煤氣爐爐箅技術(shù)更新綜述

(全國造氣技術(shù)咨詢部，上海 200062)

固定床煤氣爐的爐箅，是煤氣爐的核心部件，是影響發(fā)氣量和降低煤耗的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)氣化有著頭等重要的意義。長期以來大家不斷研究創(chuàng)新，筆者在此對(duì)這些改進(jìn)作簡單的論述。

1 爐箅型號(hào)的更新

早期爐箅的型號(hào)有星型、傘型、雙層型、塔型、多邊型(前蘇聯(lián)引進(jìn))、平其型(日本國引進(jìn))等。上述各型號(hào)爐箅存在諸多缺點(diǎn)，如布風(fēng)不勻、無破渣能力、使用壽命短等，因此，造成煤氣爐氣化強(qiáng)度低，煤耗高，直接影響到企業(yè)的效益。

上世紀(jì)80年代開發(fā)出LZ型和徑向型爐箅，改變了傳統(tǒng)爐箅的缺點(diǎn)，使?fàn)t箅進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了許多類似爐箅。如CF、LZ—3、M—6、ZL、IZ—24型等等。

目前性能較好的有ZL型、DF型、GL型、WD型等爐箅。

2 層數(shù)及邊數(shù)的變化

以前爐箅大都為4～5層，現(xiàn)在逐漸發(fā)展到6層、7層、8層，最近有專家開發(fā)出φ3 600 mm爐爐箅，提高到11層，準(zhǔn)備應(yīng)用在新疆富氧空氣連續(xù)氣化爐上(用煙煤造氣，煤噸價(jià)40多元)。層次的增加對(duì)爐膛合理布風(fēng)有很大的好處，使氣化劑通過爐箅更科學(xué)合理。近年來有專家對(duì)空氣在爐箅中的走向進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)層次改多后，不僅布風(fēng)更均勻，更重要的是爐箅的布風(fēng)強(qiáng)度(首次提出，后面細(xì)述)改變了，從而使?fàn)t箅進(jìn)風(fēng)量增大，最終提高了煤氣爐的氣化強(qiáng)度。

爐箅的形狀，以前大都是圓型，后來開發(fā)的爐箅將F層改為4邊型，使F層有了缺口，最大直徑的邊與夾套鍋爐保持200 mm距離，利用F層的圓缺口，增加爐箅破渣功能。目前的狀況是6邊型為多數(shù)，也有開發(fā)出5邊型和7邊型的，因在制造和安裝上有難度，未能實(shí)施。從破渣功能上考慮，邊數(shù)越多，越接近圓型，破渣能力就越弱。破渣能力最大的還是4邊型。

3 爐箅通風(fēng)面積的變化

爐箅通風(fēng)面積的大小，直接影響煤氣爐的氣化強(qiáng)度。根據(jù)熱平衡原理計(jì)算，生產(chǎn)1 m3半水煤氣，需0.9 m3空氣。發(fā)氣量越大，需要的空氣也就越多。原來設(shè)計(jì)的爐箅通風(fēng)面積都偏小，阻礙發(fā)氣量的提高。如原來φ2 260 mm爐通風(fēng)面積僅為0.175～0.216 m2，后來逐步擴(kuò)大到0.5 m2。又如φ3 000 mm爐，原通風(fēng)面積僅為0.9 m2，現(xiàn)在擴(kuò)大到1.1～1.5 m2。其他爐型都有不同程度的提高。因此，目前發(fā)氣量的提高，與爐箅通風(fēng)面積擴(kuò)大有著重要的關(guān)系。

關(guān)于爐箅通風(fēng)面積，有兩點(diǎn)必須說明。一是通風(fēng)面積的計(jì)算，曾經(jīng)有過爭論，按照科學(xué)的計(jì)算(也是傳統(tǒng)的計(jì)算)，應(yīng)該以層間內(nèi)垂直于氣流方向的最小直徑來計(jì)算，有人用爐箅外圍接觸到爐渣的外面積來計(jì)算，這是錯(cuò)誤的。原理很簡單，房間的一個(gè)窗戶，是錐形的，外面的通氣面積為1 m2，而內(nèi)部的通氣面積僅0.1 m2，顯然空氣和陽光，只能通過0.1 m2的面積進(jìn)入房間，外面的面積再大也無用。二是通風(fēng)面積并非越大越好。一個(gè)理想爐箅的設(shè)計(jì)是要全面考慮的，一般各部位尺寸合理就可以了。

4 爐箅布風(fēng)強(qiáng)度

吹風(fēng)強(qiáng)度是指爐膛單位截面通過的風(fēng)量。布風(fēng)強(qiáng)度是近來專家提出的。專家認(rèn)為，爐箅外風(fēng)道單位長度、單位時(shí)間通過的風(fēng)量為布風(fēng)強(qiáng)度，具體分為平均布風(fēng)強(qiáng)度和各層布風(fēng)強(qiáng)度。

爐箅平均布風(fēng)強(qiáng)度，是爐箅單位時(shí)間內(nèi)通過的總風(fēng)量與爐箅各層外風(fēng)道長度總和之比。爐箅各層布風(fēng)強(qiáng)度，是指爐箅各層在單位時(shí)間內(nèi)通過的風(fēng)量與各層外風(fēng)道長度之比。

有關(guān)布風(fēng)強(qiáng)度的計(jì)算非常復(fù)雜。如平均布風(fēng)強(qiáng)度、各層布風(fēng)強(qiáng)度、風(fēng)道長度、各層布風(fēng)量的計(jì)算等等。因計(jì)算過程和計(jì)算方法很復(fù)雜，在此不再贅述。

5 HW型調(diào)節(jié)風(fēng)量爐箅的研制

爐膛截面上布風(fēng)是否均勻，是影響發(fā)氣量和衡量爐箅是否理想的關(guān)鍵。因原料品種和粒徑不同，加煤方法，料層高低，以及風(fēng)機(jī)風(fēng)壓等等，都會(huì)影響到爐箅布風(fēng)。為了實(shí)現(xiàn)合理布風(fēng)，福建三明林紅衛(wèi)研制出一種可以調(diào)節(jié)爐膛各區(qū)進(jìn)風(fēng)量的爐箅。該爐箅的設(shè)計(jì)工作全部完成，發(fā)明專利已批復(fù)，目前進(jìn)入制造和等待試用階段。一旦使用成功，將為煤氣爐高產(chǎn)低耗作出新貢獻(xiàn)。

6 爐箅的材質(zhì)和使用壽命

爐箅的材質(zhì)起初大都是鑄鐵的，因鑄鐵耐高溫性能差，使用壽命短，有的只能用3個(gè)月，長者不到1年。現(xiàn)在將材質(zhì)改為鑄鋼后，因鑄鋼具有耐高溫特性，使用壽命都較長，一般可在18～24個(gè)月，長者可用到3年以上。

7 爐箅技術(shù)更新帶來的效益

爐箅改進(jìn)后，給化肥企業(yè)帶來的效益是非常明顯的。如φ2 600 mm爐，原來燒優(yōu)質(zhì)塊煤，日產(chǎn)氨35～40 t，現(xiàn)改燒煤棒，日產(chǎn)氨可達(dá)48～50 t。再如，φ3 000 mm爐以前燒晉城洗中塊，日產(chǎn)氨僅50 t左右(原化工部派專家現(xiàn)場測定)，現(xiàn)在改燒煤棒，日產(chǎn)氨可達(dá)到80 t以上。上述成果的取得雖然與多種因素有關(guān)，筆者認(rèn)為爐箅技術(shù)更新起著非常重要的作用。

8 固定床煤氣爐增產(chǎn)節(jié)能路在何方

半水煤氣的生產(chǎn)，是合成氨的重要部分，從成本和消耗上占60%左右。因此，研究煤氣爐增產(chǎn)降耗，是企業(yè)的首項(xiàng)工作。除了本文論述的以外，筆者認(rèn)為還要注意以下問題，才能為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。

(1)科學(xué)應(yīng)用好自動(dòng)閥門。

(2)降低煤氣爐系統(tǒng)阻力。

(3)抓好入爐煤的質(zhì)量(包括煤球和煤棒)。

(4)各種設(shè)備在訂購時(shí)不但要選擇功能好的，更要選擇好的制造廠。

(5)對(duì)有些新技術(shù)和新設(shè)備，要經(jīng)過認(rèn)真考察和研究，千萬不要重復(fù)上世紀(jì)70年代化肥企業(yè)中的一種不正之風(fēng)，即“一上，二下，三垮臺(tái)，四重來。”前幾年出現(xiàn)的一種異形爐，許多企業(yè)不經(jīng)科學(xué)論證，一起上，最終無效益，又下來。類似情況很多，不一一贅述。

綜上所述，一個(gè)企業(yè)要發(fā)展，要進(jìn)步，必須要全方位考慮。首先要提高各級(jí)人員的素質(zhì)，一定不要蠻干。有的企業(yè)讓員工拼命加班，形成“白加黑”，“五加二”，然而效果并不是某些領(lǐng)導(dǎo)想象的，反而是長期虧損，年虧損少則數(shù)千萬，多則過億，然而同類企業(yè)，年嬴利在億元左右。因此，科學(xué)合理地管理，顯得尤為重要。