煤气炉炉箅技术更新综述

2014-04-03

化工设计通讯 2014年2期

关键词：风道气量气化

(全国造气技术咨询部，上海 200062)

固定床煤气炉的炉箅，是煤气炉的核心部件，是影响发气量和降低煤耗的关键设备，对气化有着头等重要的意义。长期以来大家不断研究创新，笔者在此对这些改进作简单的论述。

1 炉箅型号的更新

早期炉箅的型号有星型、伞型、双层型、塔型、多边型(前苏联引进)、平其型(日本国引进)等。上述各型号炉箅存在诸多缺点，如布风不匀、无破渣能力、使用寿命短等，因此，造成煤气炉气化强度低，煤耗高，直接影响到企业的效益。

上世纪80年代开发出LZ型和径向型炉箅，改变了传统炉箅的缺点，使炉箅进入了一个新的时代，在此基础上，出现了许多类似炉箅。如CF、LZ—3、M—6、ZL、IZ—24型等等。

目前性能较好的有ZL型、DF型、GL型、WD型等炉箅。

2 层数及边数的变化

以前炉箅大都为4～5层，现在逐渐发展到6层、7层、8层，最近有专家开发出φ3 600 mm炉炉箅，提高到11层，准备应用在新疆富氧空气连续气化炉上(用烟煤造气，煤吨价40多元)。层次的增加对炉膛合理布风有很大的好处，使气化剂通过炉箅更科学合理。近年来有专家对空气在炉箅中的走向进行了研究，发现层次改多后，不仅布风更均匀，更重要的是炉箅的布风强度(首次提出，后面细述)改变了，从而使炉箅进风量增大，最终提高了煤气炉的气化强度。

炉箅的形状，以前大都是圆型，后来开发的炉箅将F层改为4边型，使F层有了缺口，最大直径的边与夹套锅炉保持200 mm距离，利用F层的圆缺口，增加炉箅破渣功能。目前的状况是6边型为多数，也有开发出5边型和7边型的，因在制造和安装上有难度，未能实施。从破渣功能上考虑，边数越多，越接近圆型，破渣能力就越弱。破渣能力最大的还是4边型。

3 炉箅通风面积的变化

炉箅通风面积的大小，直接影响煤气炉的气化强度。根据热平衡原理计算，生产1 m3半水煤气，需0.9 m3空气。发气量越大，需要的空气也就越多。原来设计的炉箅通风面积都偏小，阻碍发气量的提高。如原来φ2 260 mm炉通风面积仅为0.175～0.216 m2，后来逐步扩大到0.5 m2。又如φ3 000 mm炉，原通风面积仅为0.9 m2，现在扩大到1.1～1.5 m2。其他炉型都有不同程度的提高。因此，目前发气量的提高，与炉箅通风面积扩大有着重要的关系。

关于炉箅通风面积，有两点必须说明。一是通风面积的计算，曾经有过争论，按照科学的计算(也是传统的计算)，应该以层间内垂直于气流方向的最小直径来计算，有人用炉箅外围接触到炉渣的外面积来计算，这是错误的。原理很简单，房间的一个窗户，是锥形的，外面的通气面积为1 m2，而内部的通气面积仅0.1 m2，显然空气和阳光，只能通过0.1 m2的面积进入房间，外面的面积再大也无用。二是通风面积并非越大越好。一个理想炉箅的设计是要全面考虑的，一般各部位尺寸合理就可以了。

4 炉箅布风强度

吹风强度是指炉膛单位截面通过的风量。布风强度是近来专家提出的。专家认为，炉箅外风道单位长度、单位时间通过的风量为布风强度，具体分为平均布风强度和各层布风强度。

炉箅平均布风强度，是炉箅单位时间内通过的总风量与炉箅各层外风道长度总和之比。炉箅各层布风强度，是指炉箅各层在单位时间内通过的风量与各层外风道长度之比。

有关布风强度的计算非常复杂。如平均布风强度、各层布风强度、风道长度、各层布风量的计算等等。因计算过程和计算方法很复杂，在此不再赘述。

5 HW型调节风量炉箅的研制

炉膛截面上布风是否均匀，是影响发气量和衡量炉箅是否理想的关键。因原料品种和粒径不同，加煤方法，料层高低，以及风机风压等等，都会影响到炉箅布风。为了实现合理布风，福建三明林红卫研制出一种可以调节炉膛各区进风量的炉箅。该炉箅的设计工作全部完成，发明专利已批复，目前进入制造和等待试用阶段。一旦使用成功，将为煤气炉高产低耗作出新贡献。

6 炉箅的材质和使用寿命

炉箅的材质起初大都是铸铁的，因铸铁耐高温性能差，使用寿命短，有的只能用3个月，长者不到1年。现在将材质改为铸钢后，因铸钢具有耐高温特性，使用寿命都较长，一般可在18～24个月，长者可用到3年以上。

7 炉箅技术更新带来的效益

炉箅改进后，给化肥企业带来的效益是非常明显的。如φ2 600 mm炉，原来烧优质块煤，日产氨35～40 t，现改烧煤棒，日产氨可达48～50 t。再如，φ3 000 mm炉以前烧晋城洗中块，日产氨仅50 t左右(原化工部派专家现场测定)，现在改烧煤棒，日产氨可达到80 t以上。上述成果的取得虽然与多种因素有关，笔者认为炉箅技术更新起着非常重要的作用。