隨著優(yōu)質(zhì)塊煤越來(lái)越少，煤價(jià)越來(lái)越高，化肥行業(yè)燒優(yōu)質(zhì)塊煤的機(jī)會(huì)越來(lái)越少了，小化肥為了生存已經(jīng)對(duì)原料作出重大改變：燒小粒煤，采用粉煤加工型煤，燒本地的劣質(zhì)煤。燒劣質(zhì)煤，大煤氣爐比小煤氣爐熱容量大、爐況穩(wěn)定，但大煤氣爐必須配性能先進(jìn)的爐箅，沒(méi)有性能先進(jìn)的新型爐箅，大煤氣爐反而不如小煤氣爐，大煤氣爐無(wú)法應(yīng)用到生產(chǎn)中來(lái)。如何根據(jù)原料的改變研制出新型大煤氣爐爐箅，為化肥行業(yè)高產(chǎn)低耗作出貢獻(xiàn)，這是爐箅生產(chǎn)廠家的新任務(wù)。

一、    改進(jìn)歷程

二十世紀(jì)八十年代普遍使用φ2260煤氣爐，與之匹配的爐箅是LZ型、均布型兩種爐箅，性能各有優(yōu)劣。八十年代末，肥鄉(xiāng)化機(jī)廠對(duì)LZ進(jìn)行改進(jìn)，把第五層與底座分開(kāi)，增加一層通風(fēng)，使?fàn)t箅通風(fēng)面積大大增加，特別是增加了外環(huán)區(qū)風(fēng)量，所以才使單爐發(fā)氣量從3000nm3/h提高到5000nm3/h以上，這一重大改進(jìn)為全國(guó)小化肥高產(chǎn)低耗作出重大貢獻(xiàn)。

91年之后全國(guó)小化肥興起φ2400煤氣爐，我們研制出DL型爐箅，在全國(guó)迅速推廣，其特點(diǎn)是：
    1、高度低，適合煤氣爐高徑比小，炭層薄；
    2、增加了外徑區(qū)通風(fēng)量，提高產(chǎn)氣量；
    3、強(qiáng)破渣，破渣筋頭向上翹起，爐子可強(qiáng)負(fù)荷生產(chǎn)，提高產(chǎn)氣量。
九十年代中期出現(xiàn)φ2600煤氣爐，我們研制出六層六邊爐箅，它成全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型爐箅。其特點(diǎn)是：
    1、六邊行保證炭層穩(wěn)定，炭層穩(wěn)定是煤氣爐維持正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)，只有炭層穩(wěn)定，爐況才能穩(wěn)定；
    2、合理布風(fēng)，改變過(guò)去均勻布風(fēng)；
    a、根據(jù)每層上方炭層厚薄，對(duì)氣體阻力大小進(jìn)行布風(fēng)，中間炭層薄阻力小，布風(fēng)少，邊緣炭層厚阻力大，布風(fēng)量大；
    b、根據(jù)中心區(qū)、內(nèi)環(huán)區(qū)、外區(qū)的特點(diǎn)布風(fēng)，充分發(fā)揮外環(huán)區(qū)占爐膛面積2/3的能力，來(lái)提高產(chǎn)氣量；
    c、根據(jù)爐箅各層破渣能力大小布風(fēng)，破渣能力小，布風(fēng)少；破渣能力大，布風(fēng)多。

二、新型爐箅研制

1、爐膛直徑擴(kuò)大要求新型爐箅  進(jìn)入21世紀(jì)煤氣爐有φ2600發(fā)展到φ2800爐膛直徑的擴(kuò)大必須有新型爐箅與之配套，2003年初，河南鄲城化肥廠，首先采用φ2800煤氣爐，其中爐箅仍然采用六層六邊形，使用效果很差，φ2800煤氣爐的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，是建φ2800煤氣爐，還是使用原φ2600煤氣爐，鄲城化肥廠舉棋不定。興亞公司為其專門研制的φ2800七層六邊爐箅使用后，效果很好，他們十分滿意。因此2004年初決定又建3臺(tái)φ2800煤氣爐，2005年又?jǐn)U建φ2800煤氣爐。從此2800煤氣爐在全國(guó)迅速推廣。

2、爐膛高度的要求  新建的φ2600煤氣爐高度比原來(lái)從φ2260逐步加大直徑改造而來(lái)的φ2600煤氣爐高約1米，爐內(nèi)炭層也相應(yīng)增高，這就要求有與之相匹配的爐箅才能充分發(fā)揮煤氣爐效率。φ2600煤氣爐研制人田建安高工根據(jù)爐膛高度，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出爐箅高度應(yīng)在1520—1550之間，這樣有利于建立新的氣化層曲面，增加氣化面積。因此，他提議將爐箅六層結(jié)構(gòu)改為七層結(jié)構(gòu)。我們研制的七層爐箅總高1530~1560，是新建φ2600煤氣爐最佳匹配爐箅；ZL—φ2800七層爐箅總高1620~1680，是改建或新建煤氣爐最佳匹配爐箅。

3、布風(fēng)設(shè)計(jì)探討  爐箅布風(fēng)是按人的設(shè)想分配各層風(fēng)量，這是人為分配的。氣體從爐箅出來(lái)后在爐內(nèi)料層中是如何分布的，過(guò)去無(wú)人研究，過(guò)去強(qiáng)調(diào)布風(fēng)均勻，假如布風(fēng)均勻，出風(fēng)就不均勻。我們強(qiáng)調(diào)布風(fēng)合理才能做到出風(fēng)均勻。我們使用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，各種爐箅出來(lái)的風(fēng)所形成的環(huán)區(qū)寬度是不一樣，φ2400爐箅第四層出來(lái)的風(fēng)形成環(huán)區(qū)寬度250，小于爐箅第五層出來(lái)的風(fēng)所形成的環(huán)區(qū)寬度265。而φ2600爐箅第四層出來(lái)的風(fēng)所形成的環(huán)區(qū)寬度285遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第五層出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度265。因此φ2600爐箅出風(fēng)的均勻性遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于φ2400爐箅，這就是φ2600煤氣爐灰渣返焦高于φ2400煤氣爐的原因。如果φ2600爐箅增加一層布風(fēng)，四、五、六層出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度分別為225、232、229，各環(huán)區(qū)寬度相差很小，這就能做到出風(fēng)分布均勻。φ2800六層爐箅三、四、五出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度296、306、286，φ2800七層爐箅四、五、六出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度為243、252、244。七層爐箅布風(fēng)比六層爐箅布風(fēng)環(huán)區(qū)寬度減40~50，因此，φ2800爐箅風(fēng)分布的均勻。

4、強(qiáng)化操作的需要  φ2400煤氣爐單爐日產(chǎn)氨60噸，已做到強(qiáng)化操作，強(qiáng)化操作時(shí)下行煤氣爐溫度一般在300-380℃之間，這時(shí)灰渣層較薄，灰渣層簿通風(fēng)性能好，通過(guò)風(fēng)量大，但對(duì)風(fēng)的二次分布不利，容易造成局部吹翻、風(fēng)洞、結(jié)疤。因此要求爐箅各層一次布風(fēng)要均勻，如果還是五層布風(fēng)，布風(fēng)很難做到均勻，增加一層布風(fēng)就容易做到均勻布風(fēng)。

三、新型爐箅設(shè)計(jì)

爐箅七層結(jié)構(gòu)并不是簡(jiǎn)單的六加一，不僅結(jié)構(gòu)上要有其獨(dú)特性能，而且在風(fēng)的分布上更要體現(xiàn)布風(fēng)合理，出風(fēng)均勻的特點(diǎn)。
    1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要解決兩個(gè)問(wèn)題：(1)燒劣質(zhì)煤，爐箅上部結(jié)疤棚住下不來(lái)。(2)燒小粒煤、型煤容易塌炭，為此我們采取一系列改進(jìn)，先在φ3600爐箅上應(yīng)用，證明是非常有效的，然后應(yīng)用到φ2800爐箅上來(lái)。
    2、布風(fēng)設(shè)計(jì)    爐箅設(shè)計(jì)最困難的是布風(fēng)，每層布風(fēng)量的大小沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，變動(dòng)一層風(fēng)量，其它幾層都跟著變動(dòng)。風(fēng)量的變化無(wú)法測(cè)定。風(fēng)量增減多了容易出問(wèn)題，增減小了看不出來(lái)。過(guò)去爐箅布風(fēng)都采用各層按百分比來(lái)布風(fēng)，這種靠人的設(shè)想去布風(fēng)，必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索、改進(jìn)才能符合使用要求，操作人員也必須在使用中摸索其性能，才能適應(yīng)它、掌握它。我們布風(fēng)是按各層布風(fēng)強(qiáng)度去布風(fēng)，然后將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)模擬各層出風(fēng)，計(jì)算各層出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度來(lái)看其出風(fēng)是否均勻。我們從φ1980到φ3600爐箅都設(shè)計(jì)并投入使用。我們從中摸索出規(guī)律：出風(fēng)環(huán)區(qū)寬度越接近，風(fēng)分布越均勻。我們每種爐箅都繪制出它的布風(fēng)曲線圖，爐膛內(nèi)爐箅各層出風(fēng)形成的環(huán)區(qū)寬度圖。優(yōu)質(zhì)煤、劣質(zhì)煤布風(fēng)曲線圖、出風(fēng)的環(huán)區(qū)寬度圖是不相同的。只有對(duì)爐箅布風(fēng)進(jìn)行深入研究掌握它的規(guī)律，才能設(shè)計(jì)出布風(fēng)合理、出風(fēng)均勻、性能優(yōu)良的新型爐箅。

四、新型爐箅優(yōu)點(diǎn)

1、布風(fēng)均勻  六層布風(fēng)比五層布風(fēng)均勻性提高20％，爐況穩(wěn)定，操作彈性大，返焦率低，發(fā)氣量增加。  
    2、破渣能力強(qiáng)  爐箅向上翹起的破渣角，老型號(hào)為18個(gè)，新型號(hào)為24個(gè)，增加了三分之一。
    3、下吹帶出物減少  爐箅各層風(fēng)道間隙減小，在通風(fēng)面積相同時(shí)六層風(fēng)道間隙比五層風(fēng)道間隙減小15-20％，下吹帶出物減少20％。
    4、爐箅上部結(jié)疤易排出  爐箅各層組合所形成的錐體變尖了，使上部結(jié)疤不能被棚住下不來(lái)。
    5、減少風(fēng)道堵塞  原均布型爐箅第四、第五層風(fēng)道易堵塞，ZL新型爐箅六層布風(fēng)，風(fēng)道間隙減小，排渣筋的高度不變，排灰能力大，使四、五層及上面各層風(fēng)道不會(huì)堵塞。底座直徑加大，排灰能力加大，第六層風(fēng)道也不會(huì)堵塞。
    6、煤種適應(yīng)強(qiáng)  不僅適應(yīng)燒優(yōu)質(zhì)塊煤，而且適應(yīng)燒型煤、小粒煤、劣質(zhì)煤。煤球、小粒煤粒度均勻，易塌炭，粉末多。本新型爐箅下部第五、六層錐面角度小，不易塌炭，風(fēng)道間隙小，所以帶出物少。小粒煤通風(fēng)性能差，容易塌炭，下吹帶出物多。新型爐箅布風(fēng)均勻，而且風(fēng)量好調(diào)節(jié)，有利于建立均勻分布的灰渣層。使用易結(jié)疤的劣質(zhì)煤，煤氣爐最怕?tīng)t箅帽處結(jié)疤，結(jié)疤難處理。本爐箅一、二層布風(fēng)好調(diào)節(jié)，爐箅錐體尖，破渣能力強(qiáng)，結(jié)疤容易旋轉(zhuǎn)排下來(lái)。

五、應(yīng)用效果

1、河南鄲城化肥廠是首家使用φ2800七層六邊爐箅的廠家，他們結(jié)論是：布風(fēng)合理、爐況穩(wěn)定、產(chǎn)氣量大、灰渣殘?zhí)康�、下吹帶出物少、煤種適應(yīng)性強(qiáng)。
    2、齊魯一化是錐形爐首家使用φ2800七層六邊爐箅廠家，他們反映：爐溫高50~100℃，產(chǎn)氣量提高20%以上；煤種適應(yīng)性強(qiáng)，小粒煤、劣質(zhì)煤都可使用；爐況穩(wěn)定，操作彈性大，被稱為“傻瓜”爐。
    3、山東平原化肥廠今年從3月至6月將29臺(tái)φ2610煤氣爐改為φ2600/φ2800錐形爐，并又新上9臺(tái)φ2800錐形爐。改造完成后，總體認(rèn)為： 1．布風(fēng)合理、爐況穩(wěn)定，單爐發(fā)氣量提5%以上。2．操作彈性大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)多種煤摻煤，噸氨節(jié)煤20~50 kg。3．下吹帶出減少60%。

六、使用廠家

河南鄲城、齊魯一化、岳陽(yáng)化肥廠、深州化肥廠、平原化肥廠、明水化肥廠、壽光化肥廠、鄒城化肥廠、濟(jì)寧化肥廠、盧龍、玉田、靈寶、臨泉、太和、阜陽(yáng)、枝江三寧、貴州興義化工總廠、秦皇島昌黎、渦陽(yáng)三星、宿州信誠(chéng)、晉城二化等三十多家化肥廠。