从灰渣看炉况.doc

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资源描述

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。

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