170工艺间歇式造气炉现阶段必须深刻认识的几个问题解读.docx

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170工艺间歇式造气炉现阶段必须深刻认识的几个问题解读

间歇式造气炉现阶段必须

深刻认识的几个问题

陈松涛

安徽三星化工有限公司

前几年,国内大规模试用粉煤富氧连续气化造气炉,虽然在技术上有所突破。

但由于投资大,国产能力差,全自动操作性强,故障率高,运行周期短,不适宜化工连续生产。

由于粉煤的加工,富氧的设备投资,污水的大量生产,电耗增加,也没有从根本上解决环保问题,总体生产效益也不容乐观。

各省、市根据自身煤化工企业的资产、技术现状认为固定床间歇造气炉在我国经过70多年的发展,改进技术比较成熟,消耗较低,效益较高,比较适合我国国情,值得大力推广,但技术上还需继续提高。

国家发改委认识到这一问题的实质根源也不再强求上粉煤富氧连续气化,这给固定床间歇造气炉提供了一个大力发展机会。

现今,小氮肥的小炉型在向大炉型发展,如湖北三宁炉型从φ2600发展到φ2800,又

从φ2800发展到φ3000,气化强度较高,消耗较低;而大多数原来的中氮厂,由于气化强度低、返焦高、消耗高,则把φ3000系列造气炉改造成φ2650或φ2800造气炉。

究其原因,这是由固定床间歇造气炉自身的特点及人们对它的认识程度决定的。

间歇式造气炉一般构成及附属管线:

加焦机构、筒体、夹套、炉箅、上灰仓（中氮叫炉裙、炉底、左右灰仓、中灰仓,及蒸汽、空气、煤气管线和控制阀门构成,这就决定了间歇式造气炉的特点:

1首先它是一个反应器,它是一个气体固体组成的非均相反应系。

2原料从顶部中心炉口加入,现在给料机构基本上是上提式散布加料,这就决定了不同原料的自然分布形式。

3流体间歇交替进入,要求空气、蒸汽入炉缓冲时间越短越好。

4灰渣外排方式,要求炉膛径向气化强度不一,并按一定规律变化。

由于间歇式造气炉具有以上四个特点,所以它不能像其他化工均相、连续反应器一样去理论核算,理论操作,也不能像气流床造气炉、流化床锅炉那样理论可控性强。

因此,间歇式固定床造气炉就成了一个黑匣子,让人展开丰富的想象力,去探索、研究,于是出现了似

是而非的理念,给人一误导,甚至出现很多截然相反的想法、做法却得到了相同的结论。

笔者就现阶段出现的一些现象以个人的粗浅认识阐述一下间歇式造气炉必须客观掌握的几个问题,以供参考。

1理论认识与实践相结合

固定床间歇式造气炉的节能降耗大多数人从理论上核算原料的热量利用率（包括潜热和显热,原料的单程转化率,蒸汽的分解率,以及风机的电耗。

但是无论以何种方式计算却解决不了根本问题,只是给我们一个可望而不可及的目标。

因为这种理论上的计算忽视了间歇式固定床造气炉的固有特点。

建国后,我们建设的中氮厂采用美国进口的UGI型φ2745造气炉和前苏联生产φ3600造气炉,这两种造气炉当时可谓流程先进,自动化程度高,各种工艺参数必须经过专家协作组或企业技术领导联席研究来确定,就是阶段时间调整1s车间也没有这个权利。

假如说某一个参数不准,操作工就没有办法操作了。

安徽涡阳化肥厂在20世纪八九十年代是全国小氮肥行业的标兵,并率先甩掉了国家的统配煤而实行自采煤,在1994年上了4台φ3600造气炉,同时采用了小炉子的操作方法,大胆对φ3600造气炉工艺进行摸索、研究。

对上下行温度指标、循环时间进行优化调整,由块煤到小粒煤,从晋城、阳城煤到河南焦作煤,现在又

烧永城小粒煤,消耗较低,始终处在中氮厂的前列。

湖北三宁公司造气车间原先只有φ2600造气炉,造气炉况较稳消耗较低,后来上的φ2800造气炉达到了同样的效果。

2008年上了24台φ3000造气炉烧晋城煤末做成的煤棒,配置D700风机,一次开车成功,单炉日产氨75t以上,达到大炉子前所未有的水平。

而中氮厂却将造气炉改造成φ2600或φ2800造气炉,有的甚至推到重建。

他们认为φ2600或φ2800造气炉技术比较成熟,结果并非如他们想象所愿,消耗同样是高,即使消耗有所下降,也降不了多少,与小氮的消耗相差甚远。

据笔者了解中氮厂烧块煤返焦低于20%的甚少,气化强度也不高。

试想,不管是φ3m系列还是φ2m系列造气炉,炉膛的结构,系统的流程只是大与小的关系,其他没有根本性的差异。

关键是大炉型是较大企业才有能力上的,理论上的核算、调整参数较多;而小炉子只有小氮才上,且炉子又少,为了降低消耗,企业领导不论造气车间采用什么方法,只要降低消耗就行,且小氮的原料粒度、煤种又不稳定,这给小氮带来了调整工艺的困难,同时也给小氮带来了调整工艺的经验,促进了小氮造气工艺的成熟,这是小氮造气消耗较低的根本原因。

因此,造气工艺不仅要有理论上的指导,更要有实践上深刻认识,达到理论认识与造气客观规律相一致,而不是简单粗浅的认识,甚至与造气客观规律相背离的认识,才能驾驭造气,降低造

气消耗。

例如,造气有提高料层可以提高料层蓄热量,降低显热损失的不成文认识,并作为造气设备改造的一条前提条件。

某厂φ2800造气炉,烧中煤,炉体5m,配D500-2800风机,本来气化强度较高,返焦率小于15%,吨醇消耗入炉原料煤1.2t,在大修时,对炉体进行了加高1m,上气道由侧出改为顶出,全自动散布式加焦,空层改为1.3m,改造后返焦率大于19%,吨醇消耗入炉原料煤上升到1.4t,原一台风机供四台炉可以使生产系统满负荷生产,现需开两台D500风机,五台造气炉运行才能保证后工序正常生产。

这是该厂不顾本厂客观实际,盲目仿照所谓造气蓄热原则而造成的后果。

再如,现在把上下行炉温之和作为衡量显热损失的一个标准,但是各厂由于煤种、粒度范围、布料方式、测温点位置、料层高度、上下吹阶段时间、上下吹蒸汽流量的区别,造成的火层位置、厚度、径向温差区别,对降低消耗该指标又有多大意义。

又如,山西某厂,由于蒸汽跟不上,烧晋城煤,CO2高达11%,放灰灰渣返小粒煤35%以上,20mm以上小粒煤较多,并夹杂熔融性琉璃渣块,好多人认为是炉温低造成的,经过操作形不成正常灰渣层后,确定是吹风过热火层不能集中而过于松散过厚,副反应较多造成CO2较高,气质较差,渣层较薄。

没有灰渣过渡层造成返煤粒较高,经过加蒸汽后CO2降到10%以下,灰渣也有所好转。

总之,间歇式造气炉的工艺指标应以煤

种、布料方式、料层高度为依据,稳定干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层为基础,以炉膛料层径向温差缩小,不过热、不下生为根本,以火层温度不过热,不低温保持一定的气化强度为目标,保持适中而不偏颇的工艺条件,才能降低造气消耗。

2流体要像连续气化一样流量稳定

间歇式固定床造气炉最突出的特点是空气、蒸汽间歇进入气化炉。

要使空气、蒸汽像连续气化一样流量、流速稳定就要附加一定附属设施,就像造气油压系统一样为保持入油缸的液压油的流速流量稳定而及时设置蓄能器。

间歇式固定床造气炉空气系统、蒸汽系统也应像油压系统一样设置一定缓冲设施即现在常用的缓冲罐。

原先从美国进口的UGI造气炉蒸汽系统不加设缓冲罐,蒸汽系统配置是这样的:

四台造气炉一个系统,单炉入炉蒸汽管道φ325,总蒸汽管道φ530,夹套自产蒸汽入蒸汽总管,从锅炉过来的蒸汽入φ400蒸汽管道,压力0.5~0.7MPa,分两支经DN200蒸汽减压阀减压后从蒸汽总管两端进入蒸汽总管。

这样的蒸汽系统配置使入炉蒸汽压力波动较大。

空气系统四炉一组,空气总管与单炉入炉空气支管通径一样,造成吹风排队相邻的两台炉吹风过程与加氮过程重风,入炉风压明显降低,造成单炉负荷降低。

设置缓冲罐的作用:

一是缓冲进入缓冲罐不同类型蒸汽的压力、温度,并使之均衡;二是缓冲入炉蒸汽因阀门开启造成的蒸汽压力波动。

入炉阀门开启时,对炉内压力与蒸汽管道压力形成的压力降造成的蒸汽流速、流量的变化的及时供给入炉。

减压阀门调节时,对阀门开启过程中流通面积变化的流速、流量供给不足的缓冲。

经走访,我们发现蒸汽系统配置问题严重影响制气强度的提高,主要有以下几个方面:

一是出缓冲罐管道较细;二是入蒸汽总管（四炉一组共用的蒸汽总管出缓冲罐的蒸汽管道从一头进入;三是缓冲罐容积太小;四是蒸汽减压阀通径太小。

如某厂新上系统12台炉分三组,每组设置一个缓冲罐,进入每个缓冲罐的蒸汽有3种:

热电背压后的蒸汽,减压阀DN200;尿素副产蒸汽;造气炉夹套自产蒸汽。

入缓冲罐的三支蒸汽管道及出缓冲罐的一支蒸汽管道通径均为φ320,12台炉共用一支φ530蒸汽管道,三支出缓冲罐的蒸汽管道并联均布进入蒸汽总管供12台造气炉用汽,单炉蒸汽管道φ320,入炉蒸汽波动范围0.6~1.0kg。

同样在另一个厂12台造气炉采用同样的设计,只是每个缓冲罐出汽管道多出一根,基本上每隔2台炉位置在蒸汽总管上安置一根出缓冲罐蒸汽管道,入炉蒸汽压力几乎不波动。

依据经验认为蒸汽系统蒸汽管道配置原则为:

制气单炉蒸汽管道的总截面积等于蒸汽总管的截面积,

依据流体走近路的原则,出缓冲罐的管道应分支进入蒸汽总管且分支的截面积总和应与蒸汽总管的流通截面积相等,缓冲罐容积φ2m系列造气炉单炉不小于5m3,φ3m系列造气炉单炉不小于9m3。

减压阀通径,φ2m系列,夹套产蒸汽自用,选择DN150~DN200,夹套产蒸汽外送,进入蒸汽系统减压前蒸汽压力不低于6kg。

φ3m系列,夹套自产蒸汽自用,选择DN200~DN250,夹套产蒸汽外送,进入蒸汽系统减压前蒸汽压力不低于6kg。

空气系统尽量采用三炉一组或四炉一组,应尽量避免重风现象,如若相邻炉吹风时间与加氮时间相重时,就应该采取缓冲措施,及加大吹风总管的通径,把加大的空气管道作为缓冲罐,来增大风机的出力率。

3灰熔点不是决定气化强度因素

常常听到一些业内人士讲,某某煤种灰熔点高,炉温高,气化强度高。

某某煤种灰熔点低,炉温不能过高,否则炉子就会结疤,气化强度较低。

所谓灰熔点就是指灰分在达到熔融、变形、软化状态时的温度,在制气过程中为保证炉况正常运行,原料煤燃烧后剩下的灰分就不能超过灰熔点,但是为了保证原料煤中的碳燃烧完全及料层的透气性,要求气化后的灰分形成酥松多孔的渣,这就要提到与灰熔点密切相关的灰分的结渣性。

所谓灰分的结渣性就是指原料煤气化后剩下的灰渣是否容易结

成渣块的性质。

大家都知道,灰分是由SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO等组成的混合物,这些成分在高温下一定的温度范围内,自身发生着物理的结构形态的变化,之后分子之间相互渗透发生着氧化还原反应形成新的物质。

低熔点的物质在低温时熔化形成胶结体,高熔点的物质形成骨料,两类物质粘结在一起这就是灰分的结渣性,当温度继续上升到高熔点物质也熔化时,分子间的作用发生化学变化形成新的物质即琉璃体。

造气用煤,由于地域、年代不同差异很大,从形成的物质分类可分为草质煤与木质煤,从形成的年代分可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。

因其煤种不同,其性质差别很大,特别是现在,各厂为了降低生产成本,逐渐采用当地煤,灰分含量在10%~35%,灰熔点在1000~1450℃。

粒度大小不一,粒度范围差别较大,并有煤球、煤棒,它们之间进行着单烧或掺烧。

在煤的燃烧过程中,碳与氧气发生反应,放出大量的热,并形成高达1800~2000℃高温气体,与料层进行热的辐射、传导、对流,由于碳是黑体大量的热被碳原子吸收,而使氧化层上部的原料煤蓄热量最大,温度最高。

而煤中的灰分是均匀分布的单质,虽是不良导体,导热系数极小,但在高温碳的长时间作用下,部分单质也会发生物理的物态变化,只是大量碳原子的存在,阻碍了各灰分间单质的接触,不能发生化学反应。

所以煤在气化过程中,随着碳原子的减少,灰

分含量相对增加,煤的导热系数也在减小,蓄热能力就变差了,灰分中各单质间接触的几率在逐渐增加,结块的机会逐渐增大。

在造气炉内,原料煤气化后剩余的灰分立即会受到空气或蒸汽的冷却致使灰分的温度不可能超过碳原子发生反应的温度。

即出现反应产生的烟温远远大于反应碳层的温度,反应碳层的温度又远远大于反应后生成的灰分温度。

如造气炉连续径向均衡气化,气化后剩余的灰分不受高温作用就不可能结块,也不可能达到灰熔点而结死疤。

间歇固定床造气炉结疤块的原因:

一是渣层的不稳定,燃烧程序混乱;二是炉膛布风不均,局部过热现象产生;三是气化剂的间歇进入使火层上下波动。

这使得气化后剩余的灰分不能及时排出,长时间在高温气体作用下熔化,各成分之间发生氧化还原反应形成密实坚硬的琉璃体。

因此,我们应尽量按灰渣的外排方式,进行均匀合理的布风,想法设法稳定渣层的厚度,依据原料煤灰熔点的高低来控制灰分在炉内的停留时间,即灰渣层的厚度,以保证灰分结酥松的渣,而不结坚硬的疤。

如黑龙江农垦博兴化工有限公司采用当地白煤做的煤球,其成分:

水分1.4%~0.6%、灰分34%~35%、挥发分7%~10%、固定碳55%~59%,发热量4945kJ/kg。

该煤属于草质煤,活性好,着火点低,灰熔点也低,只有1000℃左右,炉况很难控制,渣层稍厚一点,炉子就会结死

疤,处理稍不及时炉子就会结死,必须熄火处理,如若发现灰渣较碎,较粉,返焦稍高,炉条机转速一减,灰盘上未燃尽的碳就会发生二次燃烧,在灰盘上形成通红的粘碳,任凭炉条机怎么拉也排不下来,只能人工把红粘碳扒出,才能恢复正常生产。

另外,该厂根据该原料煤的特点创造出独特的点炉方法:

用刚下的灰渣点炉,过程是这样的:

该厂木材比较紧缺,先用锅炉放下的红渣尝试点炉,效果很好,后来采用造气放灰含有大量的未燃透的红渣点炉效果也很好,然后尝试用造气刚下的炉渣点炉,一举成功。

经过多次试验后,只要用手摸着烫手就行。

该厂造气气化强度很高,送风时炉底风压只占风机升压的60%,返焦率小于10%,放灰少则6次/班,多则7次/班。

又如广西某小氮肥厂,使用当地煤做的碳化煤球,固定碳只有50%左右,灰熔点也较低,但炉况很稳,灰渣粒度均匀,最大粒度不超过70mm,并含有大量熔琉块,返焦率不会超过5%。

从以上气化反应过程分析以及厂家的实际操作情况,很客观的说明只要我们从炉箅布风、工艺调整、稳定操作上去保持炉膛料层气化的均匀合理性,依据原料的灰熔点高低来控制渣层的适宜厚度,就能克服灰熔点较低带来的炉况不稳定因素。

那么,为什么灰熔点低的型煤（如贵州、云南、宁夏、黑龙江等地的粉煤用腐植酸作粘结剂做的型煤或固定碳较高的原料煤（如宁夏煤大多数炉况不稳,负

荷带不上,这应该与炉箅是否依据炉内原料情况布风有关。

炉箅布风没有依据原料情况布风,会造成炉内布风、布汽不均匀合理,致使炉内出现局部过热、过冷现象。

依据质量作用原理,风量过多处,气化速度快,成渣速度也快;相反,温度较低处,气化速度慢,火层温度低于气化反应温度的极限点时原料煤就不发生反应了。

再加上工艺上的不合理及操作上的不稳定和降低煤炭消耗的思想指导下,局部气化后的灰分在长时间的高温作用下发生变形粘连,致使各成分之间发生氧化还原反应生成琉璃体,就像水泥的生产、陶瓷的烧制一样,在不同的时间段,不同的温度范围,生成不同的物质。

由于炉膛温度不均,形成的灰渣有未燃烧的原煤,有干馏后或燃烧不完全焦炭,有刚气化后剩下的粉灰,有较低温度下熔化的成分如K2O及Na2O,胶结未熔化的成分如SiO2、Al2O3,形成酥松多孔的渣。

也有灰分各成分之间在高温长时间作用下发生氧化还原反应生成的新的物质如CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3、12CaO·7Al2O3、3CaO·MgO·2SiO、2MgO·SiO2等形成密实琉璃体或瓷体,造成灰渣的孔隙率大大减少,料层阻力也增大,在相同吹风流量的前提下,流速增大了好多倍。

由于灰熔点低的原料在炉内高温气体作用下易于结块,所以必须及时排出,在相同的操作条件下,就显得灰熔点低的原料操作弹性小,也就是我们说的不好烧。

假如,入炉空气温度为60℃,气化

后烟气温度为1900℃,氧气完全反应生成CO2,依据化学反应式:

C+O2=CO2,反应前后气体的量没有变化,而由于温度的变化而使气体体积发生了膨胀,根据计算反应前后气体体积增大了5倍之多。

15~100mm无烟块煤的气孔率与块间孔隙率之和经核算约在34%~46%。

如φ2800造气炉入炉风量为30000m3/h,则入炉平均流速为8.3/（2.09+2.8/2=3.4m/s,烟气流速就是22m/s。

经核算30mm煤粒空气带出速度为35.5m/s。

所以原料气化后,形成酥松多孔的渣有利于炉况的温定,否则炉子就容易吹翻。

例如,洋县玉虎化工有限公司,烧宁夏煤,煤成分:

全水分4.0%、分析水0.8%、灰分11.2%、挥发分9.17%、固定碳78.41%,热值7122kCal/kg,灰分含S、Fe较多,灰熔点低,机械强度差,热稳定性差。

该厂用30~80mm的中块与宁夏粉煤做的煤球按3:

1配比掺烧,两台φ2610造气炉配D400-28风机日产合成氨110~120t,灰渣粒度均匀,返焦率小于6%,吨氨耗入炉煤1.07~1.08t。

而其他的厂,入炉原料比这还好吨氨消耗很少有低于1.3t的。

这说明灰熔点高低不是决定炉况操作弹性的大小,也不是决定气化强度高低的主要因素,关键是我们对造气规律认识掌握的程度。

4炉箅布风重要性

炉箅是造气炉的心脏,是造气炉节能降耗的前提条

件,大多数人都认识到这一点,但还有好多人不认同,他们认为炉箅无非就是一个布风设备,只要能布风、排渣就行,主要的是造气工艺调整及操作稳定性,无论什么炉箅,只要依据原料进行空气、蒸汽流量的调节及吹风时间、上下吹阶段时间的调整就可。

但是这种工艺调整,是以保证灰渣返焦率的基础上进行的,却忽视了风机的出力率及蒸汽的用量,即使保证了造气原料的消耗,却没有给企业带来效益。

如某企业,φ2800造气炉,采用中小块混烧,吹风时间占整个循环时间的30%,蒸汽流量达到9t∕h,DN700风阀只开1/4,像这样的运行,企业效益能有多大。

因此降低造气消耗,就要从炉箅布风上去考虑,炉箅布风就要从原料情况、布料方式、料层高度以及蒸汽系统、吹风系统的配置情况去考虑,即依据料层的阻力情况来进行布风。

那么造气炉炉箅该如何进行布风,先前炉箅以均匀布风为标准,如最原始的炉栅、塔形炉箅、扇形炉箅,它们的风道间隙都是均匀分布,由于当时原料煤价格比较便宜,用的原料煤粒度要求比较苛刻,都是山西大中块煤或焦炭并按国家标准入炉。

随着国家加入WTO后,由于市场的开放,以及国家对煤炭资源加强管理,煤炭价格不断攀升,各厂入炉原料格局发生了变化,价格较低的、性能较差的块煤被用来造气,像湖南、湖北开始用当地粉煤制成煤棒,福建、浙江、广西用当地粉煤制成碳化煤球。

原来的均布式炉

箅不能适应煤炭的变化,于是人们依据操作经验对炉箅布风进行了经验性的调节,依据炉面情况对炉膛截面进行了划区,并根据风道的调整核算,提出了环区百分比风道调整法。

在此基础上人们认识到灰渣外排原理,在炉膛径向气化强度的区别,周生贤教授又提出了布风强度风道调整法。

但是这些方法在原料变化时很难做到均匀合理的调整,各环区风道理论调整结果与实际差别较大。

于是,去年秦兴亚高工又提出了均匀系数风道调整法,这种布风方法能直观的观察出布风均匀的合理性。

如湖北三宁24台φ3000烧煤棒的造气炉,采用此方法一次布风成功,湖北双环、贵州兴义2030厂、福建三明化工、山西霍州化工集团φ3.3造气炉烧煤棒也一次成功,山西丰喜φ2.8造气炉使用效果也较好。

那么固定床间歇式造气炉炉箅布风的依据是什么呢?

我们知道,任何一个物系如果不是处于平衡状态,则必然会有趋向于平衡的过程,而过程进行的速率（如移动速率、反应速率总是与过程推动力成正比,与过程阻力成反比。

由于过程不同,其推动力、阻力的内容也各不相同:

如流体流动的推动力是压力差,传热过程的推动力是温度差,传质过程的推动力是浓度差或分压差。

与推动力相对应的阻力则与操作条件、物性等有关。

在间歇式造气炉内的料层由于布料方式、原料种类、粒度范围、炉箅的外形结构的差异,致使炉内料层厚度、料层阻力差异很大,

值得庆幸的是造气炉的中心布料及原料的自然分布规律,让我们找到了料层阻力变化的规律,使我们从盲目的布风摸索中,找到了布风方向,从流体在不同阻力条件下趋于平衡的过程速率进行调整。

不同的原料,由于粒度大小不同,其形成的阻力也不一样。

计算方法如下:

1利用原料的空隙率来计算:

∆P=λ1·L/d1·ρu²/g·（1-ε/ε3。

2可以把料层空隙率依据煤的不同比重的定义,把无规则的空隙转化为有规则的管道给人以形象的认识,其计算公式就可以转化为直管道的计算公式,具体公式如下:

∆P=λ2·L/d2·ρu²/g。

式中:

∆P-流体通过床层的阻力降;λ1、λ2-修正摩擦系数;L-碳层高度;d1-碳粒的当量直径;d2-碳粒的当量管道直径;ρ-流体在操作状态下的密度;u-流体在操作状态下的直线流速;ε-料层的空隙率。

从公式中可以看出,影响料层阻力的因素是空隙率、料层高度、流体流速,且流体流速影响最大。

所以粒度范围不同的原料,在入炉分布时粒度之间发生离析分离现象,不同环区的原料空隙率发生了变化,加上不同阶段空气、蒸汽流量流速的不同,就使空气、蒸汽在进入料层时发生了偏离。

这就是为了保证料层均匀气化,炉箅布风要解决的原因。

5炉况测温点的设置

间歇式造气炉由于吹风制气的间歇性,使火层位置上下波动,火层温度可达到1500℃左右,目前热电偶很难长期测量,又由于料层在炉箅旋转下向下、向外运动,不利于热电偶的安装。

了解炉况的实际运行情况成了人们长期梦寐以求的事情。

仪表、仪器是操作工的眼睛,是操作工操作造气炉运行的依据,直接的测量不符合现实,于是人们为了稳定炉况设置了许多辅助测温点:

如上下行温度、炉条温度、灰仓温度、灰盘温度、炉上六点温度、灰仓上面夹套上竖直安装三个测温点、煤气总管测温点等。

现在好多厂,只安装上下行管道测温点来测量上下行管道的温度变化,以上下行温度的变化来控制造气炉正常运行,他们称这两条温度线为造气炉的生命线。

这两条温度线在一定的条件下即原料、吹风时间、上下吹阶段时间、上下吹蒸汽流量等稳定的条件下,炉条转速可以依据上下行温度的变化进行调节,一旦某一个或几个因素发生变化,上下行温度反应的温度就失去了参考价值。

由于上下行温度测温点是安装在上下行管道上离炉体1.5~2m处,有的厂安装位置在上下集尘器处,距离炉体有5m左右,一般下行热电偶受入炉空气温度、蒸汽温度、下吹煤气温度的对流传热,由于三种气体有规律间歇交替与热电偶接触以及热电偶外部套有保护作用的不锈钢管,不锈钢管的导热系数很小,是热的

不良导体,所以流体温度传导测温点有一定的时间间隔。

在这两种情况下,热电偶显示的温度就是三种气体的综合温度。

由于一般情况下,蒸汽温度、空气温度是相对恒定的,而受料层的辐射很小,甚至不受料层辐射影响,下行温度的变化就可以体现出下吹煤气温度的变化。

同理,上行温度也可以体现出吹风气温度或上吹煤气温度的变化,至于是那一种温度的变化,有经验的师傅依据炉况很容易辩出。

这里需要说明的是,由于间歇式造气炉的特点造成的火层气化的不均匀性,上下行温度体现的不是炉膛料层中理想火层温度的对流传出温度,也不是某一点高温料层的对流传出温度。

上下行温度是炉膛火层截面气化生成不同温度煤气在逸出炉体时与料层及相互对流后形成的中和温度,因此上下行温度的恒定不是炉况稳定的充分条件,而使炉况稳定的必要条件。

这也是各个厂上下行温度指标一样,气化强度差别较大的一个方面。

例如,大家都有这样的经验,在阴雨天气,原料煤较湿时炉况易于恶化,造成供气紧张;原料粒度不稳定时,炉况很难控制,不是流生,就是结疤。

河北某厂,为了稳定炉况,专门在炉体干燥层位置安装了3个测温点来控制炉况的变化,这3点温度差别较小时,炉况很稳;它们之间温度差别逐渐变大时,有时温差达200℃左右,上行温度都不发生变化,只是它们都升高或降低,上行温度才随之变化,有时它们之间温度差别较

大,炉况都恶化了,上行温度都不变化,于是该厂使用一段时间后,感觉没有多大意义,就取消了。

在工艺调整过程中或在操作过程中,由于上下吹阶段时间或上下吹蒸汽流量某一个或几个因素发生了改变,致使火层的厚度、温度、位置发生了变化,从而使上下吹煤气在逸出料层的距离、对流程度发生了改变,因此上下行显示的温度就失去了原来上下行温度的意义,也就失去了操作的参考价值。

这就是在工艺调整过程中或在正常操作中工艺管理较松散炉况易失控的原因。

在正常操作中,有时炉条机的不稳定