氣化爐回火的原因和措施研究范文

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摘要：四噴嘴氣化爐的氣化過程中，當爐內溫度超過700℃時，氣化爐的回火頻繁發生。結合控制數據，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。蒸汽消聲器等設備進入介質后，重新制定工藝操作要求，對影響爐體的部件進行系統拆卸和檢查，加強對爐內其他指標的監測。消除了氣化爐的回火現象，保證了氣化爐的順利進料。

關鍵詞：氣化爐；烘爐；回火；渣口堵塞；預防措施

江蘇靈谷四噴嘴氣化爐于2010年12月順利進料運轉。其后該公司對改型四噴嘴氣化爐進行了持續改進優化，現已投入工業生產，氣化爐的運行穩定性已經達到了世界一流水平，但在氣化爐的準備階段，尤其是氣化爐的干燥過程中，煤氣發生了很大的變化。氣化爐經常出現回火現象。氣化爐溫度超過700℃時，通常會發生回火，這對氣化爐的作業效率與安全生產有某種程度上的影響。所以，文章通過剖析四噴嘴氣化爐回火的原因，提出了保障氣化爐順利進料的安全操作措施。

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高溫材料的直接影響。氣化爐內的耐火磚在干燥條件下可長期存放。氣化爐耐火磚與耐火污泥結合，拱頂澆注料和錐體底部較厚。氣化爐內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耐火磚中發現了這些磚的理化指標。耐火磚成分中有少量量的Zr2O3，在抗高溫煤的作用對氣化爐外殼有一定侵蝕，能夠通過“相變效應”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，氣化爐啟動后氣化，氣化爐耐火材料中的吸收劑水和結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導致耐火材料的失效和澆注料的質量。因此，在煤漿氣化裝置投入運行之前，對煤漿進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吸入裝置。由于起動抽吸裝置的特殊結構，實現了動壓與靜壓的能量轉換。在轉化過程中，氣化爐的內部空間被吸收，氣化爐處于負壓狀態。爐頂預熱燃燒器點火后，火焰“側懸”導致爐膛耐火磚由于負壓而均勻加熱。此外，在爐體上設有循環水冷卻系統，以防止爐體產生的熱量從氣化爐內部燃燒出來，即礦渣池泵通過渣池泵將礦渣池水供應給爐體的淬火環，爐體加熱回流至渣槽，達到循環冷卻的目的。

2氣化爐烘爐過程中頻繁回火的危害

氣化爐經常發生回火，不僅損壞爐頂，阻礙生產作業，而且造成直接的經濟損失，嚴重威脅現場生產與檢驗人員的人身安全。同時，由于氣化爐的回火，火焰不能正常進入爐膛，影響爐溫，直接影響了耐火磚的使用壽命，延緩爐子的啟動。因此，氣化爐的回火問題關系到工作效率設備、壽命和人身安全。

3氣化爐回火的原因剖析

3.1爐壁熔渣受熱流動而造成堵塞

3.1.1氣化爐液位突然出現猛漲

根據氣化爐液位迅速上升、渣池液面逐漸下降的現象，筆者認為高爐爐渣向爐渣池過渡是由于高爐內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，發現堵塞是氣化爐的爐渣。在氣化爐運行過程中，煤泥水與氧氣發生了一系列氧化還原反應，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，通過氣化率鎖筒排出。爐渣進入冷卻室后，溫度迅速下降，形成一個更大、更硬的渣塊，在螺栓的進口閥處堵塞。結果表明，爐膛內的冷水不能返回熔渣池，在冷卻室中積累，直至下行管密封，最終導致回火。

3.1.2氣化爐渣口堵塞

氣化爐關閉后，渣口無異物，無堵塞。然而，在干燥過程中，爐膛的溫度逐漸升高，爐內負壓慢慢降低，其爐口隨著爐內壓力降低而縮小，縮小到一定程度時，爐內負壓不足以阻火，導致回火。通過現場觀測和數據采集，可以看出爐口堵塞與爐膛負壓之間存在一定的相關性特別是當渣口堵塞超過50%時，渣口尺寸減小到一定程度，爐口更容易成為渣口的“橋”，容易出現負壓下降現象和渣口堵塞率突然增大的現象。高溫氣化爐內渣的流動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。當爐溫高于爐渣流動溫度時，由于在氣化爐頂部安裝預熱燃燒器，爐渣和爐口之間的距離大，爐渣向下流動，并在爐渣中積聚。在12米左右，爐口溫度低于爐頂溫度。爐渣快速從噴嘴流出，但隨著溫度的下降，流動慢慢停滯，噴嘴尺寸縮小，導致一定程度上回火。

3.2氣化爐內負壓過小或出現“喘吸”

3.2.1吸入線與出口線出現“灰沉降”

啟動吸入管線與氣化爐的水煤氣出口管線相連，實現氣化爐的負壓和吸力。當氣化爐進入正常生產工序時，應確認啟動吸入閥關閉，并引導閥門前面的盲板，以防止高溫氣體倒入吸氣系統。因為四噴嘴氣化爐的原料是水煤氣，而水煤氣的成分中有少量的煤塵和灰分，在系統長期運行后，一些異物將會在啟動吸入閥和輸氣管道的死角上沉降，“灰沉降”會引起管道堵塞和氣化爐負壓降低。在烘爐運行時，蒸汽的量和負壓都很小，但是隨著烘爐溫度的增加，蒸汽抽提量逐漸增加，閥門的堵塞限制了蒸汽抽取的進一步增加，當提取的蒸汽量與烘爐溫度不一致時就會發生回火。

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降低噪聲。吸聲材料固定在空氣通道的內壁上，或者以某種方式設置在管道中以阻擋消聲器。同時，爐膛內殘留的煤粉和爐襯將被清除，消聲器將被堵塞，蒸汽流在泵送過程中會發生波動。爐內有喘氣，在嚴重的情況下，回火是由少量的蒸汽引起的。

3.3其他設備內介質抽入抽引管線

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備。當其它設備液位過高時，設備中的介質將通過水煤氣管道注入氣化爐，在回流期間介質將填充泵管路，從而導致泵系統的隔離，進而使燃燒室不受負壓而進行回火。

4預防回火的措施

4.1氣化爐停車前嚴格按照要求提溫

氣化爐停車前，爐內的溫度比正常作業時的溫度高出50℃，持續時間超過一個小時。氣化爐的爐渣保證了最大流量，并通過鎖斗系統排出。當觀察到氣化爐排出的爐渣較正常情況明顯減少時，說明氣化爐在操作結束時可進入下一次停堆操作，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程中結渣回火的可能性。

4.2加強監控并對堵塞預兆及時處理

在烘爐干燥過程中，應當通過監測渣池液位表的變化，可以獲得爐管與氣化爐之間的冷卻水流量。如果渣罐內的液面有輕微下降趨勢，則表明筒體與氣化爐之間的介質流動存在問題。控制室可利用低壓灰、水等高壓力介質，通過反沖洗的振動效應，將水桶反沖洗，將礦渣排入桶內，防止爐渣堆積。若發現爐渣有堵住爐口趨勢，應馬上停爐，使用現場專用工具可解除爐口在爐前的堵塞。

4.3拆檢烘爐系統積灰、堵塞部位

氣化爐檢修后，必須在干燥前，特別是氣化爐運行期間（大于120天）對大型氣化爐的閥門進行拆卸和檢查。主要目的是清洗大閥門前管路的短連接，檢查大閥的密封和閥門的操作。如果堵塞嚴重，應將消聲器分離并清洗。在核算中記錄、檢查、清理，查明不同類型粉煤灰的積灰和堵塞硬度，為下一步尋找積灰點和評價養護工作量提供指導。

4.4烘爐過程中與氣化爐相連設備保持低液位

連接到氣化爐的其它設備的液位可以在烘爐中作為液體密封進行干燥之前檢查，以防止介質由于其它設備的滿液位而回流。同時，在烘爐干燥過程中，將其它設備液位項目添加到烘爐干燥報告中，并要求操作員在液位異常（高）時及時監控。

5結語

筆者在日常工作實際操作中，通過對氣化爐回火問題的觀察，積極的試驗和探索，探討了氣化爐干燥過程中回火問題的可行對策，避免了氣化爐回火問題無故發生，保障了氣化爐啟動前所需的熱量，使氣化爐能夠順利進料，維護了設備安全穩定運行，確保了高效率安全正常生產。

參考文獻：

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作者:李艷艷 單位:心連心化肥有限公司