉,大煤气炉无法应用到生产中来。如何根据原料的改变研制出新型大煤气炉炉箅,为化肥行业高产低耗作出贡献,这是炉箅生产厂家的新任务。
一、 改进历程
二十世纪八十年代普遍使用φ2260煤气炉,与之匹配的炉箅是LZ型、均布型两种炉箅,性能各有优劣。八十年代末,肥乡化机厂对LZ进行改进,把第五层与底座分开,增加一层通风,使炉箅通风面积大大增加,特别是增加了外环区风量,所以才使单炉发气量从3000nm3/h提高到5000nm3/h以上,这一重大改进为全国小化肥高产低耗作出重大贡献。
91年之后全国小化肥兴起φ2400煤气炉,我们研制出DL型炉箅,在全国迅速推广,其特点是:
1、高度低,适合煤气炉高径比小,炭层薄;
2、增加了外径区通风量,提高产气量;
3、强破渣,破渣筋头向上翘起,炉子可强负荷生产,提高产气量。
九十年代中期出现φ2600煤气炉,我们研制出六层六边炉箅,它成全国标准型炉箅。其特点是:
1、六边行保证炭层稳定,炭层稳定是煤气炉维持正常生产的基础,只有炭层稳定,炉况才能稳定;
2、合理布风,改变过去均匀布风;
a、根据每层上方炭层厚薄,对气体阻力大小进行布风,中间炭层薄阻力小,布风少,边缘炭层厚阻力大,布风量大;
b、根据中心区、内环区、外区的特点布风,充分发挥外环区占炉膛面积2/3的能力,来提高产气量;
c、根据炉箅各层破渣能力大小布风,破渣能力小,布风少;破渣能力大,布风多。
二、新型炉箅研制
1、炉膛直径扩大要求新型炉箅 进入21世纪煤气炉有φ2600发展到φ2800炉膛直径的扩大必须有新型炉箅与之配套,2003年初,河南郸城化肥厂,首先采用φ2800煤气炉,其中炉箅仍然采用六层六边形,使用效果很差,φ2800煤气炉的优点没有发挥出来,是建φ2800煤气炉,还是使用原φ2600煤气炉,郸城化肥厂举棋不定。兴亚公司为其专门研制的φ2800七层六边炉箅使用后,效果很好,他们十分满意。因此2004年初决定又建3台φ2800煤气炉,2005年又扩建φ2800煤气炉。从此2800煤气炉在全国迅速推广。
2、炉膛高度的要求 新建的φ2600煤气炉高度比原来从φ2260逐步加大直径改造而来的φ2600煤气炉高约
3、布风设计探讨 炉箅布风是按人的设想分配各层风量,这是人为分配的。气体从炉箅出来后在炉内料层中是如何分布的,过去无人研究,过去强调布风均匀,假如布风均匀,出风就不均匀。我们强调布风合理才能做到出风均匀。我们使用计算机模拟计算发现,各种炉箅出来的风所形成的环区宽度是不一样,φ2400炉箅第四层出来的风形成环区宽度250,小于炉箅第五层出来的风所形成的环区宽度265。而φ2600炉箅第四层出来的风所形成的环区宽度285远远大于第五层出风形成的环区宽度265。因此φ2600炉箅出风的均匀性远远差于φ2400炉箅,这就是φ2600煤气炉灰渣返焦高于φ2400煤气炉的原因。如果φ2600炉箅增加一层布风,四、五、六层出风形成的环区宽度分别为225、232、229,各环区宽度相差很小,这就能做到出风分布均匀。φ2800六层炉箅三、四、五出风形成的环区宽度296、306、286,φ2800七层炉箅四、五、六出风形成的环区宽度为243、252、244。七层炉箅布风比六层炉箅布风环区宽度减40~50,因此,φ2800炉箅风分布的均匀。
4、强化操作的需要 φ2400煤气炉单炉日产氨60吨,已做到强化操作,强化操作时下行煤气炉温度一般在300
三、新型炉箅设计
炉箅七层结构并不是简单的六加一,不仅结构上要有其独特性能,而且在风的分布上更要体现布风合理,出风均匀的特点。
1、结构设计 结构设计主要解决两个问题:(1)烧劣质煤,炉箅上部结疤棚住下不来。(2)烧小粒煤、型煤容易塌炭,为此我们采取一系列改进,先在φ3600炉箅上应用,证明是非常有效的,然后应用到φ2800炉箅上来。
2、布风设计 炉箅设计最困难的是布风,每层布风量的大小没有标准,变动一层风量,其它几层都跟着变动。风量的变化无法测定。风量增减多了容易出问题,增减小了看不出来。过去炉箅布风都采用各层按百分比来布风,这种靠人的设想去布风,必须经过长期的摸索、改进才能符合使用要求,操作人员也必须在使用中摸索其性能,才能适应它、掌握它。我们布风是按各层布风强度去布风,然后将数据输入计算机模拟各层出风,计算各层出风形成的环区宽度来看其出风是否均匀。我们从φ1980到φ3600炉箅都设计并投入使用。我们从中摸索出规律:出风环区宽度越接近,风分布越均匀。我们每种炉箅都绘制出它的布风曲线图,炉膛内炉箅各层出风形成的环区宽度图。优质煤、劣质煤布风曲线图、出风的环区宽度图是不相同的。只有对炉箅布风进行深入研究掌握它的规律,才能设计出布风合理、出风均匀、性能优良的新型炉箅。
四、新型炉箅优点
1、布风均匀 六层布风比五层布风均匀性提高20%,炉况稳定,操作弹性大,返焦率低,发气量增加。
2、破渣能力强 炉箅向上翘起的破渣角,老型号为18个,新型号为24个,增加了三分之一。
3、下吹带出物减少 炉箅各层风道间隙减小,在通风面积相同时六层风道间隙比五层风道间隙减小15-20%,下吹带出物减少20%。
4、炉箅上部结疤易排出 炉箅各层组合所形成的锥体变尖了,使上部结疤不能被棚住下不来。
5、减少风道堵塞 原均布型炉箅第四、第五层风道易堵塞,ZL新型炉箅六层布风,风道间隙减小,排渣筋的高度不变,排灰能力大,使四、五层及上面各层风道不会堵塞。底座直径加大,排灰能力加大,第六层风道也不会堵塞。
6、煤种适应强 不仅适应烧优质块煤,而且适应烧型煤、小粒煤、劣质煤。煤球、小粒煤粒度均匀,易塌炭,粉末多。本新型炉箅下部第五、六层锥面角度小,不易塌炭,风道间隙小,所以带出物少。小粒煤通风性能差,容易塌炭,下吹带出物多。新型炉箅布风均匀,而且风量好调节,有利于建立均匀分布的灰渣层。使用易结疤的劣质煤,煤气炉最怕炉箅帽处结疤,结疤难处理。本炉箅一、二层布风好调节,炉箅锥体尖,破渣能力强,结疤容易旋转排下来。
五、应用效果
1、河南郸城化肥厂是首家使用φ2800七层六边炉箅的厂家,他们结论是:布风合理、炉况稳定、产气量大、灰渣残炭低、下吹带出物少、煤种适应性强。
2、齐鲁一化是锥形炉首家使用φ2800七层六边炉箅厂家,他们反映:炉温高50~
3、山东平原化肥厂今年从3月至6月将29台φ2610煤气炉改为φ2600/φ2800锥形炉,并又新上9台φ2800锥形炉。改造完成后,总体认为: 1.布风合理、炉况稳定,单炉发气量提5%以上。2.操作弹性大,煤种适应性强,适应多种煤掺煤,吨氨节煤20~
六、使用厂家
河南郸城、齐鲁一化、岳阳化肥厂、深州化肥厂、平原化肥厂、明水化肥厂、寿光化肥厂、邹城化肥厂、济宁化肥厂、卢龙、玉田、灵宝、临泉、太和、阜阳、枝江三宁、贵州兴义化工总厂、秦皇岛昌黎、涡阳三星、宿州信诚、晋城二化等三十多家化肥厂。