李程论文(3)

2019-03-15 20:57

-循环百分比的分配:吹风和制气各个阶段的时间分配,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,以增加制气阶段的时间,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,主要依据热量平衡。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,主要决定于能够使上行温度和气化层温度(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就可以。 (1)温度

-上行温度:原料化学活性和灰熔点是制定上行温度的重要依据。煤球和煤棒的冷、热强度差,不宜高,一般在300~400℃。

-下行温度:下行温度的制定,主要防止炉下温度过高而烧坏设备,其温度高低也决定于气化层上下移动的变化。一般下行温度在200~300℃为宜。

-气化层温度(火层):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:一种使用钢钎垂直插入炉内,钢钎在炉内烧2~3分钟后拔出,烧红部分在200~300毫米为宜,另一种是钢钎(俗称火棍)水平方向查入炉内2~3分钟,烧红部位在200~400毫米为宜。在制定工艺指标时切忌盲目追求大火层,虽然火层大,气化层温度高,产气量高,气体成分好,但是火层大易造成炉内结大块,烧坏炉篦和灰盘,给生产带来更大损害。 (2)流量

-空气流量:根据不同的炉型和燃料性质来选择造气炉的理想吹风强度,应在不破坏固定床层的条件下,送入的空气量达到最大值,使炭的燃烧达到最佳状态。从节能角度考虑,吹风气中CO含量要求越低越好,可减少能量损失。在燃烧较好的情况下,吹风气中CO和O2含量应在1.0%以下较为合理。

-入炉蒸汽流量:入炉蒸汽流量适中与否是决定造气炉气化效率高低的一项重要因素。入炉蒸汽量过少,造成炉内气化层温度过高,结疤结块,严重影响煤气的产量和质量;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,炉渣含炭量过高,也同样影响到煤气的产量和质量。

-半水煤气中CO2含量:半水煤气中CO2含量指标,是诊断造气炉气化情况正常与否的脉搏,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。 (3)灰盘转速

灰盘转速指标的制定,主要决定于燃料本身灰份含量的多少、造气炉负荷的高低以及灰盘本身转速的快慢。平时的调节主要依造气炉火层和炭层下降情况而加以调节。 (4)炭层高度

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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质及系统阻力而定。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,我公司一般控制在见夹套为宜。 6.2.2 造气炉理想生产负荷的选择

煤气发生炉的负荷,实质上是指吹风强度,理想的吹风强度是在炉内燃料层不被吹翻原则下,尽量加大吹风量(燃料层的总高度也要在理想高度范围内,不宜太高或太低)。高风量的目的是在较小的吹风百分比的条件下,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,生成的吹风气能迅速地离开燃料层表面,炭和氧接触时间短,不利于吹风气中的CO2还原成CO,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升高,入炉蒸汽用量也相应地增加,故发气量也大。

需要说明的是,因使用的原料性质不同,其最佳吹风强度也不同,要根据本企业自己实际情况选择造气炉最佳负荷,不可盲目追求造气炉高负荷。值得注意的是,造气炉处于高负荷生产时,许多工艺条件大都处于临界状态,要求高度集中精力操作,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。 6.2.3 造气炉合理吹风率的调节

吹风率(即单位时间内吹风空气流量)的选择,主要依据燃料的特性及燃料层的控制高度的变化。

粒度比较小或热稳定性比较差的燃料,一般应选择比较低的吹风率,反之,应选择较高的吹风率。当造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,燃料层的控制高度比较高时,其燃料层的阻力也相应增加,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。如果保持或提高气化层温度,只宜增加吹风百分比。燃料层的控制高度较低时,一般由于燃料层的阻力相应减少,会使吹风率增高,其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。

6.2.4 吹风百分比的最佳选择

最佳吹风时间的分配,以使燃料层具有较高温度为主要原则,即利用较短的时间达到最高温度。实现这个目的,决定于空气鼓风机能否提供较高的空气流速和燃料层是否能承受较高的空气流速。

原料煤性质与吹风时间分配随燃料的机械强度、热稳定性及化学活性的不同而有差别。一般而言,上述三种性质较好,燃料层阻力小,有利于提高空气流速,只要用较少的时间就能使燃料层达到高温,反之则相反。

燃料层的阻力,除了受燃料的机械强度和热稳定性的影响外,与燃料层的高度和煤的粒度都有很大的关系。此外,气化剂在燃料层的分布均匀与否与炉篦结构也有关系。

我厂吹风百分比大都在24~26%之间,利用高强度风机后,吹风百分比可下降到20%

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左右。

6.2.5 造气炉一个工作循环内各阶段产气量的变化

吹风阶段结束后,炉内气化层温度最高,一次上吹制气初期是气化最佳时期,产气量和煤气质量好。随着制气时间的推移和阶段的转化,产气量逐渐下降,气体质量也随之下降,至二次上吹结束前,是一个工作循环中制气最差阶段。 6.2.6 上下吹蒸汽用量不当的危害

上、下吹入炉蒸汽用量不当会影响炉内工况的正常,严重时还会使炉内气化层恶化,甚至于迫使炉子熄火,进入炉内打疤打块。

·上、下吹蒸汽用量同时过大,炉内气化层温度低,产气率低,蒸汽分解率低,灰渣中返炭高。有些企业所谓开太平炉,就是这种状况,不挂壁、不结疤、不结块,但产气量低,而且能耗很高;

·上、下吹蒸汽用量同时都过少,则会出现炉上挂壁结疤,炉下结大块,虽然蒸汽分解率高,但是因炉况恶化无法维持生产,最终只有熄火处理;

·上吹蒸汽用量大于下吹蒸汽用量太多,会出现气化层严重上移,炉上表面因温度过高,而造成结疤挂壁。炉下则出现温度低返炭高,整个气化层上移到炉面气化,无疑气化效率相当低;

·下吹蒸汽用量大于上吹蒸汽用量过多,则会出现气化层严重下移,炉上温度低,炉下温度高,严重时会出现烧坏炉篦和灰盘等设备,此种情况,一般炉篦传动机构因炉下温度高灰盘膨胀无法启动,也就是人们常说的“造气炉变成了炼铁炉了”。 6.2.7 上下吹蒸汽用量差值的选择

一般来说,下吹蒸汽用量要大于上吹蒸汽用量,因为下吹蒸汽用量大,可使气化层集中在比较理想的位置,不会造成炉上温度偏高而发亮挂壁;上下吹蒸汽用量的差值究竟多大为宜,主要根据造气炉使用原料品种而定,一般烧优质原料的蒸汽差值在1.0~1.5吨/时范围内,如果烧劣质原料其差值就可以小些,可在0~1.0吨/时之间,有时因为所用的原料熔点过低,还会出现上吹蒸汽用量大于下吹蒸汽用量的现象。 6.2.8 制定造气炉上下吹时间和蒸汽用量的依据

一般是根据造气炉所使用的原料性质和以往的实践经验订出百分比和上、下吹蒸汽用量,然后根据分析测定数据加以调整。

·如果造气炉所使用的原料灰熔点低,灰份高,固定碳低,则上吹蒸汽用量适当加大些,上吹制气时间适当加长些,同时灰盘转速适当加快,使气化层稳定在规定的位置上;

·对那些粒度或机械强度差的原料煤,炉内床层阻力大,吹风时空气中的氧与炭的燃烧反应往往集中在炉下部,所以上吹制气时间要长些,上吹蒸汽用量也应放大些,反之则相反;

·在理论上还可通过原料的发热值和吹风时间的长短来决定上、下吹百分比和蒸汽

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用量之差。一般使上吹时间的蒸汽用量与炭起反应所吸收的热量,基本上等于下吹时间的蒸汽用量与炭起反应所吸收的热量;

·造气炉使用任何不同品种的原料都要通过实践摸索,逐步达到最佳制气条件。通常调节上、下吹百分比和蒸汽用量多少的主要依据是根据单炉上、下吹气体成分中CO2含量多少和蒸汽分解率高低来决定的;

·实践证明下吹CO2<上吹CO21~1.5%为宜,一般而言,蒸汽用量改变0.25吨/时,相当于改变1%制气百分比,在调节两者之间的分配时,以改变百分比的效果更好些。造气炉一次产气量增加1500m3/时左右,则需要增加上、下吹蒸汽各0.25吨/时。 6.2.9 正确调节造气炉上下吹入炉蒸汽用量

上、下吹入炉蒸汽用量的多少,是直接影响气化炉炉内工况好坏的重要因素之一。当上、下吹百分比分配比较合理时,一般都采用上、下吹蒸汽来维持造气炉的正常工况,调节上、下吹蒸汽用量的主要依据如下:

·根据炉上、炉下温度高低变化情况进行调节;

·视单炉上、下吹半水煤气成份CO2含量高低进行调节,在炉况正常的情况下CO2

偏高,则说明蒸汽用量过多,反之则蒸汽用量太少;

·根据炉内出灰渣情况进行调节,排出渣中块度太大且又硬,应适当增加上吹蒸汽用量,如排出渣较碎而且返炭高,则应适当减少上吹蒸汽用量。 6.2.10 炉渣含炭量高的原因

·造气炉操作失控,造成气化层下移或偏移,致使未燃尽的炭进入灰渣区; ·灰盘转速过快; ·蒸汽用量过大;

·造气炉负荷太低,致使气化层温度低; ·气化床被破坏,出现漏炭或炉下有大块; ·原料粒度不均,大小悬殊太大; ·原料含粉量太多,致使床层阻力增加; ·原料中煤矸石过多,影响气化层温度提高;

·灰盘排灰口过高或灰犁过长,易形成漏炭和排渣强度增大; ·炉篦通风不均或通风面积过小,炉篦无破渣力; ·加煤不匀,截面炭层高低悬殊过大,造成床层阻力偏差。 6.2.11 造气炉正常生产时加减负荷

·加负荷的步骤

-炉温维持不变,适当提高炭层(即增加入炉煤量);

-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; -炉温上涨后,适当加大上下吹蒸汽用量。 ·减负荷的步骤

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-减小吹风量或吹风百分比; -炉温维持不变,炭层高度适当降低; -如果炉温开始下降即减少入炉蒸汽用量。

·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; ·加减负荷一段时间之后,要注意及时调整灰盘转速。 6.3 炉况控制操作要点

6.3.1 造气炉负荷不变的情况下影响炉温波动的因素 (1)原料性质改变

-原料的发热值和固定碳含量减少,水分和煤矸石增加,都会影响炉温下降,反之则升高;

-入炉原料过分潮湿,致使水分在炉内蒸发时吸收的热量较多,另外因煤湿,过筛不干净,带入炉内的粉煤过多,增加炉内阻力,致使风量下降,炉温也下降;

-入炉原料粒度变化对炉温也有影响,炉温随着粒度逐渐变大而升高,反之则会下降;

-人工加煤时入炉煤量波动大,炉温波动也大。 (2)炉内压力的变化

-气柜高低之影响,气柜高时气柜内部压力大,气流阻力大,制气时蒸汽入炉量会减少,炉温会升高;

-入炉原料粒度的变化,炭层高低波动,煤量多少、含粉率的高低等都会影响炉内压力的变化而造成炉温波动;

-入炉蒸汽压力波动太大(蒸汽来源处故障或蒸汽压力波动,调节阀失灵等原因),则也会影响到炉温波动。 (3)阀门失常

-加氮阀开关过快或过慢,流量过大过小以及由于加氮时空气流量的变化而影响吹风时空气流量的变化(因为吹风、加氮空气管是并联的)等原因都会导致炉内温度波动;

-下行煤气阀泄漏,吹风时有部分空气由下行煤气阀漏入煤气系统,实际入炉风量减少,也会使炉温下降;

-此外吹风阀及上、下吹蒸汽阀、蒸汽总阀、三气阀、煤气总阀出现故障,不开或不关都会影响炉温波动。 (4)操作失误方面的原因

-炉子吹风排队没有安排好,时而单炉吹风,时而多炉同时吹风,造成入风量紊乱,风量无法稳定而影响炉温波动;

-炉内气化层出现异常情况,如结大块、结疤、风洞、吹翻、滑炭、火层失常等原因都能引起炉温波动;

-在正常制半水煤气时,因处理循环氢需要,改加减氮或打回收,都会影响炉温波

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