一、煤氣發(fā)生爐的熱運行
在
煤氣發(fā)生爐的實際操作中,出現(xiàn)熱運行這種不正常的狀況,是絕對不允許的。這種狀況的主要特征:爐出煤氣溫度達到600度以上,已經(jīng)達到了煤氣自然的溫度,非常危險。在這種狀況下,如果打開爐頂探火孔,爐內紅亮,冒出的煤氣會自然著火燃燒,爐內氣化層結大渣,溫度高達1300度,溫度很高,如果釬探容易燒斷釬子,爐頂外部會出現(xiàn)較高溫度,爐內撒煤裝置會燒脫落等,化驗分析煤氣,含二氧化碳比較高,一氧化碳比較低。產生熱運行的原因:
1、灰層過高,總煤層過低,氧化層(火層)上移,還原層、干餾干燥層幾乎沒有了,成了大火爐。出現(xiàn)這種狀況,煤氣中大部分是二氧化碳,因此,煤氣出口溫度高達600度以上,更有可能在空層中產生自然著火。
遇到這種情況:注意,要加快除灰,加快進煤,使干燥層燃料加厚覆蓋。氧化層下移至正常位置(爐篦頂200MM)進入爐底蒸汽量要增加,使氧化層降溫,直到調整好爐況,使爐出口溫度降至正常溫度550度。
2、飽和溫度過小,空氣中蒸汽含量小,造成氧化層急烈燃燒,導致氣化層溫度升高。出現(xiàn)這種爐狀,氧化層已結大渣成溶渣,風量阻力很大,在沒有結渣的周圍,氣體流速增加,沒有經(jīng)過碳表面還原(二氧化碳),煤氣中二氧化碳過多。同時由于炭被熔渣中含炭量也會增加,浪費了能源。
由于氧化層結渣,往往會出現(xiàn)偏燒現(xiàn)象,因為結渣的部位煤層落不下來,沒有結渣的位下落比較順暢,如不及時處理,時間一長,就形成順暢的部位氧化層火旺,結渣部位氣流不順暢,氧化層火不旺,直到出現(xiàn)滅火。
產生這種情況:注意,要加大飽和溫度(蒸汽量),降低氧化層溫度,用粗30MM鋼釬打碎熔渣,同時轉動灰盤,擠壓小塊灰渣出爐外。
如果爐內灰渣太大,用粗釬打不碎,就必須進行停爐處理。否則將會損壞爐篦等設備,造成較大損失。
二、煤氣發(fā)生爐的冷運行
煤氣發(fā)生爐冷運行的現(xiàn)象特征:爐出口煤氣溫度低于400度,從探火孔觀察爐內黑色稍有紅色,釬探根本測不出氧化層或不明顯。化驗煤氣中一氧化碳和氫含量都很低,而水份含量較高。產生冷運行的原因:
1、飽和溫度過高
由于飽和蒸汽過量進入爐底至氧化層,使氧化層的溫度下降,而且二氧化碳量低,沒有足夠的溫度進行還原反應,水蒸汽在氧化層得不到分解,更談不上和炭進行合成反應。至使煤氣中二氧化碳含量高,一氧化碳含量低,含水份多。由于氧化層溫度低,大量煤塊沒有氣化,沒有氣化的炭約占20%以上,有些達到30%,浪費非常驚人。
產生這種情況:注意,調整飽和溫度,使進入爐內氣化的蒸汽量減小,使氧化層還原溫度升高。同時注意灰層的變化情況。由于減小了蒸汽量,氧化層燃燒較旺,會把下部灰層中沒有氧化完的炭引燃燒后向下部燃燒。同時氧化層向上燃燒,這就出現(xiàn)了雙火層現(xiàn)象。解決雙火層,必須把下火層熄滅,否則將燒壞爐造成停爐停產等損失。熄滅下火層的辦法:加大蒸汽量,把下火層為主運行。當調整好以后,減少進入爐內的蒸汽量至正常狀態(tài)。
2、煤塊太濕,煤塊含水份太大
由于企業(yè)煤場沒有避雨雪,煤快含水份過量、過多而進入爐內,使產生的煤氣熱量對新進入的煤進行烘干,損失了大量的煤氣余熱,降低了煤氣出口溫度,并使煤氣含有大量的水份,煤氣質量下降。如果煤塊含水太大進入爐內水份來不及蒸發(fā),流到氧化層浸火都是有可能的,這種情況是絕對不允許的。因此,企業(yè)應對煤場避雨設施采取措施,防止?jié)衩哼M入爐內氣化。
上述二種原因,不管是爐內下部氧化還原層冷運行,還是上部干餾干燥層冷運行,都會使煤氣的品質下降,水蒸汽含量過高,導致煤氣溫度過低,至使大量焦油析出,粘結堵塞煤氣管道。
三、煤氣發(fā)生爐的偏運行
偏運行的特征:爐內氧化層一邊燃燒,一邊不燃燒。用鋼釬探測,一邊氧化層把鋼釬燒紅,另一邊鋼釬暗紅或無變化。排渣含量過高。在不燃燒的一邊,大量的空氣和水蒸汽沒有參與氣化,混合在煤氣中,嚴重影響煤氣質量。產生偏運行的原因是多方面的,但主要有下列幾種:
1、原始爐況引起。所謂原始爐況,就是在點火前,爐內裝渣不均勻,就急于下煤,結果造成一邊著火,一邊不著火。填渣低的一邊通風好著火,填渣高的一邊通風差不著火形成偏燒。
2、爐內局部溶渣引起。由于運行中,一邊火旺產生溶渣,又沒有及時處理,除灰時一邊暢通落灰,有溶渣的一邊不落灰,造成灰層過厚,又因灰層通風阻力小于煤層,因而造成風量過大,氧化層火旺,氧化層上移,灰層越來越高。而在灰低的一邊,由于煤層風阻大,風量小,反應較慢,灰層變的越來越薄,造成嚴重偏燒。
3、下煤不均引起。在向爐內進煤中,散煤錐的位置設計不合理,或者沒有調整好,造成一邊下煤多,一邊下煤少,多的部位鼓出小包,少的部位形成凹坑。造成小山包風阻大,凹坑外風阻小,風阻小的一邊著火旺,風阻大的一邊著火差,造成偏燒。
4、風量不均引起。空氣進入爐底后進入爐篦。由于爐篦在安裝時偏離中心線15厘米,空氣從爐篦孔中流出也處于偏流狀態(tài),一邊風量大,一邊風量小,如果爐篦長時間不轉動,風量大的一邊著火旺,風量小的一邊著火差,也會引起偏燒。
5、水夾套漏水引起。氣化用煤必須質量好,一是粘質性小,二是揮發(fā)份小,三是塊狀直徑不大于40mm,四是煤塊強度適中。如果使用粘結性大的煤,會造成爐內干餾層成糊狀,結大渣,嚴重影響煤氣生產,嚴重時會損壞設備,更在運行管理中,煤碳的質量非常關鍵。有甚者會造成爐底局部爆炸、偏燒等。
另外還有一種偏運行。氧化層中間著火,四周不著火,或者四周著火,中間不著火。這種狀況,主要是由下列原因引起。
(1)風量太小或太大。由于塔型爐篦是橫向送風,在風量小時,中間風量大,灰層加厚,氧化層溫度偏高。反之,風量大時,四周風量大,中間反而風量小,四周氧化層溫度高,灰層加厚,氧化層上移,中間氧化層相對下移。也就出現(xiàn)了四周著火快,中間著火慢的現(xiàn)象。這狀況處理辦法:一是調整好風量,達到最佳狀態(tài),二是調整爐篦出風口。如果風量長期過大,要考慮風閥的調整。三是長期風量過小要考慮風機流量問題,必要時更換風機。 (2)下煤不均勻,煤塊不標準,大塊落向四周,中間落小塊等。
無論是何種原因造成的偏運行,都采用下列措施處理:
一是將爐內渣塊用釬搗碎,在著火的一邊偏下煤。
二是在不著火的一邊少下煤或暫不下煤。
三是加大飽和溫度,防止偏燒部位結成溶渣。同時根據(jù)爐況,調整除灰,直到把偏燒調整好為止。
四、煤氣發(fā)生爐的故障排除
1、煤氣加壓機突然停車
由于某種原因停電,加壓機停止運轉。這種情況就會突然影響到煤氣發(fā)生爐。其特征為:爐出煤氣壓力大幅上升,爐底壓力也增加。必然拉開放散,降低風壓,關小風閥,降低飽和溫度。注意風閥不能關死。如果長時間停電,按熱備操作。
2、空氣鼓風機停車
鼓風機和加壓機在設計上是聯(lián)鎖的,加壓機停車,鼓風機也就自動停止運轉。但也應防備聯(lián)鎖失靈(使用熱煤氣無冷卻凈化的不存在聯(lián)鎖問題)。煤氣出口壓力降至零。這時,不管是使用哪一種煤氣爐,都必須向爐底加大蒸汽流量,確保爐內正壓,同時,關閉空氣閥,視情況拉開放散。并立即通知加壓機停止運轉。防止出現(xiàn)爐內負壓進入空氣。
3、加煤機故障
加煤機出現(xiàn)故障,應停爐維修。停爐應停徹底,不可轉熱備修理。如果是多臺爐并聯(lián)工作,應加又豎管水封水,切斷進入煤氣總管通路,并嚴格制定維修方案,不可盲目蠻干造成事故。
4、蒸汽包缺水(常壓煤氣發(fā)生爐不存在)
蒸汽包缺水,注意在未查明原因前,千萬不可上水。處理措施:一是先打開水位計放水旋塞放水,若發(fā)現(xiàn)有少量水顯示,說明缺水時間不長,可以上水。二是打開水位計旋塞無水顯示,說明缺水時間較長,同時要觀察蒸汽包壓力變化,如果這時壓力和正常運行壓力一樣,說明缺水還不嚴重,蒸汽壓力已經(jīng)超過工作壓力,說明水夾套缺水相當嚴重。這種情況,應按緊急停爐操作,并嚴禁向爐夾套上水,防止爆炸事故發(fā)生。
5、空氣管道煤氣逆流
空氣管道在正常工作時,煤氣不會逆流到空氣管道,但是,如果是突然停電,煤氣就有可能從爐底返回到鼓風箱中,由于逆止閥不起作用就會使煤氣返回到空氣總管至鼓風機,由于返回的煤氣溫度較高(600度以上),在空氣管中和空氣混合,達到爆炸指數(shù),就會自然爆炸,后果相當嚴重。
其防范措施:
(1)確保逆止閥密封可靠;
(2)停電后要加大蒸汽量向爐內送蒸汽,保持爐內正壓;
(3)停電后,要以最快的速度關閉空氣閥,切斷進入爐底空氣的通路,防止空氣進入爐內引發(fā)事故。
(4)視煤氣出口壓力狀況,拉開放散、降低爐底壓力,不讓煤氣向鼓風箱返流。
注意:來電后,必須先把空氣總管中的煤氣用蒸汽吹掃,然后才能轉入正常運行。
6、預防熱備轉正常生產時爐內爆炸。
熱備爐轉正常生產時有兩種爆炸情況,第一種是剛向爐內送風就產生爆炸,第二種是在正常送風過程中發(fā)生爆炸。
第一種爆炸的原因是:在熱備過程中,有部分煤氣返回到鼓風箱中,因轉正常運行,這部分煤氣隨同空氣進入爐內,當煤氣和空氣混合后達到爆炸指數(shù)時,遇到氧化層的紅火即發(fā)生爆炸。其危害程度相當嚴重,具有關資料報導,爆炸產生的破壞力足以把煤氣發(fā)生爐撕裂,并引起火災。為避免事故發(fā)生,在起動風機前,必須把空氣管道中的煤氣用蒸汽吹掃干凈。
第二種爆炸原因:熱備狀態(tài)的爐內氧化層溫度較低,甚至有的氧化層火已經(jīng)熄滅。這時如果風壓調整的較大,空氣進入爐內,一部分空氣中的氧在氧化層中助燃,而在另一端的空氣沒有助燃,而是混合在煤氣中發(fā)生爆炸。消除這種爆炸現(xiàn)象的方法:先調小風量,待爐內氧化層均勻建立好后,在慢慢增加風量。同時要注意少加煤,禁止開爐就大量加煤的做法,待氧化層建立轉入正常后,視爐內情況在多加煤。
7、預防爐篦和爐裙燒環(huán)事故
爐篦和爐裙燒環(huán),是典型的違規(guī)操作造成的。主要原因是:氧化層下移嚴重,操作人員對氧化層的高度控制不好,又不經(jīng)常釬測,心中無數(shù),至使氧化層下移到爐篦和爐裙部位,使爐篦燒環(huán)或爐裙燒紅、變形、裂紋,出現(xiàn)煤氣泄漏,導致煤氣著火。防止這一現(xiàn)象的根本措施是:操作人員要經(jīng)常檢查爐況,釬測氧化層(火層)在規(guī)定的高度(爐篦頂200mm)。確保爐篦頂端灰層厚度。如果氧化層下落的比較嚴重,嚴禁在繼續(xù)除灰渣,同時適當加大飽和溫度,關小風量,逐漸把灰層培養(yǎng)起來,然后再轉入正常運行。如果爐篦已經(jīng)燒壞,應采取停爐措施,更換爐篦。
在實際操作管理中,可能會遇到很多其他故障,如探火孔封閉不嚴,上煤機卡死,灰盤漏水,灰盤傳動機構故障,特別是雙段爐頂部煤氣管道堵死,鼓風機,加壓機(排送機)故障等,都需要停爐維修,故障才能排除。在這里就不在復敘。
五、煤氣發(fā)生爐人工釬測爐內各層
爐內各層,在前面有關章節(jié)中已經(jīng)講述,它主要是由灰層+氧化還原層+干餾干燥層+空層組成。雙段爐沒空層,干餾干燥層后以上至上段都是煤。其氣化原理都是一樣的。
要掌握爐內各層的狀況,最簡單的測量辦法就是插釬。在正常運行過程中,把鋼釬從探火孔插入爐篦頂端2-3分鐘(鋼釬直徑一般使用300mm粗),然后拔出來觀察鋼釬顔色。
(1)灰層200mm,鋼釬應無色;如果變色成黑紅色,說明爐篦以上200mm的灰層已達到500度以上的高溫,火層已經(jīng)下移,(灰層的基點是爐篦頂端)。
(2)氧化層厚150mm.鋼釬應變成光亮黃色,而且界限分明,說明氧化層處于正常,溫度適中。如果鋼釬的顔色呈白色狀,說明氧化層溫度過高,達到1200度以上。如果鋼釬的顔色呈黃色或光亮黃色,說明氧化層溫度較低,大約在1000度左右。 (3)還原層厚400mm左右,鋼釬應變成櫻桃色,溫度在750度左右,屬正常范圍。
(4)干餾干燥層厚650mm左右。鋼釬應變成暗藍色,屬正常。溫度大約在600度左右。
上述鋼釬測量爐內各層的方法,是煤氣發(fā)生爐操作管理者普遍采用的。用插釬測量出爐篦頂端為基點以上各層的高度,便于及時調整爐內氣化狀況。
實踐證明,氧化層的溫度在1150度左右為佳,氣化出的煤氣質量也能夠得到保證。氧化層的溫度過低,水蒸汽的分解不足,還原層溫度也下降,影響了二氧化碳的還原,少產煤氣。反之,氧化層溫度高達1200度以上,會出現(xiàn)灰渣熔化現(xiàn)象造成結大渣。
通常在測量過程中,還原層和干餾干燥層的厚度沒有明顯的分界。但單段爐可以測量空層高度,計算出還原層和干餾層的高度。雙段爐以電熱偶探頭測量各層溫度,判斷各層高度。由于目前電子原件有時失靈,不能全靠電子儀表檢測,必須經(jīng)常用釬測的辦法掌握爐內狀況。
在雙段爐的管理過程中,因為干餾干燥層以上是煤倉,非常容易造成粘結,因此,在使用煤質上,最好使用無煙煤,否則會發(fā)生結大焦塊危險,不得停爐維修。
正常情況下,鋼釬插下去手感很松快,到爐篦有金屬堅硬感覺。如果釬子插不下去,說明爐內有結渣,從結渣的硬度可以判斷出結渣的程度,有時插釬發(fā)現(xiàn)很粘,這是結渣的前兆,有時插釬拔出后,發(fā)現(xiàn)釬子在空層部位有很多焦油,說明上部溫度較低,處于冷運行狀態(tài)。
六、煤氣發(fā)生爐的爐況分析
1、煤氣顔色分析
正常的公有制煤氣外觀呈黃褐色,不透明。這主要講煙煤生產煤氣,煤氣呈淺灰色,則表示煤氣中揮發(fā)分很少。呈暗灰色,在煤氣中有大量的碳存在。這是由于在煤氣發(fā)生爐的空層中溫度較低,一氧化碳的甲烷、焦油產生凝結析出固體碳黑造成的,所以空層溫度不應小于500度。如果煤氣呈淺黃白色,則飽和溫度給的過大,煤氣中含有大量的水分。
2、二氧化碳含量分析
二氧化碳在煤氣中的含量一般控制在2—5%之間,如果超過5%,說明爐內氣化不正常。其原因:
一是飽和溫度過大,爐內呈冷運行狀態(tài)。還原溫度太低,不利于二氧化碳還原,過剩的二氧化碳混合在煤氣中。
二是飽和溫度過小,爐內熱運行,結大焦渣,二氧化碳沒有很好還原,或者還原層太薄,來不及還原,剩余二氧化碳混合在煤氣中。
三是捅爐的次數(shù)過頻,打亂了爐內各層的正常層次,特別是在使用較差煤質的情況下,更容易引起經(jīng)常性的捅爐破渣,一氧化碳又被燃燒,形成二氧化碳。
四是爐內夾套漏水,降低氧化層溫度,或局部偏燒,使二氧化碳還原不好,煤氣含二氧化碳過高。還有幾種分析情況如煤氣氫氣含量,揮發(fā)分含量以及灰渣含量等,就不在分析。
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