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     邳州市兴亚炉箅有限公司,由我国著名炉箅设计专家秦兴亚高工于2001年创办,本公司主要从事造气技术研究和炉箅及煤气系统设备的研制生产。主要产品有∮1600-∮3600系列炉箅、自动加煤机、滚动底盘总成、水夹套、锥形水夹套、炉底、灰仓、油压炉口、灰盘、齿圈、炉条机总成及配件、鼓风箱、灰渣箱、灰犁、热管废锅、热管空气预热器、热管水加热器等。               [更多]
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    浅谈固定层煤气发生炉的技术缺陷和解决办法
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浅谈固定煤气发生炉的技术缺陷和解决办法

杨富国

湖南省博能煤气化技术研究所

众所周知,固定床煤气发生炉使用时间最长,应用最为广泛,一次性投资最少的一种煤气发生炉。几十年来,经过不断的技术改造和技术进步,固定床煤气发生炉无论是产量,还是消耗都取得了很大的进步。但其本身的特点决定了它还满足不了人们的期望:由于是固定床、间歇式制气,所以它的单炉生产能力受到限制:由于是固态排渣,所以其能量利用率比较低。

即使如此,在现阶段它仍是最适合我国国情的基本形式。怎样才能使固定床煤气发生炉更好的为我们的生产服务?怎样才能挖掘其最大生产潜力?这是我们每一个造气工作者都必须认真面对和思考的问题。

近年来,我们在造气方面取得了很大的进步。不管是造气高效风机、专用炉箅的使用,还是对阀门形式、煤气炉高径比的辨认,都从一个侧面说明了我们确实在进步。谈到固定床煤气发生炉的理论研究势必要围绕气化层的讨论展开。什么样的气化层才是比较理想的气化层呢?笔者认为理想的气化层应该具备以下几个基本条件。一是蓄热要尽可能的多,即气化温度高;二是波动要尽可能小,即气化强度大;三是平面温差要尽可能小,即气化强度均匀;四是位置要尽可能适当,即热量损失小;五是稳定性要好,即操作弹性大。

要得到比较理想的气化层,就现在技术条件和对气化反应的理解来说是比较困难的。这是因为现阶段要使气化层尽可能蓄热,尽可能多是能够想办法做到的,但是要使其波动尽可能小、平面温差尽可能小就比较困难了,加上我们的下行入炉蒸汽没有分布器,实际入炉蒸汽分布是不均匀的,因此炉况的稳定性也就没有了保障,其操作弹性自然就不会大。

我们知道固定床煤气发生炉有水夹套,水夹套内的介质是水,在气化反应时夹套内的水要带走大量的热量,并在夹套壁附近产生冷壁效应影响,夹套周围会形成一圈环状低温区,也就是说在气化层位置也会形成这样一个环状低温区,从而使气化层的平面温差过大,气化强度降低,气化层骨架作用减小,炉况的稳定性就差。让我们为难的是这个环状低温区又是传统水夹套无法消除的,加上我们在对造气工艺的理解上没充分考虑到不同温度下,蒸汽对气化层温度的影响是不一样的,所以传统的造气工艺又造成气化层的位置、温度波动大。这些原因直接导致了固定床煤气发生炉的发气量降低,灰渣残炭升高,炉子垮风洞等不正常现象,且这些不正常现象多集中在环状低温区。

为什么传统制气工艺会造成气化层的位置和温度波动大呢?首先,我们不妨把气化层看成是一个热量质点。一个制气循环,其位移轨迹就是一条正弦图像,正弦波的波幅就是气化层的位移,也可以理解为气化层厚度。从物理学基本原理可知,波的波幅越大,波长越大,在传递的过程中,外界的影响就越大,波本身的稳定性就越差。其次,传统的制气工艺仅仅考虑的是一个制气循环的完成,而没有考虑到不同温度下,蒸汽对气化层温度的影响是不一样的,对气化层的质密度、透气性的影响也是不一样的。因此,气化层的位移、温度波动大是传统制气工艺无法克服的,也是影响单炉发气量和消耗的一个重要原因。传统工艺是怎样影响气化层的位移和温度的,笔者今后的文章中会有专门讲述的。

另外,固定床煤气发生炉还存在两个明显的技术缺陷:一是下行蒸汽没有分布器,所以蒸汽穿过炭层时分布是不均匀的,这势必会影响到气化强度的均匀性和稳定性;二是没有炉内除尘器,带出物无法被造气炉利用直接导致消耗增高。

针对固定床煤气发生炉存在技术缺陷和问题。我所开发出多项专利产品和技术,有针对性地解决上述问题。对于如何消除水夹套的冷壁效应,我所开发出了专利产品BL系列防磨隔热型水夹套,经过实际生产检验,不仅有效地解决了水夹套冷壁效应,发气量亦有明显提高,提高幅度在8-10%。消耗也有明显降低,特别是灰渣残炭降低明显,而且夹套的工作环境得到改善,使用寿命自然延长,对于如何消除传统制气工艺造成气化层的位移和温度波动大的问题,我所开发出了专利技术BL制气新工艺,在湘北某厂的实际生产证明,有效地解决了这个问题,单炉发气量可提高3-5%,同时半水煤气的质量明显好转;针对固定床煤气发生炉没有炉内除尘器和下行蒸汽分布器的问题,我所开发出BL系列多功能炉内除尘器,煤气炉下行制气时它起着分布下行蒸汽的作用,其他时间起着炉内除尘器的作用,除下的煤粒返回煤气炉内利用。因此,多功能炉内除尘器对稳定炉况降低消耗大有好处。

 

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