李君，王天峰，张峰，冯宇飞
（河南心连心化肥有限公司二分公司，河南 新乡453731）
［摘要］ 河南心连心化肥有限公司二分公司一期合成氨装置气化工序（采用固定床间歇制气工艺）实施富氧制气改造后，由于气化层温度快速上涨及吹风后的上吹阶段蒸汽穿透力不足，导致气化炉炉况波动、恶化甚至烧坏炉箅，于是实施了上吹增压制气技改。介绍上吹增压制气技改项目的运行情况，为使技改后运行参数的调整与固定床间歇式富氧制气生产匹配更为合理，采用正交试验法展开因素试验，用较少的试验次数较快地找出了富氧运行条件下炉况最稳的调整方案。
［关键词］ 固定床间歇制气工艺；富氧制气；上吹增压制气；正交试验；因素位级；生产匹配
［中图分类号］ TQ546［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）01-0013-03
河南心连心化肥有限公司二分公司（以下简称公司）一期合成氨装置气化工序采用固定床间歇制气工艺，于2015年实施了富氧制气的技改，提高了单炉发气量，实现了节能降耗。但随着富氧制气工艺改造潜力的不断挖掘，吹风阶段入炉空气中的氧含量提高至25%左右，导致气化层温度快速上涨及吹风后的上吹阶段蒸汽穿透力出现不足，气化炉炉况波动并恶化，甚至烧坏炉箅，影响气化炉的长周期运行。为此，公司决定在气化工段实施上吹增压制气技改。
1 上吹增压制气流程简介及机理分析
1.1 上吹增压制气流程简介
在现有0.5 MPa过热蒸汽的管道上开口配管，直接将入炉蒸汽送至接近气化层区域，通过程序调节管道上的液压阀启闭状态控制入炉增压蒸汽的时序及量。
1.2 上吹增压制气的机理分析
对于固定床制气工艺气化层温度来说，其一直追求的目标是炉内气化层温度逼近或达到原料煤的灰熔点，以使蒸汽分解率与单炉产气量尽可能地高。为了追求这个目标，我们通过观察下灰情况，并以上/下行煤气温度、灰仓温度及粗煤气CO2含量等参数作为依据，总结出了1套可实施的气化炉操作经验，但随着富氧制气工艺的实施，入炉氧含量明显提高，吹风阶段炉内反应热量的增加使得气化层温度快速上涨，气化层温度难以控制，经常出现气化层温度超过煤灰熔点，导致炉内灰渣结疤，进而引起炉况波动。
上吹增压制气是在气化层温度即将或小幅度超过煤灰熔点的时候，直接将入炉蒸汽送至接近气化层区域，利用0.5 MPa蒸汽的冲击动力，迅速穿透气化层局部正在初步形成的一定粘度的疤块，使其处于松散状态，避免形成死疤，从而稳定气化炉炉况。
2 上吹增压制气运行情况及优化调整
公司在中修期间对气化炉实施了上吹增压制气技改，气化炉随即投入了运行，投运后炉况稳定性有所改善，但运行参数如何调整才能匹配生产成了关注的重点，即系统还需进一步优化调整。
2.1 试验对比
结合气化工段以往炉况稳定性调整的经验以及上吹增压程序投运后需要调整的因素，项目小组成员通过对上吹增压制气参数调试摸索过程的探讨，借用正交试验法展开因素试验，用较少的试验次数较快地找出了富氧运行条件下炉况最稳的调整方案。
2.1.1 选位级及排因素位级表
经车间技术人员的讨论，最终确定将增压程序放置位置、上下吹手轮比例、上吹时间、增压时间作为正交试验的4个因素；因素确定后，经小组专业人员讨论，考虑每个因素分别选取3个水平进行试验，以摸索富氧运行条件下上吹增压程序如何投运及现有参数如何调整才能使炉况最佳。正交试验因素位级表见表1。
更多内容详见《中氮肥》2019年第1期