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摘要:四噴嘴氣化爐的氣化過(guò)程中,當(dāng)爐內(nèi)溫度超過(guò)700℃時(shí),氣化爐的回火頻繁發(fā)生。結(jié)合控制數(shù)據(jù),得出氣化爐回火的原因是鎖料斗上部、渣口堵塞和渣口閥積灰。蒸汽消聲器等設(shè)備進(jìn)入介質(zhì)后,重新制定工藝操作要求,對(duì)影響爐體的部件進(jìn)行系統(tǒng)拆卸和檢查,加強(qiáng)對(duì)爐內(nèi)其他指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。消除了氣化爐的回火現(xiàn)象,保證了氣化爐的順利進(jìn)料。
關(guān)鍵詞:氣化爐;烘爐;回火;渣口堵塞;預(yù)防措施
江蘇靈谷四噴嘴氣化爐于2010年12月順利進(jìn)料運(yùn)轉(zhuǎn)。其后該公司對(duì)改型四噴嘴氣化爐進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化,現(xiàn)已投入工業(yè)生產(chǎn),氣化爐的運(yùn)行穩(wěn)定性已經(jīng)達(dá)到了世界一流水平,但在氣化爐的準(zhǔn)備階段,尤其是氣化爐的干燥過(guò)程中,煤氣發(fā)生了很大的變化。氣化爐經(jīng)常出現(xiàn)回火現(xiàn)象。氣化爐溫度超過(guò)700℃時(shí),通常會(huì)發(fā)生回火,這對(duì)氣化爐的作業(yè)效率與安全生產(chǎn)有某種程度上的影響。所以,文章通過(guò)剖析四噴嘴氣化爐回火的原因,提出了保障氣化爐順利進(jìn)料的安全操作措施。
1氣化爐烘爐的作用和烘爐流程介紹
1.1烘爐的作用
在四噴嘴氣化爐中,為了提升氣化效率,避免熱損失,氣化爐殼體受到燃燒室內(nèi)高溫材料的直接影響。氣化爐內(nèi)的耐火磚在干燥條件下可長(zhǎng)期存放。氣化爐耐火磚與耐火污泥結(jié)合,拱頂澆注料和錐體底部較厚。氣化爐內(nèi)耐火磚抗腐蝕性能好。形成耐火材料耐火磚。氣化爐耐火磚由氧化鋁空心磚、鉻剛玉磚和鉻鋁鋯磚組成。Cr2O3耐火磚中發(fā)現(xiàn)了這些磚的理化指標(biāo)。耐火磚成分中有少量量的Zr2O3,在抗高溫煤的作用對(duì)氣化爐外殼有一定侵蝕,能夠通過(guò)“相變效應(yīng)”除去Zr2O3,在氣化爐的初始階段,再生器為污泥水和氧氣提供熱量,氣化爐啟動(dòng)后氣化,氣化爐耐火材料中的吸收劑水和結(jié)晶水可從氣化爐耐火材料中去除,澆注料和耐火泥漿中的水會(huì)導(dǎo)致耐火材料的失效和澆注料的質(zhì)量。因此,在煤漿氣化裝置投入運(yùn)行之前,對(duì)煤漿進(jìn)行干燥是不可或缺的。
1.2烘爐流程介紹
氣化爐蒸汽高速啟動(dòng)吸入裝置。由于起動(dòng)抽吸裝置的特殊結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)壓與靜壓的能量轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,氣化爐的內(nèi)部空間被吸收,氣化爐處于負(fù)壓狀態(tài)。爐頂預(yù)熱燃燒器點(diǎn)火后,火焰“側(cè)懸”導(dǎo)致?tīng)t膛耐火磚由于負(fù)壓而均勻加熱。此外,在爐體上設(shè)有循環(huán)水冷卻系統(tǒng),以防止?fàn)t體產(chǎn)生的熱量從氣化爐內(nèi)部燃燒出來(lái),即礦渣池泵通過(guò)渣池泵將礦渣池水供應(yīng)給爐體的淬火環(huán),爐體加熱回流至渣槽,達(dá)到循環(huán)冷卻的目的。
2氣化爐烘爐過(guò)程中頻繁回火的危害
氣化爐經(jīng)常發(fā)生回火,不僅損壞爐頂,阻礙生產(chǎn)作業(yè),而且造成直接的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重威脅現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)與檢驗(yàn)人員的人身安全。同時(shí),由于氣化爐的回火,火焰不能正常進(jìn)入爐膛,影響爐溫,直接影響了耐火磚的使用壽命,延緩爐子的啟動(dòng)。因此,氣化爐的回火問(wèn)題關(guān)系到工作效率設(shè)備、壽命和人身安全。
3氣化爐回火的原因剖析
3.1爐壁熔渣受熱流動(dòng)而造成堵塞
3.1.1氣化爐液位突然出現(xiàn)猛漲
根據(jù)氣化爐液位迅速上升、渣池液面逐漸下降的現(xiàn)象,筆者認(rèn)為高爐爐渣向爐渣池過(guò)渡是由于高爐內(nèi)冷水的積聚而引起的,筆者在日常工作中觀察了筒鎖1閥的堵塞位置,發(fā)現(xiàn)堵塞是氣化爐的爐渣。在氣化爐運(yùn)行過(guò)程中,煤泥水與氧氣發(fā)生了一系列氧化還原反應(yīng),但氧化不完全的狀況下,殘余碳和粉煤灰沿爐壁流向冷卻室,冷卻水冷卻后,通過(guò)氣化率鎖筒排出。爐渣進(jìn)入冷卻室后,溫度迅速下降,形成一個(gè)更大、更硬的渣塊,在螺栓的進(jìn)口閥處堵塞。結(jié)果表明,爐膛內(nèi)的冷水不能返回熔渣池,在冷卻室中積累,直至下行管密封,最終導(dǎo)致回火。
3.1.2氣化爐渣口堵塞
氣化爐關(guān)閉后,渣口無(wú)異物,無(wú)堵塞。然而,在干燥過(guò)程中,爐膛的溫度逐漸升高,爐內(nèi)負(fù)壓慢慢降低,其爐口隨著爐內(nèi)壓力降低而縮小,縮小到一定程度時(shí),爐內(nèi)負(fù)壓不足以阻火,導(dǎo)致回火。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集,可以看出爐口堵塞與爐膛負(fù)壓之間存在一定的相關(guān)性特別是當(dāng)渣口堵塞超過(guò)50%時(shí),渣口尺寸減小到一定程度,爐口更容易成為渣口的“橋”,容易出現(xiàn)負(fù)壓下降現(xiàn)象和渣口堵塞率突然增大的現(xiàn)象。高溫氣化爐內(nèi)渣的流動(dòng)是渣口堵塞的主要原因。但是殘留物比堵塞桶的殘留物要大得多。當(dāng)爐溫高于爐渣流動(dòng)溫度時(shí),由于在氣化爐頂部安裝預(yù)熱燃燒器,爐渣和爐口之間的距離大,爐渣向下流動(dòng),并在爐渣中積聚。在12米左右,爐口溫度低于爐頂溫度。爐渣快速?gòu)膰娮炝鞒?,但隨著溫度的下降,流動(dòng)慢慢停滯,噴嘴尺寸縮小,導(dǎo)致一定程度上回火。
3.2氣化爐內(nèi)負(fù)壓過(guò)小或出現(xiàn)“喘吸”
3.2.1吸入線(xiàn)與出口線(xiàn)出現(xiàn)“灰沉降”
啟動(dòng)吸入管線(xiàn)與氣化爐的水煤氣出口管線(xiàn)相連,實(shí)現(xiàn)氣化爐的負(fù)壓和吸力。當(dāng)氣化爐進(jìn)入正常生產(chǎn)工序時(shí),應(yīng)確認(rèn)啟動(dòng)吸入閥關(guān)閉,并引導(dǎo)閥門(mén)前面的盲板,以防止高溫氣體倒入吸氣系統(tǒng)。因?yàn)樗膰娮鞖饣癄t的原料是水煤氣,而水煤氣的成分中有少量的煤塵和灰分,在系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行后,一些異物將會(huì)在啟動(dòng)吸入閥和輸氣管道的死角上沉降,“灰沉降”會(huì)引起管道堵塞和氣化爐負(fù)壓降低。在烘爐運(yùn)行時(shí),蒸汽的量和負(fù)壓都很小,但是隨著烘爐溫度的增加,蒸汽抽提量逐漸增加,閥門(mén)的堵塞限制了蒸汽抽取的進(jìn)一步增加,當(dāng)提取的蒸汽量與烘爐溫度不一致時(shí)就會(huì)發(fā)生回火。
3.2.2蒸汽出口處消音器堵塞
排氣消聲器采取多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲。吸聲材料固定在空氣通道的內(nèi)壁上,或者以某種方式設(shè)置在管道中以阻擋消聲器。同時(shí),爐膛內(nèi)殘留的煤粉和爐襯將被清除,消聲器將被堵塞,蒸汽流在泵送過(guò)程中會(huì)發(fā)生波動(dòng)。爐內(nèi)有喘氣,在嚴(yán)重的情況下,回火是由少量的蒸汽引起的。
3.3其他設(shè)備內(nèi)介質(zhì)抽入抽引管線(xiàn)
氣化爐出口處的水煤氣管不僅與排水管相連,而排水管還要跟冷卻設(shè)備。當(dāng)其它設(shè)備液位過(guò)高時(shí),設(shè)備中的介質(zhì)將通過(guò)水煤氣管道注入氣化爐,在回流期間介質(zhì)將填充泵管路,從而導(dǎo)致泵系統(tǒng)的隔離,進(jìn)而使燃燒室不受負(fù)壓而進(jìn)行回火。
4預(yù)防回火的措施
4.1氣化爐停車(chē)前嚴(yán)格按照要求提溫
氣化爐停車(chē)前,爐內(nèi)的溫度比正常作業(yè)時(shí)的溫度高出50℃,持續(xù)時(shí)間超過(guò)一個(gè)小時(shí)。氣化爐的爐渣保證了最大流量,并通過(guò)鎖斗系統(tǒng)排出。當(dāng)觀察到氣化爐排出的爐渣較正常情況明顯減少時(shí),說(shuō)明氣化爐在操作結(jié)束時(shí)可進(jìn)入下一次停堆操作,以提高氣化爐的溫度。該操作可以保證爐渣量在合理的水平上,大大降低了燒渣干燥過(guò)程中結(jié)渣回火的可能性。
4.2加強(qiáng)監(jiān)控并對(duì)堵塞預(yù)兆及時(shí)處理
在烘爐干燥過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)通過(guò)監(jiān)測(cè)渣池液位表的變化,可以獲得爐管與氣化爐之間的冷卻水流量。如果渣罐內(nèi)的液面有輕微下降趨勢(shì),則表明筒體與氣化爐之間的介質(zhì)流動(dòng)存在問(wèn)題??刂剖铱衫玫蛪夯摇⑺雀邏毫橘|(zhì),通過(guò)反沖洗的振動(dòng)效應(yīng),將水桶反沖洗,將礦渣排入桶內(nèi),防止?fàn)t渣堆積。若發(fā)現(xiàn)爐渣有堵住爐口趨勢(shì),應(yīng)馬上停爐,使用現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)用工具可解除爐口在爐前的堵塞。
4.3拆檢烘爐系統(tǒng)積灰、堵塞部位
氣化爐檢修后,必須在干燥前,特別是氣化爐運(yùn)行期間(大于120天)對(duì)大型氣化爐的閥門(mén)進(jìn)行拆卸和檢查。主要目的是清洗大閥門(mén)前管路的短連接,檢查大閥的密封和閥門(mén)的操作。如果堵塞嚴(yán)重,應(yīng)將消聲器分離并清洗。在核算中記錄、檢查、清理,查明不同類(lèi)型粉煤灰的積灰和堵塞硬度,為下一步尋找積灰點(diǎn)和評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)工作量提供指導(dǎo)。
4.4烘爐過(guò)程中與氣化爐相連設(shè)備保持低液位
連接到氣化爐的其它設(shè)備的液位可以在烘爐中作為液體密封進(jìn)行干燥之前檢查,以防止介質(zhì)由于其它設(shè)備的滿(mǎn)液位而回流。同時(shí),在烘爐干燥過(guò)程中,將其它設(shè)備液位項(xiàng)目添加到烘爐干燥報(bào)告中,并要求操作員在液位異常(高)時(shí)及時(shí)監(jiān)控。
5結(jié)語(yǔ)
筆者在日常工作實(shí)際操作中,通過(guò)對(duì)氣化爐回火問(wèn)題的觀察,積極的試驗(yàn)和探索,探討了氣化爐干燥過(guò)程中回火問(wèn)題的可行對(duì)策,避免了氣化爐回火問(wèn)題無(wú)故發(fā)生,保障了氣化爐啟動(dòng)前所需的熱量,使氣化爐能夠順利進(jìn)料,維護(hù)了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行,確保了高效率安全正常生產(chǎn)。
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作者:李艷艷 單位:心連心化肥有限公司