郭士才，張翔華，李西銀，張林治

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400)

1 項目立項背景

化工工業(yè)年消耗能源占全國總能耗量的10%，其中，合成氨工業(yè)占整個化工工業(yè)總能耗50%以上[1-2]。以煤為原料的煤造氣——合成氨生產技術是我國氮肥工業(yè)的主要生產方式，一些中小型氮肥企業(yè)受條件限制，仍需繼續(xù)使用傳統(tǒng)的制氣工藝——固定床造氣爐制氣，固定床造氣爐主要以燒塊煤為主要原料，隨著市場經濟宏觀調控，由于原料塊煤成本的提高，使許多中小型氮肥企業(yè)陷入經濟困境，企業(yè)迫切需要用新的技術、新的工藝來降低生產成本。造氣是合成氨生產的龍頭，提高造氣爐運行周期時間，減少維修成本，造氣爐灰盤損壞檢修是影響造氣正常運行時間的主要原因[3-4]。

普通固定床造氣爐內置式爐底在長期煤氣制取過程中，帶有大量細灰粉塵堆積沉淀在灰盤下和滑道內，導致灰盤齒圈所處的運行環(huán)境較為惡劣，最終擠壓齒圈發(fā)生灰盤偏移，無法維持正常生產而被迫進行維修。在原有爐底爐條機的對稱面加裝一只定位齒輪，防止大齒圈走偏，可保障造氣爐爐底的長周期穩(wěn)定運行，并節(jié)省了維修費用和人力資源。

2 存在的問題及改進的目的

原來單一爐條機齒輪驅動灰盤旋轉，對灰盤大齒圈極生切線推力，在正常生產運行中灰盤承載重達十幾噸載荷的情況下，沒有對稱定位裝置極易切斷滑道固定銷釘或大齒圈固定螺栓，會減少灰盤的使用壽命，并增加檢修臺時，浪費人力資源和污染環(huán)境。

改進的目的是增加固定推力齒輪，在雙齒輪力偶推力作用下，減少了單齒輪的切線推力，增加了灰盤使用齒輪的壽命，減少了維修費用，節(jié)約了生產成本。

3 設計原理

爐底澆注時，在爐條機驅動爐底對稱部位增加定位齒輪裝置箱(見圖1)，底部有法蘭連接螺栓孔，法蘭連接處有耐熱墊子密封，防止造氣爐產生的有毒氣體泄漏或積水流出，側面留有方形法蘭連接的檢查孔，以便檢修時觀察齒輪磨損情況(見圖2)。

圖1 改裝后的造氣爐爐底示意

圖2 灰盤定位齒輪磨損示意

該固定床造氣爐底雙齒輪定位推力裝置包括安裝在固定床造氣爐爐底一側的爐條機，爐條機通過驅動齒輪驅動大齒圈帶動灰盤旋轉，固定床造氣爐爐底對側設有齒輪定位裝置，齒輪定位裝置包括一體澆注成型的齒輪定位箱，齒輪定位箱設有從動定位齒輪，齒輪定位箱與固定床造氣爐爐底大齒圈相對側設有缺口，從動定位齒輪在缺口處與固定床造氣爐爐底的大齒圈相互嚙合；齒輪定位箱下方設有與之相對應安裝的軸承箱，軸承箱內安裝有軸承，軸承與上方的從動定位齒輪通過轉軸連接。

4 主要創(chuàng)新點

雙齒輪定位推力，即對爐底底部爐條機對稱齒輪裝置箱進行加裝定位齒輪，爐條機驅動齒輪驅動大齒圈帶動灰盤旋轉。由于定位齒輪起到灰盤輔助定位作用，并且在轉動時能夠形成對稱切線推力，也就是力偶矩作用，灰盤雖然承載十幾噸的載荷，但不在生產單一的齒輪切線推力，加強了爐底灰盤旋轉時的承載能力，減少大齒圈切線受力，增加了大齒圈齒輪的使用壽命，避免了經常切斷滑道固定銷釘或大齒圈固定螺栓。

5 效果分析

固定床造氣爐底雙齒輪定位推力爐底技術，是一種解決中小型氮肥企業(yè)使用固定床造氣爐，改變使用單一爐條機齒輪驅動造氣爐底灰盤，產生的切線推力切斷滑道固定銷釘或大齒圈固定螺栓的手段，增加了灰盤使用壽命，減少了維修時間和次數，有效地穩(wěn)定了設備，也保障了生產裝置的長周期穩(wěn)定運行。

該技術在安徽晉煤中能化工股份有限公司33臺固定床造氣爐已經有13臺使用，檢修周期由原來的3個月延長至9個月，每臺造氣爐每年可節(jié)約備品備件和維修費用2.8萬元，全年可節(jié)約費用36.4萬元，經濟效益明顯。

參考文獻

[1] 顧華軍，於子方.造氣工段節(jié)能增效的技術經濟分析[J].氮肥技術，2014，35(6)：1- 5.

[2] 余士良，王順德. JH- Φ 3000 mm爐箅在造氣爐上的應用與實踐[J].化肥工業(yè)，2013，40(2)：53- 54.

[3] 曾湖漢.Φ 2 754造氣爐的綜合改造[J].化肥工業(yè)，1998(1)：47- 48.

[4] 於子方.合成氨行業(yè)節(jié)能技術綜述[J].氮肥技術，2010，31(3)：5- 9.