這篇工業(yè)期刊征稿發(fā)表了造氣節(jié)能降耗的工藝流程和措施，論文簡述了造氣工段的生產流程以及降耗的必要性，介紹了造氣工藝的主要流程，通過一季度穩(wěn)產高產順利實現節(jié)能降耗的目標，為造氣爐爐況穩(wěn)定奠定了基礎，為公司的節(jié)能降耗工作做出了巨大貢獻。
 

　　關鍵詞:工業(yè)期刊征稿,造氣爐,自調閥,爐條機,氫氮比

　　湖北新洋豐合成氨廠是湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司的一個分廠，年產液氨150kt，所產液氨作為原料供應總部硫酸鉀復合肥廠、磷銨廠等其他復合肥分廠。因復合肥市場競爭比較激烈，自2016年，公司大力開展節(jié)能降耗活動，全年最終實現噸肥降低成本20元，極大地提高了洋豐系列復合肥的市場競爭力。2017年公司繼續(xù)推進節(jié)能降耗工作，計劃噸肥再降成本15～20元。造氣車間作為合成氨廠的龍頭崗位，其消耗占全廠液氨生產成本的近70%。液氨要降低成本，造氣崗位必須積極采取有效措施，提高單爐發(fā)氣量，降低蒸汽及煤棒消耗。2017年，造氣車間通過強化原料煤棒管理、加強設備管理、優(yōu)化制氣工藝及提高操作水平，一季度穩(wěn)產高產，順利實現了節(jié)能降耗目標。

　　1造氣工藝流程

　　1.1主要設備配置

　　造氣車間共有Ф2650mm固定床間歇式造氣爐14臺，1#～12#爐依序按4臺爐1個單元分屬到第1～第3單元，13#、14#爐屬第4單元。除第4單元2臺爐共1臺夾套汽包外，其他單元均按2臺爐配置1臺夾套汽包。各單元三樓配置軟水緩沖罐1臺，各爐配置旋風除塵器1臺，各單元按流程配置Ф1200mm煤氣總管、總除塵器、顯熱回收器、洗滌塔各1臺;4個單元爐所產半水煤氣經Ф1600mm大煤氣總管輸送至10000m3濕式直升式氣柜，供后工段利用[1-5]。

　　1.2蒸汽流程

　　45t/h造氣灰渣背壓式發(fā)電鍋爐所產蒸汽(發(fā)電后0.85～0.90MPa、240～250℃)及35t/h造氣吹風氣潛熱回收鍋爐所產生的蒸汽(0.9～1.2MPa、230～240℃)，在造氣分汽缸(0.80～0.90MPa、250～260℃)匯聚混合，部分蒸汽經拖動4#、5#風機的B0.4-0.6/0.08汽輪機做功后直接進入各單元蒸汽緩沖罐;部分蒸汽經自調閥降壓后經過二次蒸汽總管，再經自調閥降壓后進入各單元蒸汽緩沖罐。夾套副產蒸汽(0.1MPa、114～115℃)經單元顯熱回收器換熱(0.1MPa、220～230℃)，然后進入各單元蒸汽緩沖罐(45～52kPa、180～200℃);蒸汽出緩沖罐后進入單元蒸汽總管，再經蒸汽遞減閥及各爐蒸汽閥門控制后，進入造氣爐內參與氣化反應[6-7]。

　　1.3空氣流程

　　造氣系統(tǒng)配置6000V高壓風機5臺。1#、2#風機型號為KD450型，3#為C450-1.24型、4#為C500-1.28型及5#為KD500型。在限產情況下啟用11臺爐制氣時，第1單元、第2單元各開4臺爐、3臺爐，分別共用4#、3#風機;第3單元、第4單元共開4臺爐(單元空氣總管用連通閥連通)，共用5#風機?？諝饨涳L機加壓后輸送至各單元空氣總管，吹風階段空氣經各爐入爐蝶閥、擋板閥、吹風閥，由爐底進入爐內與煤棒發(fā)生氧化反應，為制氣提供熱量;吹風氣自爐頂出，經旋風除塵器除塵后，經單爐回收閥至吹風氣總管送潛熱崗位燃燒副產蒸汽、或經煙囪閥放空、或根據合成氣氫氮比調節(jié)的需要回收至氣柜(此階段與吹凈流程相同)。上吹加氮時，空氣經加氮手輪閥調節(jié)后，經加氮閥與上吹蒸汽共同由爐底進入爐內參與氧化反應，空氣煤氣與水煤氣混合成半水煤氣進入氣柜。

　　1.4煤氣流程

　　下吹階段所產煤氣，與經旋風除塵器除塵后的上吹加氮制氣所產的半水煤氣，均經單爐煤氣總閥、安全閥、單元煤氣總管、單元總除塵器、顯熱回收器、洗滌塔后，經大煤氣總管進入氣柜。1.5軟水流程變換工段來的軟水經自調閥降壓后，進入第3、第4單元軟水緩沖罐;凈化工段溴化鋰來的軟水進入第2單元軟水緩沖罐;脫鹽水崗位來的精脫鹽水，進入第1單元軟水緩沖罐;各軟水緩沖罐中軟水進入各單元顯熱回收器下部與煤氣換熱后(75～85℃)，分別進入潛熱崗位的老脫氧槽、新脫氧槽和灰渣發(fā)電鍋爐。為保障除氧效果，需將脫氧槽中水溫提高至100℃左右，而經造氣顯熱回收器換熱后的軟水溫度較低，故對新老脫氧槽中的水通蒸汽加熱。新脫氧槽中軟水除氧后，經脫氧泵加壓送凈化溴化鋰;老脫氧槽中軟水脫氧后，經脫氧泵加壓后送潛熱鍋筒和造氣汽包。

　　2節(jié)能降耗措施

　　造氣工段通過加強對入爐煤棒、設備、工藝、操作等方面的管理，以實現節(jié)能降耗。

　　2.1確保入爐煤棒質量達標

　　2015年6月2-10日，造氣爐爐況大幅波動，消耗直線上升，最高達到噸氨1.8t煤棒[1]，導致液氨成本飆升，其原因是型煤煤棒質量嚴重不達標，因此造氣降成本必須確保入爐煤棒質量穩(wěn)定。2017年以來，合成氨廠通過對原煤進行烘干、優(yōu)化原煤配比和腐殖酸配比、對原煤進行多級粉碎、加強對煤棒機電流和烘干窯溫度控制的考核力度、及時根據造氣旋風除塵器中排除的煙道灰量、輸煤皮帶機兩端及振動篩下煤粉的返回量調整相關煤棒制作工藝等，保障了煤棒的水分和強度的穩(wěn)定，為造氣爐爐況穩(wěn)定奠定了基礎。

　　2.2提高設備出力率

　　2014年7月，9#造氣爐因夾套露點腐蝕嚴重，1個月內先后3次停爐拉空碳層處理夾套底部漏點，直接間接損失近15萬元;2016年5月，14﹟爐因大齒圈使用時間過長磨損嚴重，1周內更換3臺爐條機總成，每次檢修時間都在4h左右，直接損失達2萬元;2017年4月，因入爐煤棒質量較好，7#、8#爐連續(xù)多個班溜碳，爐況嚴重惡化，后在灰倉上下安裝了防流板，投運后吹風時間比原來增加了1～2s，吹風蝶閥開大，單爐產氣量大幅提升。造氣車間經多次實施技改，DCS中控、自動加焦、全自動下灰、蒸汽遞減等先進技術已成熟應用多年，提高了工作效率，為公司創(chuàng)造了巨大的經濟效益。但若設備管理跟不上，就會嚴重制約制氣生產，甚至導致全廠停車。2017年，車間通過引進新型夾套、及時更換老舊設備、定期對設備進行檢修和維護保養(yǎng)、加強點巡檢和設備隱患排查、加強鉗工技能培訓、技能比武和技術創(chuàng)新、消除設備跑冒滴漏現象以及加強設備工藝參數的變化跟蹤對比，1月至3月造氣設備無重大事故，出力率達98%，保障了制氣生產的平穩(wěn)。

　　2.3優(yōu)化工藝

　　2.3.1調整循環(huán)時間2017年前，造氣爐制氣循環(huán)時間為120s，適合于灰分較高的煤棒制氣。2017年初，因入爐煤灰分降低，揮發(fā)分較高，導致造氣爐灰倉溫度長期偏高，有時達到400℃以上，而爐頂溫度亦超過400℃，導致入爐煤棒粉化嚴重，上吹和吹風時帶出物較多，床層阻力增大，爐下溫度偏低(約為150℃)，卻因氣化層下移不能調高爐條機轉速，只能減少吹風時間，致使造氣爐產氣量無法提高。為此，將循環(huán)時間增加到130s，吹風時間由21～22s增加至24～25s，上吹下吹時間亦做相應調整。經調整后，爐頂及灰倉溫度下降，爐底溫度上漲，氣化層增厚且穩(wěn)定，發(fā)氣量明顯上升。

　　2.3.2調整空氣用量氣溫的高低對制氣影響極大，4月的白天與夜晚氣溫相差10℃左右，單爐產氣量白天與夜間懸殊可達700m3/h，所以即使同一天，在白天和夜晚制氣時的吹風時間亦應做相應調整，高溫時段可增加吹風1～2s;而氣溫較低的冬季和氣溫較高的夏季，除了調整吹風時間百分比，還應對入爐吹風蝶閥做調整，冬季關小，夏季開大，以保證入爐空氣用量的穩(wěn)定。

　　2.3.3全上吹的合理應用全上吹是人為設置的，在制氣循環(huán)過程中，每隔一段時間后，DCS自動控制將下吹階段取消更改為上吹，其目的是增加上吹蒸汽用量，增加碳層的透氣性，以利于氣化反應的進行。因為自動加焦的應用，爐內碳層高度增加，床層阻力相應增大。經多次試驗，取消全上吹后爐況無法穩(wěn)定，但全上吹間隔時間太短(如間隔30min做1次全上吹)，消耗蒸汽較多(較60min做1次全上吹噸氨蒸汽消耗增加約65kg)，且爐頂溫度較高，導致氣化層上移，故全上吹應根據爐況適時做調整，調整宜根據旋風除塵器內帶出物的多少、煤棒質量、皮帶機和振動篩下返料的多少而定。當煤棒強度不夠、水分較高、煤棒輸送過程中破損較多時，入爐煤棒含粉多，易導致造氣爐內碳層不透氣，此時應縮短全上吹間隔時間，最短間隔為30min;當煤棒質量好、爐況穩(wěn)定時，應盡量增加全上吹間隔時間，最長間隔為60min，其他時段在保障爐況穩(wěn)定的前提下，可靈活設置為40，45，50min。

　　2.3.4蒸汽的節(jié)能降耗造氣工段蒸汽采用自調閥控制流量及壓力，入爐蒸汽采用蒸汽遞減工藝。為了最大限度地節(jié)約蒸汽，造氣爐投運爐況正常后必須利用蒸汽遞減來控制入爐蒸汽用量(采用蒸汽遞減技術單爐日節(jié)約蒸汽16t左右)[2]。首先，因煤棒制氣工藝的特殊性，上吹蒸汽閥開啟度較大，相同閥門較下吹多開5個絲扣，而上吹用量過大則易導致氣化層上移，且耗費蒸汽較多，在保證床層透氣性好的前提下，根據爐況應盡量減少上吹蒸汽用量。其次，要合理設置蒸汽緩沖罐自調閥的參數，參數過高則自調閥動作頻繁，導致系統(tǒng)蒸汽壓力波動頻繁;參數過低則易使自調閥長提，會增加蒸汽用量。

　　2.3.5長開汽輪機汽輪機是利用蒸汽壓力差能驅動風機運轉以達到節(jié)電的目的。造氣工段長開2臺汽輪機，每年可節(jié)約電費128.48萬元[3]，故無特殊情況，應保障2臺汽輪機長期正常運行。

　　2.4提高員工操作水平

　　造氣工段主操水平有差異，會導致爐況不穩(wěn)定，致全廠生產不穩(wěn)。在同樣條件下，班與班之間液氨產量懸殊可達3～4t，其原因在于操作人員的操作水平參差不齊。有的主操合成循環(huán)氫氮比控制平穩(wěn)，合成崗位就能高產;有的主操爐條機控制得當，爐頂爐底灰倉溫度穩(wěn)定，吹風時間足，單爐發(fā)氣量高，產量就高。因此，車間應加大對主操的培訓力度，統(tǒng)一操作，加強對各項工藝指標的考核，對班與班之間的煤耗、汽耗進行對比，分析原因，找出差距，形成良好的競爭氛圍。

　　3結語

　　通過實施以上措施，造氣車間在2017年1月至3月，相比2016年噸氨煤耗下降了80kg、噸氨蒸汽消耗降低了150kg，節(jié)能降耗效果明顯;一季度共節(jié)約蒸汽及煤棒費用約280萬元，為公司的節(jié)能降耗工作做出了巨大貢獻。

　　參考文獻

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　　[2]李平.造氣工段節(jié)能降耗措施淺析[J].化肥工業(yè)，2011，38(6):53-55.

　　[3]李楷，王中剛，王金娟.造氣系統(tǒng)改造綜合評價[J].化肥工業(yè)，2008，35(1):54-57.

　　[4]高霞，王慶紅，田鵬.淺談造氣節(jié)能降耗[J].河南化工，2006，23(2):45-45.

　　[5]梁玲，王超，楊雪.有關合成氨造氣工序的節(jié)能降耗探討[J].科技風，2015(9):124-124.

　　[6]向宏.蒸汽遞減在造氣的成功運用[J].化工設計通訊，2014，40(2):29-31.

　　[7]向宏.造氣汽輪機帶風機運行總結[J].中氮肥，2015(4):13-15.

　　作者：向宏 單位：湖北新洋豐合成氨廠

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