造气炉正常操作与调优

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造气炉正常操作与调优 1如何制定煤气炉合理的工艺指标? 固定层煤气发生炉要想达到优质、高产、安全、低耗,除了受设备状况和原料性质的影响外,如何制出合理的工艺指标是关键,这会直接影响煤气炉工况的好坏。 主要的工艺指标的制定依据如下。 (1)部颁指标 ①煤耗(以吨氨计) 入厂煤 2300kg 炉标煤 1240kg ②炉渣含碳量≤20% ③半水煤气成分 O2<O.5% ( CO+H2)≥70% (2)企业自定指标 ①循环时间与百分比的分配 循环时间长短的制定,主要依据原料的化学活性,活性差的原料,循环时间宜短,反之则宜长。时间过长或过短均不利于生产,过长气化层温度和产气量以及气体成分波动大,过短虽然能获得气化层温度稳定、产气量佳的效果,但是自动阀门动作所需要的时间占去太多,相应地降低了有效制气时间。目前全国各中小型氮肥厂煤气炉每个循环为2.5~3min。 循环百分比的分配。吹风和制气各阶段时间的分配,总的原则是使吹风后燃料层中具有理想的较高温度,且吹风阶段的时间要短,以增加制气阶段时间,从而获得高产、优 质的煤气。 当吹风量确定后,吹风时间长短的选择,主要依据热量热衡;在实现热量平衡时,则吹风时间越短越好。一次上吹和下吹制气时间分配,主要以使炉出口温度的气化层温度(火层)维持正常稳定为原则。二次上吹和空气吹净无较高要求。只要能达到安全生产和回收余气的目的即可。常用百分比的分配见表3-2-1。

表3-2-1 常用百分比的分配见 %

②温度 炉出口温度:原料的化学活性和灰熔点是制定炉出口温度的重要依据。块煤活性好但灰熔点低,所以在制定炉出口温度时就要定低些,一般在450~600℃为宜;冶金焦可制定得高些,一般在550-700℃;煤球和煤棒的冷、热强度差,不宜高,一般在300~400℃。 燃烧室温度:它的热源除煤气从炉内带来的显热之外,主要靠吹风气在燃烧室内加入二次空气进行燃烧反应出的潜热,此热量在下吹制气时又带回炉内。因此,在确保炉况正常 情况下,燃烧室温度越高越好,一般在600~850℃左右. 炉箅温度:炉箅温度的高低变化,一般可以反应出气化层温度的变化,温度高有利于制气效率。但是为了防止气化层下移又不宜定得太高,一般在250~300℃为宜。 灰盘、下吹管道温度:灰盘温度和下吹管温度的制定,主要为防止炉下温度过高而烧坏设备,其温度高低也取决于气化层上下移动的变化。一般灰盘温度在100~120℃为宜,下吹管道温度在200~250℃为宜。 气化层(火层)温度:在实际生产中,气化层温度目前还无法用仪表直接测量出,只能通过炉上、下温度和使用探测炉内火层情况来推测。根据不同的炉型,有两种方法,一种是用钢钎(俗称火棍)垂直插入炉内,钢钎在炉内烧2~3min后拔出,烧红部分在200~300min为宜;另一种是钢钎水平方向插入炉内2~3min后拔出,烧红部分在200~400mm为宜;但在制定工指标时切忌盲目追求大火层,虽然火层大,会使气化层温度高、产气量高、气体成分好,但易造成炉内结大块、烧坏炉箅和灰盘,给生产带来更大损失。 ③流量 一次空气流量:根据不同的炉型和燃料性质来选择煤气炉的理想吹风强度,应在不破坏固 床层的条件下,送入的空气量达到最大值,使炭的燃烧处于最佳状况。见表3-2-2。

表3-2-2 不同炉型、燃料的适宜风量 m3/h

二次空气流量:从节能角度考虑,吹风气中C0含量要求愈低愈好,可减少能源损失,在燃烧较好的情况下,吹风气中CO和02含量应在1.0%以下比较合理,如达此值,则表明二次空气流量恰当。 氮空气流量:主要根据合成工段循环氢的要求而定,一般上吹比下吹加氮空气量大一倍左右。目前许多企业己使用氢氮比自调和微机控制。 入炉蒸气流量:入炉蒸汽流量适当与否是决定煤气炉气化效率高低的一项得要因素。入炉蒸汽量过少,造成炉内所化层温度过高,结疤结块,严重影响煤气的数量和质量; 入炉蒸汽量过多,蒸汽分解率下降,气化层温度下降过快,燃料气化不完全,炉渣含碳量过高,同样会影响煤气的产量和质量。 半水煤气中CO2含量指标,是诊断煤气炉气化情况正常与否的脉博,也是判断入炉蒸汽用量是否恰当的一个重要指标。控制好上、下吹半水煤气中CO2指标是调节蒸汽流量的主要依据。见表3-2-3。

原料品种 吹风 上吹 下吹 二次上吹 吹净 冶金焦 18~22 22~24 40~45 6~9 2~4 晋城块煤 23~26 24~26 34~38 6~9 2~4 煤球 22~28 25~27 34~40 6~9 2~4 煤棒 16~22 26~30 37~40 6~9 2~4

炉型 Φ3000mm炉 Φ2745mm Φ2260mm炉 晋城块煤 32000~34000 28000~30000 10000~14000 焦炭 34000~38000 30000~32000 12000~16000 煤球 — 20000~22000 9000~10000 煤棒 — — 8000~9000 表3-2-3 半水煤气成分中合理的CO2指标 % 原料品种 混合气 上吹气 下吹气 晋城块煤 5.5~7.0 5.0~6.0 3.0~4.0 焦炭 7.0~8.0 5.5~7.5 3.5~4.5 煤棒 9.0~11 6.0~8.0 5.0~6.0 碳化煤球 12~14 6.5~8.5 4.5~7.0 ④入炉蒸汽压力 上世纪70年代以前,入炉蒸汽压力一般维持在49.05~68.67kPa,后来有些企业逐渐将压力提高到98.1~117.7kPa,个别厂甚至提高到147.15kPa. 实践表明,适当提高入炉蒸汽压力对提高煤气炉的气化强度有一定的好处。根据实际观察对比实验表明,将蒸汽压力从68.62kPa提高到117.72kPa,可提高煤气炉生产能力2%~3%。 ⑤灰盘的转速 灰盘转速指标的制定,主要取决于燃料本身灰分含量的多少、煤气炉负荷的高低以及灰盘本身转速的快慢。平时主要依据煤气炉火层和炭层下降情况而加以调节。 ⑥炭层高度 合理的炭层指标,大都是通过生产实践不断摸索出来的。要根据炉型和所使用原料性及系统阻力而定。一般认为,燃料层的阻力不宜太大,在炉内风量达到最大时,以不破坏气化层为宜。实际生产中理想的燃料层总高度是:烧焦炭时为1.8m(从炉内算以上算起),烧晋城大块煤时为1.6m,烧晋城小块煤时为1.4m较为合适(目前对各种炉型均适用)。 2如何稳定煤气炉工艺指标? (1)要想使煤气炉工艺指标达到稳定,首先要保证有稳定的原料。因为原料性质的好坏,直接影响到各项工艺指标的稳定。 (2)在实际操作中要做到勤观察、勤检查、勤调节、勤处理。 (3)四人操作一台炉,要做到人员固定,不要经常变动,班组之间应经常交流经验,共同解决问题。 (4)克服单纯追求本班产量、不为下班创造良好的交班条件的本位主义思想,这样,有利于工艺指标的稳定。 (5)加强工艺管理,工艺员经常深入炉号指导和检查操作人员对合理工艺指标的执行情况。 (6)煤气炉工艺指标执行的好坏,要和经济责任制挂勾,将班与班、炉与炉的经济核算工作落实到班组与个人,同时还要纠正报表记录欠真实的情况。 (7)对影响煤气炉工艺操作指标稳定的设备缺陷和故障要及时排除,对阻碍生产发展的设备要不断改造或更新。 3维持煤气炉正常生产的意义和要求有哪些? 要想使煤气炉达到正常稳定的工艺指标,首先必须要有稳定的原料,对煤气炉使用的原料要求品种、粒度及每次入炉量不要经常改变。在此基础上,对煤气炉使用的气化剂如空气、蒸汽、氮空气等也要相应地稳定。只有这样才能使煤气炉的火层、温度、气体成分、炭层高度达到稳定(俗话说“一稳百稳”就是这个道理),从而实现煤气炉优质、高产、安全、低耗。 在煤气炉正常生产中,火层和炉温是保证稳定供气的主要条件,火层的好坏对所产的气体质量和气量影响极大。因此,正常操作中必须注意维持正常火层和炉温的稳定。在燃料熔点允许范围内,温度越高,蒸汽分解率越高,气体质量和产量也越高。 4如何选择煤气炉理想的生产负荷? 间歇式固定层煤气发生炉的负荷,实质上是指吹风强度。理想的吹风强度是以炉内烯料层不被吹翻的原则下,尽力加大吹风量(燃料层的总高度也要在理想高度范围内,不宜太或太低)。高风量的目的是在较小的吹风百分比条件下,能保持气化层有较高的温度。 在高风量、高炉温的条件下,气化反应速度快,生成的吹风气以迅速地离开烯料层表面,炭和氧接触时间短,不利于吹风气中的CO2还原成C0,有利于降低能耗。 高负荷生产能使气化层温度迅速上升,可以缩短吹风阶段时间,增加制气时间。另外,由于高负荷条件下气化层温度高,入炉蒸汽用量也相应地增加,故发量气量也大。 需要说明的是,因使用原料性质不同,其最佳吹风量也不同,企业要根据自己的实情况选择煤气炉最佳负荷,不可盲目追求煤气炉高负荷。值得注意的是,煤气炉处于高负荷时生产时,许多工艺条件大都处于临时状态,要求精心操作,一旦疏忽,即会造成气化层情况恶化,出现结疤、结块、风洞等异常情况。一般,理想的吹风强度为500m3∕(m2·h)。 5正常生产时煤气炉如何减负荷? (1)加负荷步骤 ①炉温维持不变,适当提高炭层(即增加入炉煤量); ②加大吹风量,如果入炉风量到了极限值时,可增加吹风百分比; ③炉温上涨后,适当加大上下吹蒸汽用量。 (2)减负荷步骤 ①减少吹风量或吹风百分比; ②炉温维持不变,炭层高度适当降低; ③如果炉温开始下降,即减少入炉蒸汽用量。 (3)注意事项 ①加减负荷时均不能过猛,要慢慢进行,另外蒸汽用量要及时进行调整。 ②加减负荷一段时间之后,要注意及时调整灰盘转速。 6如何调节煤气炉合理的吹风率? 吹风率(即单位时间里的吹风空气流量)的选择,主要依据燃料特性及燃料层的控制高度。 粒度比较小或热稳定比较差的燃料,一般应选择比较低的吹风率;反之,应选择较高的吹风率。当煤气炉所用燃料的粒度和品种变更时,吹风率也要及时进行调整。另外,燃料层的高度控制较高时,其阻力相应增加,会使吹风率降低。此时,如果盲目提高吹风率,容易造成燃料层吹翻;如果要保持或提高气化层温度,只宜增加吹风百分比。燃料层的高度控制较低时,一般由于其阻力相应减少,会使吹风率增高,燃料层温度会相应增高,可适当提高燃料高度或适当降低吹风率,否则会使燃料吹翻。