XR加压煤气发生炉操作规程.doc

XR双火层加压煤气发生炉（操作规程）杭州海森达科技有限公司浙江大学能源工程设计研究院2011-12-6第一章 工作原理及设备第1节 、工作原理由空气和水蒸气混合的气化剂从上下两个不同的方向进入气化炉内煤层，发生化学反应生产粗煤气，煤气从炉中部的出口输出，经过不同的净化设备处理后成为热煤气或冷煤气（洁净煤气）。炉内各层次如下图所示，空 层干燥层干馏层上氧化层还原层下氧化层灰 层自上而下，依次为：1、干燥层：位于整个炉内的最上层，该层只起干燥作用，使入炉煤中水份蒸发。2、干馏层：位于干燥层下面，该层温度较高，煤中挥发物质析出，干馏产物为甲烷等烃类物质及其他气体成份，该层使煤转化为半焦。3、上氧化层：氧化层也叫燃烧层，上氧化层在干馏层之下，由上而下的上鼓风气化剂中的氧与煤中固定碳反应生成二氧化碳等，并放出大量的热量，使该层保持较高的温度，使上部的干馏层干馏出焦油、酚类等有害物质，并在该层充分裂解燃烧，转化为无害的可燃体。主要反应式如下： C+O2=CO2+Q1 2C+O2=2CO+Q2 2CO+O2=2CO+Q34、还原层：处于上氧化层与下氧化层之间。由上、下两个氧化层来的高温CO2和部分水蒸汽在还原层中与赤热的碳相互作用，发生还原反应。 C+CO2=2CO-Q4 C+H2O=CO+H2-Q5 C+2H2O=CO2+2H2-Q65、下氧化层：该层在还原层之下，由发生炉下部进入的气化剂与煤中残留的碳进行燃烧反应，再次形成高温燃烧层，生成的CO2上升进入第4层还原生成粗煤气，其目的是降低灰渣中的残碳量，提高气化效率。6、灰渣层：这是气化炉的最下层，主要作用是保护炉篦，并利用灰渣余热加热从下部进入的气化剂。第2节 、主要设备XR双火层加压煤气发生炉工艺流程如下：煤仓 空气鼓风机 XR3.2m煤气发生炉 蒸汽包 降尘器 旋式除尘器 换热器 余热锅炉水洗冷却器静电除尘器煤气增压机净化捕滴器煤气总管到用气点1、煤气发生炉是整个系统的核心设备，担负着系统造气功能。它包括灰斗、炉底总成、主炉体、水冷箱体、上炉体、炉顶、加煤机构、出渣及传动部分、炉体为全水套结构，与蒸汽包连通，产生的蒸汽供发生炉气化及安全吹扫之用。煤气炉出口温度一般为400-600。2、蒸汽包是发生炉的蒸气收集器，同时担负着为炉体供水的任务。3、鼓风机是煤气系统的动力设备，其流量、压力根据用户对煤气量和压力的要求适当选择，一般选离心式风机。4、降尘器是煤气一级粗除尘净化设备，煤气在塔内速度减慢后，靠重力作用除去煤气中大颗粒状粉尘。粉尘由底部水封排出。5、旋式除尘器是煤气二级粗除尘净化设备，旋式除尘器的工作原理是利用离心力的作用将灰尘分离，由旋风除尘器底部排出。6、换热器是利用煤气与空气气化剂间接换热。提高入炉气化剂的温度增加煤气炉的热效率，同时降低煤气的温度，煤气温度降至200-220。7、余热锅炉又称废热锅炉（或热交换器），利用煤气中的显热与水换热，回收水蒸汽供煤气化使用，同时又降低了煤气的温度。同燃煤锅炉相比，既节能又环保，不需操作人员。220左右的煤气，进入余热锅炉，煤气显热与余热换热器壳内的酚水进行热交换，使煤气温度降到100-120。8、水洗冷却器是煤气精除尘净化设备，煤气在塔内被冷却水直接洗涤后，可将煤气中细小颗粒状粉尘除去，效率一般在70-80%以上。煤气温度降至30-45。9、静电除尘器由三大单元组成，即主体，高压硅整流器和电源控制柜。本公司设计的捕焦器其高压硅整流器置于主体上端，控制柜置于MCC室内，其间用低压电缆连接。主体内部为直列式管束状结构，每个围管中中央悬挂一根放电极，管壁作为沉淀极，下端设有贮油槽。在每个释放电极和接通地的管壁之间，建立一个高压强电场，煤气通过该电场时除去粉尘。其前后设置水封及旁通管道，以便于检修。10、净化捕滴器安装在煤气加压机后面，主要作用是利用内部填料焦炭去除煤气中的水滴。建议每180天更换一次填料。11、鼓风机是煤气系统的动力设备，其流量、压力根据用户对煤气量和压力的要求适当选择，一般选离心式风机。12、煤气加压机是煤气站增压设备，其型号根据用户对煤气量和压力的要求适当选择，一般选离心式风机。13、钟罩阀是安装在煤气出口上的紧急放散设备，停电或紧急停炉时起到安全放散作用。为了保证炉内泄压需求，煤气发生炉在气化剂上进口也安装了干式放散阀，停炉时也应该将其拉开放空。第2章 煤气发生炉的操作第1节 、煤气发生炉对燃料的要求1、 XR双火层加压煤气发生炉用煤质量参考下列参数 长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、1/3焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤（试验方法GB5751）。烟煤：25-50，50-100，25-80,无烟煤：13-25，25-50，50-100（ GB/T 189）。2、 燃料的贮存煤场存煤应足够10-20天用量，经筛分的煤块应在煤棚存放，尽量避免阳光暴晒或雨淋，筛出的煤粉及时运出。第二节 点火前的准备工作1、煤气炉在使用前，必须检查系统的严密性，如有漏气、漏水要及时处理。2、点炉前对各单个设备先进行试运行，重点是看加煤、出灰是否均匀，然后组织8小时以上的系统联动冷态试车，以便发现问题、及时处理解决。3、配置人员并准备好点炉的材料及工具。4、向蒸汽包和夹套中加水至液位计之1/3处。5、检查电器、仪表是否工作正常，读数准确。6、检查各传动设备润滑部位润滑情况，润滑油质量是否合格，油位是否常。第3节 点炉操作1、铺炉：先向炉内加入粒度15-80mm的炉渣（要求无金属杂物及煤炭等可燃物及细粉灰），留空层1800mm，然后加煤100mm，开始加入蘸过机油的干燥木柴400-600mm厚，摆平码实，然后再铺一层废棉布纱或刨花类易燃物，均匀倒入少量废机油或柴油。铺炉期间，炉面周围严禁有明火存在，进入炉内照明应使用36伏以下照明灯，且照明灯头必须防爆设施，铺炉所用油类禁用汽油、煤油等挥发类油品。2、 点炉前再次检查各处设备、电器、仪表、水封是否正常。3、 检查炉面放散，使用处于有效打开状态。4、 开启鼓风机，关闭煤气炉下进风口，敞开上进风口。5、 从炉顶人孔点燃铺好的木柴，在木柴快燃烬时加入少量煤，当炉内形成一定火层后，可每间隔30分钟左右加一次煤，直至上火层完全形成。6、 开大上进风口，转入上部反火段单独造气阶段，根据炉内料层高低，适量排灰。由于上火层煤中含有一定量的水份，所以鼓风空气中一般不掺或少量掺入水蒸汽（视煤种而定）。7、 探钎测量炉内煤层下降情况，当煤层有一定温度且距炉篦800mm左右时，打开炉底蒸汽阀，用蒸汽吹扫炉底5分钟后，敞开下进风阀，一小时后探钎测量下火层是否引燃，如果引燃可逐步开大进风阀，直至下火层完全形成。如未引燃，则将下进风阀关闭，1小时后重试。8、 调整上下进风阀门，使上段鼓风压力高于下段0.5-0.8Kpa，使煤气炉转入双火层造气阶段，鼓风总管压力视用气负荷确定。9、 每小时探钎1次，检查上下火层位置，调整上下进风阀开启程度。10、 点火期间应注意蒸汽系统，如有蒸汽产生，可给下鼓风空气中逐量加入，以避免造成炉内结疤。11、 点火过程中，切不可同时开启上下进风阀，以免引起炉内放炮。12、 炉内火层正常后，从煤气出口处采样化验合格后（O2含量必须小于0.8），可开启煤气主管道上的送气阀或水封，并关闭炉出口钟罩阀，向系统送气。第四节 加煤及出渣操作XR煤气炉加煤采用爬车或电动葫芦（吊斗）不停炉间断连续加煤，煤至上煤仓后，交替松动两个料钟，既可将煤加入炉内。加煤时，两个料钟不得同时打开，应在一个料钟关闭后，再打开另一个料钟，防止煤气外泄。XR气化炉出渣分为干式中心出灰和湿式偏出灰两种，出灰可连续运行也可间断运行，排灰时间及排灰量由气化炉的气化强度、煤中灰份含量来初步确定，通过实践摸索，随时调整出灰速度使炉内灰层维持在100-300mm。干式出灰机构由灰盘和链条刮板除渣机（或螺旋出渣机）组成，二者联锁控制，链条刮板除渣机（或螺旋出渣机）不可带负荷启动，启动时应先开动链条刮板除渣机（或螺旋出渣机）再开动灰盘，停止出灰时应先停灰盘，确认灰箱无灰时，再停出渣机。在开动灰盘出灰时要少出、勤出，注意观察灰盘排灰量应适当低于出渣机的带出量。湿式出灰机构采用锥形水封灰盘，并配以大小灰刀，灰盘转动时固定不动的灰刀直接将灰渣拨至灰盘外起到排灰的目的。第5节 蒸汽系统的操作炉体夹套、蒸汽包及相连的水汽管道组成气化炉的蒸汽系统。生产的蒸汽首先供给鼓风管道，用做气化剂，其次若压力提高可用作探火时汽封用蒸汽。蒸汽系统应使用软化水，其硬度小于2.1毫克当量，不可加一次水（采用相应除垢技术的除外）。水夹套与汽包的压力由压力表显示，一般控制在0.07MPa以下，若超出此压力则由人工控制排放，或安全阀自动排放。安全阀要调到规定压力，一般0.07MPa。汽包内的水位由水位计显示，正常情况下水位控制在1/2-1/3处，在运行中为防止水垢堵塞水位计。应定期进行吹洗，其程序是：打开放水阀，放水放汽；关水联管阀，吹洗汽联管；开水联管阀，关汽联管阀；吹洗水联管；开汽联管阀再次吹洗；关放水阀吹洗完毕。炉体水套应每班定期排污一次，以防水垢堵塞管道。第6节 鼓风机及给风系统的操作鼓风机起动前，控制阀门应该关闭。电机及电器控制良好，轴承润滑或油箱内油位正常，手动转动无卡撞现象，风机转向符合要求。起动后检查风机轴承温度正常，各部位无振动、无杂音。当风机运转正常后，缓慢打开出口（或入炉进口）阀门，调整压力至正常。气化炉所用的气化剂是空气和水蒸汽，二者混合后的温度称为饱和温度。水蒸汽加入量的多少控制着气化炉内火层温度。实际操作时，空气鼓风量增减，相应的饱和温度也必需随时调整。操作过程中，应经常探钎测量上、下火层的反应情况，相应调整上、下部给风量，及时调整饱和温度。在调整上、下部入炉给风量时，炉顶鼓风压力应稍大于炉底鼓风压力。第7节 煤气增压机的操作煤气加压机一般选用离心式结构，启动时应将进出口阀门关闭，待电机运转正常后，缓慢打开进出口阀门。如果选用罗茨式煤气加压机，切不可带负荷启动，罗茨机进出口应设连通管，启动罗茨机时应把连通管阀门打开，使加压机无负荷启动，转速正常后缓慢关闭连通阀，同时逐渐打开送气阀。详细说明参见设备随机使用说明书。第8节 一般操作及应注意事项探火时应戴好石棉手套，在取钎子时，应衬好石棉布，打开探火孔前，需排除探火孔阀前管内的冷凝水，然后将蒸汽阀门打开，汽封阀门不能开得太大，以免带入大量蒸汽。关探火孔前先放上盖子再关蒸汽阀，不探火时必需关严汽封阀门。气化炉内部要定时插钎探测，斜插钎至炉内中心炉篦上为中间层次，垂直下插至边部炉篦上为边部层次。炉内料层厚度，上、下氧化层各控制在100-150mm左右，还原层一般在1500-2000mm，一般要求边灰高度控制在1500-2000mm左右，中灰高度控制在300-400mm左右，排灰量的多少视灰层高度而定，决不能仅根据总层高低就随意增加排灰量。饱和温度对调整氧化层温度和控制气化反应起着很重要的作用，调节原则：在炉内氧化层温度低，煤气质量差，CO含量20%，CO210%时，排出炉灰细粉多，渣块少等现象出现时，应降低饱和温度，减少入炉气化剂中的蒸汽含量来提高氧化层的温度，从而改善炉内状况和产气质量；相反，如氧化层温度过高，造成炉内结渣时，则要适当提高饱和温度，以增加入炉蒸汽量来降低氧化层温度，根据煤的气化特性，饱和温度一般可控制在40-65之间，在初调阶段，可先定在高位，再根据炉内反应情况逐渐调整。气化炉煤气出口温度控制在400-600之间，如温度过高，则煤气中CO2含量过高，还原层不足或不完整，应对气化炉及时处理并相应调整炉内料层。不同的煤种有不同的反应特性，尤其是煤中灰份含量高低的不同，对饱和温度的要求是不一样的。这一温度的确定应由司炉人员反复实践后才能确定。第9节 不正常炉况处理操作中受各种因素的影响致使炉况出现不正常情况，产生异常现象的原有：1、 原料煤的质量波动，如灰分、粒度、灰熔点及水分含量的变化。2、 操作人员操作不当或缺乏操作经验，采取措施不及时或处理不当。3、 设备局部故障，如布煤不匀，除灰不匀，设备检修不当或不彻底。 常见的不正常炉况处理： 1、火层移位，煤气出口温度偏高（600），调整方法如下： A、如果上火层下移，则开大上进风阀；B、如果上火层上移，吞噬了干燥、干馏层，说明煤的活性好，燃烧速度快，可在上鼓风气中加入少量水蒸汽。C、如果下火层上移，且炉渣含炭量较高，则应调小下部蒸汽给量，即调小饱和温度；如果炉渣含炭量不高，则是因为出灰速度太慢造成的，应该适当加快出灰速度。D、如果下火层下移，是因为出灰速度太快造成的，应该适当减慢出灰速度。2、冒火或穿孔，是指局部形成空洞造成漏气，使该区域气化反应强烈，原因：因为燃料粒度大小严重不匀或较粗的探火钎捅火所致。处理办法：加强入炉煤的筛选，用探火钎捣实料层。3、炉内结渣，原因：炉内火层（氧化层）局部温度过高，超过灰分熔点。原料煤的粒度不均匀，煤中的灰分含量过高或灰熔点降低，加煤出灰不均匀，致使灰层偏高或倾斜，产生风洞后没有及时处理，造成局部温度过高。处理办法：提高上下火层饱和温度来降低火层温度，原料煤的粒度要均匀，灰分含量要低，均匀排灰，使炉内灰层不致偏高，炉内的风洞、冒火要及时处理，勤探炉插钎，发现小结渣块要立即打碎。4、偏炉，主要表现是一边旺一边不旺，或四边旺中间不旺，灰层厚度也不一样。原因：布料，出灰不匀，原料煤粒度大小不一，炉内有结渣，点炉铺炉时铺渣、木柴铺偏，都会造成偏炉。处理办法：点炉，铺炉时一定按铺炉规定进行操作，布料、出灰不匀应在冷态调试时解决，控制原料煤筛选使之粒度均匀；炉内结渣造成的偏炉，应将渣块打碎，操作上对燃烧快的部位进行穿插，消除渣块及风洞，对气化慢的部位采取捅透气孔的办法来处理。5、灰渣含碳量高，汽化用煤中的碳不可能全部在汽化过程中消耗掉，其中极少一部分将残留在灰渣中，它是衡量发生炉操作情况好坏的一个重要指标，与原料的消耗、生产负荷大小有直接的关系，一般不超过15%为正常。灰渣含碳量偏高的原因：A、 与操作有着密切关系，当炉内产生热运行、冷运行或偏炉结渣及无灰层时都可造成灰渣含碳量增加。B、 其次是原料煤粒度，一般讲年青煤作汽化原料时，粒度宜大些（年青煤水分含量较大，挥发份高，结构致密性差，机械强度与热稳定性相对差些，如粒度选择不当，进入气化炉后，受热易粉碎成细粒及粉末）；而选择年老煤作气化用煤时（一般年老煤化学活性差）粒度可适当小些，以增加汽化反应表面积，促使反应完全。C、 再就是与气化强度的关系，在实际生产中，提高煤气产量的方法是增加气化剂鼓入量并加快炉底排灰速度，炉内汽化温度也随着提高，易造成结渣现象。当汽化强度提高太多时，燃料在炉内停留反应时间过短，造成反应不完全，导致灰渣中残碳含量增加。处理方法：严格控制操作参数，不同规格的气化炉产气量也不一样，一般情况下，将实际产气量控制在正常出气量范围的中、下段。根据所用煤种及生产负荷选择使用的原料煤粒度，正确控制调整饱和温度来稳定气化炉内氧化火层的温度，既不造成炉内结渣也不能产生冷运行现象。第十节 部分操作及注意事项1、气化炉入网（使用）：当使用多台气化炉生产，因情况变化需增减气化炉运行量时，待入网气化炉炉况分析合格后，调整上下鼓风压力及负荷接近煤气管网压力时，方可开通待入网气化炉切断水封，并关闭该炉煤气放散阀。2、 脱网（停用）：向需脱网煤气炉切断水封快速注水或关闭切断阀门，同时缓慢拉开炉出煤气放散阀，直至切断水封彻底封闭与煤气总网的联接，根据实际情况转热备用或停炉操作。3、 生产炉转热备：接到热备用通知后，逐渐降低生产负荷，拉开炉出煤气放散阀，封闭煤气出口的送气阀或切断水封，打开上鼓风管的蒸汽阀进行蒸汽吹扫上炉膛，同时关闭上鼓风阀门、下鼓风阀门、鼓风总阀并停风机。3分钟后关闭炉出口放散，拉开炉面放散，并打开炉底下部自然通风门。4、 热备期间注意事项：经常检查汽包水位，及时补水，切勿缺水，隔离水封阀应保持正常水位，确保与后系统的切断，在热备用状态下，不得打开探火孔，不能加煤和出灰，若热备用超过24小时，应按规定处理一次。5、 热备转生产操作关自然通风门，开炉顶蒸汽阀吹扫上炉膛后，打开炉出口煤气放散阀，同时关闭炉面放散阀，开炉底蒸汽阀吹扫炉底。然后缓慢开大上鼓风阀门，逐渐调小炉顶蒸汽阀，缓慢开下鼓风阀门，调整上、下鼓风压力及饱和温度。探钎检查炉况正常，取样分析煤气合格后，向后系统送气。第十一节 停炉、熄火操作日常生产中的停炉是指生产转热备操作，本节所述的停炉是指计划检修或煤气炉出现问题无法处理时，必须停炉熄火，将炉内物料清出的操作。煤气炉脱网（停用）后，打开炉顶放散、炉底蒸汽阀，开足蒸汽关闭上下鼓风阀门，将炉内火层熄灭并开动灰盘出灰，正常情况下不可用水浇淋，以免损坏炉篦。第12节 常见事故处理1、系统紧急停电：应立即打开炉面放散阀，开启炉顶、炉底蒸汽阀门进行吹扫，关闭上下鼓风管道进风阀门，如果停电时间较长，应按热备炉进行管理。2、汽包缺水或漏水：当发现汽包水位计无水时，采用“叫水”处理（其操作程序为：关闭汽包水位计的汽联阀）“叫水”有水可立即加水，如无水时，打开汽包放散阀，使汽包压力降到零。在水套排污管处用胶皮管连接检查水套的水位高度，如汽包缺水而夹套不缺水或少量缺水时，应逐渐少量加水至水位正常，当汽包夹套都缺水时，千万不可盲目加水，应立即停炉灭火后再作处理，否则会发生危险。第3章 煤气站的生产与安全混合发生炉煤气是多种气体组成的混合物，包括CO，H2，CH4，CnHn，是易燃、易爆的有毒气体。超量吸入时可致死，在空气或氧气中若达到高于下限或低于上限含量时，在明火密闭条件下会发生鸣爆。所以应保持煤气站的良好通风，禁止明火作业，消除静电火花等事故隐患。第一节 煤气中毒与急救煤气中毒是指一氧化碳中毒，中毒轻重与空气中CO浓度高低、呼吸时间长短、人的身体素质等因素有关，为防止煤气中毒，规定如下：1、 凡可能有煤气积存或漏煤气的工作场所，如发生炉主场房，煤气设施的排水沟等附近禁止一人停留或一人工作。2、 必须保持工作场地的通风良好，防止煤气浓度超标（国家规定空气中CO含量不超过30毫克/米3）。3、 经常检查煤气设备管道等必须保证密封，不得漏气。4、 进行检修时，必须对设备内煤气进行置换，确认无危险时方可入内工作。5、 发现设备漏气时，应立即退出现场，不得盲目自行检修。6、 当发现头昏，头痛等轻微中毒症状时，要立即到空气新鲜地方休息。中毒急救：发现煤气中毒时，首先将中毒人员转移到通风处，并通知救护人员立即到现场急救。如出现呼吸停止，应迅速做人工呼吸。若属轻度中毒，应做下列工作；灌饮带刺激性的饮料，如茶、咖啡等，用冷水毛巾敷头部使其清醒。盖上衣被不使其受凉，同时设法使之清醒不使其入睡。第二节 煤气设备着火漏气处理及动火规定1、 煤气着火1、 管径在150mm以下的煤气管道着火时，可直接关闭闸阀熄火。2、 管径在150mm以上的煤气管道着火时，应逐渐降低煤气压力通入大量蒸汽或氮气灭火，但煤气压力最低不小于50mm水柱，严禁快速完全关闭煤气闸阀及封闭水封，以防回火爆炸。3、