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我公司造气节能技改总结作者/来源：陆萍，孟庆顺（江苏恒盛化肥有限公司，新沂 221400) 日期：2007-12-251 造气系统的改造江苏恒盛化肥有限公司造气系统共有固定床造气炉21台，2005年已改造8台，2007年6月淘汰了其余13台造气炉。
1.1 主要设备（1）造气炉：选用φ2800 mm造气炉，炉体为夹套式，炉条机械传动排渣。
（2）洗涤塔：φ5800 mm，总高23610 mm，内装瓷环填料，分两段装填，每段高4500 mm。
（3）空气鼓风机：选用C600-1.30型高压高效率鼓风机，风量36000 m3／h，风压30 kPa，电机功率440 kW，电压6 kV。
（4）采用热管废热式锅炉（φ2600 mm，H＝ 15100 mm）回收水煤气显热，副产0.3 MPa的低压蒸汽。
（5）水帘除尘器：φ1200 mm／φ2400 mm，H＝35552 mm。
（6）旋风除尘器：φ1800 mm，H＝9250 mm。
1.2 节能方面改造（1）扩大炉膛直径：均改为φ2800 mm。
在改造中，各炉上行出口管放大至DN700 mm，并延伸至三楼楼板顶面，增加了有效空间，有利于高炭层操作和降低制气阻力，单炉发气量大大提高。
（2）炉底的选型：造气炉炉膛扩径后，炉内加煤量增加，使炉底运行阻力变大。
为保证运行正常，炉底运行机构改为滚动底盘，传动的摩擦系数较小，减轻炉条机的运行负荷，炉底连续运行周期延长近1倍，为造气的稳产、高产创造有利条件。
（3）采用新型炉箅：把所有炉箅改为六边形炉箅。
该炉箅具有布风均匀、通风面积大，排、破渣能力更强（排出的灰渣均在150 mm以下）、燃烧完全（残碳量下降了5％）等优点。
（4）吹风系统的改造：造气炉的最佳工况是在短时间内使炉温提高，蓄存足够的热量，供制气用。
这就要求单位时间内风机必须具备高风速、大风量的性能，故把所有风机改为C600-1.30型风机，同时也实现了1台风机供4台造气炉生产。
气候变化时造气工艺调整造气工艺调整看似简单，实际上是一个系统工程。
要求工艺人员从原料煤质、煤棒质量、蒸汽品质以及气候等条件变化不断去慢慢维护和调整，通过综合分析最终确定一个最优的造气工艺调整方案，达到造气炉优化的目的。
其中气候变化可能导致造气炉出现大范围的波动。
每到季节交替，造气炉如果调整不及时将出现一次波动；每到气温骤降造气炉调整未跟上将出现一次波动；遇到下雨天气因为空气湿度不同，同样会导致煤耗上升。
造气工艺调整最终目的是寻求平衡：上下吹蒸汽用量的平衡、热量平衡以及物料平衡。
气候变化是热量平衡的破坏而导致各平衡被破坏，最终造成炉况波动。
气候变化主要引起的是气温和大气压力变化。
气体密度变化较大，依据PV=nRt公式可以算出在夏季和冬季入炉气量的变化。
河北景化夏季气压在749mmHg，冬季在765mmHg，气温夏季在38℃，冬季平均气温在-10℃。
冬季和夏季入炉气量相差比例为765*311/749/263=1.21倍。
季节不同入炉风量相差较大，在夏季造气备用手轮开启度为31圈，那么冬季备用风阀开启度则需要减至到26圈。
外界温度发生变化时为避免造气炉波动，首先是根据气温的不同逐步关小手动风阀。
上面的只是理论计算，实际操作还有较大的区别。
因为造气生产是一个连续的过程，气化层热量平衡要求较高，如果只是根据简单的理论计算就进行调整，可能最终导致炉况出现波动。
在外界温度发上变化时要我们通过判断下灰时的灰渣情况以及半水煤气品质等综合来判断我们造气炉负荷情况是否与我们的蒸汽用量相匹配。
1.造气炉负荷调整在煤质未发生变化时，半水煤气中CO2含量不会出现较大变化，波动在±0.2%，在调整造气炉负荷之后，发现半水煤气中CO2含量增幅超过0.4%，表明造气负荷稍微较轻，需要稍微增加负荷，需要开启手动风阀半圈。
同时观察下渣，以及上下行温度变化情况，调整后需要跟踪。
造气炉负荷调整时根据煤质，如果煤质较好，可以在原有负荷的基础上适当增加造气炉负荷，同时需要增加入炉蒸汽用量（提高入炉蒸汽压力或按照上下吹手轮比例开启上下吹手轮）。
造气工段技改措施1 造气系统连续化运行我国中小化肥企业普遍采用固定床间歇煤造气技术，制气过程包括吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净5个阶段，组成1个制气循环。
在1个循环中，每个阶段所占的比例受企业的设备配置情况、制气原料的性质、操作管理水平等因素的影响而有所差别。
循环时间一般为150s(有些企业为120s)。
1个循环的5个阶段对制气过程来说是间歇的，因此实现系统的连续化运行对设备的合理配置就显得尤为重要，较理想的流程为一机—四炉—一锅—一塔。
就是1台造气鼓风机给4台造气炉送空气，4台造气炉产生的上、下行煤气通过1台联合废锅回收煤气中的显热生产饱和蒸汽，煤气经回收热量后进入1台煤气洗气塔，煤气在洗气塔内经除尘、降温后送至气柜，这种流程可以实现间歇制气系统的连续运行。
采用此流程时，较传统流程(4台造气炉)节省设备投资30万元，洗气塔循环水用量减少三分之一，热管式联合废热锅炉的寿命是火管(或水管)废热锅炉的3倍。
4台造气炉利用油压微机控制系统的吹风自动排队程序，使制气阶段不发生重叠，就能达到满意的效果。
2 造气工段全自动化生产小氮肥经过40多年的发展，在生产规模不断扩大的同时，技术水平、操作水平也有了显著提高。
特别是近10年来新技术的广泛应用，使造气工段实现了全自动化生产。
2.1 自动加煤技术小氮肥企业造气工段过去都是用煤斗人工间歇地给造气炉加煤，生产过程中存在如下问题：(1)煤气发生炉的有效制气时间被加煤时间所占用，使产气量降低。
(2)一次性加煤量大，引起炉温波动范围大，气化层不稳定，造成蒸汽分解率低，原料消耗高。
(3)炉口经常打开，不但造成热量损失，而且易发生爆炸事故。
(4)增加了工人的劳动强度和对环境的污染。
采用自动加煤机加煤，在不停炉的情况下，1个循环加1次煤，加煤量少且加煤机布料均匀，克服了人工间歇加煤的不足。
采用自动加煤机实现自动化操作的同时，还可以使有效制气时间增加5.67％，单炉产气量提高15％以上。
中型氮肥厂是我国氮肥工业之母，不仅为我国工农业生产提供了大量化肥和化工原料，而且为我国化学工业的发展，特别是氮肥工业的发展提供了技术和管理经验，培养和输送了大批人才，为国民经济的发展做出了很大贡献。
1997年，我国中氮肥行业的合成氨能力达600万t,约占全国总能力的18％，尿素能力539万t,占全国总能力的24％。
加上近几年从小氮肥发展起来的己达到中型规模的厂，全国中型规模的氮肥厂约有100家，总计合成氨能力1000万t/a左右，占全国合成氨能力的26％，尿素能力也在：000万t/a左右，约占全国总能力的40％，可见中氮肥是我国氮肥行业的主要力量。
我国中型氮肥厂大都建于五六十年代。
以煤为原料的中型氮肥厂的合成氨装置主要采用我国自行开发的工艺技术，如常压固定层煤气化、拷胶脱硫、热钾碱法脱碳、往复式压缩、高压合成等；尿素生产主要采用水溶液全循环工艺。
以油为原料的合成氨工艺也是国内开发的。
只有以气为原料的部分厂采用引进技术。
总的说来，我国的合成氨、尿素生产技术均较为落后，尤其是以煤、焦为原料的一些工厂，五六十年代建成，有些厂先天不足，设备陈；日，能耗高，运行了多年，更新改造力度不够。
而且现有的中氮企业绝大多数单系列装置规模偏小（一般合成氨为6～8万t/a，尿素为13万t/a，公用工程潜力大，人员多，竞争能力差，抗风险能力弱；还有的工厂三废排放高于国家标准，急待改造。
“八五”、“九五”期间，虽然国家投入一部分资金对中氮肥实行技术改造（如利用亚行、世行贷款在12个工厂新上12套8一131程，还有20多个工厂的技术改造主要是增加2～3万t/a合成氨、3～5万t/a尿素），但改造力度还不够大。
在国际、国内竞争激烈的新形势下，利用近几年新开发的新技术，在现有的基础上加大对中氮肥技术改造的力度，进一步扩大装置规模，降低消耗和成本，缩小和国外以及国内大型氮肥厂的差距，提高竞争能力，势在必行。
究竟如何改造？综合大家意见，我想就此提出一些思路。
1高炉炉顶改造方案及配套系统情况（讨论）一、1#高炉炉顶改造方案1、考虑斜桥角度不变，斜桥上部炉顶部位弯轨折点标高不变，降低高炉煤气封头高度794 mm，使炉顶大法兰和受料斗上沿距离为8794mm。
2、在炉顶大法兰和受料斗上沿距离为8794 mm范围内布置受料斗、料罐、气密箱、布料器等装置，料罐有效容积为12m3。
3、溜槽长度1800mm，溜槽垂直高度下沿和炉吼钢砖上沿距离为335mm。
4、现有炉顶放散阀平台+ 47.415m提高为+ 47.50m，平台加大重新制作现有炉顶天轮标高+ 44.295m，提高为+ 45.015m。
（保留利用天轮平台）现有平台+ 39.400 m、+ 35.030 m、+ 33.000 m、+ 36.160 m、 + 27.200 m （炉顶大平台）、+ 24.3 m废除制作新平台+ 25.0 m、+ 31.360 m、+ 34.560 m、+ 41.00 m、+ 51.50m。
5、高炉煤气封头降低高度后，煤气封头角度变为48度，煤气封头角度变小后，不再能承载煤气上升管等的重力，将煤气上升管等的重力，由炉体承重转移至25.0 m平台，煤气导出管上装膨胀节（为防止煤气上升管等的重力传递到煤气封头上，石钢和公司炼铁厂均装设有膨胀节）。
6、除煤气导出管和煤气上升管对接部分改造外，其它煤气上升管和下降管尽可能利用现有、不做变动。
对煤气封头到煤气下降管部分做内喷涂。
#二、煤气二次均压目前1#450高炉系统煤气加压机能力小，勉强维持现有干除尘需要，考虑两个方案。
1、2#450高炉系统煤气加压机能力富余，所以在2#450高炉系统煤气加压机后的管道上设置两个阀门，实现分别用于对两座高炉炉顶进行二次均压。
2、将现有1#450高炉煤气加压机（型号不变）由3m3/min，加大为15 m3/min 。
、氮气系统2#450高炉系统（炉顶和风机）目前使用量约为250m3/h，两座高炉则为500 m3/h,留有余地应按600 m3/h考虑，选择以下其中一个方案。
四喷嘴对置式气化炉拱顶加高扩产增效改造实践屈政【期刊名称】《《煤化工》》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】3页(P47-49)【关键词】四喷嘴对置式气化炉; 拱顶; 耐火砖; 工艺烧嘴; 寿命【作者】屈政【作者单位】兖矿鲁南化工有限公司山东滕州277500【正文语种】中文【中图分类】TQ052兖矿鲁南化工有限公司东厂区（原兖矿鲁南化肥厂）有德士古气化炉3台和四喷嘴气化炉1台，西厂区（原兖矿国泰化工有限公司）有四喷嘴气化炉3台。
2012年5月，由于企业改制，将原兖矿鲁南化肥厂和原兖矿国泰化工有限公司组建为兖矿鲁南化工有限公司。
西厂区的1#、2#气化炉于2005年投产，均由哈尔滨锅炉厂有限公司生产制造，2台气化炉均属于第三类压力容器，设备主要受压元件的板材为S1387Gr113l2及S1387Gr113l2+316L轧制复合钢板，其中激冷室壳体采用316L轧制复合钢板。
该设备由中国化学工程第三建设有限公司安装施工，并于2005年7月投用，截至2015年10月累计运行时间均超过50000 h。
西厂区3#气化炉由大连金州重型机器集团有限公司生产制造，于2007年6月完工，设备净重213080 kg，燃烧室板材为SA387Gr22Cl2，激冷室的材质为SA387Gr22Cl2+3162。
3#气化炉烧嘴室平面到拱顶封头高度为2837 mm（比1#、2#炉未改造前的高度长1554 mm），长径比为 1.68。
在气化炉运行过程中，1#、2#炉由于拱顶砖寿命偏短，影响系统负荷。
参考3#炉因拱顶较高，耐火砖寿命明显较长，对1#、2#炉进行了分析、核算，确定了1#、2#炉拱顶加高的扩产增效方案，现介绍如下，供相关装置技改参考。
1 改造原因1.1 1#、2#气化炉存在设计缺陷，影响系统负荷运行初期，由于气化炉拱顶长径比过小，拱顶砖运行寿命偏短，导致1#、2#气化炉生产负荷一直未能达到设计要求，严重制约公司的生产运行。
造气炉的加高改造
王占成、戴振海
辽宁省·瓦房店轴承动力有限公司
1 有效高度的定义
现φ2.6、φ2.4m造气炉，都是从φ1.98m炉扩径而演变成的。
近年来各厂逐渐发现，扩径后虽然造气炉的生产能力得到增加，但物料消耗却没明显降下来。
经过探讨，人们发现扩径应与加高炉体同时进行，于是衍生出了高径比的理论，提倡高径比应大于2。
在此理论的指导下，很多厂进行了造气炉改造，并获得成功。
但我们认为，高径比的提法是不准确的。
所谓径，给炉内的各种气化反应提供了一个相对面积，使气化剂能保持一个合理流速。
所谓高，则给反应提供了相应的时间。
炉径大，入炉的风量、蒸汽量就大，但其流速与小炉径没有差异。
既然单位面积通过的气化剂量是相同的，那么其反应所需时间也应是相同的，所需高度就应该是相同的。
这个高度就是炭层高度，应从灰盘开始算起。
为了使从炉顶部进入的蒸汽分布得均匀，尽量减小炉内气化剂发生偏流，炭层上部还应有一个缓冲空间，这个空间还应保证减少吹出物，其界定高度应从炭层顶部至气体出口管的中心，且需大于出口管半径。
这部分空间的高度，就是缓冲高度。
我们把炭层高度与缓冲高度之和，即从灰盘到出口管中心高度称为有效高度。
而有效高度应是一个固定值，无论是φ1.98、φ2.26、φ2.4m炉还是φ2.6m造气炉，都应保持这个有效高度。
现在回顾φ1.98、φ2.26m造气炉，当时若能提高炉体高度使之达到有效高度，产气量和消耗应当会有很大的改观。
2 有效高度的确定
原造气炉从灰盘到顶盖耐火层高度为4000mm，炭层高度从灰盘算起约3000mm。
从炭层到顶盖耐火层虽然名义高度为1000mm，但炭层距出口下沿才200mm，其缓冲高度从出口管中心算起，只有600mm。
故有效高度在3600mm左右。
炉内炭层习惯上分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层。
改造后，应在最上部增加一个预热层，其作用是吸收煤气余热，降低煤气温度，预热新加入的煤炭。
有的单位提出，炭层高度应在4000mm左右，我们认为这个高度是合理的，炭层高度从灰盘算起应为4000mm，从炉箅顶算起应为2500mm左右。
如果厂房空间允许，从出口管以下炉体应加高1000mm，使炭层高度提高1000mm，达到4000mm，有效高度达到4600mm。
造气炉的改造，首先就应该使炭层得到加高，这是改造的根本目的。
把出口管挪到炉顶部，是一个很好的方案。
改造后，炭层可以提高600mm，上部仍有400mm高的缓冲空间，况且蒸汽可以在预热层进行再分布，真正的缓冲高度其实超过400mm。
如果可能炉体再加高600mm以上则会更好，确保炭层可以提高1000mm。
由此可以得出以下结论：出口管为侧出，造气炉体应加高1000mm；出口管改为顶部出，炉体可不加高或加高600mm。
有效高度应大于4600mm，这个高度适合所有从φ1.98m炉扩径而来的造气炉。
3 改造建议及说明
只要炉体加高，出口管就要改动，建议借此机会把出口管改到炉顶部。
1）炉体加高600mm，没有条件也可不加高。
提高炭层高度，使原料煤在炉内缓慢升温，防止骤然升
温过快而造成块煤破碎。
由于新增的煤吸收煤气出口热量，增加了炉内蓄热，提高了热效率。
上行煤气温度控制在200℃左右，不宜低于160℃，以避免露点腐蚀。
由于煤气温度低，可不用安装废锅。
经过计算可知，煤气温度降低100℃，每1km3煤气可减少热损失142400kJ，相当于节约4.8kg标煤。
炭层提高后φ2.4m炉上部空间，由原来的4.5m3降为2.7m3，减少了1.8m3。
原来上吹后在炉上部积存的煤气，下吹时返回炉内烧掉，而改造后每循环可少返烧煤气1.8m3，每小时节约54m3煤气。
此外，降低煤气温度，减少了洗气塔负荷。
2）出口管与顶盖连接的一段要采用壁厚13mm的钢管，内部不用再砌筑耐火层。
弯头以后的管段可采用普通壁厚的钢管。
3）也可采用某设备制造厂新研制的全夹套炉体，顶部为椭圆型封头，出口管设在顶部。
4）尽可能采用自动加煤技术。
4 结语
我公司按此方案进行了改造（暂没更换夹套），改造后的生产实践证明，改造理念是合理的，生产能力提高了约80%，消耗大幅下降，实现了预期目标。
