TG-3M1型发生炉层次的稳定和优化 - 1 -
TG-3M1型发生炉层次的稳定和优化
摘要：煤气炉料层的稳定控制是保证炉况正常的一项重要指标，本文针对炉内层次有时出现絮乱的异常现象，从原料、设备、操作等方面进行了原因分析，提出通过控制原料质量、灰层及料层厚度、风汽比、加强设备维护与巡检等解决方法。
1.前言
TG-3M1型煤气炉炉内各层次稳定与优化对煤气发生炉气化效率的提高，降低煤耗等方面有着重要的保障作用。而稳定的层次需要依托优质的原料煤、完好的设备、良好的操作技能等方面作保障，其中任何一方面出现问题都可能会导致煤气发生炉出现层次紊乱，如果又不能及时扭转此不正常现象必然会使炉内气化状况变差，煤气有效成分严重破坏，能耗大幅度提升，严重时只能熄炉检修处理。本人结合十几年的操作经验加上该行业前辈们的操作建议总结了几个方面浅谈一下炉内出现层次紊乱的现象、原因、处理和预防以及稳定炉内层次优化的措施。 2.发生炉内正常层次分布
发生炉炉内层次控制如图所示，工艺上对各层控制范围如表所示：
表：各层控制范围 层次 灰层 氧化层 还原层 干馏层 厚度mm 300-600 100-200 400-600 100 温度℃ 450 6 图：煤在气化炉内的料层分块煤 煤气 1100-1250 700-1100 500-700 150-500 5 4 3 2 1 干燥层 无固定层高 空气 蒸汽 1-灰层 2-氧化层 3-还原层 4-干馏层5-干燥层 6-空层 实际生产中，如果各层次的厚度和温度大幅 度超出该范围，我们称之为“层次紊乱”。
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3.炉内层次絮乱的表现
煤气炉各层次絮乱的主要表现如下图所示：
（1）煤气发生炉的层次偏斜（偏炉），即炉内灰层一边高，一边低，火层也同时偏斜，高的一边燃烧冒火呈热运行，低的一边不燃烧发暗呈冷运行，用探火钎探测一分半钟左右，表现在钢钎上一边氧化层发黄、亮白甚至烧掉皮，另一边钢钎呈暗褐色或暗红甚至看不到颜色，用手靠近探火钎能感受到温度。
（2）双氧层或多氧层，即个别孔插钎探火在探火钎上出现双氧层（两段亮红色中间夹着一段褐色）或多氧层也即我们平时俗称”糖葫芦”。
（3）火层外露，由于气化剂分布不均，气流速度不平衡，部分区域气流速度加快产生冒火、烧穿从探火孔观测炉膛表面有燃烧的火苗。 4.层次絮乱的原因
（1）原料煤质量的影响。①煤粉及含水量过大粒度不均，布料不均，②原料煤机械强度、热稳定性差，破碎后易阻碍气化剂上行和均匀分布。③煤粘结性大，透气性差，影响气化反应。
（2）下煤不均匀。在向煤气发生炉内加煤中，一边下煤多，一边下煤少，多的部位鼓出小山包导致气化剂阻力增大燃烧速度慢，少的部位形成凹坑气化剂
双层燃烧状态 此处悬空 干馏干燥层 还原层 氧化 层灰层 正常层次分布情况 氧化层发生倾斜 偏运行状态
燃料层悬空状态 烧穿现象
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阻力减小燃烧速度快，长时间形成偏烧。
（3）点炉引起。在点火前，炉渣装铺不均匀，就急于下煤，结果造成一边着火，一边不着火。填渣低的一边通风好着火，填渣高的一边通风差不着火，形成偏烧，导致层次紊乱。
（4）水盘或夹套漏水。导致氧化层局部熄火，部分区域煤粉或细灰遇水成糊状阻碍气化剂的上行使气化状况变差。
（5）操作不及时或过于频繁操作。发生炉出现结渣后，没有及时捅渣处理，排灰时一边畅通下灰，另一边挂壁处排不下灰，造成灰层过厚，又因灰层通风阻力小于煤层，因而造成气化剂流速增大，氧化层燃烧剧烈并逐渐上移，灰层越来越高。而在灰低的一边，由于料层阻力大，风量小，反应较慢，灰层变的越来越薄，造成严重偏烧。另外在使用较差煤质的情况下，更容易引起风量、补充蒸汽、炉蓖转速调节不平稳，加上频繁的捅灰压火，打乱了炉内各层的正常层次引起层次紊乱。
（6）设备缺陷导致布风不均。①局部炉板搭缝烧损、变形、开裂造成炉板搭缝、间隙尺寸不符合规定，导致布风不均匀排渣不顺畅，个别地方排不下渣而有的地方地方排渣量快甚至流碳。②部分炉裙烧损变形倾斜导致间隙过大③炉内破渣装置缺损，阻灰器和炉板刮灰刀严重缺损导致破渣效果下降、排渣不顺畅。 5.解决层次絮乱的措施 5.1预防措施
（1）提高入炉原料煤质量。
①对不同矿点的原料煤由龙门吊进行均化作业，保证入炉原料煤稳定。②减少入炉含粉率。一是保设备运行正常，提高全流程上煤率在100%；二是适当控制下料量，提高筛分率；三是对振动筛每周清理两次，阴雨天气，适当增加清理次数。
（2）加强点巡检及日常设备消缺维护
①利用低产期间焖炉检查进行设备消缺，对于炉板搭缝、炉裙间隙不符合要求要及时修补与更换，保障炉内各设施完好。②日常运行中，要保证炉蓖机械传动装置平稳运行，勤探火检查发现炉夹套、水盘漏水应及时焖炉处理。 （4）及时处理异常炉况
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①首先要及时发现初期偏炉等层次絮乱现象，要严格按要求每小时探火一次，发现异常及时处理。②异常炉况处理要求四个班要同心协力，每班至少处理两次以上。③要严格按作业标准进行操作，灰层低处打气孔提高通风量，灰层高处用压火钎捅灰使料层紧密，有冒火苗头时应及时压火、拨煤，根据情况适当加料覆盖，保持料层均匀；层次内有炼块现象时，应及时将炉内炼块用钎捣碎并适当增加饱和温度、调整炉蓖转速加大除灰量。④对层次絮乱严重的煤气炉要优先上优质煤，并适当降低生产负荷。 （5）灵活控制加煤方式
点炉前确保炉渣铺装均匀，炉况正常时加煤要保障两边加煤量尽量均匀。如果出现个别地方燃烧不好氧化层发暗时该地方就要减少加煤量必要时打气孔，而气流速度快燃烧猛烈的地方要勤加煤、勤压火。 （6）加强检查稳定操作
①要求司炉工认真操作、及时对炉况检查和加强各项运行参数的监控。②司炉工要努力提高操作技能，通过合理、及时、超前的调节控制，对炉内各层次温度与厚度变化有预见性，保证气化条件稳定并逐步得到优化。③通过各项操作条件变化的分析和判断，在层次还未发生变化之前就通过合理的调整消除将要出现的问题，确保气化条件的稳定。 5.2操作控制措施 （1）灰层厚度的控制
料层高度稳定后，并不是炉内各层次就能稳定在最佳位置了，还要进行合理的工艺调整和科学有效的操作控制。煤气炉内的主要层区是氧化层（俗称火层），而火层位置的合理选择和位置稳定又取决于灰层厚度的合理选择和稳定控制。火层位置的调整是靠调节空气和蒸汽的用量配比加上排灰速度作为主要手段，但是对火层位置起到巩固作用的还在于灰层厚度的稳定。也就是说正常操作中对火层位置影响最大的一项条件是灰层的变化。很多操作中忽视了对灰层厚度的合理选择，忽视了灰层厚度的变化对料层的影响，一味的追求低炉出温度的气化条件。如果这项工艺条件选择不合理就会使炉内气化不均，层次紊乱，长时间运行就容易造成炉况大面积恶化。因此，应在外部条件和操作技能允许的前提下精心控制排灰速度，达到灰层的产生和排出的平衡尽量缩小灰层的波动。日常操作中灰层
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厚度不变的条件下，有时会出现因原料特性突然变化使气化速度加快，在加煤周期固定的条件下料层出现下降快的现象，这个时候切勿采用减慢排灰速度的方法来提高料层，要保持灰层厚度稳定，判明煤质变化将会给炉况造成何种影响，采取缩短加煤周期或调节入炉蒸汽用量的方法处理。因此，只要灰层不变化，火层位置就会稳定，其他层次也都能得以稳定，同时也为稳定整个工况创造有利条件，因此说稳定各个层区的关键在于首先要严格控制灰层。
（2）料层高度高度的控制
在各项工艺指标确定后的正常操作中，要求合理确定料层高度，这一点是稳定炉内工况和优化工艺条件的首要问题。因操作控制不当造成料层大范围波动是煤气制造操作的一大忌。煤气炉正常运行中如料层控制低于了工艺范围，从炉温表的显示上就显示出炉出温度涨幅加快，加煤周期缩短，产气量也会随之逐步变小，料层降低后气化剂阻力变小流速加快使火层上移、变薄，不利于气化反应，如不及时纠正操作上的错误，将会使炉内局部烧穿、结渣、挂壁、架空，排灰困难，部分区域料层逐渐上移，空层高度减小导致层次出现紊乱，结果将使煤耗升高和生产能力下降，反之如果料层控制过高，气流阻力增大，产灰速度下降，灰层内局部细灰增多，炉板搭缝局部堵死，布风不均，形成偏烧，生产负荷逐步下降，热量逐步失去平衡。因此对料层高度的选择方面，个人认为正确确定料层高度的原则是：最大限度地发挥炉台产气能力，不能因料层确定太高影响气化效率，但又不能因料层选择过低而使气化反应加快火层上移甚至烧穿。
(3)调节风汽配比最佳化
料层的稳定和合理的灰层厚度为稳定各个层区的位置、保证各层区在同一截面上的均匀分布打下了坚实的基础。但是，要达到料层的稳定和煤气成份的优化，还要在力求稳定入炉风量和入炉蒸汽量即风汽最优化配比，保证入炉风量和蒸汽量的最佳配比，从而保证了炉温的稳定和各层次位置不受其影响而变化从而达到气化反应平衡。总之，保证空气和蒸汽两种气化剂入炉量的最佳配比对稳定发生炉层次、稳定气化温度，提高煤气的产量和质量是至关重要的。
（4）采用先进的加煤方式
采用连续加煤方式对发生炉层次的稳定、气化效率的提高创造了有利条件：①连续加煤方式能使燃料充分在干燥层预热，阻止干馏层、还原层热能流失，稳
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定和巩固了气化反应的彻底性②消除了一次性大量加煤造成料层波动对气化效率的影响③消除了间断加煤对炉温波动影响。④在煤质稳定的前提下，炉内各层次维持在比较稳定的状态。 6.结束语
本文从发生炉气化原理与层次关系的角度出发，简要介绍了煤气发生炉各层次紊乱的现象、原因、处理和预防并进一步阐述了稳定煤气发生炉层次的措施和优化炉况，对气化反应彻底、劳动强度降低方面提供了有力保障。在煤炭价格高、供应紧张的市场形势下，有效的保证炉内层次稳定运行对煤气成分指标的进一步优化、能耗降低、企业利润的提升都有着不可估量的作用。
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