關(guān)于煤氣發(fā)生爐滑道的改造方案

于艷麗 李靜

（煙臺巨力精細化工股份有限公司 山東煙臺 265202）

引言

間歇性煤氣發(fā)生爐是制氣裝置不可缺少的關(guān)鍵設備，其設備運行的穩(wěn)定狀況直接影響到制氣裝置能否連續(xù)穩(wěn)定運行。而煤氣爐底盤的轉(zhuǎn)動部件更是其中的關(guān)鍵，由于其作用關(guān)鍵，維修困難，故延長底盤轉(zhuǎn)動部件的壽命才是保證煤氣爐穩(wěn)定運行的良方。間歇性煤氣發(fā)生爐底盤的主要組成部件有上、下滑道，大齒圈，灰盤、六角六層爐篦等組成。這些部件在閉式傳動的帶動下（閉式傳動通過爐條機進行驅(qū)動）在爐內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動，以使爐內(nèi)炭層受熱均勻，充分反應，提高反應效率。煤氣發(fā)生爐的底盤部件因體積龐大、更換困難，維修任務是非常艱巨的，所以降低底盤的維修率是我們使用單位的共同目標。

一、煤氣爐工作原理

煤氣發(fā)生爐是將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃性氣體——煤氣（主要成分為CO、H2、CH4等）的生產(chǎn)設備。工作原理為：將符合氣化工藝指標的煤炭篩選后，由加煤機加入到煤氣爐內(nèi)，從爐底鼓入自產(chǎn)蒸汽與空氣混合氣體做為氣化劑。煤炭在爐內(nèi)經(jīng)物理、化學反應，生成可燃性氣體，上段煤氣經(jīng)過旋風除油器、電捕器過濾焦油.下段煤氣經(jīng)過旋風除塵器清除灰塵，經(jīng)過混合后輸送到用戶使用。

二、單段式煤氣發(fā)生爐的概況

目前工業(yè)所用的燃料主要有：固體燃料、液體燃料和氣體燃料三種。從國際發(fā)展趨勢來看，氣體燃料應用越來越廣泛。

氣體燃料一般稱為煤氣。如按其生產(chǎn)方式來分，可以分為天燃煤氣兩大類。在天然煤氣中。有通過鉆井從地下開采出的氣井器、礦井氣、石油拌生氣和天然沼氣等。在人造煤氣中要有焦煤氣、發(fā)生爐煤氣和液化石油氣。

單段式煤氣發(fā)生爐的產(chǎn)品也屬于固體燃料（煤或焦炭）經(jīng)過氣體的一種熱加工過程，即用氧或氧化合物（蒸汽、二氧化碳）通過高溫的固體燃料（煤、焦炭）層、其中起氧化作用的有機物質(zhì)（空氣、水蒸汽）稱為氣化劑，生成含有氫、一氣化碳及甲烷等的混合氣體稱為煤氣。按氣體劑的不同分為下列三種：

1. 空氣煤氣：以空氣為氣化劑。

2. 水煤氣：以水蒸氣為氣化劑。

3. 混合煤氣：以空氣和水蒸氣為氣化劑。

上述三種煤氣的成份如下：（以體積百分數(shù)表示）：

單段式煤氣發(fā)生爐，是以空氣和水蒸氣混合為氣化劑的單段式煤氣發(fā)生爐。由于本發(fā)生爐氣化原理合理、設計簡單、投資少、使用方便安全、操作維修簡單，便于掌握，所以更適合中、小型工廠。

用于各類金屬熱處理爐、陶瓷窯爐、熔鋁爐、銅精煉爐、鍛爐、鍛造爐、金屬制品加熱爐、熱鍍鋅爐、烘干爐、玻璃行業(yè)、化工行業(yè)、陶瓷行業(yè)、電纜等行業(yè)配套提供氣體燃料。

爐體結(jié)構(gòu)，全水套結(jié)構(gòu)，自產(chǎn)蒸汽可直接通入單段式煤氣發(fā)生爐做氣化劑使用。頂蓋采用兩重不同的耐火保溫材料澆注。加煤機構(gòu)，雙鐘罩加煤，自動加煤機及液壓驅(qū)動上插板下鐘罩結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要加煤篩。清灰機構(gòu)，蝸輪蝸桿形式，濕式單側(cè)或雙側(cè)出灰。

三、單段式煤氣發(fā)生爐工藝說明

1. 爐體結(jié)構(gòu)：

全水套結(jié)構(gòu)，自產(chǎn)蒸汽壓力為 294KPa ，可直接通入煤氣爐做氣化劑使用。

2. 加煤機構(gòu)：

采用機械加煤結(jié)構(gòu)，操作簡單，維修方便，氣密性好。

3.清灰機構(gòu)：

采用液壓傳動裝置濕式單側(cè)除灰。該爐加料、除渣、布風均勻，操作簡便、調(diào)節(jié)方便、運行可靠。

4.常壓固定床煤氣發(fā)生爐，一般以塊狀無煙煤或煙煤和焦炭等為原料，用蒸汽或蒸汽與空氣的混合氣體作氣化劑，生產(chǎn)以一氧化碳和氫氣為主要可燃成分的氣化煤氣。

煤氣爐內(nèi)燃料層的分區(qū)（1）.干燥層（2）.干餾層（3）.還原層 （4）. 氧化層 （5）灰渣層。

4. 故障現(xiàn)象

我公司使用的淄博昊科生產(chǎn)的RK0405-00 φ2610 型間歇式煤氣發(fā)生爐，使用初期還不足1 年時間，相繼出現(xiàn)煤氣發(fā)生爐灰盤不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即爐條機空轉(zhuǎn)，大齒圈不轉(zhuǎn)。由于灰盤組件位于爐內(nèi)，從外部無法看到其具體情況，只能進入爐內(nèi)查看，作業(yè)局限性非常之大，且故障檢查、排除都較為困難，需要先降低爐溫，清除爐內(nèi)殘余焦炭，還需要通風合格，采取各種防護措施，每次檢查都要花費數(shù)天時間，所以此種故障嚴重影響了我們是生產(chǎn)效率。經(jīng)分析原因可能是底盤內(nèi)轉(zhuǎn)動部件摩擦力太大，導致爐條機驅(qū)動力不足，無法帶動爐內(nèi)組件旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過我們對底盤部件拆開檢查發(fā)現(xiàn)，爐篦磨損現(xiàn)象不太明顯，灰盤、齒圈組件出現(xiàn)了明顯下沉，灰盤下部的滑道磨損尤為嚴重，滑道內(nèi)部的3#鋼球直徑明顯變小，甚至出現(xiàn)變形、裂紋等嚴重損壞。

5. 原因分析

滑道位于底盤之上，是爐內(nèi)轉(zhuǎn)動部件的最下層，如果最下層出了故障，就如同一棟大樓的地基沒有打好，上層建筑還如何進行？那么滑道的損害又是如何造成的呢？經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，上下滑道之間淤積灰塵雜質(zhì)太多，形成泥漿狀物質(zhì)，導致鋼球粘連、卡死，無法轉(zhuǎn)動，進而導致鋼球、滑道磨損，灰盤下沉，最后閉式傳動不堪重負，爐內(nèi)轉(zhuǎn)動部件徹底罷工不轉(zhuǎn)。那么，灰塵雜質(zhì)是如何進入滑道內(nèi)部的呢？煤氣發(fā)生爐的滑道分為上滑道和下滑道，鋼球位于上下滑道之間。兩滑道之間有縫隙的地方就是滑道內(nèi)外兩側(cè)的密封面?；覊m和水分很明顯是通過密封面進入兩滑道之間的。所以，造成灰盤不轉(zhuǎn)的初起原因就是，上下滑道之間密封不好，無法阻擋灰塵、水等雜質(zhì)的進入，從而使灰塵和水在滑道內(nèi)部形成了泥漿狀的物質(zhì)，黏住了鋼球使其滾動緩慢甚至無法滾動，鋼球的運動方式由滾動變成了滑動，不僅加劇了鋼球的磨損，還會迅速損壞滑道?；辣荒p后，極易產(chǎn)生歪斜、相對位置發(fā)生改變，滑道上部的大齒圈和灰盤、爐篦也會隨之歪斜、下沉、重心發(fā)生偏移。如此，閉式傳動小齒輪與大齒圈的軸線平行性便產(chǎn)生誤差，同時加劇了齒輪的磨損。當爐內(nèi)轉(zhuǎn)動部件傾斜或下沉到一定程度，閉式傳動的驅(qū)動力已無法克服爐內(nèi)轉(zhuǎn)動部件的巨大摩擦力，從而無法驅(qū)動爐內(nèi)部件轉(zhuǎn)動。所以，造成此類故障的主要原因就是，上下滑道之間的密封面密封性差，無法阻擋灰塵雜質(zhì)進入。

6. 解決方案

由于造成煤氣發(fā)生爐底盤轉(zhuǎn)動部件故障的初起原因就是，上下滑道之間密封性太差，所以，增加上下滑道之間的密封性，是解決此問題的關(guān)鍵。

上圖為下滑道改造前后的截面圖。經(jīng)過深思熟慮后，我們排除了橡膠、四氟、石棉等材料，選擇了耐高溫、高壓且易造型的柔性石墨盤根作為上下滑道之間的密封材料。為避免柔性石墨盤根加入后容易脫落，我們在下滑道上加工了一道環(huán)形槽。由于原滑道密封面寬度較窄，高度也不夠，為防止加工上環(huán)形槽后使滑道的耐磨、耐壓性變差，我們適當修改了下滑道的尺寸，使之強度保持不變。將下滑密封面適當加寬，高度適當提高后，在下滑道內(nèi)外兩側(cè)增加兩道寬度為10mm，深度為5mm的環(huán)形槽，以添加12*12的柔性石墨盤根（因為石墨盤根有壓縮性，為使其固定牢靠，槽的寬度略小于盤根的寬度，而槽的深度為寬度的一半，是為了石墨盤根在固定牢靠的同時，外露的部分足夠與上滑道的密封面之間形成良好的密封），使上下滑道之間密封良好，灰塵及水無法進入滑道內(nèi)部，不能形成泥漿狀雜質(zhì)，造成鋼球粘連，從而避免了滑道過度磨損、灰盤下沉、齒圈不轉(zhuǎn)等一系列故障，延長煤氣發(fā)生爐灰盤組件的使用壽命，降低維修率。

7. 使用效果

此種類型煤氣發(fā)生爐自2012 年9 月投用，2013 年5 月開始頻頻出現(xiàn)此類故障，經(jīng)過我們的改造之后，從2013 年5月一直連續(xù)穩(wěn)定運行至今（2015 年5 月），底盤部件從未發(fā)生過不轉(zhuǎn)的故障。由此可見，此項改造至少將此種爐型的灰盤組件壽命延長了1 倍，以后的運行情況仍需要繼續(xù)觀察。至少目前為止，改造效果是相當明顯的，大大節(jié)約了人力、物力和財力，延長了煤氣發(fā)生爐的使用壽命，降低了煤氣發(fā)生爐的故障率、維修率。

[1]淺析煤氣發(fā)生爐的安全使用 費東輝《論文天下論文網(wǎng)》

[2]煤氣發(fā)生爐故障影響分析 荊恩芳《化學工程與裝備》2011 年第8 期

[3]煤氣發(fā)生爐的設計與要求 宏基礦山 《佳工網(wǎng)·在線工博會》