φ2 650 mm煤气炉炉顶综合优化改进小结
张亚茹，张花刚，潘春博
（河南能源化工集团安化公司，河南安阳 455133）
[摘 要] 河南能源化工集团安化公司8台φ2 650 mm煤气炉于2012年12月底由制取半水煤气送合成氨系统改为制取水煤气送乙二醇系统后，随着工艺的改变，出现送乙二醇系统原料气中N2含量较高的问题，导致原料气中有效气体（CO+H2）含量降低、变换产品气水煤气消耗升高、设备检修频繁，制定一系列优化改进措施并实施后，取得了良好的效果，带来了可观的效益。
[关键词] 煤气炉；问题；原因分析；炉顶取气管线；管线材质；布料系统；优化改进
[中图分类号] TQ 545 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2017）03-0019-03
0 引 言
河南能源化工集团安化公司是以煤为原料的氮肥企业，其造气系统以无烟块煤为原料，采用间歇式UGI型煤气炉生产水煤气及半水煤气，共有煤气炉46台，分别为φ3 600 mm煤气炉6台、φ2 800 mm煤气炉32台、φ2 650 mm煤气炉 8台（2010年进行了炉顶取气改造）。随着新装置的投运和生产工艺的不断优化改进，至2012年12月底需有24台煤气炉生产的水煤气送往安阳永金公司200 kt/a乙二醇系统作为原料气，其中16台φ2 800 mm煤气炉为配套新增设备，8台φ2 650 mm煤气炉于2012年12月底由制取半水煤气送合成氨系统改为制取水煤气送乙二醇系统。但装置投运后，随之出现了水煤气中N2含量远远超出控制指标而影响后工序消耗的问题，而且存在放空及环境污染问题，煤气炉上行管线及布料器的检修也很频繁。为解决这些问题，公司于2015年8月决定对8台φ2 650 mm煤气炉逐台进行技改。以下对8台φ2 650 mm煤气炉综合优化改进及运行情况进行总结。
1 工艺与设备概况
1.1 工艺流程
在水煤气的生产过程中，燃料在煤气炉内的气化反应分为吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹制气、空气吹净5个阶段。吹风阶段，由鼓风机输送的一次风（压力≥28 kPa）从下部进入炉膛经过燃料层与炽热的炭反应，将气化层温度提升至1 200 ℃左右，生成的空气煤气［（CO+H2）≤8%，O2≤1%，CO2≥18%，N2≥（60%～70%）］通过上行管线进入旋风除尘器除尘，再经吹风气回收阀回收至吹风气回收系统，或者通过烟囱阀进行放空；在上吹制气阶段，0.5 MPa蒸汽自煤气炉底部进入燃料层，与灼热的炭（700～1 100 ℃）反应生成水煤气；在下吹制气阶段，0.5 MPa蒸汽自煤气炉顶部进入燃料层，与灼热的炭反应生成水煤气；二次上吹的目的主要是将下部管线煤气吹除，防止进入吹净阶段的空气与煤气在下气道相遇而发生爆炸，气体流向同上吹阶段。在制气阶段，生产的水煤气［（CO+H2）≥85%，O2≤0.5%，CO2≤8%，N2≤7%］通过上行煤气阀或下行煤气阀经煤气总阀进入干式水封，依次经热煤气总管、余热锅炉、洗气塔、冷煤气总管、电除尘器、罗茨风机系统进入气柜，然后送至乙二醇系统。空气吹净阶段主要是将上行设备、管线中的煤气回收至系统，避免浪费，空气从下气道进入，经燃料层反应生产出的空气煤气与上行煤气管线中残留的水煤气一并送入气柜，之后送往后工序。以上5个阶段循环往复，过程中煤气炉工作循环主要由油压座板阀变向来实现，阀门变向主要由齿轮油泵站提供动力予以完成。
1.2 主要设备
（1）φ2 650 mm煤气炉8台：H=5 300 mm；设计产气能力6 000～8 000 m3/h ；燃料为焦炭、白煤、炭化煤球；夹套受热面积 21.1 m2，工作压力 2 kgf/cm2；炉条机为密闭式。
（2）φ2 800 mm煤气炉16台：H=6 000 mm；设计产气能力 6 000～8 000 m3/h ；原料为焦炭、白煤、炭化煤球；夹套受热面积23.7 m2，工作压力 2 kgf/cm2；炉条机为密闭式。
（3）鼓风机13台：8台φ2 650 mm煤气炉配套6台KTD500-23风机（流量500 m3/min，风压28 000 Pa，转速2 970 r/min；配套电机型号YKK-400Z，功率355 kW，电压6 000 V，电流42.53 A，转速2 979 r/min）；16台φ2 800 mm煤气炉配套7台C600-1.28风机（流量 600 m3/min，风压27 440 Pa，转速2 980 r/min；配套电机型号YB-450M1-2，功率450 kW，电压6 000 V，电流52.1A，转速2 985 r/min）。
（4）自动加煤机：型号HBLJ-Ⅱ G950-S400，有效容积0.25 m3。
（5）旋风除尘器：φ1 720 mm×9 595 mm，处理气量22 000 m3/h，工作压力为常压，工作温度300 ℃，介质为水煤气。
更多内容详见《中氮肥》2017年第3期