目前小氮肥企业造气都采用水夹套固定床间歇式制气方式，水夹套是小氮肥企业的主要设备，也是先行设备。水夹套工作环境极端恶劣（内部承受近1200 ℃的高温，且有块煤不停地运动磨损），为降低内壁高温，夹套内用冷却水冷却，由于冷却水具有一定的工作压力，因而内筒体要承受外压的作用，实际生产运行过程中，水夹套鼓包撕裂的现象时有发生，且由于蒸汽压力、温度较低还造成造气生产消耗高、半水煤气质量不高、设备露点腐蚀等问题。
原设计存在的缺点
现有造气炉水夹套为双层结构，内层是厚度为18 mm的Q245R钢板，外层是厚度为12 mm的Q235－B板，上、下是厚度为18 mm的U型圈，因操作失误而发生内筒体失稳成了该部件最大的缺点。防瘤破渣条等高、均匀布置在夹套下部，造气炉气化层厚度约1 m、温度1 200 ℃左右，下部炉箅在转动时影响渣块下降，破渣效果差，不利于破渣，若结成小块渣还可破碎，但结渣严重会造成渣块悬空，内筒体会烧鼓包或撕裂，这时就要停炉清渣或更换水夹套。而更换1台新的水夹套需耗资7.8万元，加上其他费用大约需10万元，停产损失就更大了。
改进后的结构
改进前夹套内工作压力为0.1 MPa，改进后夹套冷却为半管冷却，工作压力为1.3 MPa；将承受外压的内筒体变为几十个不连续的承压单元，与由半管成形的上、下集箱相贯通；上、下集箱采用DN200 mm半圆管与炉体组对焊接，其他冷却半管采用DN 100mm半管沿炉体周向均布，半管之间焊缝间距约10 mm。
改进后，造气炉由内筒整体承受外压变为仅由上、下集箱局部承受外压，而上、下集箱一方面几何尺寸小（计算长度仅为200 mm），另一方面其所处位置已不在高温区，材料强度不会因高温而严重降低；在炉体纵向，由于改成了几十个不连续的半管冷却元件，因而改变了炉体的受压模式，且由于每个承压元件断面尺寸较小（DN100 mm），使内筒整体承压能力得到大幅度提高，因而从根本上消除了炉体失稳的事故根源。
经济效益
1.直接经济效益
（1）减少水夹套的吸热量。经计算可知，中压水夹套每炉比低压水夹套节约块煤7.94 kg/h。
（2）增加造气炉气化强度。低压夹套内水的平均温度只有120 ℃左右，而中压水夹套内水的平均温度可以达到195 ℃左右，从而使炉膛外环区的温度得到提升，气化强度可增加10％左右。
（3）降低灰渣中的可燃物含量。炉膛外环的低温区是造成残炭的主要部位，中压夹套提高了内壁温度，灰渣中的可燃物含量将下降1.5%左右。
（4）提高了蒸汽分解率。由于造气炉气化强度增大和水夹套内壁温度升高使蒸汽分解率得到提高，从而可弥补中压水夹套蒸汽蒸发量减少带来的损失。
（5）降低半水煤气中的氧含量。采用低压水夹套时，冷壁效应会造成煤气中氧含量增高，而氧含量每增加0.1％，变换岗位吨氨将多耗蒸汽236 kg。采用中压水夹套后，半水煤气中的氧含量得到降低，变换岗位蒸汽消耗有效减少。
2.投资收益
以采用Φ2800 mm水夹套（外来供水温度95 ℃，供水压力＜0.1 MPa，造气炉气化层厚度1 m，温度1200 ℃）为例进行如下计算。
（1）气化层温度是使水夹套产生蒸汽的主要部分，当采用0.1 MPa低压水夹套时，造气炉向夹套传热为2354071 kJ，相当于消耗热值为6800 kcal的块煤（固定碳78%）82.43 kg；当采用1.3 MPa中压水夹套时，造气炉向夹套传热为2127476 kJ，相当于消耗热值为6800 kcal的块煤（固定碳78%）74.49 kg。通过计算可以看出，中压水夹套每炉每小时比低压水夹套节约块煤7.94 kg，每炉每年节约块煤66.696 t，节约原料成本6.67万元。
（2）中压夹套提高了内壁温度，灰渣中的可燃物含量下降1.5%左右，水夹套每炉每天产生造气炉渣11 t左右，即每炉每年可节约块煤57.57 t，节约原料成本5.76万元。
通过几年的使用可以证明，水夹套改为外半管冷却和正弦曲线分布的破渣条后，有效地延长了设备的使用寿命和节约了能源。从设备安全运行方面来说，中压水夹套从根本上避免了因操作失误造成的炉体失稳重大事故；从经济效益方面来说，中压水夹套每年每炉可节约费用12.43万元，效益相当显著。