白煤消耗高的原因分析.doc

白煤消耗高的原因分析- 山西丰喜肥业（集团）股份有限公司临猗分公司下辖三个合成氨厂、一个尿素分厂、一个甲醇分厂，具有年产综合氨40万吨，尿素60万吨，甲醇15万吨的生产能力。合成氨生产是以白煤为原料，采用固定床造气技术和双甲工艺，三个合成氨厂共有造气炉25台，其中2650造气炉18台，2400造气炉7台。 1、 序 在竞争激烈的氮肥市场中，面对白煤价格的不断飚升、运输费用不断上涨以用化肥价格不低迷，企业要生存发展就应向规模、管理和技术三个方面要效益。氮肥企业是高度连续性和技术密集性企业，而造气车间是合成氨生产龙头车间，是两煤一电的重要消耗基地，生产成本和能耗占很大的比例，所以我公司各级领导都很关注造气。因此分析白煤消耗高的原因，找出降低白煤消耗的办法，对提高生产管理水平和企业经济效益有很大的意义。 2、客观因素影响 21煤碳性质 211含水量 入炉煤全水份含量要求在6%以下，水份过高有以下影响： a、煤的表面粘附着的煤粉筛不干净，造成含粉率上升，影响炉况的稳定； b、由于水份蒸发，增加煤气炉的热损失，使消耗增大； c、使床层阻力增加，炉温下降，蒸汽分解率降低，影响半水煤气的质量与产量，严重时使炉况恶化； d、有关资料表明，入炉煤水份每增加1%，可使煤耗上升5Kg/T.NH3 212粉煤 入炉白煤水份含量高、机械强度差或筛分效率差是粉煤含量高的重要原因，当含粉高的白煤投炉之后会造成炉膛阻力增大和通风不均，使炉内工况恶化，带出物增加，消耗增大（集尘器回收率仅为60-80%，我公司造气回收的粉煤二折一的消耗计算返回造气车间）。特别是烧小粒度或劣质煤时粉煤明显高，入炉粉煤每增加0.3%，可使煤耗上升17 Kg/T.NH3 213热稳定性 热稳定性可以理解为白煤在落入高温区时保持其块度的性质，它与白煤的形成年代、煤化程度有关。热稳定性较差的煤，在高温下极易炸裂，严重时块煤入炉后全部变成粉状，无法正常生产。 214煤矸石、灰分 煤矸石是指煤矿在建井或生产过程中排出的一种混杂岩体。而灰份则为煤中的矿物质，有原物植物带来的，也有是在煤形成过程中或生成后由外界进入的。他们的主要成份是SiO2和AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等组成。固定床煤气炉一般要求入炉白煤的灰分含量小于2%，否则有以下危害： a、相对地降低了有效碳含量，使煤的发热值降低，在燃烧或气化过程中妨碍气化剂与碳的热触，影响气化剂的扩散，也降低燃料的化学活性。 b、不仅使气化条件复杂化，而且加重排灰设备的负荷，使磨损加重。 c、煤矸石增加1%，可使煤上升耗16 Kg/T.NH3且增加排灰量。总公司倡导“精料”，今年三厂造气和一厂造气狠抓捡煤矸石工作，使白煤消耗大幅度下降。因我车间煤种更换频繁，当烧矸石含量高的煤如竹林山碳时，消耗明显上涨，且会连续几天影响炉况稳定运行。前半年成功试烧小粒度煤关键是粒度均匀，几乎没有矸石，但近期情况突变，粒度明显下降，而且矸石含量超过6%，造成消耗波动较大。 d、矸石的灰熔点往往低于煤的灰熔点，含量过高易造成煤气炉内结大块。 215固定碳 除去水份、灰份、挥发份、硫份之外剩余的可然物质称为固定碳。因固定碳是燃料中唯一有效物质，所以希望其越高越好。固定碳含量高的煤发热值高，消耗自然低。我公司近三个月已将其纳入考核，效果也非常好。 216灰熔点 煤的灰熔点是影响炉内工况的好坏和炉温高低的主要因素之一。2005年一分厂2月试烧宁夏煤，就是因该煤的灰熔点低，控当蒸汽波动时造成炉内结大块，煤气炉被迫停炉。另外灰熔点低的白煤产生的半水煤气成份中CO2和CH4含量高，这将会降低有效气体含量，增加放空量，影响合成氮产量，导致白煤单耗增高。 22设备原因 221系统阻力 2 白煤消耗高的原因分析 因系统阻力的影响，煤气炉产气量低，所产煤气不能及时送出，一方面造气供气紧，另一方面还造成消耗高。2004年三厂造气和2006年二厂造气煤气总管改造后，炉况较稳，白煤消耗大幅度下降，就是一个成功的例子。降低系统阻力的另一个方面就是采用联合过热器。将“一炉一器一塔”变成“多炉一器一塔”，使煤气生产过程的阻力减少。同时使自产蒸汽量增加，达到节能降耗的目的。降低系统阻力的第三个方面就是适当降低或取消洗气塔入口管插入水封的深度。在生产实践中我们根据流程、设备的特点，已取消洗气塔插入水封，采用煤总阀控制。 222炉型 主要是煤气发生炉的高径比，高径比大，炉内蓄热能力大，热利用效率高，白煤消耗也相应低。 223风机 其压力和风量要与炉型和白煤特点相匹配，否则会使炉况不稳，热利用效率差，引起消耗波动。 224煤气总管颜色 以前我公司的煤气总管的颜色是灰色，落上煤灰后几乎成了黑色。在夏日的阳光下煤气总管表面温度可达60-70，别说散热，管内的半水煤气还会被加热。2004年化肥一厂将管道颜色刷成银白色，结果一厂机煤气温度下降了5-8，总氨产量有明显的提高，白煤消耗也大大下降。 225炉箅 作为造气炉的“心脏”，炉箅对造气炉的稳定运行非常关健。衡量炉箅质量的好坏应从布风是否均匀、耐磨耐冲刷性是否好、材质的冷热强度是否够、破渣能力是否强等。由于近几年入炉白煤品种变化多，以及小粒度煤、煤球、甚至劣质煤造气的广泛应用。使得专用炉箅在我厂得到广泛应用：一厂造气9台炉全部采用兴亚7层新型炉箅，二厂造气有5台炉采用兴亚小粒度煤专用炉箅，三分厂5台炉采用兴亚7层新型炉箅，效果较好，但二厂造气使用非小粒度煤专用炉箅效果就差得多。 226灰门高度 完好的破渣条（保护条）及适合位置也很重要，破渣条伸出夹套过长，排渣困难；破渣条伸出夹套过短，易出现溜炉、跨碳等现象。经过反复试验，我们发现烧小粒度煤的灰门高度控制在220-250mm，烧中块煤的灰门高度过控制在270-300mm，效果较好。 23天气原因 雨雪天气时，入炉白煤含水量高，上行气带走热量多，同时白煤上粘附的粉煤多，特别是小粒度煤更明显，这样既增加消耗，又影响供气。针对这个问题，我公司原料分厂已在雨雪天对白煤覆盖，使入炉白煤含水量得到有效控制。 空气温度升高时气体体积膨胀，使送出有效气体的量会减少，在鼓风机送风量（体积）不变的情况下，造成实际吹风量的下降。为保证有效吹风量被迫延长吹风时间，但是这样又造成制气时间的下降。在吹风过程中，随着空气的继续送入，燃料层的温度将不断升高，吹风气组分也开始变化，CO2随着吹风时间的延长逐渐减少，CO则随着吹风时间的延长而增加，增加白煤消耗。这就是夏天合成氮生产中白煤消耗高的一个重要原因。 24其它原因 其它原因如计量不准确、频繁更换煤种造成炉况不稳等也会使白煤消耗过高。 3主观因素影响 在操作煤气发生炉的生产管理过程中，外界条件影响较大，加之很多数据无法直接测量，自动化程度低，经验因素多。操作方面有以下影响： 31气汽比例失调，炉面/炉底温度控制不合理 上下行气带走热量多，热能利用效率低，蒸汽分解率低。这种情况在供气紧时尤其严重，为追求蒸汽分解量，往往要加大蒸汽用量，虽然使供气情况得到改善，但因蒸汽分解率大大降低，未分解的蒸汽带走热量多，使消耗增高。 32蒸汽温度 从蒸汽和碳反应机理得知，蒸汽进入炉内后，在参与反应之前与炽热的碳发生吸附，而后与碳发生化学反应。入炉蒸汽带水时，所带的水会在炉内吸收热量，造成炉温下降。目前气化层温度一般在1300左右，而此时吹风效率只有15%，所以一旦蒸汽温度低，需要消耗更多的白煤来提供热量。所以要求在生产中应根据蒸汽温度变化及时调节汽气比例。 3 白煤消耗高的原因分析 2006年我公司投资1500多万元，新建、改建了三套吹风气回收系统。吹风气回收系统的投运，使造气炉的全部采用过热蒸汽，蒸汽分解率大大提高，造气循环水外溢的现象得到彻底解决。 33炉况不正常，发生翻炉或溜炉，加煤频繁 操作中应根据原料和入炉蒸汽的变化及时调节百分比、蒸汽给入量、炉条机转速，防止火层上、下移动，保持灰层稳定，炉况正常。不同时期的炉况宜采用不同的处理办法，工艺调整的关健在于对炉况判断和对炉况发展有预见性。只有将影响有效控制，才会将炉况波动降到最低，保持煤气炉的长期稳定运行。 34吹风量不合适 吹风量过大，显热带走多，这就是所谓“大吃大拉”，造成消耗高、吹风量过小，炉温度低，蒸汽分解率低，这就是所谓“开太平炉”此时常伴随供气紧，H2低甚至O2高等负面影响。 35炉渣质量 白煤经过气化反应后，重量可以减少到原来的1/4左右，灰渣质量的好坏也是影响白煤消耗高低的原因之一。烧中块煤时炉渣块度一般以拳头大小、烧粒度煤一般以鸭蛋大小为宜。渣块大，夹碳多且排渣困难；炉渣过碎表明燃烧不完全，渣中含碳量必然会高。影响炉渣质量好坏的主要因素是炉内气化层温度和炉箅通风均匀程度、白煤中矿物质的化学组成和存在方式等，都会影响炉渣状态的形成。 4宏观调控 当前我公司的白煤消耗计算方法是：白煤单耗=净烧煤量/总氨产量。由此可以看出，要降低白煤单耗，需从提高总氨产量和降低净烧煤量两方面抓。前面讲了如何少烧煤、多产气，下面谈一谈如何多产氨、多算氨。 41降低氨耗 因为需用尿素量来折算总氨，所以必须严格控制尿素氨耗，提高合成氨的利用率，减少排放量，搞好增产节支。 42减少跑、冒、滴、漏 由于合成氨生产的高度连续性，降低白煤消耗要从全局控制，稳定工艺指标，严格执行操作规程，消除跑、冒、滴、漏，供气稳定，尽量避免加减量，使吨氨气耗最低。当后工段出现故障，发生泄漏或排放时，会造成半水煤气流失，降低总氨产量。2004年后半年二厂气柜泄漏日渐严重，使吨氨气耗升高。2004年10月25日停车检修时，5000M3气柜从85%降到50%时间为90分钟，跑气率为1667M3/H。（相当于0.5T.NH3 /H ） 43加强生产管理，减少白煤利用率 生产中我们制定造气生产特殊奖，从经济上激励管理人员和操作人员，将工艺指标、消耗目标完成情况与管理人、操作人员的奖金挂钩，极大地调动了各级人员的积极性。 44做好政策引导，搞好人才梯队建设，保证后继有人，有高素质的人。 再好的设备是由人来操作，再好的想法是由人来完成。我公司不断改善造气车间的工作环境，强化职工技能培训，减少职工劳动强度，实施政策倾斜，因此创造吸引人、留人的环境，使得造气人才层出不穷。 45控制上煤质量 上煤时要控制好水份、含粉率、煤矸石、粒级范围等为稳定炉况，降低消耗铺平道路。 46提高设备长周期运行水平 提高设备检修质量，加强设备维护，尽量减少倒机（炉）机会，贯彻落实总公司的“连运”精神，保证设备长周期稳定运行。 5结束语 分析白煤消耗高的原因是为了更好的降低白煤单耗，降低合成氨的生产成本，提高企业的经济效益，为生产管理指明方向。 51要进一步完善考核方案加强量化管理，充分调动干部职工的积极性。 特别是烧小粒度煤、型煤、劣质煤时，因制造成本低，吨氨成本约为优质块煤的85%左右，企业效益明显，但炉况管理难度大，需要付出更多努力，生产管理中应予以政策上的倾斜。 52工作重点的转换 化工生产特点是高度连续性和技术密集型。控制好消耗，把好产品质量关健是抓好造气和尿素两大消耗大户，控制中间流程，这样才会从根本上提高企业的经济效益。 53采用新设备、新工艺、新技术，提高单炉发气量 这既是为安全生产，更是为提高企业的经济效益所采取的措施。2006年，面对化肥市场的低迷和奖金紧张的局面，我公司投资1500多万元新建、改建了三套吹风气回收系统。投资600多万元对二厂造气车间的