1、从灰渣看炉况灰渣作为造气炉产物的一部分(另一部分是煤气) ，在造气生产中有着举足轻重的地位。临猗二分厂造气车间作为烧颗粒煤的大户(月耗粒度煤在 6000 t 以上，占耗煤总数的 70%)，对炉渣给予了充分的重视。因为颗粒煤炉渣不同于块煤，它在炉况正常的情况下颜色发白，呈棱角片状，用力往地上掷会分裂，不象块煤渣块大，返焦率高。炉渣作为衡量造气炉况的一个依据，工艺管理人员必须高度关注。 颗粒煤造气，综合起来炉渣有以下几种情形： 下渣返焦多，有时下的是黑炭； 渣块大而硬，有的呈黑渣； 一边是渣，一边是炭； 渣中细粉夹生炭； 渣块颜色发黄。 颗粒煤蓄热量大，吹风气热量的 85%能够贮存于料层中，这点从
2、循环时间上可以看出来。一分厂烧的是中块，吹风时间在 41s左右，而二分厂吹风时间在 39s 左右（自动加焦） 。一分厂用的是 D600 风机，二分厂用的是 D400 风机。而且颗粒煤阻力比块煤大，风机所做的有用功较块煤少，间接反映出吹风气带走的显热颗粒比块煤少。蒸汽配比上，一分厂用的是过热蒸汽，品位高；二分厂由于设备条件暂时未符合要求，蒸汽还达不到过热，只能是干饱和蒸汽。一分厂减压后压力为0.09 MPa，二分厂减压后为 0.06 MPa。入炉蒸汽压力二分厂比一分厂低 0.03 MPa，压力低，流速慢，加上吹风时间短，确也证明颗粒煤蓄热能力强，热损低。 蓄热量大的主要原因是粒度小，换热量大，加
3、之固定碳含量高，所以单从煤质来讲，颗粒煤发气量要比块煤大。但综合起来，颗粒煤阻力远大于块煤，尤其碰上雨天炭湿，在我厂现有的条件下（煤露天堆放，没有执行三级过筛） ，粉多，容易出现炉翻、炉况波动，导致单炉发气量低的现象。正常情况下，颗粒煤造气返焦率不高，无大块，气化层温度高。但由于块小，气化层不稳定，吹风阻力波动，导致燃料层高温区波动：吹风阻力大，气化层偏下；吹风阻力小气化层偏上。但只要炉箅布风均匀，灰渣正常，渣层稳定，气化层位置移动并不是太大，有人称之为“游动制气法” 。下面介绍我们通过炉渣判断炉况的经验。1 返焦大并有大量黑炭 渣一般随炉箅转动掉落至灰箱，灰仓温度的高低是衡量成渣的重要依据。
4、因为未完全气化成渣的炭在这里还有二次成渣的可能。空气从炉底吹入，沿炉箅风道上行，所以渣中的炭首先与空气接触，正常情况下灰仓温度在 300400 之间，未落入灰仓的灰渣温度应该高于这个值，足够与空气中的氧进行化学反应。所以少量的返炭是可以成渣的。但由于气体喜欢往阻力小的地方跑，显然返焦的阻力大于已经成渣的渣层阻力，加上风道的影响，返焦过多大部分返炭是不能二次成渣的。另外炉底有加水菅，与灰箱高度持平，进入灰箱的返炭由于水的作用是无法与空气发生反应的。造成这一情况的原因有以下几方面：一是炉条机转速过快，使气化层下移，大量未完全反应的炭随炉箅的转动下落，与炉底水混合，温度骤降，失去了成渣的机会。恶性循
5、环，未成渣的炭使炉箅布风不均，气化层屡遭破坏，使未参与气化反应的碳无法与入炉空气相碰，失去了二次氧化的机会，只能以黑炭的形式从灰箱排出。二是蒸汽用量大，未参与气化的蒸汽带走燃料层的热量，使炉温降低。三是上吹蒸汽用量大，造成气化层上移。四是吹风时间偏短，气化层温度低。另外炉底破渣条磨损，起不了破渣作用，发生溜炉漏炭现象也是原因之一。要根据具体情况采取相应措施，加负荷加风，减负荷减蒸汽，要不然把上吹手轮限上一些。2 下渣一边是渣，一边是炭 一般来说，这种情况比较少见。空气从炉底鼓入，从灰渣中吸收热量后体积迅速膨胀，向四周扩散。导致一边下渣，一边下炭，最主要的原因是蒸汽，蒸汽与灰渣换热后进入燃料层，
6、若灰仓两边温差相差过大，使蒸汽进入气化层时两边温度不一致，一边高一边低，导致两边的气化层厚度不一样，一边厚一边薄，就会出现一边下渣一边下炭的情况。布料器布料不均匀，使炉两边炭层一边高一边低，空气走短路，往炭层低的地方跑，导致炉内气化层一边厚一边薄。或者炉子一边的防溜板不起作用，发生溜炉漏炭的现象也是原因之一。此时如果停炉条机是不可取的，必须均匀拉动炭层，保证成渣好的一边气化层稳定，保证单炉发气量。也可减下炭一边的下灰次数 1 至 2 次，看灰仓温度是否变化。下炭一边的灰仓温度有可能猛涨，但不要紧，因为下炭一边的返炭与炉底鼓入的空气发生反应，放出大量的热，随着渣层的增厚，下炭一边的碳被空气部分氧
7、化成渣，因为减少了下灰的次数，掉入渣层的碳没有继续增加，形成部分渣层，炉箅布风受渣层影响慢慢好转，两边气化层分布趋于合理。此时，两边同时下渣，调整炉条机转速，灰渣情况就会逐渐好转。 2 从灰渣看炉况 3 渣块大而硬，有的呈黑渣 对于颗粒煤来说，成大渣块不容易，特别是含碳量高的阳泉煤，炉子结疤的可能性小，挂炉的可能性大。形成大渣块的原因一是蒸汽用量少；二是炉温高；三是煤矸石含量高。蒸汽加入不匹配，反应放出热大于吸收热，局部温度居高不下，是形成大疤块的重要原因。煤矸石灰熔点低，碰上高温炭层，首先到达灰熔点，把还未反应或部分反应的炭紧紧裹住，形成大块，如果炉温持续偏高，炉条机转速又跟不上，大渣块未及
8、时排出，时间长了疤块越长越大，形成硬疤块处理起来就难了。颗粒煤由于块小，结大块需要的时间更长，所以容易形成挂炉，一般在炉条机够不到的死角形成。这种现象就是人称“过火型”的炉况。此时首要的任务是减吹风，加大上吹蒸汽用量，视情况上吹手轮开 12 圈，加快炉条机转速，防止挂炉继续增长。只要炉况合理，不再出现新的挂炉，久而久之，随着炉条机的转动，挂炉会逐渐消失。所以说挂炉只要不大，就不必畏惧，操作合理可克服。4 渣中细粉夹生炭 造气操作最怕的是太平炉，产气量小，消耗高。细灰夹生炭表面无大碍，实际表明炉温不高，蒸汽用量稍微偏大。如果是单炉如此，可加吹风 12 s。气化层温度不高，蒸汽流经高温炭层时，小部
9、分炭由于温度达不到气化点，因炉条机转动随渣而出，在这过程中部分被炉底进入的空气氧化，形成细灰，最终形成细灰夹生炭的渣。这种情形可调也可不调，因为随着外界条件（风量、风压、蒸汽流量）的变化，炉况可能好转，渣况也可能步入正常。我认为最好的办法是加风。5 渣块颜色发黄 造气炉渣如果不及时排出，在炉底积存时间过长，在炉底水的作用下，颜色会变黄。这种情况表明炉条机转速偏慢，如果炉条机转速已达高限，可增加下灰次数。由于现在煤种复杂，各种煤的灰分、固定碳、挥发分相差较大，所以下灰次数并不是一成不变的。在煤种变化后，一定要根据炉况灰渣情况增减下灰次数，保证灰渣能够顺利及时排出。渣层过厚，易使气化层上移，特别是
10、颗粒煤阻力大，火层上移，易造成炉翻氧高。如果火层已经上移，一次性投炭量不能过大。加炭量过大使吹风带出物增多，热损增加，而且炉子还容易吹翻。最好是通过上下吹手轮上调节，开下吹或关上吹手轮，避免气化层继续上移，逐步使气化层向下移动。 造气炉内部看不见摸不着，炉渣只是判断炉况的一方面，它需要丰富的经验和扎实的实际知识。判断正确，炉况好转；判断有误，炉况只会更加恶劣。开好造气，也就是学习、摸索、综合各方面情况，作出正确判断。 煤棒气化十种灰渣判断炉况 作者/来源：雷心成（邳州市骏豪铸造厂造气技术部） 日期：2009-3-6 灰渣是煤气炉原煤转化的矿物质，灰渣质量优劣是碳利用率的具体表现。造气工段无论用
11、块煤制气或煤棒气化是人所周知的事，炉温低、气量差，炉温过高，炉子结疤，造成炉子结疤当然还有其它因素。多年来煤气炉控制参照表温操作已成为习惯性。从灰渣质量分析炉况，它不但对现实操作有着指导作用，还对造气技术的提高和发展有着重要的深远意义。到目前为止测量气化层温度还没有好的办法直接测出准确的数据。大部分厂家操作还是以传统的测量方式来控制上、下行煤气温度，每到出渣时观察下灰情况来调节工艺。以煤棒气化生产所产生的灰渣，观其质量判断炉况好坏，正确调整工艺仍是重要参照依据之一。一、 灰渣的返炭率所谓返炭率指灰渣中含炭量与渣量之比，如灰渣含炭量高约在 30以上，多数属于炉温低，炉条机转速过大，操作不当、气化
12、不良、上下吹百分比例或上下吹蒸汽用量调节不当，入炉风压、风量不足，火层上移，选用的炉箅布风不合理，造气系统阻力大，气化剂的品质控制不当，煤棒含水量太高，沫含量大，制棒配料不合理，煤棒的长度，强度活性不好等原因。一般来说煤棒气化返炭率控制在 5%左右为宜，返炭过低大疤块易上棚，炉况不好稳定，所以正常生产中一定防止下黑棒及生炭事故出现，确保操作最理想的返炭率。二、 灰渣的数量灰渣的数量是根据煤棒固定碳高低，熔点的高低，灰份含量的高低来决定。一般来说煤棒制气下灰次数，每班 4 次为宜，如果劣质煤煤棒每小时 1 次，2.4 型炉子每班用20 吨煤棒，灰渣可排出量约 7-9 吨左右。如火层上移，炉条转速
13、过大排灰量还可增大。煤棒气化的缺点是炉子下部易有棚渣悬空现象，相应减少了正常出渣量。南方劣质煤煤棒制气大容量灰斗每班可下 4-5 次，每次灰量约在 800-900 公斤左右。两侧灰斗保持平衡，不偏斗，适为正常，炉条机运行要保持正常转速，不能时快时慢，更不能中间开开停停。炭层高就加大炉条，炭层低就停炉条，采取延开时间，也要保证炭层的稳定性。出灰偏炉一则有灰一则无灰现象，偏炉原因，煤棒粉沫大，长度不够，阻力偏大，气走短路，另一种破渣条不规范，两侧渣道变形造成的。在同样的原料制气操作要保持排灰同样的数量。这才达到工艺平衡。三、 灰渣的成块率灰渣的成块率是每一个煤气炉操作工努力的方向。成块率控制在 6
14、0%-65%为宜。渣块多孔质轻，细灰很少，块度大都在 150-200 毫米，内含拳头的占小部分。在这种情况下炉内反应正常，气化集中，工艺条件恰当，操作控制合理，下灰时不偏灰，灰量均匀。说明从原料配比到煤棒加工、煤棒的强度，水分均为合格入炉煤棒。如细灰过多，白棒占30%以上，表明炉温太低，两种气化剂走短路。湿煤棒制气有一个特殊情况，蒸气用量过大与蒸气用量过小，煤气炉出渣有一种同样表现下黑棒。如何区分这种现状，采取作单炉分析来判断煤气中二氧化碳含量高低来处理。约上吹水煤气成份中二氧化碳在 5.0-6.0%，下吹 4.5-5.6%适为正常范围，否则，会出现上属现象。灰渣的成块率主要决定于气化层的温度
15、，气化层的厚度。气化层温度过高是对成块率有利的提高，但也会造成炉内结成大疤块，相应增加了排灰难度，降低了操作弹性。所以要适中掌握大疤块的形成，使煤气炉长周期稳定运行。四、 灰渣的色泽（颜色）腐植酸煤棒气化灰渣的色泽呈现黄白色或褐色为正常渣色。如果出现黑色表明炉温局部偏高，白棒证明边风过大，四周有结疤现象。气化层温度高于灰熔点温度也会导致灰渣的色泽出现深黑。灰渣色泽出现红白色，原因炉温低，蒸气用量偏大，导致两气（汽）偏流，无有气化层。灰渣在炉内停留时间短，启用炉条机转速过大，也能造成同样后果。灰渣的色泽变化也与蒸气的温度，蒸气带水，蒸气压力过高过低有一定关系。只有在操作过程中要严格执行各项工艺指
16、标，才能确保理想的灰渣正常颜色。五、 灰渣的均匀程度灰渣的均匀度与气化层的温度稳定性有很大关系。它于煤棒长度，强度与炉箅及破渣条尺寸有着很大相互关系。炉内气化层均匀是灰渣均匀程度的先决条件。正常情况，炉内气化反应后余下的矿物质靠炉箅的功能排出。如果煤棒的长度不够，粉量过大，阻力偏大，煤棒的强度差，气体偏流，灰渣的均匀就差。破渣条装配不规范，选择的炉箅布风不合理，布气不均匀，破渣排渣都和灰渣的均匀程度有关。要想保持灰渣均匀程度高，不仅要选择综合性能好的煤棒专用炉箅，如邳州骏豪节能炉箅，还要有良好的操作工艺条件稳定气化层的位置和温度，提高灰渣的均匀度。六、 灰渣的形状灰渣的形状与煤棒质量，煤的性质
17、，炉子温度有着密切关系。灰渣形状可分为椭圆型，片型和长条型，椭圆型是属于高炉温操作，形成的疤块大在炉内周转时间长，如出灰口偏小造成排灰渣困难，但对气质较好，气量大耗煤量低。大片型渣块属原料煤的熔点低、活性好，火层下移，局部有熔流现象，软疤靠近炉箅周围，温度降低进入渣区，灰渣的形状大都成为大片灰渣。长条形状，多属于煤气炉炉箅边风过大，炉子四周发红发亮成型的渣块进入渣区，温度降低后，大部分成长型渣块。根据上述三种疤块构成也可以说都不是正常气化后灰渣块。要想获得正常灰渣，设备需得节能型炉箅，工艺要优化操作，灰渣才有良好块度形成。七、灰渣的硬度灰渣的硬度高，大都是高炉温操作，炉温高相应排出的渣硬度就高
18、。特别甘肃、宁夏煤制作煤棒，排出的灰渣硬度大，如下吹百分比过长，下吹手轮开得过大，都能引起渣硬。矸石含量与铁含量高，水泥煤棒也都会引起灰渣硬度大。八、 灰渣内夹带煤棒量灰渣内夹带煤棒，是指排出的渣内有渣包棒现象，出现这样渣块，原因火层下移，煤棒含水量高，燃烧不完全，烘干工艺太少，一般来说用湿煤棒制气水份在 14%之内全上吹制气可达到 4-5 个循环为宜。下吹时间太长，下吹手轮开启度过大，灰渣内夹带煤棒看起来小事，它影响消耗，影响气化层温度的提高，更影响单炉发气量。九、 灰渣的实密性灰渣的实密性也是掌握灰渣质量的主要因素。煤气炉的气化条件好坏，也是灰渣先决条件。灰渣疏松块度均匀，残炭率低，这才是
19、煤气炉操作人员的最大理想。灰渣疤块过于密实是气化层温度控制过高，吸热和放热的热量不平衡，放热大于吸热，吹风过量，蒸气偏小，而造成的。根据出渣情况和煤气中的二氧化碳含量，准确工艺指标，处理灰渣实密性高的疤块。灰渣实密性越大，对煤气炉正常运行不利，加重炉条机排灰负荷，易损坏炉下传动部件。在正常操作中要十分重视灰渣的实密性。十、 火渣及红炭火渣及红炭的出现明显的是火层下移时间较长，它与炉条机转速过快有着很大关系。也和炉底温度控制过高相牵，出现火渣气化层下移，出现红炭气化层已经破坏，干馏层占去气化层，严重影响炉内工况。从建立新的五种区域难度很大。处理办法减小炉条机转速，加大上吹蒸气用量，保持炉下炉上温
20、度恢复炉内工况，建立新的气化层，直到灰渣转入正常。以型煤制气煤棒气化炉的厂家，无论气量大小，消耗高低，每一个煤气炉操作工应追求的是煤气炉出渣无死块，疤块疏松，质轻气孔率高，蜂蜗形状，产气量大、消耗低。这些现状是我们共同努力的方向。一个合成氨厂，主管生产部门，抓消耗、抓两气（煤气、蒸气） ，抓煤气就是抓龙头，龙头的关健是原料煤的配制比例。抓原料首先的一条要抓两个理论环节，第一个理论环节，必须了解和掌握煤的性质，如各种粉煤的性质，化学活性，矸石含量，发热值，固定炭含量，挥发分，灰分，灰熔点，气化强度，热稳定性，腐植酸含量，铁含量，硫含量等项。炉况的稳定性好坏，发气量的大小消耗高低与上述成分是分不开
21、的，煤棒气化入炉前有两项严格指标，一是煤棒强度，二是煤棒的水分，这两项指标都直接影响单炉发气，是降低消耗的关键指标。第二个理论环节，搞造气技术，操作煤气炉必须了解煤的气化是动力学控制。在煤气化反应过程中压力、流量、流体、温度、阻力、这些条件是每一个操作人员所掌握的必要理论数据和变化数据。在生产过程中特别是煤棒气化，压力不足、压力不稳、压力变化都难以稳定炉内工况。流量不足，多台炉制气互相争压力，争流量、争时间，都是不利因素。温度变化，无论是入炉蒸气温度变化，或炉上行、炉下行温度变化，波动幅度过大，炉内气化层位置是很难稳定的。所以正常操作观察各项温度的变化，流体、流量的变化，观察灰渣质量情况，都是便于调节工艺的依据。上述十项灰渣来判断炉况是不可缺少的实际参据，掌握它有利于促进理论与实践知识的提升。
