判斷造氣爐況的方法 post by：2009-11-2 21:20:52
當今，固定床間歇式煤氣爐其技術裝備水平和自動化程度已今非昔此。工藝水平和操作控制技術也得以同步發展。並已成為了新型裝置和自控技術作用發揮的基礎和保障。
煤氣爐及配套設施的大型化和高效能也為煤氣爐高爐溫、強負荷制氣創造了有利條件。強負荷制氣法，為眾多合成氨廠實現少開爐，多開機提高熱能的轉化利用率降低生產成本發揮了很大作用。
每一項新操作方法的誕生和應用都是一次推陳出新的過程。近些年來造氣理論的發展創新和工藝技術的更新進步是飛速進行的。上世紀80年代至90年代初還普遍應用的理論依據和操作方法，已經有相當一部分被全新理念作用而產生的新工藝、新操作法所取代。
例如：熱風造氣技術和過熱蒸汽造氣技術已有不少業內人士提出了相反的觀點。造氣技術已經走出探索如何提高半水煤氣中一氧化碳加氫的時代，已經細化到有意識調控半水煤氣中甲烷含量的境界，煤氣爐的執行特點已經走上了高氣化強度長週期穩定執行之路。
然而，由於強負荷條件下執行的煤氣爐其管理和操作控制的難度都相對增大，要求必須有一套與之相適合的操作方法才能保證其穩、優執行。近期發現有部分廠家採用強負荷制氣後爐況波動大，生產難以穩定，經了解了幾家的情況後發現有的廠家是由於煤質特性不能保證相對的穩定，這是其一。還有乙個共性的問題是管理上和操作上都沒有抓住和掌握強負荷條件下最為關鍵的問題。
經常顧此失彼，總起來說就是沒能找出重點並抓住重點。今提出強負荷條件下穩定爐內工況的「四要素」希望同行們有所借鑑並希望共同向更深層和更寬的領域**、交流已求共同進步。
1 穩炭層
在合理確定炭層高度的基礎上，在各項工藝指標確定後的正常操作中，要求炭層控制必須穩定，這一點是穩定爐內工況和優化工藝條件的首要問題。因操作控制不當造成炭層大範圍波動是造氣操作的一大忌。煤氣爐正常執行中如炭層控制低於了工藝範圍，從爐溫表的顯示上就顯示出爐上溫度漲幅加快，加煤週期縮短，爐下溫度開始下降，爐上和爐下溫度出現分叉現象。
發氣量也會隨之逐步變小，出現這個現象的反應原理是：炭層降低後床層阻力變小，蓄熱能力下降，風速的加快使火層上移、變薄，熱損失增大。使之髮氣量下降。
如不及時糾正操作上的錯誤，結果將是煤耗公升高和生產能力下降。反之如果控制炭層超出了工藝要求，就破壞了確定好的吹風率，吹風阻力增大，爐溫逐步降低，灰的成渣率開始下降，灰層內的細灰增多，吹風阻力會進一步加大，生產負荷逐步下降，熱量逐步失去平衡。煤氣的產量的質量都隨之降低。
可見操作不當造成的炭層波動對氣化條件的影響相當嚴重，因此在操作和管理上要把穩定炭層高度作為一項主要工藝指標來抓。
然而，在炭層高度確定合理，操作控制也達到了穩定的條件下，入爐煤粒度的變化同樣會造成床層阻力和蓄熱條件的變化，因此原料加工的工作做不好將會使造氣的操作更加複雜化。做到入爐煤的特性和粒度穩定將對穩定爐內工況，優化工藝條件起到很大的幫助作用。所以，將入廠原煤在加工過程中按造氣入爐煤國標要求分級利用，是有利於穩定爐況、有利於節煤降耗的舉措。
這樣加工管理的工作量加大了，加工費用稍有增加，但在造氣生產中實現的效益是增加的加工費用遠不可比的。近些年來，對炭層高度的選擇在行業中觀點不一，高、中、低炭層都有人堅持，而筆者認為炭層高度這項重要的工藝指標不能做為一種絕對的概念來生搬硬套，各個廠家要根據裝備上的不同特點來合理確定（應依照風機能力、原料特性、流程特點、管網阻力、爐型特點等綜合考慮）。正確確定炭層高度的原則是：
最大限度地發揮風機能力，不能因炭層確定太高影響吹風效率，但又不能因炭層選擇過低而吹翻炭層，影響操作。要恰如其分地掌握好這兩點，應該是適合高則定為高，適合低則定為低，不能教條。總之，穩定合理的炭層高度是穩定各項工藝的先決條件。
2 穩灰層
灰渣層是無活性、無反應的無效層區。而它的厚薄和控制穩定與否都對氣化條件有很大的影響。炭層高度穩定後，並不是床層內各層區就能穩定在最佳位置了，還要進行合理的工藝調整和科學有效的操作控制。
床層內的主要層區是氣化層（俗稱火層），而火層位置的合理選擇和位置穩定又取決於灰層厚度的合理選擇和控制穩定，這兩個問題關聯性極強。火層位置的調整是靠調節上、下吹時間和調節上、下吹蒸汽用量作為主要手段，但是對火層位置起到鞏固作用的還在於灰層厚度的穩定。也就是說正常操作中對火層位置影響最大的一項條件是灰層的變化。
很多廠家忽視了對灰層厚度的合理選擇，忽視了灰層厚度的變化對氣化條件影響的重要性。一味的追求爐頂、爐底溫度都不高的良好氣化條件，但是在確定制氣負荷時必須科學地確定與之相適應的灰層的厚度。如果這項工藝條件選擇不合理就使制氣負荷無法提高，氣化條件無法優化。
例如：強負荷條件下錯誤的選擇了厚灰層，低爐下溫度，那麼即使炭層高度確定合理了，也會因灰層過厚使爐內的有效層區空間減少，火層必然上移，使吹風阻力增大，吹風效率低，以上問題的存在限制了一定的生產能力得不到充分發揮。合理的確定了灰層厚度也要同時確定爐下溫度的工藝指標。
這項重要的工藝指標應在外部條件和操作技能允許的前提下盡量縮小其波動範圍，以減少灰層的波動。造氣技術提高的目標，首先要求控制指標更加穩定，波動範圍進一步縮小，逐步達到恆定各項工藝條件。
控制灰層的方法是精心控制排灰速度，達到灰層的產生和排出的平衡。檢測灰層厚度的手段除定期探火外，平常操作的主要依據是爐底溫度和灰梨溫度的變化，正常操作中在灰層厚度不變的條件下，有時會出現因原料特性突然變化使氣化速度加快，在加煤週期固定的條件下炭層出現下降快的現象，這個時候切勿採用減慢排灰速度的方法來提高炭層，要保持灰層厚度穩定，判明煤質變化將會給爐況造成何種影響，採取縮短加煤週期或調節入爐蒸汽用量的方法處理，因為出現這種現象的原因一般是更換的原料活性好，熔點低造成的。這種條件下氧化層內已開始出現區域性或大面積的熔融狀態。
如不及時採取合理措施而去減爐條機轉速就使灰層增厚，使火層更加集中，氣化層溫度還會公升高，更加劇了熔態的產生。因此，對灰層的控制要以不變應萬變，除非是各項工藝作全面調整之時同時重新確定指標。操作上要具體情況，拿出專門措施，不能亂了整個方寸。
只要灰層不變化，火層位置就會穩定，還原層、乾餾層、乾燥層都得以穩定。也為穩定整個工況創造有利條件，因此說穩定各個層區的關鍵在於首先要有穩定的灰層。
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