煤氣發(fā)生爐工藝及設(shè)備改造

李萌萌

太原重型機械集團機械企業(yè)公司 山西太原 030024

TG3M-I 型煤氣發(fā)生爐，由太原重型機械企業(yè)公司開發(fā)，并于1992 年1 月正式生產(chǎn)。在將近二十多年的生產(chǎn)過程中，我們不斷規(guī)范和完善了設(shè)備使用手冊和工藝優(yōu)化措施，基本達到了原始設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，并積累了許多成功經(jīng)驗。以供業(yè)內(nèi)人士參考。

1 煤氣發(fā)生爐工藝流程及TG3M-I 型煤氣發(fā)生爐簡介

篩選后的塊煤通過皮帶輸送機輸送到工廠的儲煤倉。進入爐子的塊煤被氣化段中的氣體加熱并干餾。干餾后形成的半焦炭移至氣化區(qū)并與氣化劑反應(yīng)生成產(chǎn)物氣（氣化劑由空氣和蒸汽組成）。氣化段中產(chǎn)生的氣體分為兩部分。一部分作為下部氣體在煤氣發(fā)生爐下部的出口排出。底部的氣體首先進入旋風(fēng)除塵器以除去灰塵，然后進入冷卻塔器。另一部分與干餾氣體合并，并從煤氣發(fā)生爐頂部的出口排出，該氣體為上部氣體。頂部的氣體從熔爐中出來后，第一級電焦油捕集器會前進以除去焦油，然后進入空氣冷卻器將其冷卻。來自上部和下部的氣體在間接冷卻器中混合，一起進入2 型電過濾器，然后再次凈化，然后進入增壓器。加壓脫硫后，將其發(fā)送給用戶使用[1]。

TG3M-I 型煤氣發(fā)生器基于W-G 型爐，是根據(jù)加壓氣化爐的某些特性開發(fā)的。主要設(shè)計尺寸如下：外部尺寸（最大）為4666＊4985＊13183mm，垂直管直徑為1200mm，水套的蒸發(fā)面積為32m2，爐的盲孔直徑為3000mm，爐的高度為2800mm，爐的速度為0.126～1.26r／h，大煙灰盒的高度為200mm，小煙灰盒的高度為1280mm。

2 存在的問題

2.1 上部煤氣管道堵塞

設(shè)備運行兩個月后，上部氣體管道接連被堵塞，因此無法將干餾蒸餾氣體從上部氣體管道中引出。干餾氣體中的焦油無法通過電焦油捕集器去除和回收。相反，它是通過下部出氣口創(chuàng)建的。它進入底部氣體的冷卻塔，使焦油進入熱循環(huán)水，并且定期停止設(shè)備清潔上部管道[2]。

2.2 下部出口處的磚和橫隔墻塌陷

設(shè)備運行五個月后，下部出口壁磚瓦解，橫向隔墻瓦解，導(dǎo)致爐內(nèi)嚴(yán)重的氣體分離、爐況惡化、煤氣爐的生產(chǎn)能力下降。

2.3 初級電動過濾器的油封被堵塞

在操作煤氣發(fā)生爐8 個月后，切斷了主電動過濾器上的油封。結(jié)果，從電過濾器去除的焦油沒有及時排出并積聚在內(nèi)部，并且如果積聚的油位超過管道入口，則管道被切斷。

3 原因分析

3.1 上部燃?xì)夤艿蓝氯闹饕?/h3>

原塊煤具有較低的機械強度，較低的熱穩(wěn)定性和較高的粉煤含量。天然氣生產(chǎn)商投產(chǎn)后，我們公司正在使用便宜的昌吉木磊塊煤。這種類型的煤主要出現(xiàn)在機械強度低，熱穩(wěn)定性和熱膨脹系數(shù)高的產(chǎn)品中。在氣化過程中，由于熱爆炸而產(chǎn)生大量的煤粉，進入爐體時攜帶的煤粉和煤塊被氣體吹向上部煤氣管，并與上部煤氣的焦油混合以沉積并阻塞煤氣管。

3.2 交叉隔墻和墻磚倒塌的主要原因

在生產(chǎn)過程中使用了大量具有高熱膨脹系數(shù)的塊煤。在煤氣爐的正常氣化過程中，塊煤被加熱并膨脹，形成使?fàn)t體壁磚沿爐體直徑方向整體膨脹的力。結(jié)果，每個磚體的帶扣彼此分離，并且失去了將磚體保持在一起的能力。整個墻磚和跨墻磚在整個過程中都變得相對疏松[3]。

3.3 爐內(nèi)起火和結(jié)渣的主要原因

一種是選擇不合理的，因為煤裝載系統(tǒng)的粉末口徑規(guī)格選擇不合理，導(dǎo)致塊煤失敗。煤爐的原煤裝載系統(tǒng)的設(shè)計篩孔L 的直徑為10mm，而進入煤氣爐的塊煤的粒徑應(yīng)為25-50mm。其次，進入爐中的塊煤的機械強度和熱穩(wěn)定性差。由于塊煤的機械強度差，在轉(zhuǎn)移到倉庫并落入爐子的過程中，塊煤產(chǎn)生了一部分小塊煤。由于塊煤的熱穩(wěn)定性差，因此加熱時，塊煤爆炸成小的塊煤。兩者產(chǎn)生的塊煤很小，會使?fàn)t料層的透氣性變差，汽化器分布不均勻。爐內(nèi)的空氣分布紊亂，下部出口附近的氣流沒有被阻塞，使用了捷徑。具有良好通風(fēng)和低氣流阻力的區(qū)域具有特別高的氣化強度，并且局部熱運行現(xiàn)象很嚴(yán)重，從而導(dǎo)致該區(qū)域的爐渣結(jié)渣和爐壁膨脹。

4 改進措施

4.1 上煤系統(tǒng)改造

將裝煤系統(tǒng)的原始篩選規(guī)格從10mm 調(diào)整到20mm。調(diào)整后，爐內(nèi)團聚煤粒度的下限為24mm，這大大降低了團聚煤的數(shù)量，使其低于該極限。并經(jīng)過對比分析，對各類煤的理化指標(biāo)進行了分析。特別是，在強調(diào)強度指標(biāo)后，最終確定用于生產(chǎn)的煤為散打弱粘結(jié)性煤，以滿足煤氣發(fā)生爐的需求。在生產(chǎn)實踐中，我們探索并找到上部煤氣管道中的煤粉沉降點。并定期清潔。一種是將蝶形閥從上部管道出口移至爐子出口。第二種是在主電動過濾器的出口管上安裝一個硬密封蝶閥和一個盲閥，以確保在爐出口和出口蝶閥之間沒有煤粉的沉降點。上部管道和電氣過濾器可以與系統(tǒng)分開進行清潔和疏通。第三是將電動濾清器原來的內(nèi)部排放油封改為外部排放。外部油封可輕松拆卸和清潔[4]。

4.2 更改機架連接模式

改造前，齒條頭與風(fēng)扇板之間的連接通過4 條載線連接，接頭全部位于花齒條頭的中心線，齒條與風(fēng)扇板逐段焊接，在運行過程中積聚灰塵。為了增加負(fù)載，它經(jīng)常會穿過齒，并且負(fù)載線經(jīng)常會斷裂，并且總是會發(fā)生機架掉落且每月不工作的事故。此外，這里的位置狹窄，因此當(dāng)維修人員進入煙灰盒時，必須首先加熱煙灰盒，其次，必須防止可能引起火災(zāi)或爆炸危險的壓力波動和氣體回流。變形后，應(yīng)在花框開始時避免6 個扇形板本身的接縫。 l2 個齒條（132 個齒）之間的接頭避開了扇形板的接頭。其次，增加了扇形連接板。再次，將扇形板和機架完全焊接在一起，最后添加弧形護板。

4.3 供給管改造

將排放管從θ 273 更改為θ 325，以便在雨季煤能平穩(wěn)流動。

可以將承插式膨脹法蘭（耐石棉繩）更換為小鼓形的伸縮縫，以滿足生產(chǎn)要求并減少承插法蘭的泄漏。

5 結(jié)語

將塊煤改為弱粘結(jié)性塊煤后，改變了煤爐中塊煤的粒徑，煤氣爐的條件迅速改善，爐中的結(jié)渣現(xiàn)象消失了。上部燃?xì)夤艿乐械拿悍鄢练e量顯著減少。電過濾器具有明顯的焦油回收效果。