造气生产过程相当复杂。目前生产中的操作数据大多在造气炉外部测得,例如气体温度蒸气流量、加煤数量、半水煤气成份等等。这些数据虽然重要,但不能直观地表示造气炉内部的生产状况,只能作为参考。现代技术还不能测定出造气炉内各项工艺参数,因而造气工人就难以直观地、有效地控制好造气生产全过程。总之,造气生产有别于合成、变换等其它岗位,它需要操作工富有实践经验,具有高度的工作责任性,凭借造气炉外部测得的数据,分析观察炉子内外各种看得见的现象,对造气生产进行过程作出准确判断并实施相应的措施。因此需要一种透过现象看本质的操作方法。
笔者根据自身实际工作体会、认为炉温控制、上下行煤气温度控制、炭层控制、蒸汽用量控制、入炉空气总量控制、气体成份和气量控制、加煤与条件控制、炉条机转速控制(指炉箅转动快慢)、循环时间控制可列入“准则”范围。其中炉温控制是关键,是“准则”的主要控制条件其余为辅助控制,围绕炉温控制进行工作。
1. 炉温控制
造气炉炉内温度控制是造气生产的核心。它的标准是炉内最高温度均匀地逼近或达到原料煤的灰熔点,使蒸气分解率尽可能地高。所谓“均匀”,是指炉内径向温差极小,并且最高温度区域基本固定于炭层中、下部合适位置。用通俗的说法是炉温控制达到了该标准就是造气生产“火候型”,是造气生产唯一需要的类型。
当炉温没有逼近或达到煤的灰熔点,这就是造气生产“火候未到”,称之为“火力不足型”。此种生产类型是开“太平车”,不但炉子发气量差,而且消耗高,是造气生产不该有的类型。
当炉温超过煤的灰熔点,这称之为“过火型”。此种生产类型是开“危险车”,炉子 发气量差,消耗高,严重者炉况恶化,甚至停炉打疤。这也是不该产生的类型。
由于气体分布不均匀等原因造成炉内径向温差大,炉内温度局部过热,局部偏低等现象发生,这种情况称之为“火力不均衡型”,此时炉子发气量差,消耗高。
这里需要指出的是,当“火候型”状态受到影响,炉内最高温度区域离开了适宜位置,此种情况也称为“火力不均衡型”,不过它同上述因气体分布不均匀引起的有所区别。
日常生产中必须随时了解炉况属于哪种类型,要学会控制好“火候”,使造气生产始终稳定在“火候型”状态。此时造气生产条件是最佳的。
判断造气生产炉温的方法如下。
1.1观察、分析灰渣情况
造气生产可分为4种类型,炉子排出的灰渣类型同样分4种。观察分析灰渣类型来确定造气生产类型是一种比较直观、可靠的判断方法,但不是唯一的方法。
1.1.1“火候型”灰渣状况
颜色灰白或灰黄,灰中残炭少且颗粒细小。多数灰渣是拳头大的渣块,渣块中的残炭量少。燃烧不完全的块煤或煤球极少或未见。
1.1.2“火力不足型”灰渣状况
颜色灰黑,灰中残炭多且颗粒粗。渣块少而小,甚至几乎未见渣块。燃烧不完全的块煤或煤球量多。炉温越低则残炭越高,燃烧不完全的块煤或煤球越多,甚至有比较完整,仅表面着火而发白的块煤或煤球出现。
1.1.3“过火型”灰渣状况
颜色发白或发黄,碎渣及灰中的残炭少而细小。其大多数灰渣以大的疤块形式出现。疤坚硬而且包结在内的残炭较多。炉温偏高较多时,常有大块疤留在炉内排不出或炉箅破碎不掉而仍是挂在炉壁上。其燃烧不完全的块煤或煤球混杂在灰渣中随着大块疤一起排出。有时温度偏高不多新换炉箅破渣能力相当强时,会出现灰渣状况接近于“火候型”现象。但是只要疤硬而多,细灰相对少,颜色相对白,则仍要视作“过火型”。
1.1.4“火力不均衡型”灰渣状况
颜色杂,形态杂。有“火候型”与“火力不足型”之混合,也有“过火型”与“火力不足型”之混合,有时会有“火候型”与“过火型”混合。情况不好时往往大块疤、细灰及数量较多仅表面燃烧的块煤或煤球等混在一起排出炉外。这类状况往往是炉内径向温差偏大之故,为气体分布不均所致。
“火候型”炉子因炉内最高温度区域位置改变造成轴向温差发生很大变化的“火力不均衡型”,灰渣一般会出现残炭增多现象。此种情况不能把它看成是“火力不足型”炉子,以免判断失误。
1.2观察分析炭层升降情况
1.2.1“火候型”炭层升降情况
在外界条件稳定的情况下,炉内炭层随着生产的进行稳定地下降,加煤之后,炉内空程高度是一致的。这是“火候型”炉子必备的条件。如果此时炉子发气量很好,投煤量少,蒸气耗量不大,蒸汽分解率高(可从气体成份及吹风气回收时间,包括上下吹加氮时间加以判断),那么可优先考虑属“火候型”生产状况。
1.2.2“火力不足型”炭层升降情况
在外界条件稳定的情况下,炉内炭层随着生产的进行能稳定地下降,加煤之后,炉内空程高度能大体一致,然而炉子发气量不大,投煤量多,蒸汽耗量大,蒸汽分解率不高,那么可视为“火力不足型”。
处于“火候型”生产的炉子,当炉内灰层下降减慢,加煤之后炉内空程高度缩小,随着生产进行,炭层是逐渐升高的,此时炉子发气量变差,蒸汽分解明显降低,生产中迫使炉条机加快转速以降低炭层高度这是“火候型”向“火力不足型”转化的现象。
1.2.3“过火型”炭层升降情况
“过火型”炭层升降情况不稳定,当炉内结疤较重时,炭层降不下来,投煤量不变时炭层上升很快。此时炉子发气量差,气体质量差,吹风气回收量(包括上下吹加氮)大大减少,氮气高。
当“火候型”炉子炭层下降速度加快,加煤之后炉内空程增加,炭层是逐渐下降的。这时候炉子发气量变差,蒸汽分解率明显降低,生产中迫使投煤量增加否则时间长了炉内炭层要“烧枯”。这是“火候型”向“过火型”转化的现象。
1.2.4“火力不均衡型”炭层升降情况
由气体分布不匀引起的“火力不均衡型”炭层升降混杂,有升有降,炭层表面必然是半面凸、中间凹等。
由“火候型”生产状况转向炉内最高温度区域位置变化的“火力不均衡型”,因消耗的上升,炉内炭层是下降的,迫使投煤量增加,以保持空程高度。如果情况进一步变坏,则会转化成气体分布不均匀形成的“火力不均衡型”状态。
1.3观察分析炉内炭层表面状况
1.3.1“火候型”炭层表面状况
炉内炭层表面平坦,未见红炭。炉口点火引燃火势猛,表面积聚细灰少等,可优先考虑为“火候型”。因为炉温高时,炭与炭之间发生粘结,上移的细灰少。
1.3.2“火力不足型”炭层表面状况
炉内炭层表面较平坦,未见红炭,但炉口点火引燃火势弱,表面积聚细灰多等可优先考虑为“火力不足型”。因为炉温低时,炭与炭之间不发生粘结,细灰容易被气体带到炭层表面。
1.3.3“过火型”炭层表面情况
炉内炭层表面平坦,周边见红炭,中间黑(也有炉面全面见红),表面积聚细灰不多,可优先考虑为“过火型”。因为炉温偏高,炭与炭之间粘结较牢,细灰更加难以上移。
1.3.4“火力不均衡型”炭层表面情况
炉内炭层表面凹凸,凸处表面往往未见红炭,凹处往往都是红炭,凹处积聚细灰多,因为此时气大多往凹处流,故表面红且细灰多,炉口点火引燃火势弱,可优先考虑为气体分布不均匀所造成的“火力不均衡型”。
炉内炭层表面较平坦,仅某一角见红炭,大部分黑,也要视为气体分布不均匀所造成的“火力不均衡型”。
炉内炭层表面较平坦,表面均匀见红炭,表面积聚细灰较少,炉口点火引燃火势较猛,可优先考虑为“火候型”向炉内最高温度区域位置改变的“火力不均衡型”转化。
上述3种判断方法若分别对待都无十分把握,必须3种情况联系起来分析,再配以其它辅助方法,就可以精确地确定类型了。
1.4其它辅助判断方法
1.4.1观察炉条机运转电流变化情况
一般炉内温度越高,炉内物料粘结力越大,自然使炉条机运转电流越大。日常生产中可确定一个与“火候型”生产情况相对应的电流值作为参照点,根据电流变化情况来初步确定类型。
1.4.2观察分析单炉吹风时入炉风压变化
此判断方法与炉条机电流变化判断方法相类似,但要把管道设备因积灰堵塞而引起的阻力增大,同因炉温升高引起炉内阻力增大区别开来。
1.4.3观察分析气体带出物情况
“火候型”生产时,气体带出物比较少,带出物颜色浅,颗粒细小,很少有块煤或煤球的碎块带出。
“火力不足型”生产时,气体带出物比较多,炉温越低带出物越多,带出物颜色黑。颗粒有细小的,有粗的,也有较多块煤或者煤球的碎块带出,严重时会有块度大的煤或整球带出。
“过火型”生产时,气体带出物比较少,带出物颜色更浅,颗粒细小,很少有块煤或煤球的碎块带出。同“火候型”区别是带出物含炭量低。
“火力不均衡型”生产时,气体带出物比较多,颜色黑,颗粒粗细不一,也有较多的块煤或煤球碎块带出。严重者会有块度大的煤或煤球带出,情况与“火力不足型”相似。
1.4.4分析气体成份
一般来说,炉温越高,半水煤气中含量CO2越低。“过火型”生产时,N2含量易升高,严重时无法回收吹风气。日常生产中也可以通过H2/N2的变化情况来细心体会炉内情况向哪一种型转化。
1.4.5观察分析蒸汽消耗量
“火候型”向“火力不足型”转化时,因炉温下降,炉内阻力降低,入炉蒸汽流量会自然增大。“火候型”向“过火型号”转化时,因炉温偏高,炉内阻力增大,入炉蒸汽流量自然减少。这要细心观察体会才行。
1.5各种类型的处理方法
1.5.1“火候型”生产主要处理方法
生产属于“火候型”时,应该加强巡回检查,仔细观察有无不稳定存在,把生产稳定在最佳水平上。
1.5.2“火力不足型”生产主要处理方法
需要分析炉内温度达不到“火候型”的原因,并消除各种影响因素,迅速把炉温提上去,然后把炉温牢牢地控制在“火候型”水平上。
“火力不足型”生产状况产生的主要原因往往是吹风总量不够。吹风总量是指吹风、回收并含上下吹加氮过程中入炉空气的总量。造成入炉总风量不足之原因颇多,主要为操作工技水平差或责任性差所造成的。
1.5.3“过火型”生产主要处理方法
“过火型”生产主要原因是吹风总量过度之故(有时是由于蒸汽供应不上或蒸汽压力偏低等使入炉蒸汽总量减少)。遇到“过火型”生产,就要适当减少吹风总量或按实际生产情况适当加大蒸汽用量,使生产转入“火候型”状态。日常生产中,在增加吹风气回收量时要防止回收过度(或回收量增加较多时可适当减少吹风量),避免炉温过高。
1.5.4“火力不均衡型”生产处理方法
因气体分布不均匀而造成“火力不均衡”生产时,要采取果断措施,把炉况处理好。例如加煤之前一定要把炭层表面扒平之后再加煤,这样可使炉内阻力均匀,防止或减轻气体分布不均匀之危害。只要处理及时,不会引起严重后果。如果处理不及时,炭层内部、局部过热严重,会造成炉内局部范围结重疤,如用加快炉条机转速的办法破不了疤,就得停止制气,停止加煤,并在出灰时把炉内红炭扒掉(扒掉之红炭可存放于备用吊斗内重新回用),让疤块露出来,然后人工迅速打碎,把扒掉之红炭重新加入炉内,再加煤恢复生产。遇到该情况,千万不能拖延时间(例如用减少吹风量、加大蒸汽量、加快炉条机转速等办法,来维持生产的做法均不可取)。
由于上下吹比例不当等原因引起“火候型”生产转向“火力不均衡型”生产时,只要处理及时,迅速调整上下吹比例,适当缩短加煤间隔时间,那么便可较快地恢复原状。对于最高温度区域上移式的“火力不均衡型”生产,如果处理不及时,容易引起内水夹套上部挂疤。如发生这种情况,一定要及时扒掉红炭,露出挂疤,组织人工把疤打掉,再恢复生产。
上述炉温控制是造气生产核心,万万不可粗心大意。
2上下行煤气煤气温度控制
上下行煤气温度控制准则是:日常生产中上下行煤气温度必须严格控制在合理的指标范围内。合理的指标应具备3个条件:尽可能减少上下行煤气带出热量;尽可能减少上下行煤气中乘余蒸汽含量;尽可能使造气炉内最高温度区域稳定在最佳位置上。“严格控制”应落实到实处,可再定一个警戒温度范围,超过这个警戒温度就作生产事故处理。合理的温度指标与警戒温度指标根据具体情况,反复对比而定。例如本厂全烧块煤时,合理的温度指标是:下行煤气温度220
上下行煤气温度控制是准则中第一辅助条件控制。控制得好可促进生产稳定并降低消耗,控制不好不但产量低、消耗高,而且对设备危害较大,烧坏设备往往是下行温度过高之故。
上下行煤气温度指标及其控制需同炉温控制配合起来。要把炉条机转速、入炉蒸汽流量及上下吹比例、吹风总量、炭层高度等手段综合运用,以达到最佳水平,造气生产是个系统工程,需配合建立“火候型”生产,控制上下行温度,要求每台炉子单独装1台温度显示仪。
3炭层控制
炭层控制准则是围绕“火候型”生产,把炭层控制在一个适宜的高度上,不追求高炭层生产。日常生产中,必须经常准确测量炉内空程高度,观察分析炭层变化情况,及时发现异常以采取有效措施。严禁在非特别情况下用炉条机转速来控制炭层高度,这是种有害的操作方法。
不管生产处于何种类型,只要炭层能正常下降,按规定时间与数量投煤后,炭层高度回到原来位置,说明生产处于稳定。因此必须熟知“火候型”生产时的炭层下降情况,为建立与稳定“火候型”生产创造条件。
4蒸汽用量控制
蒸汽用量控制准则是为建立和稳定“火候型”生产创造条件。入炉蒸汽总量的多少和上下吹比例之分配,都会对造气生产造成很大影响。一旦“火候型”生产形成,那么入炉蒸汽总量与上下吹比例必须稳定,不得轻易更动,以免增加生产上的不稳定因素。一般说来,采用短循环生产条件下,炉况处于“火候型”时,蒸汽用量肯定不会大。但必须保持原料煤不变,蒸汽用量不变。
5入炉空气总量控制
入炉空气总量控制准则是为建立和稳定“火候型”生产创造条件。这与蒸汽用量控制相同。一旦形成“火候型”生产,入炉空气总量控制必须稳定,不要轻易增加吹风时间。为调节H2/N2需要的回收及上下吹加氮量也须适度,必要时适当减少吹风时间,以保持入炉空气总量稳定。在原料煤不变时,入炉空气总量不变。
6气体成份和气量控制
气体成份和气量控制准则是“稳定”两字。气体成份是指半水煤气成份与氢氮比;气量是指压缩机的输送气量。“稳定”之目的是为建立与保持“火候型”生产创造条件。
建立必要的考核制度为稳定气体成份与气量打好基础。
正常生产中不能随意加大压缩机输气量,以免打乱造气生产正常秩序。后工段生产不稳,造气供气有余时,尽量采用停炉措施以减少气柜的放空,不要采取少加煤少吹风等减少炉子发气量办法,因容易造成生产类型之转化,不利于稳定生产。
7加煤与出灰操作规程控制
(1)加煤操作准则是加煤应定时定量,加煤之前必须把炉内炭层表面扒平。当炉内出现“烧枯”现象时,要及时多加煤或缩短加煤间隔时间,以免影响产量。
(2)出灰操作准则是掌握好时间与次数。炉内如有疤块残留,要尽量想办法卸出来,一般用钩子钩或打开方门扒。
8原料质量与品种搭配控制
原料质量与品种搭配准则是要稳定。由于造气原料供应状况不能由造气生产控制所决定。为了 确保造气稳定,因此要尽量做到质量与品种的稳定,为建立和稳定“火候型”生产创造条件。
9交接班条件控制
交接班条件准则是交班者把“火候型”生产完整地交给下一班,接班者必须验明造气生产处于“火候型”状态。在管理上采取相应措施,做到接班明、交班清,杜绝弄虚作假现象,为稳定“火候型”生产创造条件。
10炉条机转速控制
炉条机转速控制准则是为建立与稳定“火候型”生产创造条件。炭层控制一条中已指出,无特殊情况,禁止用炉条机转速来控制炭层高度。当炉箅使用时间已久,破渣能力减弱、煤质改变后,需要排出的灰量增加,在炉内确有发生较重疤时,才可加快炉条机转速。
一般情况下,加快炉条机转速会使停留时间缩短,影响“火候型”生产的建立与稳定。
11循环时间控制
造气生产采用短循环已是无疑的了,通常一个制气循环时间为150S左右。循环时间分配准则也是为建立与稳定“火候型”生产创造创造条件。
上述以炉温控制为核心的11条造气生产准则可作化肥生产同行参考。