加强造气动态管理 从源头上控制联碱成本

王兴荣,严国庆,曹学臣,陈勇虎,张兴娟

(甘肃金昌化学工业集团有限责任公司,甘肃 金昌 737100)

企业管理

加强造气动态管理 从源头上控制联碱成本

王兴荣,严国庆,曹学臣,陈勇虎,张兴娟

(甘肃金昌化学工业集团有限责任公司,甘肃 金昌 737100)

联碱成本的高低主要取决于合成氨成本的高低,合成氨成本的高低取决于造气工序的控制。结合生产实际,分6个方面了阐述如何稳定造气工艺和如何用动态的思维进行造气操作管理。

合成氨;造气;动态管理

目前,我国煤炭供应日趋紧张,特别是无烟块煤,其价格一路飙升,使合成氨成本也随之不断攀升。在联碱原材料成本中,氨消耗占总成本50%,而合成氨成本中煤炭成本占60%～70%,所以作为合成氨生产的“龙头”造气工序,其生产水平的好坏将直接影响到企业的经济效益。对于如何加强管理稳定炉况的问题,下面谈一下笔者的经验和体会。

一是为造气在原料质量上创造条件。

我公司为降低生产成本,在原煤的利用上走两条路:一是以价格较低的当地高硫煤为原料,适当掺配末煤后在保证固定碳含量的前提下,通过一定的技术压制成型煤后入炉,从多年使用煤炭的实践证明,入炉块煤比型煤的固定碳含量高。二是利用化学反应好、挥发份低、含硫低、热稳定性好的块煤和型煤搭配使用,它既保证了气化反应完全,又稳定了煤气炉碳层。同时为保证型煤加工质量,我们在型煤生产现场专门设置了型煤质量检测化验室,主要对型煤的水份、强度和固定碳等指标进行分析测定,为造气创造一个好的先决条件。

二是在造气的工艺系统上下功夫改造,千方百计降低系统阻力。

对于低压工序的造气来讲,阻力对煤气炉产气能力的发挥有着较大的影响,对φ2.4m造气系统旋风集尘器,洗气塔喷头改进,并对部分工艺管道适当地增大设备容量。

三是从稳定碳层上下功夫,确定了正常的工艺后,在合理确定碳层高度的基础上,要求碳层必须稳定。

这一点是炉况稳定的关键因素,因操作不当造成碳层波动是造气稳定的大忌。煤气炉在正常运行中,如果碳层过低,从炉温可显示出炉表温度高,蓄热能力差,会使发气量减弱,如果不及时调整将使煤带出物多,煤耗上升,生产能力下降。反之,如果碳层过高,因为吹风阻力增大,吹风效率降低,炉温逐步降低,灰的成渣率下降,而吹风阻力还会进一步加大,造成炉温低,蒸汽分解率下降,煤气产量下降,煤气中有效成份CO和 H2含量下降。因此,要把稳定碳层高度作为一项重要指标进行管理,首先应根据不同煤种和入炉煤粒度的大小来确定碳层,最好将不同粒度大小的煤种分开入炉。但这样做难度较大,或将两种大小不同的煤种混烧,但必须是小粒煤加在炉底,而大块煤加在上面,这样可以减少带出物,并且小粒煤加在下面还适当增加制气时的阻力,以获得较高的蒸汽分解率。为了能稳定炉况,在操作过程中应结合煤种的质量来确定加煤的周期和入炉煤的具体数量,调整炉况时不能两种调节手段同时进行,要根据炉内动态的变化进行有预见性的微调,应多采用微机调节,各炉手轮调节应等微机调稳后,再进行适当调整。总之,在稳定碳层方面,影响因素比较多(如炉底风压、蒸汽、入炉煤等),要想很好地掌握碳层高度,必须有预测性的调节,勤观察炉顶和炉底温度,并掌握好炉条机的转速,不可时停时开,尽量保证炉条机能匀速平稳拉灰。另外,必须根据不同季节调节好入炉风压(因为入炉风量随环境温度的变化而变化),根据单炉情况确定碳层,适合高,就定高,适合低,就定低。作为一项制度在生产过程中进行考核管理。

四是做到灰层要基本稳定。

灰层是无活性的无效区,然而灰层的稳定与否和气化层具有极强的关联性。气化层的位置调节是由上下吹蒸汽手轮和上下吹时间作为主要的调节手段,要想使气化层稳定,首先必须要使灰层稳定,也就是灰层的稳定是气化层稳定的必要条件,即使碳层确定了合理的高度以后,因灰层过厚,造成实际碳层低,吹风阻力大,效率低,同样使制气效率下降。因此为了避免上述情况,应该对各炉规定合适的灰渣层高度(应该根据不同煤种和炉况进行确定),控制炉顶温度在350℃以内,炉底温度应根据各炉实际以及入炉蒸汽温度(正常操作时应该参考上行入炉蒸汽温度)做具体的规定,以此来判断灰层下移的情况,以尽量减少灰层波动,防止下红火,溜煤。控制灰层的高度,主要通过调节炉条机转速来控制,检测判断的手段是可通过寻优观察,并且做到每班至少1～2次的探火以及通过炉底温度的变化来判断。只要维持灰层不变化,气化层位置就会稳定,可以说稳定碳层的先决条件,就是稳定灰层。

五是保证入炉蒸汽压力的稳定。

要保证炉底和炉顶温度的稳定,首先要保证入炉气化剂的稳定,其中入炉空气的量在风机确定后,流量基本确定,而气化温度的稳定和半水煤气成分的稳定和优化,关键要力求入炉蒸汽压力和流量稳定,要保证每个循环都要有足量的蒸汽入炉,才能使热量达到平衡,炉况才可以稳定。为了解决蒸汽压力稳定的问题,2006～2008年就对造气蒸汽管网进行了改造,由原来的8台煤气炉共用1根总管,改为将水夹套所产生的饱和蒸汽和联合过热器废热锅炉所产生的蒸汽合并一起送入吹风气过热后进入缓冲罐,吹风气所产生的过热蒸汽减压后送缓冲罐,外供的蒸汽也经减压后进入缓冲罐,之后分别入炉,每两台炉共用1台缓冲缸,这样对稳定入炉蒸汽压力发挥了很大的作用,消除了过去那种因为气源不足的“抢气”现象,避免了共用1根总管时,调整1台炉子的上下吹蒸汽手轮,而同时影响到其它炉子入炉蒸汽量的稳定,除此之外,为了提高煤气炉的气化强度应适当提高入炉蒸汽的温度,最好选择180～220℃的过热蒸汽,蒸汽温度过高会造成炉底、炉顶温度跑高,蒸汽消耗量增加。

六是要统一思想,确定好合理的工艺指标。

操作上思想要统一,要提高预见性,通过合理、及时、超前的调节手段,保证各项工艺指标的稳定,才能保证气化条件稳定并逐步实现优化,为了稳定工艺,选择最佳的操作控制指标是关键。如合理的上下行温度。上行温度控制过高,气体带出物多,热损失增加,还容易造成气化层上移,挂炉、吹翻,使消耗上升,合理的上行温度确定要在保证炉栅上部有一定灰层的前提下,根据原料情况制定;炉底温度也不宜过低,过低则表明灰层厚;灰没有及时排出,气化层上移,也会造成炉子吹翻,吹风阻力增加,吹风效率低,煤气有效成分差,残碳含量增加。在正常生产过程中调整炉况要根据单炉的上下吹分析,来指导上下吹手轮的调节;虽然造气炉上了寻优系统,但是,各个检测点对气体温度和对各炉内温度的测量值,只能反映炉况变化和作为操作的依据,操作中也不能仅以各点温度作为判断炉况的唯一依据,还应结合煤气成分(如CO和CO2)和产量的变化,以及原料变化后下灰的灰渣形态和质量变化,并结合经验数据进行调整,煤气炉的操作和管理难度远远大于合成氨系统的任何一道工序,煤气炉的工艺调整,操作控制是一个动态的、互动过程。因此在实际操作中碳层、灰层、炉温、入炉蒸汽压力的稳定是造气炉工艺状况稳定的前提。如果操作上没有预见性,调节滞后,操作不精心,任何好的工艺条件也会被破坏,再好的操作法也会失去作用。稳定操作的关键在于要求操作人员通过对各项操作条件的变化来分析判断,在炉况还没发生变化之前就通过合理的调整消除将要出现的问题,确保气化条件的稳定。

综合上述,只要有预见性思维,及时发现和判断出将会出现的问题就能稳住炉况,就可以管理好造气。

TQ113.264

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1005-8370(2011)04-46-02

2011-04-10