工業用煤氣發生爐的潔凈燃燒
來源： 閱讀：3711 更新時間：2014-11-18 20:18方案關鍵詞：煤氣發生爐 潔凈燃燒
提供方：無錫雷特石化重工裝備有限公司
摘要：煤氣發生爐是一項成熟的技術，已應用了一百多年，我公司生產的煤氣發生爐已經成功的運用于冶金、機械、有色金屬、陶瓷、金屬制品等行業，如；各種加熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經冷卻直接供爐窯使用，即節能又能滿足國家環保要求，煤氣發生爐逐漸被各種爐窯廣泛應用。
一、概 述
煤是我國儲量最豐富的燃料，全國燃料及動力消耗中的3/4來源于煤。解決好煤的燃燒是我國的基本任務。多年來，我公司與研究院所建立了廣泛的合作研究，開發了各種結構形式的煤氣發生爐，其中有些爐型還處于國際領先水平。
煤氣發生爐是一項成熟的技術，已應用了一百多年，我公司生產的煤氣發生爐已經成功的運用于冶金、機械、有色金屬、陶瓷、金屬制品等行業，如；各種加熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經冷卻直接供爐窯使用，即節能又能滿足國家環保要求，煤氣發生爐逐漸被各種爐窯廣泛應用。
我公司生產的煤氣發生爐爐體為全水隔套結構，自產蒸汽能滿足氣化劑的要求，采用電動自動加煤，利用旋轉濕式灰盤自動排渣，各活動連接口均有水封裝置，爐頂四周有寬暢的操作平臺，備有專用儀表電器操作臺，經很多行業使用證明，我公司生產的煤氣發生爐具有不僅能耗低、產氣量大熱值高，而且性能穩定、操作維修方便、使用安全可靠等特點。
二、煤氣發生爐工作原理
煤氣發生爐的工作原理目前是以分層理論作為指導來探討的，煤氣發生爐內由下向上依次分為灰層、氧化層、還原層、干餾層、干燥層。
1、灰層
灰層又稱渣層，是固態物料由上向下移動的最后一層，是煤炭燃燒與汽化后的混合物。渣層的厚度大約由爐篦向上150～250mm厚；
灰層的作用是：①由于灰渣剛由氧化層沉降下來，溫度比較高，當空氣和水蒸氣鼓入之后經過渣層進行冷熱交換，將空氣和水蒸氣預熱，一般預熱到200℃以上。這樣為氧化層的熱化學反應帶來優越條件，加速燃燒；②由于渣層被空氣和水蒸汽冷卻，溫度已降低，鋪在爐篦上可起保護作用；③灰渣分布在爐篦上呈疏松粒狀，空氣、水蒸氣經爐篦的松渣層可以起到重新均勻分布氣化劑的作用；④渣層是處在最下層，襯墊著其它層次，它的正常與穩定影響到其它層次。
2、氧化層
氧化層又稱火層，正常情況下厚度為100～200mm，氧化層主要的作用是使空氣中的氧氣遇碳進行急劇的化學反應，生成大量的二氧化碳，同時放出大量的熱量。煤氣的熱化學反應所需的熱量靠此來維持。火層溫度一般保持在1100～1250℃，這決定原料煤灰熔點的高低。一般煤炭的灰熔點大約在1250～1350℃左右，根據情況選擇爐溫的高低，以灰渣不結焦為準。
3、還原層
還原層是生成可燃氣體的區域，根據反應式進行的情況分為第一還原層和第二還原層（或稱為主還原層和次還原層）。正常情況下還原層厚度為200～400mm。還原層的作用是：①二氧化碳和灼熱的碳起作用，進行化學反應，生成可燃的一氧化碳；②水蒸氣與灼熱碳進行吸熱化學反應，生成可燃的一氧化碳和氫氣；③除以上兩類主要化學反應外，其次還有一氧化碳與多余的水蒸氣反應而生成二氧化碳和氫氣，同時放出熱量，使煤氣發生爐出口溫度升高。
4、干餾層
干餾層位于還原層之上。煤炭進入爐內干燥后在400～500℃下析出揮發分及其它干餾產物變成焦碳，焦碳由干餾層轉入還原層進行熱化學反應。干餾層的厚度一般依煤種和操作的不同而不同。
5、干燥層
干燥層是總層最上的一層，原煤的水分在這一層被蒸發，為下層準備好干燥的原料。煤氣發生爐的總層高度一般為900～1000mm。總層等于各層厚度的總和。
三、煤氣發生爐的操作規范
煤氣發生爐的操作是依據加熱窯爐用氣量，窯爐溫度的變化，而隨機運作的，其相關調整的主要參數為煤氣發生爐爐底壓力和小時耗氣原料量。
（一）、煤氣投料量的控制
1、根據窯爐對煤氣需要量的大小。增減加料量。耗用煤氣增大時，投料間隔時間要縮短。
2、通過檢測煤氣發生爐空層高度控制投料量。
3、當煤氣發生爐出口溫度超過450℃時應及時投料。
4、正常運行中盡量作到勤加料，少加料，平穩爐內料層高度，爐底壓力及飽和溫度適宜。
（二）、正常運行中的檢測與要求
1、每小時用釬子探測一次空層（即測量總層高度）。
2、每小時要用釬子整理一次料層，使料層松緊，高底向一致，透爐時間不易過長。
3、每小時探中心灰層一次，每四小時探四周灰層一次。
4、灰盤除渣要勤啟動，穩定料層和灰層，不宜大起大落。
5、如煤氣發生爐出口煤氣的溫度超出規定范圍迅速上升，料層厚高于正常值，爐內特別光亮，這時應將飽和溫度增加3-4℃。
6、爐底飽和溫度調節與控制
（1）飽和溫度是煤氣發生爐運行的主要參數。適當調節蒸氣閥門與送風閘門，使其改變配比度，即可使飽和溫度穩定在規定范圍內。
（2）飽和溫度底，易造成火層上移或煤層溫度過高超過灰熔點，易使灰渣結焦。
（3）飽和溫度過高，易造成火層下移或火層溫度偏低，使爐子處于冷運行狀態，影響煤氣產量和質量。
（4）為調節氧化層溫度，應調整飽和溫度，火層溫度低時，增大空氣給入量或減少蒸汽給入量。
7、注意觀察煤氣發生爐水夾套玻璃管液面計，經常保持高水位運行，但不可超過上限。
8、生產過程中，發現異常和事故，應立即向值班班長匯報，并采取預防措施。
9、煤氣發生爐正常生產轉熱備用爐操作程序
煤氣發生爐因停電、缺水、停氣、窯爐發生故障或本身故障，而暫時停止生產，但不熄火，使爐子處于隨時可以投入運行狀態稱之為熱備用爐。
（1）煤氣發生爐轉熱備用應取得值班班長同意（特殊情況除外），并通過窯爐操作人員，作好停氣準備。
（2）停止投料，減少產氣量（降低爐底風壓及進氣量）。
（3）漫漫開啟煤氣安全放散閥，同時窯爐工應迅速關閉燃燒器上的煤氣閥與空氣閥。
（4）關閉煤氣發生爐的爐底進風閥，再關蒸汽閥。
（5）開啟自然通風閥，關停風機。
（6）熱備后禁止向爐內投料或打開探火孔，注意各部位水封的水面。
（7）找出事故原因，立即向有關領導匯報。
（8）熱備時間較長時，一個班應加1-2斗料，但加料時，應先開風機，少量給風保持爐內火層溫度，同時爐內呈正壓狀態。嚴禁在負壓狀態投料或開啟探火孔。
10．熱備爐轉為正常生產時的操作程序：
(1) 通知窯爐操作人員準備送氣，檢查窯爐的安全放散閥應處在開啟狀態，煤氣燃燒器上的閥門均應處在關閉狀態。
（2）關閉自然通風閥，啟動鼓風機。
（3）如果停運時間較長，應在爐底送風前向爐底送入蒸氣吹掃爐底。
（4）開啟入爐空氣閥，注意控制風量由小到大逐漸增加。
（5）調節蒸汽閥，控制飽和溫度及各項操作參數，待煤氣正常后，通知窯爐操作人員按燃氣爐安全操作規程點火啟用程度與方法運作。
（6）待窯爐啟用煤氣后，根據窯爐溫度，隨時調節煤氣爐的各項運行指標，直至正常。
四、煤氣爐冷運轉及料層傾斜處理
（一）、 煤氣發生爐冷運轉故障
1、冷運轉現象
（1）煤氣發生爐出口溫度低于正常值。
（2）煤氣發生爐內料層呈現一片黑色或暗黑，略帶紅色。
（3）煤氣含水分過多，質量變壞，CO2含量增多，窯爐趨于下限范圍。
2、冷運轉危害
（1）灰層薄易燒壞爐柵或爐裙。
（2）爐內溫度低，氧化還愿反應不充分，汽化效率低，煤氣質量及產量滿足不了窯爐的能耗要求。
（3）由于氧化層溫度降低，灰層過薄，氣化劑預熱，原料氣化不完全，灰渣含炭量增高，原料消耗量增大。
3、造成冷運轉的原因
（1）飽和溫度高于正常控制值。
（2）氣化原料中粉末過多，料層阻力增大，透氣性變壞。
（3）除灰過多，火層低于爐柵頂端，而總層又偏高。
4、冷運轉處理辦法
（1）根據爐內狀況適當降低飽和溫度借此提高氧化層溫度，但不允許長時期超過規定范圍。
（2）適當增加入爐空氣量，加快氧化燃燒速度，提高灰層厚度和氧化層溫度及氣化劑預熱溫度。
（3）煤氣發生爐出氣溫度偏低時，盡量延長投料時間。
（4）火層較底時，停止灰盤轉動除渣，培養火層。
（5）篩去10mm以下的煤灰粉末。
（二）、 煤氣發生爐熱運轉故障
1、熱運轉現象
（1）煤氣出口溫度過高，超出了規定范圍。
（2）開啟探火孔觀察，爐內料層表面一片火光，出現局部冒火，燒穿現象。
（3）從探火孔出來的煤氣著火，煤氣中的一氧化碳含量偏低，煤氣質量變差。
（4）灰層增大速度大，灰中含殘炭量不穩定，有較多隨灰渣排出。
（5）往煤氣爐內插釬子時，感到料層發粘。
2、煤氣發生爐熱運轉的危害
（1）灰層相對過高，其它層厚度相應變薄，還原不充分，二氧化碳含量增多。
（2）氧化層溫度過高，超過灰熔點易引起結焦，爐況惡化，氣化反應不好，有效組分降低。
（3）由于局部冒火，出現燒穿現象，導致空氣走捷路，煤氣中可燃組分二次燃燒。同時，因氧含量的增高，直接危及安全生產。
（4）灰渣里含碳量增高，促使氣化原料的消耗定額上升。
3、造成熱運轉的原因
（1）飽和溫度小于正常值或波動大，時間長，或燃燒層過薄。
（2）灰層長時間高出正常值，除灰不及時，沒有按時透爐，均衡松緊度和總層高度超出正常范圍。
4、熱運轉處理辦法
（1）根據實際情況，加強操作力度，適當提高飽和溫度，但不能超過4℃。
（2）適當加料，除灰，透爐。使總層達到800-1100mm，重新培養火層及還原層，干餾層及干燥層。
（3）根據窯爐溫度，酌情減小風量。
（三）、煤氣發生爐層次偏斜的原因
1、偏斜運行現象：層次偏斜主要是爐內灰層一邊高，一邊低，火層也同時偏斜，高的一邊冒火呈熱運行，低的一邊發暗呈冷運行，煤氣發生爐出口溫度急驟上升。
2、煤氣爐偏斜運行的危害
煤氣發生爐出現層次偏斜，容易引起爐內局部冒火，燒穿，造成煤氣中二氧化碳含量升高，一氧化碳含量下降：甚至出現煤氣中氧含量增加的被動局面，以及灰渣中含碳量升高等現象。
3、煤氣發生爐層次偏斜的原因
（1）氣化原料粒度不均，煤粉及含水量過大，造成入爐原料偏斜，布料不均勻，沒能及時調正處理。
（2）由于原料粒度問題，入爐后氣化速度不一，造成爐內松緊不一，粒度大處通風燃燒激烈，產生孔洞與冒火。
（3）爐內局部結焦未能及時處理和透爐調整，或處理不慎風量分布不均。
4、煤氣發生爐爐層偏斜處理方法
（1）灰層高處進行捅灰，并用小鉤子從灰盤撥灰，盡快將灰渣排出爐內。
（2）在燃燒不好的地方，在總層偏高處要適當地透爐，細心地在料層中打氣孔提高通風量。
（3）在有光亮處和燃燒猛烈的孔洞地方用鐵釬使料層緊密，并用鐵釬將周圍末燃燒的煤撥散到燒穿的地方，根據情況適當加料覆蓋，保持料層均勻。
（4）如發現有結焦現象，可適當增加飽和溫度，但不超過飽和溫度控制范圍。
（5）加強對氣化原料的篩分處理，篩除原料中的10mm以下的煤炭粉末。
五、煤氣發生爐的事故處理
煤氣發生爐有時出現突發情況，因此必須及時處理，以保安全。
（一）、遇到下列情況應立即改熱備用或停爐
1、供電停電時。
2、供氣或供水停止4小時以上時。
3、煤氣發生爐裙板被燒穿，爐底送風從灰盤外溢而不能處理時。
4、煤氣發生爐水夾套破裂或開焊，在運行中不能立即維修處理時。
5、投料設施有問題，用人工無法滿足投料，煤氣爐出口溫度達到600℃以上時。
6、煤氣管道或除塵器發生嚴重故障，而無法處理時。
（二）、將運行中的煤氣發生爐改熱備爐操作方法。
生產中的煤氣發生爐改熱備爐的操作程序，按煤氣發生爐正常生產轉熱備爐的操作步驟執行。
（三）、將運行中的煤氣發生爐停運熄火操作程序
1、接到上級停爐熄火的指令后，通知窯爐操作人員停用煤氣燃燒器，并關閉煤氣、空氣閥門。
2、降低煤氣發生爐鼓風量，同時加大飽和溫度。
3、停止加料，停止運轉灰盤。
4、打開煤氣發生爐側的安全放散閥，關閉爐底空氣閥，停運鼓風機。
5、開大爐底蒸汽，直至煤氣爐出口溫度與蒸汽溫度相同時，停止給蒸汽，爐內冷卻到40-80℃時，可轉動灰盤除灰，停爐。
六、應用實例
一用戶需要一臺320萬大卡/時的煤氣發生爐
320萬大卡/時煤氣發生爐要取用￠2260這只規格。
燃用5000大卡標準煤約800公斤/時。相當于燃油400公斤/時。
燃料費：煤按700元/噸計算為560元/時。
油按5400元/噸計算為2160元/時。
煤費 ：油費 = 1 : 3.8
每天按8小時計算：燃煤=560×8=4480元/天。
燃油=2160×8=17280元/天。
每天節約燃料費用=17280-4480=12800元/天。 12800元/天×30天=384000元
按燃油和燃煤費比差：30天即可收回全部投資。
設備占地面積4500×5000(室外)=22.5米2，另加輔助設施約50米2。(煤場不包括在內)。
設備價格：普通型28萬/套。加強型33萬/套。
 |
