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煤气发生炉鼓风量与饱和温度的控制与调整
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摘要:本文简要介绍了煤气发生炉鼓风量和饱和温度的概念与确定依据,以及两段式煤气发生炉鼓风量和饱和温度判断和调整的操作要点,并对鼓风量与饱和温度的自动控制和调节进行了简要阐述。

前言:对于煤气发生炉的设计和操作而言,鼓风量与饱和温度的控制,是其工艺操作的基础,也是煤气发生炉实现自动控制的核心点。深入了解鼓风量与饱和温度的控制要点,对于完善煤气发生炉的自动化程度和提高煤气发生炉的优化运行程度至关重要。
1.相关因素及参数确定
(1)煤气发生炉的鼓风量参数奠定了炉内热平衡的基础,对于混合煤气发生炉而言,它直接与最终煤气的成分相联系。饱和温度是煤气发生炉行业的习惯性术语,实质上是指气化剂(空气与水蒸气)的混合温度。对于稳定工况的蒸汽和空气,饱和温度表征空气和蒸汽的供给比例。饱和二字源于发生炉煤气的早年操作,人们误认为水蒸汽与空气的混合物是以饱和状态鼓入炉内的。
(2)鼓风量和饱和温度的确定依据:
鼓风量基本确定煤气的产量,它与饱和温度共同决定了炉内各层区的温度及气体成分,是设计计算中物料和热量平衡的原始依据,而试烧和实际运行经验后的数据是技术管理中下达操作指标的基础。
影响饱和温度最敏感的因素是煤的工业分析结果和灰熔点。饱和温度低,则表征气化剂中蒸汽含量比例低,氧化层温度和出气化炉气温一定会升高,反之亦然。真实正确的饱和温度,应依据煤的灰熔点确定,即保持氧化层温度低于ST10~20℃为合理。煤气发生炉操作时,应该尽最大可能提高炉温,从而其强化气化过程。
煤的反应活性对饱和温度影响较大。高活性的煤气化时,空气耗量低,宜适当提高饱和温度,即以较高比例的蒸汽调节炉内温度,使煤气中氢和一氧化碳数量增大。
对于水煤气发生炉,不存在饱和温度问题,因为其鼓风与上吹下吹蒸汽量是分开的。提高吹风蒸汽的温度,能促进水蒸气分解率,提高煤气中有效成分,同时,也能相对缩短每个操作循环中的有效制气时间,相对减少鼓风量及鼓风时间比例。
 2.两段式煤气发生炉鼓风量与饱和温度操作要点概要
对于现行应用较为广泛的两段式煤气发生炉而言,根据实际炉况,判断并调整鼓风量与饱和温度更为复杂而重要(与一段式煤气发生炉比较),常用的判断与调整方法如下所列,一段式煤气发生炉的操作可分析借鉴两段炉的操作方法,对其鼓风量与饱和温度进行相应的判断与调整。
(1)气化段温度低,宜适当降低饱和温度(即加大空气配比)予以调整。
(2)下段煤气中CO2值偏高,亦表示饱和温度较高,蒸汽比例高或气量不足。氧化层温度的提高必然使CO含量高,而CO2比例下降。
(3)根据煤气成分分析结果和下段煤气温度,适当调整风量和饱和温度。
(4)定期检查灰渣含碳量,并结合是否偏炉,适当调整风量和饱和温度。
(5)煤气发生炉热备时只需间歇微量鼓风,维持温度即可。热备转入正常送气,宜先使用较低的饱和温度。
3.煤气发生炉鼓风量与饱和温度的自动调节
 (1)鼓风量的自动调节
随着风机变频調速技术的快速发展,现阶段煤气发生炉鼓风量的自动调节一般依靠空气鼓风机的变频調速,实现炉底鼓风量的自动调节。
 (2)饱和温度自动调节
现阶段应用较为广泛的饱和温度自动调节,其调节方法是首先设定饱和温度恒定值,根据此值自动调节蒸汽供给量。这样的调节与手动调控相同,都是间接通过检测空气和蒸汽混合后的饱和温度来间接测量和调整,但这种自动调节方式与手动调控相比,它没有考虑空气温度的变化等因素,更加偏离操作实际,其测量结果不能完全反映空气和蒸汽的流量配比,以致造成错误的自动调节。比如,蒸汽温度和流量均未发生变化,空气温度增加了,而空气流量未发生变化,此时,饱和温度提高,虽然空气和蒸汽的流量配比未发生变化,但由于检测到饱和温度提高,便自动调大蒸汽流量,以恢复饱和温度设定值,最终造成炉内的气化状况恶化。这种状况在昼夜温差较大的北方地区更为严重。
为了能准确地调控空气和蒸汽的流量配比,完全准确地实现煤气发生炉饱和温度的自动调节,我公司应用自有的专利技术《蒸汽-空气流量比例配比自动调节系统》,通过直接测量空气和蒸汽的流量后,根据检测到的流量数据,进行自动调节空气和蒸汽的流量,使其达到蒸汽-空气流量比例初始设定值,非常科学、准确的实现了饱和温度的自动调节。
 结语:
对鼓风量与饱和温度的正确判断、控制和调整,是煤气发生站实现自动化控制和全站优化操作的基础,对这两个指标数据的深入理解,有助于进一步提高煤气发生站整体的自动化控制水平。
 现阶段,煤气发生站的整体自动化水平还比较低,这与煤气发生炉设备制造商的技术支持水平、设备最终用户对煤气发生站的重视程度、操作工队伍的整体知识结构等有着直接的关系。实现煤气发生站整体自动化水平的提高,不仅要求设备制造商的自动化知识水平要高,而且要对煤气炉操作有着丰富的经验,能够从操作工实际操作程序及炉况处理方法中,总结提炼出一整套系统化的自动化调整程序。
 我公司经过多年总结和摸索,并结合多位经验丰富的煤气发生炉操作技师的操作经验,成功完成了自动化程度较高的广东万丰摩轮有限公司两段式煤气发生站,该站比较完整的实现了系统自动化控制,该站配备的微机自动控制系统,全方位完成电视监控、数据在线临测、自动控制、物料计量统计、数据储存记录和打印、煤气成本统计并GPR远程报表以及煤气自动化学分析等工作。

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