一、科學(xué)選擇爐型
湖北省枝江市三寧化工有限公司,2007年動(dòng)工興建50萬(wàn)噸醇氨裝置,于2008年10月份投料開(kāi)工生產(chǎn),利用晉城粉煤制煤棒為原料。
當(dāng)初關(guān)于新建生產(chǎn)裝置如何合理選擇煤氣爐做到高產(chǎn)低耗,該公司做了大量的調(diào)研和分析論證工作,曾經(jīng)在兩種方案中做出認(rèn)真的選擇:
第一種意見(jiàn):新上φ3000煤氣爐,氣化面積大,產(chǎn)氣量高。
另一種意見(jiàn):采用φ2800煤氣爐,這種爐型經(jīng)過(guò)四年的使用和不斷改進(jìn),已經(jīng)相對(duì)比較成熟可靠。
而現(xiàn)在中氮肥普遍使用的φ3000煤氣爐業(yè)績(jī)不好,中氮肥廠都紛紛將φ3000爐拆除建φ2650煤氣爐,經(jīng)過(guò)分析論證認(rèn)為老φ3000爐存在以下問(wèn)題:
1.高經(jīng)比小;
2.排渣不暢;
3.室外設(shè)備不配套;
4.爐箅性能落后。
究竟使用何種爐型呢?經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論,針對(duì)上述對(duì)問(wèn)題提出了解決辦法,最后決定上φ3000新型煤氣爐。經(jīng)過(guò)招標(biāo),興亞爐箅有限公司承擔(dān)φ3000爐箅研制任務(wù)。
二、枝江三寧公司對(duì)于新型φ3000爐箅提出如下要求
1.形式:寶塔型、八層六邊
2.總高:
3.通風(fēng)面積:
4.最大旋轉(zhuǎn)直徑:φ
5.最大層對(duì)邊最小距離:
6.爐箅外形錐角:<48~50度
7.爐箅底座高度≥
8.爐箅底座最大旋轉(zhuǎn)直徑:φ
9.爐箅與灰盤(pán)連接:φ
10.爐箅旋轉(zhuǎn)方向:逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)
總計(jì)17條。
三、新型爐箅研制
1.布風(fēng)理念:
傳統(tǒng)理念是第一層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)至第二層外緣,第二層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)至第三層外緣,第四層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)至第五層外緣,最下層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)到水夾套內(nèi)壁。爐箅布風(fēng)只與風(fēng)道下層爐箅直徑大小有關(guān),不與風(fēng)道上層爐箅直徑大小有關(guān)。
新理念是爐箅各層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng),只與該風(fēng)道上層爐箅直徑大小有關(guān),不與風(fēng)道下層爐箅直徑大小有關(guān)。
2.布風(fēng)方法:
傳統(tǒng)的百分比法,各層布風(fēng)量占總風(fēng)量的百分比,如七層爐箅布風(fēng)百分比:2.8、7.2、13.5、19.8、26.1、30.6用百分比法下層風(fēng)量比上層風(fēng)量都大,但實(shí)際上不一定如此。
新的布風(fēng)均勻系數(shù)法:將各層的布風(fēng)均勻系數(shù)計(jì)算出來(lái)后再布風(fēng)就能做到布風(fēng)合理均勻,經(jīng)計(jì)算φ3000八層布風(fēng)均勻與系數(shù)為;190、200、209、218、226、234、223。
3.為什么1~6層均勻系數(shù)越來(lái)越大?
因它上部炭層越往下越厚,炭層阻力越往下越大,因此布風(fēng)量也就隨之加大,所以布風(fēng)均勻越往下越大。
4.為什么第七層均勻系數(shù)反而小?
因?yàn)榈谄邔语L(fēng)出來(lái)后至夾套內(nèi)壁,由于邊壁效應(yīng)原因,所以它們的均勻數(shù)要小,至于小多少,要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定。
四、結(jié)構(gòu)形式
1.錐形爐箅:
爐箅第一層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)只與第二層直徑大小有關(guān)與爐箅帽無(wú)關(guān),所以爐箅帽大小始終不變;φ
2.拋物線形爐箅:
爐箅第一層風(fēng)道出來(lái)的風(fēng)只與爐箅帽大小有關(guān),與第二層直徑大小無(wú)關(guān)。同樣風(fēng)量爐箅帽大,它上面的布風(fēng)強(qiáng)度小,爐箅帽直徑小,它上面的布風(fēng)強(qiáng)度大,其他各層也是如此。在這一新的理念指導(dǎo)下,爐箅上部一、二、三層直徑都相應(yīng)加大,爐箅外形成為拋物線形。
3.八層六邊:
一般爐箅七層結(jié)構(gòu)就能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求,為什么要八層?因?yàn)樵摖t高徑比大,爐內(nèi)炭層高度約
爐箅邊形用戶(hù)要求七邊形,我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究,建議采用六邊形。其理由:煤棒灰份相對(duì)較多,排灰面積要求大,六邊形與水夾套組成的六個(gè)弓形排灰面積,比七邊形排灰面積大1/3,煤氣爐排渣暢通,多燒炭多排渣,氣化強(qiáng)度大,多產(chǎn)氣。避免出現(xiàn)老φ3000爐那樣吃下去排不出來(lái),氣化強(qiáng)度小、不產(chǎn)氣。六邊形結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),安裝灰犁方便、排灰均勻。
五、新型爐箅特點(diǎn)
1.爐箅外形錐角大,比錐形爐箅大
2.拋物線形與炭層表面相近似,與氣化層曲面相吻合,上部一、二層不會(huì)被燒壞。
3.布風(fēng)均勻,不受炭層波動(dòng)影響。
4.爐箅高
5.爐箅各層內(nèi)外折邊高度、上下層重疊面設(shè)計(jì)合理。
六、使用效果
1.爐況穩(wěn);由于布風(fēng)均勻合理,不管是大風(fēng)量強(qiáng)化制氣,還是小風(fēng)量低負(fù)荷制氣,爐況都很穩(wěn)定。
2.帶出物少;由結(jié)構(gòu)合理,上下行帶出物比七層爐箅減少30%。
3.產(chǎn)氣量大;該廠開(kāi)20臺(tái)爐日產(chǎn)醇氨1500噸,其中醇占總量的30%。
4.節(jié)煤;氣體質(zhì)量好,灰渣殘?zhí)嫉,比其爐型低 1~3%,入爐煤棒
七、經(jīng)濟(jì)效益
該煤氣爐比其它煤氣爐噸氨節(jié)約入爐煤棒
新型φ3000煤氣爐是煤氣爐發(fā)展史上又一座新的里程碑,它為煤氣化發(fā)展開(kāi)辟一條新路,為醇氨走向大型化打下了基礎(chǔ)。