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| 煤氣發(fā)生爐的冷運行、熱運行和偏運行及其處理 發(fā)表于: 2011/11/26 13:36:23 |
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| 煤的氣化是煤炭轉(zhuǎn)化和合理利用的有效途徑之一，符合中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、能源多元化的戰(zhàn)略，對中國無論目前和長遠(yuǎn)都具有重要意義。近年來，加壓移動床和氣流床、灰團(tuán)聚流化床和氣流床等氣化技術(shù)都得到了較快發(fā)展，目前，常壓固定床氣化作為中小規(guī)模燃料用氣主要供氣單元，其生產(chǎn)規(guī)模、投資成本、建設(shè)周期等符合多數(shù)冶金、化工、建材和機(jī)械等行業(yè)的用氣要求，應(yīng)用較為廣泛。 按煤氣發(fā)生爐內(nèi)生產(chǎn)過程進(jìn)行的特性區(qū)分，其爐內(nèi)固體物料一般分為五層，即干燥層、干餾層、氧化層、還原層和灰層。其中氧化層和還原層又被統(tǒng)稱為氣化反應(yīng)層，氧化層內(nèi)碳被氣化劑中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的熱量，煤氣生產(chǎn)的熱化學(xué)反應(yīng)所需的熱量靠此來維持，氧化層溫度一般維持在1100～1250℃；還原層是生成主要可燃?xì)怏w的區(qū)域，二氧化碳與灼熱碳起作用，進(jìn)行吸熱化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)可燃的一氧化碳；水蒸氣與灼熱碳進(jìn)行吸熱化學(xué)反應(yīng)，生成可燃的一氧化碳和氫氣，同時吸收大量的熱。爐內(nèi)各層次的正確維持，特別是氧化層和還原層的溫度、高度和均衡度的維持至關(guān)重要，否則有可能出現(xiàn)冷運行、熱運行或偏運行等不正常爐況，從而影響煤氣站的正常生產(chǎn)。 2 發(fā)生爐的熱運行 2.1 熱運行的特征及原因 發(fā)生爐的熱運行是指發(fā)生爐料層溫度過高的狀態(tài)，這里通常是指料層內(nèi)的火層溫度過高及表面層的溫度過高的現(xiàn)象。在這種狀況下，如果打開爐頂探火孔，爐內(nèi)紅亮，冒出的煤氣會自然著火燃燒，爐內(nèi)氣化層結(jié)大渣，溫度高達(dá)1300度，溫度很高，如果探釬容易燒斷釬子，爐頂外部會出現(xiàn)較高溫度，爐內(nèi)撒煤裝置會燒脫落等，化驗分析煤氣，含二氧化碳比較高，一氧化碳比較低。產(chǎn)生熱運行的原因灰層過高，總煤層過低，氧化層（火層）上移，還原層、干餾干燥層幾乎沒有了，成了大火爐。 當(dāng)火層溫度過高時，則會產(chǎn)生剛下火層的灰渣在灰渣層內(nèi)結(jié)渣現(xiàn)象，這時爐出煤氣溫度并不能反映爐內(nèi)火層的溫度過高，只有通過測釬及根據(jù)排出的灰渣才能反映出來，所以火層溫度過高，在正常的層次分布是不易覺察的。另一種熱運行的現(xiàn)象，是整個層次向上移，而煤層很薄，這時就顯示出料層表面溫度很高，隨即爐出溫度很高。第三種熱運行，表現(xiàn)為料層大部分燒穿，火層外露，爐出煤氣溫度上升很快。熱運行的結(jié)果，前一種是會因結(jié)渣造成惡化，影響下一階段的生產(chǎn)，后兩種則立即反映出煤氣質(zhì)量（發(fā)熱值）的下降。 2.2 熱運行的爐況處理 熱運行的特點是一個“熱”字，處理熱運行要對癥后有兩種不同的方法。對于前一種火層過高的熱運行，應(yīng)該提高飽和溫度，增加氣化劑中水蒸氣的量，加快水蒸氣分解反應(yīng)，使火層溫度降下來；對于后兩種料層表面溫度過高，則應(yīng)加快出灰，增加加煤量，提高料層厚度。 由于氧化層結(jié)渣，往往會出現(xiàn)偏燒現(xiàn)象，因為結(jié)渣的部位煤層落不下來，沒有結(jié)渣的位下落比較順暢，如不及時處理，時間一長，就形成順暢的部位氧化層火旺，結(jié)渣部位氣流不順暢，氧化層火不旺，直到出現(xiàn)滅火。產(chǎn)生這種情況注意，要加大飽和溫度（蒸汽量），降低氧化層溫度，用粗30mm鋼釬打碎熔渣，同時轉(zhuǎn)動灰盤，擠壓小塊灰渣出爐外。如果爐內(nèi)灰渣太大，用粗釬打不碎，就必須進(jìn)行停爐處理。否則將會損壞爐篦等設(shè)備，造成較大損失。 3 發(fā)生爐的冷運行 3.1 冷運行的特征及原因 發(fā)生爐的冷運行，是指發(fā)生爐的料層處于低溫狀態(tài)，這種現(xiàn)象和熱運行的狀態(tài)也有不同之處，熱運行時有時內(nèi)熱外冷（指火層溫度很高，而表面溫度不高），有時是整個料層溫度高，而冷運行是整個料層溫度低。冷運行的煤氣發(fā)生爐，從探火孔觀察爐內(nèi)黑色稍有紅色，釬探根本測不出氧化層或不明顯。化驗煤氣中一氧化碳和氫含量都很低，而水份含量較高。 產(chǎn)生冷運行的原因飽和溫度過高由于飽和蒸汽過量進(jìn)入爐底至氧化層，使氧化層的溫度下降，而且二氧化碳量低，沒有足夠的溫度進(jìn)行還原反應(yīng)，水蒸汽在氧化層得不到分解，更談不上和炭進(jìn)行合成反應(yīng)。至使煤氣中二氧化碳含量高，一氧化碳含量低，含水份多。由于氧化層溫度低，大量煤塊沒有氣化，沒有氣化的炭約占20%以上，有些達(dá)到30%，浪費非常驚人。在冷運行時，首先是氧化層溫度過低，氧化反映不劇烈，然后是還原反應(yīng)也隨之減弱，在這時往往上面的煤層較厚，又吸取了大量的熱量，最后導(dǎo)致爐出煤氣溫度的下降。冷運行歸根到底一句話，就是沒有達(dá)到完全的氣化，所以冷運行的結(jié)果就是煤氣的質(zhì)量（熱值）的下降。冷運行嚴(yán)重時會造成部分區(qū)域內(nèi)火層溫度逐漸下降，最后到達(dá)部分區(qū)域完全不能起氧化反應(yīng)，直至部分火層熄火的結(jié)果。 3.2 冷運行的爐況處理 冷運行多數(shù)是在空氣流量下降，而飽和溫度的調(diào)節(jié)未及時跟上，加煤仍繼續(xù)如初，尤其在煤的水分含量較高時，就會漸漸轉(zhuǎn)入冷運行狀態(tài)。要克服冷運行狀態(tài)，首先就是調(diào)低飽和溫度，同時降低料層，使火層溫度漸漸上升，最后恢復(fù)到正常狀態(tài)。 4 發(fā)生爐的偏運行 4.1 偏運行的特征及原因 偏運行習(xí)慣上稱為偏爐，顧名思義，這個“偏”就是指料層的各個區(qū)域溫度有差異，有以下幾種現(xiàn)象：有的是半邊冷，半邊熱；有的是一部分區(qū)域冷，一部分正常狀態(tài)；有的是一部分區(qū)域熱，一部分區(qū)域正常狀態(tài)；有的是中心熱，邊緣冷；有的是邊緣熱，中心冷；有的是中心與邊緣熱，中間環(huán)形帶冷；有的是中心與邊緣冷，中間環(huán)形帶熱。偏爐多數(shù)產(chǎn)生于下列幾種原因： （1） 由于出灰機(jī)構(gòu)先天性的缺陷造成，往往在大灰刀前火層上移，大灰刀之后出現(xiàn)火層下降，情況劇烈時，一側(cè)造成表面冒火，另一側(cè)造成火層落底。 （2） 由于空氣流量與加煤機(jī)構(gòu)的性能不適應(yīng)，在小流量時，往往邊緣溫度低，而中心溫度高。在大流量時則往往造成邊緣溫度高。 （3） 由于煤的粒度也會造成偏爐，當(dāng)使用較小顆粒煤時，中心加煤多，中心溫度低，邊緣溫度。當(dāng)使用煤的粒度過大時，則造成中心溫度高，邊緣溫度低。 （4） 由于結(jié)渣，且渣塊大，影響該部分的料層上升，造成偏爐。 （5） 由于出渣不當(dāng)，高速度大灰量的出渣，造成大灰刀后局部區(qū)域火層落底而偏爐。 4.2 偏運行的爐況處理 解決偏運行的問題是對癥下藥，應(yīng)當(dāng)避免長時期的大流量生產(chǎn)或長時期小流量生產(chǎn)，對出灰機(jī)構(gòu)的問題應(yīng)以調(diào)節(jié)分布在四周的小灰刀長度和寬度來調(diào)節(jié)其出灰的均勻性，對于加煤機(jī)構(gòu)中分煤板可根據(jù)不同的塊度及常用流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷�，對于加煤�?yīng)根據(jù)料層各區(qū)域的溫度分布情況分別判定給予加煤或不加煤，多加煤或少加煤，對于出灰要絕對防止快出、猛出，應(yīng)積極推行小循環(huán)出灰法。 同時，偏爐時還要有賴于人工操作，即在表面溫度高處應(yīng)多打釬，表面溫度低處應(yīng)多捅釬，對于有結(jié)渣，特別是嚴(yán)重結(jié)渣的部位應(yīng)及時處理結(jié)渣。 偏爐有時也會順著灰盤轉(zhuǎn)動的方向移動，這主要是在有大渣塊的情況下，由于大渣塊在底座和爐裙之間，不易打碎，故渣塊被擠壓傳動，渣塊上面總存在著低溫區(qū)，而兩側(cè)通風(fēng)特別強(qiáng)而形成高溫區(qū)。
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