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热烈庆祝兴亚炉箅改版成功!
     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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烧劣质杂煤的经验总结
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烧劣质杂煤的经验总结
 
    前言:
    煤的质量是由组成它的成份决定,一般地煤由水份、挥发份、灰份、固定c四项基本成份组成,煤是原生植物,经氧和蒸汽的作用发生腐植化,而后由于地壳的变动,覆盖在地下,由于受地压、地热及本身的分解热进行干馏脱水、放出挥发份而后成煤。
在此过程中,不同阶段由于其组成成份的变化,其性质差别较大,如气孔率、冷热强度、灰熔点、比重、粘结性、发热量、成渣性、化学活性等,对于固定层煤气炉来说我们主要考虑的是灰熔点、冷热强度、化学活性、发热量,可是对于如此基本要求,现如今都很难达到。大多数企业根本就没有选择煤的权力,甚至达到能有煤烧就不错了,总是进行着东拼西凑,来啥烧啥,煤种不能稳定,煤质也不能保证,使炉况不稳定给生产、操作带来严重威胁,造成仃机减量有时甚至仃一个系统。厂领导急,车间领导更急,不分白天黑夜的守在现场,也找不到合适的办法。对于此我们进行了研究分析找出对策。
    一、对炉况造成影响的因素
    1、热稳定性
    由于煤的产地及来源渠道不同煤的冷热稳定性不同,热稳定差的煤有的在上行温度达到200摄氏度入炉就开始粉化,对炉况造成严重影响,为了统一工艺,尽量降低出料层烟气、煤气温度降低对热稳定性差的原料入炉的相对温差防止煤的爆裂。
    2、化学活性
由于原料煤种杂而多,成份、性质。差别较大,原料配煤时尽量选择化学活性相近的煤进行配合,使气化速度趋向一致,防止气化速度快慢不一致,影响成渣,使气化速度慢的原料气化不完全而形成返焦。
    3、影响料层阻力变化的因素
原料煤由于其组成成份灰份、挥发份、水分、固定C差别很大,造成其气孔率差别也较大,由于其粒度范围,粒度大小的不同其空隙率差别也较大,影响其料层阻力变化的因素有:
①灰分含量增多,气孔率减少料层阻力增大;
②冷热强度差的原料煤爆裂、变粉,粒间空隙减少料层阻力增大;
③雨雪天气煤湿含粉量大,入炉后经蒸汽、煤气、烟气及热炭层传热干燥,粉煤脱离、填充块间空隙,使空隙率减小,料层阻力增大;
④灰渣变碎增厚空隙率减少,阻力增大;
为了稳定料层阻力,应依据上述情况进行料层厚度及火层温度的调整。
    4、各种原料煤的燃烧情况
对于灰份含量高的原料,由于燃烧的有效成份C被灰份包裹,使C与化剂接触的面积减少,使反应速度减慢,在气化剂量一定的情况下,延长了反应时间,增加了反应的距离,使火层增厚拉长,温度降低,而且成渣量较多,又因为C是黑体吸热快而灰份导热系数小,在料层中从上到下由于物理和化学的变化使各层次含C量及含灰份的比例发生变化,至使料层各层次辐射、传导温度梯度变大,料层上、下两面温度较低,而气化后的烟气、煤气,因各层次导热系数小而对流传热少,而使出炉烟气、煤气温度升高,这就导致了上下行温度升高的趋势,这样就造成原料煤灰份含量高时,上下行温度升高;反之灰份含量降低时,上下行温度降低
    5、炉温度变低时不同原料的操作方法
在以前烧优质原料时,灰份低、含C量高、原料粒度均匀,料层阻力小,在炉温度低时通常的操作方法是,减炉条增加灰层厚度或加下吹时间来提高热量进行提温,在这种条件下由于灰份含量少,含C 量多、料层阻力小,入炉风量大,气化反应速度快,成渣量少,温度上升快,而渣的阻力变化很少,甚至火层温度提升后很快形成渣块,增加了渣间空隙率,使渣层阻力变小,促使风量增加,使气化强度升高。而采用灰份含量高的原料时则大不一样。炉温度低时若采用上述方法反而适得其反,因为灰份含量大,料层阻力大,吹风量少,在减炉条时,吹风时与C反应放出的热量少,而形成的渣多,在炉温没有提高时,渣层已变厚,料层阻力增大,更阻碍了吹风流量,反而使料层温度下降,因此最终导致送不进风现象。对灰份含量高的原料只能用降料层厚度或提高负荷的方法来提温。再之,对于灰份含量较少的原料,由于操作工的操作习惯及操作水平的差异,由于某种原因炉温降低成渣量减少,而炉条没有及时减少下来会造成无渣层运行造成溜炭垮炭,上灰仓通红(温度高于900℃时钢板即发红),严重损坏设备,造成炉底漏点增多。因此操作中要依据原料情况进行炉温和炉条的合理控制, 以达到炉况稳定。
    二、适宜调整,综合处理
    上下行温度的虚拟性和上灰仓温度的真实性,是控制渣层厚度的保障,是稳定优化炉况的生命线。
    料层轴向温度梯度的变化及烟气、煤气出炉温度的关系
(a)料层各层次因物理化学变化使含C量、灰份含量发生变化,从干燥层顶至渣层底,含C量依次减少,灰份含量依次增加至渣层底时全部变为灰份,由于C是黑体,吸收热量,灰分是热的不良导体导热系数很小,导致料层从上到下导热系数依次减少,温度梯度依次增大,在吹风反应过程中,C与空气在氧化层发生强烈的化学反应,放出大量的热,一部分随生成物烟气向上与热炭层发生对流量后逸出,在对流时降温的多少与原料中各层次的温度导热系数及烟气流速有关,温度低、导热系数大、流速慢原料吸热多,出炉烟气温度低,反之出炉烟气温度高。另一部分则存在于料层中,火层向上、向下对料层进行辐射、传导,其辐射传导的温度梯度与导热系数有关,导热系数大则料层底上两面温度高,反之,料层底上两面温度低。在制气过程中主要与气化剂的对流吸热和煤气的对流放热有关,气化剂温度低吸热多,反之吸热少。而煤气的放热则与渣和原料的温度、导热系数和煤气流速有关,原料温度高、导热系数小、流速快,则出炉煤气温度高,反之,则煤气出炉温度低。这就是原料因含灰份量多与少,上、下行温度与料层底上两面温度相差别的原因。总之,原料灰份含量升高,烟气、煤气流速快,上下行温度升高,料层底上两面温度降低;原料灰份含量降低,烟气、煤气流速慢,则上、下行温度降低,料层底上两面温度升高。
(b)火层径向温差的调整
    (1)料层高度的调整
    在料层堆积角和炉箅锥角一定,原料粒度范围发生变化,由于内外径向空隙率的差别,使炉膛径向阻力发生变化,由于空气、蒸汽压力流量的比例不同,一般为4:1,在料层中移动时受原料的折射和反射程度不同而发生偏流量不同,在总流量一致时,会发生蒸汽、空气流量的两极分化而形成径向温度差较大,而使气化强度减少和炉况恶化。由此,必须依径向阻力的差别和在降低或升高相同高度的料层,粒度小的阻力变化大,粒度大的阻力变化小来调整料层径向阻力差别,使径向阻力趋于一致从而使径向温差缩小。一般地原料粒度范围增大,应降低炭层使炉膛料层径向阻力差别减小;反之则升高炭层。
    (2)气、汽流量的调整
在料层堆积角与炉箅锥角一定时,由于原料控制高度已定,在原料粒度范围变化时,料层径向阻力发生变化,为了使空气、蒸汽不发生两极分化,尽量使两流量差缩小,使它们在料层中偏流量减小而趋于吻合。一般地径向阻力差增大,都应使空气、蒸流量比减小来达到径向温度差减小,而在径向阻力一致时则可使它们的流量按任意此分配从而实现“强风短吹”。
    (3)炉箅外形与布料方式、流体形态的吻合。
炉箅外形一般要与原料形成堆的外形、堆积角及流体流动的形态即抛物线型相一致,这样有利于径向阻力和吹风强度的核算。
    (4)原料粒径范围调整
在炉箅高度和料层高度一致时,由于原料粒径范围的不同,而使径向阻力发生改变,为了使径向阻力趋于一致必须改变其粒径范围,如烧型煤时,由于边风或中风的变化量增大,可进行掺烧粒度不同的块煤。来使空气、蒸汽的总流量的偏流量一致而吻合。
    (5)火层位置的控制
由于原料的多变造成炉膛径向阻力的差异,料层对气化剂的重新分布能力增强,并且越向上偏流差越大,流体越集中,因此在工艺调整中,尽量使火层靠近料层底部,尽量使火层接受未偏流的炉箅布风,从而达到径向温度差的减小。
通过以上叙述可知,上、下行管道中的烟气、煤气温度是体现整体径向温度,而体现不到局部温度。在同一温度体现的料层温度是不一定相同的。因此存在一定的虚拟性,而上灰仓温度是直接与灰渣相接触,它体现的是高温辐射和直接传导温度,故它测的温度更具有实际的真实参考价值。
    三、具体应用
通过以上对原料成份、性质、粒度范围、流体特征及热的传导、辐射、对流,对炉况的相互作用,进行取长补短,综合运用取其共性来优化炉况。并依据不同原料对炉况产生的变化趋势要有予见性并及时进行调整,以达到煤变气量不变的效果。
    (a)使火层位置控制在底部,这样做的目的
    (1)空气燃烧反应生成的烟气可达1800~2000℃,依据理想气体的状态方程计算,在压力一致时,烟气体积是空气体积的6倍之多,对氧化层以上料层产生冲击,料层薄时有可能造成吹翻,在厚料层时,由于烟气与原料对流传热降温而使烟气体积缩小流速减慢,对料层冲击越来越小而使料层稳定。
    (2)使火层上部料层充分吸收吹风烟气、上吹煤气的携带热量,把热量蓄热在料层中而对料层进行充分而缓慢的进行干馏、干燥。
    (3)出料层烟温、煤气温度降低减少了它们对入炉原料的温差,从而减少了煤的内外膨胀差,不致于使热稳定性差的煤爆裂,降低料层阻力、减少带出物。
    (4)由于渣层的减薄,使炉箅对渣的蠕动、搅动性增强而及时,不致于形成大疤块且成渣粒度均匀。
    (5)使空气、蒸汽径向偏流量减少而更趋于吻合,减少火层径向温差,使原料气化均匀。
    (6)提高了渣层上部料层的阻力,使料层重分布气体的能力增强,即使有局部结大块影响气化剂的分布也不致于吹翻,增强了炉况的稳定性。
(b)达到两稳定,两平衡。
    (1)两稳定:就是要稳定火层位置及温度,由于原料杂而粒度范围差别大,要依据各环区的空隙率、炉箅侧面开孔系数、流体的性质对蒸汽总流量的变化量进行适时调整而使上、下吹总蒸汽流量变化量一致,而使火层位置一定。即上吹蒸流量与上吹阶段时间的乘积和下吹蒸气流量与下吹阶段时间的乘积差值恒定,并且使吹风放热量与制气吸热量相吻合来使火层温度稳定。
    (2)两平衡即原料给料量与消耗量的平衡和消耗原料产出的渣与排出的渣的平衡,在操作中经常保持热炭层和渣层的代谢平衡,从而使料层各层次相对稳定。在操作上,依上行温度来稳定给料量,因给料量增多或减少会对烟气、煤气的吸收热量程度不一样,而造成上行温度降低或升高。依灰盘温度为标准,以下行温度为参考来控制渣层厚度,由于灰渣温度梯度的增大,一般控制上灰仓温度在150—300摄氏度,稳在200摄氏度,两者温度同时上升或下降说明火层温度升高或降低;若两者温度稳定说明火层、渣层温度、厚度稳定;若两者温度变化交叉进行,如上灰仓温度下降并呈一直线,下行温度上升,说明火层上移而升温,渣层增厚,炉条过小;如上灰仓温度上升并出现波浪线,下行温度下降,说明火层下移而降温,渣层减薄,炉条过大。
但需要说明的是:有一定的渣层,并保持上灰仓温度稳定且成一条直线,并不是说放灰就好了,炉况就良好运行,这还要看上、下吹蒸汽和时间对火层控制的位置或火层温度的高低,因为空气与煤反应温度要≥550℃,蒸汽与煤反应温度要≥800℃,火层上移,未燃烬的炭在低于气化温度时,受气化剂冷却而变为渣造成返焦高,这时,上灰仓温度过低,渣层过厚;若火层过于下移而使排灰速度减少,造成成灰量减少,原料煤燃烧完全而形成高温渣,这时上灰仓温度较高。故为了保证渣的质量上灰仓温度一般控制在200摄氏度左右。
    结语:经过对原料的性质、粒度大小、粒度范围的综合分析,并依据它们的变化特点来进行物理、化学的各领域知识的综合运行,并提高工艺员和操作工的业务技术水平,烧好劣质原料,同烧优质原料,对气化强度的影响并不大,关键是思想上转变和技术上的攻关。在此与同行进行交流探讨。
 
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