工業(yè)用煤氣發(fā)生爐的潔凈燃燒
來(lái)源： 閱讀：3770 更新時(shí)間：2014-11-18 20:18方案關(guān)鍵詞：煤氣發(fā)生爐 潔凈燃燒
提供方：無(wú)錫雷特石化重工裝備有限公司
摘要：煤氣發(fā)生爐是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，已應(yīng)用了一百多年，我公司生產(chǎn)的煤氣發(fā)生爐已經(jīng)成功的運(yùn)用于冶金、機(jī)械、有色金屬、陶瓷、金屬制品等行業(yè)，如；各種加熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經(jīng)冷卻直接供爐窯使用，即節(jié)能又能滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求，煤氣發(fā)生爐逐漸被各種爐窯廣泛應(yīng)用。
一、概 述
煤是我國(guó)儲(chǔ)量最豐富的燃料，全國(guó)燃料及動(dòng)力消耗中的3/4來(lái)源于煤。解決好煤的燃燒是我國(guó)的基本任務(wù)。多年來(lái)，我公司與研究院所建立了廣泛的合作研究，開(kāi)發(fā)了各種結(jié)構(gòu)形式的煤氣發(fā)生爐，其中有些爐型還處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
煤氣發(fā)生爐是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，已應(yīng)用了一百多年，我公司生產(chǎn)的煤氣發(fā)生爐已經(jīng)成功的運(yùn)用于冶金、機(jī)械、有色金屬、陶瓷、金屬制品等行業(yè)，如；各種加熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經(jīng)冷卻直接供爐窯使用，即節(jié)能又能滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求，煤氣發(fā)生爐逐漸被各種爐窯廣泛應(yīng)用。
我公司生產(chǎn)的煤氣發(fā)生爐爐體為全水隔套結(jié)構(gòu)，自產(chǎn)蒸汽能滿(mǎn)足氣化劑的要求，采用電動(dòng)自動(dòng)加煤，利用旋轉(zhuǎn)濕式灰盤(pán)自動(dòng)排渣，各活動(dòng)連接口均有水封裝置，爐頂四周有寬暢的操作平臺(tái)，備有專(zhuān)用儀表電器操作臺(tái)，經(jīng)很多行業(yè)使用證明，我公司生產(chǎn)的煤氣發(fā)生爐具有不僅能耗低、產(chǎn)氣量大熱值高，而且性能穩(wěn)定、操作維修方便、使用安全可靠等特點(diǎn)。
二、煤氣發(fā)生爐工作原理
煤氣發(fā)生爐的工作原理目前是以分層理論作為指導(dǎo)來(lái)探討的，煤氣發(fā)生爐內(nèi)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(chēng)渣層，是固態(tài)物料由上向下移動(dòng)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(lái)，溫度比較高，當(dāng)空氣和水蒸氣鼓入之后經(jīng)過(guò)渣層進(jìn)行冷熱交換，將空氣和水蒸氣預(yù)熱，一般預(yù)熱到200℃以上。這樣為氧化層的熱化學(xué)反應(yīng)帶來(lái)優(yōu)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(hù)作用；③灰渣分布在爐篦上呈疏松粒狀，空氣、水蒸氣經(jīng)爐篦的松渣層可以起到重新均勻分布?xì)饣瘎┑淖饔；④渣層是處在最下層，襯墊著其它層次，它的正常與穩(wěn)定影響到其它層次。
2、氧化層
氧化層又稱(chēng)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(jìn)行急劇的化學(xué)反應(yīng)，生成大量的二氧化碳，同時(shí)放出大量的熱量。煤氣的熱化學(xué)反應(yīng)所需的熱量靠此來(lái)維持。火層溫度一般保持在1100～1250℃，這決定原料煤灰熔點(diǎn)的高低。一般煤炭的灰熔點(diǎn)大約在1250～1350℃左右，根據(jù)情況選擇爐溫的高低，以灰渣不結(jié)焦為準(zhǔn)。
3、還原層
還原層是生成可燃?xì)怏w的區(qū)域，根據(jù)反應(yīng)式進(jìn)行的情況分為第一還原層和第二還原層（或稱(chēng)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成可燃的一氧化碳；②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；③除以上兩類(lèi)主要化學(xué)反應(yīng)外，其次還有一氧化碳與多余的水蒸氣反應(yīng)而生成二氧化碳和氫氣，同時(shí)放出熱量，使煤氣發(fā)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(jìn)入爐內(nèi)干燥后在400～500℃下析出揮發(fā)分及其它干餾產(chǎn)物變成焦碳，焦碳由干餾層轉(zhuǎn)入還原層進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)。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(fā)，為下層準(zhǔn)備好干燥的原料。煤氣發(fā)生爐的總層高度一般為900～1000mm？倢拥扔诟鲗雍穸鹊目偤。
三、煤氣發(fā)生爐的操作規(guī)范
煤氣發(fā)生爐的操作是依據(jù)加熱窯爐用氣量，窯爐溫度的變化，而隨機(jī)運(yùn)作的，其相關(guān)調(diào)整的主要參數(shù)為煤氣發(fā)生爐爐底壓力和小時(shí)耗氣原料量。
（一）、煤氣投料量的控制
1、根據(jù)窯爐對(duì)煤氣需要量的大小。增減加料量。耗用煤氣增大時(shí)，投料間隔時(shí)間要縮短。
2、通過(guò)檢測(cè)煤氣發(fā)生爐空層高度控制投料量。
3、當(dāng)煤氣發(fā)生爐出口溫度超過(guò)450℃時(shí)應(yīng)及時(shí)投料。
4、正常運(yùn)行中盡量作到勤加料，少加料，平穩(wěn)爐內(nèi)料層高度，爐底壓力及飽和溫度適宜。
（二）、正常運(yùn)行中的檢測(cè)與要求
1、每小時(shí)用釬子探測(cè)一次空層（即測(cè)量總層高度）。
2、每小時(shí)要用釬子整理一次料層，使料層松緊，高底向一致，透爐時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)。
3、每小時(shí)探中心灰層一次，每四小時(shí)探四周灰層一次。
4、灰盤(pán)除渣要勤啟動(dòng)，穩(wěn)定料層和灰層，不宜大起大落。
5、如煤氣發(fā)生爐出口煤氣的溫度超出規(guī)定范圍迅速上升，料層厚高于正常值，爐內(nèi)特別光亮，這時(shí)應(yīng)將飽和溫度增加3-4℃。
6、爐底飽和溫度調(diào)節(jié)與控制
（1）飽和溫度是煤氣發(fā)生爐運(yùn)行的主要參數(shù)。適當(dāng)調(diào)節(jié)蒸氣閥門(mén)與送風(fēng)閘門(mén)，使其改變配比度，即可使飽和溫度穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。
（2）飽和溫度底，易造成火層上移或煤層溫度過(guò)高超過(guò)灰熔點(diǎn)，易使灰渣結(jié)焦。
（3）飽和溫度過(guò)高，易造成火層下移或火層溫度偏低，使?fàn)t子處于冷運(yùn)行狀態(tài)，影響煤氣產(chǎn)量和質(zhì)量。
（4）為調(diào)節(jié)氧化層溫度，應(yīng)調(diào)整飽和溫度，火層溫度低時(shí)，增大空氣給入量或減少蒸汽給入量。
7、注意觀(guān)察煤氣發(fā)生爐水夾套玻璃管液面計(jì)，經(jīng)常保持高水位運(yùn)行，但不可超過(guò)上限。
8、生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)異常和事故，應(yīng)立即向值班班長(zhǎng)匯報(bào)，并采取預(yù)防措施。
9、煤氣發(fā)生爐正常生產(chǎn)轉(zhuǎn)熱備用爐操作程序
煤氣發(fā)生爐因停電、缺水、停氣、窯爐發(fā)生故障或本身故障，而暫時(shí)停止生產(chǎn)，但不熄火，使?fàn)t子處于隨時(shí)可以投入運(yùn)行狀態(tài)稱(chēng)之為熱備用爐。
（1）煤氣發(fā)生爐轉(zhuǎn)熱備用應(yīng)取得值班班長(zhǎng)同意（特殊情況除外），并通過(guò)窯爐操作人員，作好停氣準(zhǔn)備。
（2）停止投料，減少產(chǎn)氣量（降低爐底風(fēng)壓及進(jìn)氣量）。
（3）漫漫開(kāi)啟煤氣安全放散閥，同時(shí)窯爐工應(yīng)迅速關(guān)閉燃燒器上的煤氣閥與空氣閥。
（4）關(guān)閉煤氣發(fā)生爐的爐底進(jìn)風(fēng)閥，再關(guān)蒸汽閥。
（5）開(kāi)啟自然通風(fēng)閥，關(guān)停風(fēng)機(jī)。
（6）熱備后禁止向爐內(nèi)投料或打開(kāi)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(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。
（8）熱備時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，一個(gè)班應(yīng)加1-2斗料，但加料時(shí)，應(yīng)先開(kāi)風(fēng)機(jī)，少量給風(fēng)保持爐內(nèi)火層溫度，同時(shí)爐內(nèi)呈正壓狀態(tài)。嚴(yán)禁在負(fù)壓狀態(tài)投料或開(kāi)啟探火孔。
10．熱備爐轉(zhuǎn)為正常生產(chǎn)時(shí)的操作程序：
(1) 通知窯爐操作人員準(zhǔn)備送氣，檢查窯爐的安全放散閥應(yīng)處在開(kāi)啟狀態(tài)，煤氣燃燒器上的閥門(mén)均應(yīng)處在關(guān)閉狀態(tài)。
（2）關(guān)閉自然通風(fēng)閥，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。
（3）如果停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)在爐底送風(fēng)前向爐底送入蒸氣吹掃爐底。
（4）開(kāi)啟入爐空氣閥，注意控制風(fēng)量由小到大逐漸增加。
（5）調(diào)節(jié)蒸汽閥，控制飽和溫度及各項(xiàng)操作參數(shù)，待煤氣正常后，通知窯爐操作人員按燃?xì)鉅t安全操作規(guī)程點(diǎn)火啟用程度與方法運(yùn)作。
（6）待窯爐啟用煤氣后，根據(jù)窯爐溫度，隨時(shí)調(diào)節(jié)煤氣爐的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)，直至正常。
四、煤氣爐冷運(yùn)轉(zhuǎn)及料層傾斜處理
（一）、 煤氣發(fā)生爐冷運(yùn)轉(zhuǎn)故障
1、冷運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象
（1）煤氣發(fā)生爐出口溫度低于正常值。
（2）煤氣發(fā)生爐內(nèi)料層呈現(xiàn)一片黑色或暗黑，略帶紅色。
（3）煤氣含水分過(guò)多，質(zhì)量變壞，CO2含量增多，窯爐趨于下限范圍。
2、冷運(yùn)轉(zhuǎn)危害
（1）灰層薄易燒壞爐柵或爐裙。
（2）爐內(nèi)溫度低，氧化還愿反應(yīng)不充分，汽化效率低，煤氣質(zhì)量及產(chǎn)量滿(mǎn)足不了窯爐的能耗要求。
（3）由于氧化層溫度降低，灰層過(guò)薄，氣化劑預(yù)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(yùn)轉(zhuǎn)的原因
（1）飽和溫度高于正？刂浦怠
（2）氣化原料中粉末過(guò)多，料層阻力增大，透氣性變壞。
（3）除灰過(guò)多，火層低于爐柵頂端，而總層又偏高。
4、冷運(yùn)轉(zhuǎn)處理辦法
（1）根據(jù)爐內(nèi)狀況適當(dāng)降低飽和溫度借此提高氧化層溫度，但不允許長(zhǎng)時(shí)期超過(guò)規(guī)定范圍。
（2）適當(dāng)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(yù)熱溫度。
（3）煤氣發(fā)生爐出氣溫度偏低時(shí)，盡量延長(zhǎng)投料時(shí)間。
（4）火層較底時(shí)，停止灰盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)除渣，培養(yǎng)火層。
（5）篩去10mm以下的煤灰粉末。
（二）、 煤氣發(fā)生爐熱運(yùn)轉(zhuǎn)故障
1、熱運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象
（1）煤氣出口溫度過(guò)高，超出了規(guī)定范圍。
（2）開(kāi)啟探火孔觀(guān)察，爐內(nèi)料層表面一片火光，出現(xiàn)局部冒火，燒穿現(xiàn)象。
（3）從探火孔出來(lái)的煤氣著火，煤氣中的一氧化碳含量偏低，煤氣質(zhì)量變差。
（4）灰層增大速度大，灰中含殘?zhí)苛坎环(wěn)定，有較多隨灰渣排出。
（5）往煤氣爐內(nèi)插釬子時(shí)，感到料層發(fā)粘。
2、煤氣發(fā)生爐熱運(yùn)轉(zhuǎn)的危害
（1）灰層相對(duì)過(guò)高，其它層厚度相應(yīng)變薄，還原不充分，二氧化碳含量增多。
（2）氧化層溫度過(guò)高，超過(guò)灰熔點(diǎn)易引起結(jié)焦，爐況惡化，氣化反應(yīng)不好，有效組分降低。
（3）由于局部冒火，出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象，導(dǎo)致空氣走捷路，煤氣中可燃組分二次燃燒。同時(shí)，因氧含量的增高，直接危及安全生產(chǎn)。
（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(yùn)轉(zhuǎn)的原因
（1）飽和溫度小于正常值或波動(dòng)大，時(shí)間長(zhǎng)，或燃燒層過(guò)薄。
（2）灰層長(zhǎng)時(shí)間高出正常值，除灰不及時(shí)，沒(méi)有按時(shí)透爐，均衡松緊度和總層高度超出正常范圍。
4、熱運(yùn)轉(zhuǎn)處理辦法
（1）根據(jù)實(shí)際情況，加強(qiáng)操作力度，適當(dāng)提高飽和溫度，但不能超過(guò)4℃。
（2）適當(dāng)加料，除灰，透爐。使總層達(dá)到800-1100mm，重新培養(yǎng)火層及還原層，干餾層及干燥層。
（3）根據(jù)窯爐溫度，酌情減小風(fēng)量。
（三）、煤氣發(fā)生爐層次偏斜的原因
1、偏斜運(yùn)行現(xiàn)象：層次偏斜主要是爐內(nèi)灰層一邊高，一邊低，火層也同時(shí)偏斜，高的一邊冒火呈熱運(yùn)行，低的一邊發(fā)暗呈冷運(yùn)行，煤氣發(fā)生爐出口溫度急驟上升。
2、煤氣爐偏斜運(yùn)行的危害
煤氣發(fā)生爐出現(xiàn)層次偏斜，容易引起爐內(nèi)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(xiàn)煤氣中氧含量增加的被動(dòng)局面，以及灰渣中含碳量升高等現(xiàn)象。
3、煤氣發(fā)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(guò)大，造成入爐原料偏斜，布料不均勻，沒(méi)能及時(shí)調(diào)正處理。
（2）由于原料粒度問(wèn)題，入爐后氣化速度不一，造成爐內(nèi)松緊不一，粒度大處通風(fēng)燃燒激烈，產(chǎn)生孔洞與冒火。
（3）爐內(nèi)局部結(jié)焦未能及時(shí)處理和透爐調(diào)整，或處理不慎風(fēng)量分布不均。
4、煤氣發(fā)生爐爐層偏斜處理方法
（1）灰層高處進(jìn)行捅灰，并用小鉤子從灰盤(pán)撥灰，盡快將灰渣排出爐內(nèi)。
（2）在燃燒不好的地方，在總層偏高處要適當(dāng)?shù)赝笭t，細(xì)心地在料層中打氣孔提高通風(fēng)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?chē)┤紵拿簱苌⒌綗┑牡胤，根?jù)情況適當(dāng)加料覆蓋，保持料層均勻。
（4）如發(fā)現(xiàn)有結(jié)焦現(xiàn)象，可適當(dāng)增加飽和溫度，但不超過(guò)飽和溫度控制范圍。
（5）加強(qiáng)對(duì)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(fā)生爐的事故處理
煤氣發(fā)生爐有時(shí)出現(xiàn)突發(fā)情況，因此必須及時(shí)處理，以保安全。
（一）、遇到下列情況應(yīng)立即改熱備用或停爐
1、供電停電時(shí)。
2、供氣或供水停止4小時(shí)以上時(shí)。
3、煤氣發(fā)生爐裙板被燒穿，爐底送風(fēng)從灰盤(pán)外溢而不能處理時(shí)。
4、煤氣發(fā)生爐水夾套破裂或開(kāi)焊，在運(yùn)行中不能立即維修處理時(shí)。
5、投料設(shè)施有問(wèn)題，用人工無(wú)法滿(mǎn)足投料，煤氣爐出口溫度達(dá)到600℃以上時(shí)。
6、煤氣管道或除塵器發(fā)生嚴(yán)重故障，而無(wú)法處理時(shí)。
（二）、將運(yùn)行中的煤氣發(fā)生爐改熱備爐操作方法。
生產(chǎn)中的煤氣發(fā)生爐改熱備爐的操作程序，按煤氣發(fā)生爐正常生產(chǎn)轉(zhuǎn)熱備爐的操作步驟執(zhí)行。
（三）、將運(yùn)行中的煤氣發(fā)生爐停運(yùn)熄火操作程序
1、接到上級(jí)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(guān)閉煤氣、空氣閥門(mén)。
2、降低煤氣發(fā)生爐鼓風(fēng)量，同時(shí)加大飽和溫度。
3、停止加料，停止運(yùn)轉(zhuǎn)灰盤(pán)。
4、打開(kāi)煤氣發(fā)生爐側(cè)的安全放散閥，關(guān)閉爐底空氣閥，停運(yùn)鼓風(fēng)機(jī)。
5、開(kāi)大爐底蒸汽，直至煤氣爐出口溫度與蒸汽溫度相同時(shí)，停止給蒸汽，爐內(nèi)冷卻到40-80℃時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)灰盤(pán)除灰，停爐。
六、應(yīng)用實(shí)例
一用戶(hù)需要一臺(tái)320萬(wàn)大卡/時(shí)的煤氣發(fā)生爐
320萬(wàn)大卡/時(shí)煤氣發(fā)生爐要取用￠2260這只規(guī)格。
燃用5000大卡標(biāo)準(zhǔn)煤約800公斤/時(shí)。相當(dāng)于燃油400公斤/時(shí)。
燃料費(fèi)：煤按700元/噸計(jì)算為560元/時(shí)。
油按5400元/噸計(jì)算為2160元/時(shí)。
煤費(fèi) ：油費(fèi) = 1 : 3.8
每天按8小時(shí)計(jì)算：燃煤=560×8=4480元/天。
燃油=2160×8=17280元/天。
每天節(jié)約燃料費(fèi)用=17280-4480=12800元/天。 12800元/天×30天=384000元
按燃油和燃煤費(fèi)比差：30天即可收回全部投資。
設(shè)備占地面積4500×5000(室外)=22.5米2，另加輔助設(shè)施約50米2。(煤場(chǎng)不包括在內(nèi))。
設(shè)備價(jià)格：普通型28萬(wàn)/套。加強(qiáng)型33萬(wàn)/套。
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