间歇式造气炉现阶段必须掌控的几个问问题

1、间歇式造气炉现阶段必须深刻认识的几个问题陈松涛前几年，国内大规模试用粉煤富氧连续气化造气炉，虽然在技术上有所突破。但由于投资大，国产能力差，全自动操作性强，故障率高，运行周期短，不适宜化工连续生产；由于粉煤的加工，富氧的设备投资，污水的大量生产，电耗增加，也没有从根本上解决环保问题，总体生产效益也不容乐观。各省、市根据自身煤化工企业的资产、技术现状认为固定床间歇造气炉在我国经过70多年的发展、改进技术比较成熟，消耗较低，效益较高。比较适合我国国情，值得大力推广，但技术上还需继续提高。国家发改委认识到这一问题的实质根源也不再强求上粉煤富氧连续气化，这给固定定床间歇造气炉提供了一个大力发展机会。但

2、是氮肥厂现今出现了一个怪现象。小氮肥的小炉型向大炉型发展如湖北枝江三宁炉型从2600发展到2800，又从2800发展到3000造气炉，气化强度较高，消耗较低；而大多数原来的中氮厂，由于气化强度低、返焦高、消耗高，则把3M系列的造气炉改造成2650或2800造气炉。究其原因，是由固定床间歇造气炉自身的特点，规律以及人们对它的认识程度决定的。固定床间歇式造气炉的特点：间歇式造气炉一般构成及附属管线：加焦机构、筒体、夹套、炉箅、上灰仓（中氮叫炉裙）、炉底、左右灰仓、中灰仓及蒸汽、空气、煤气管线和控制阀门构成，这就决定了间歇式造气炉的特点；1.首先它是一个反应器，而且是一个气体、固体组成的非均相反应系

3、；2、原料从顶部中心炉口加入，现在给料机构基本上是上提式散布加料，这就决定了不同原料的自然分布形态；3.流体间歇交替进入，要求空气、蒸汽入炉缓冲时间越短越好；4灰渣的外排方式，要求炉膛径向气化强度不一，并按一定规律变化。由于间歇式造气炉具有以上四个特点，所以他不能像其他化工均相、连续反应器一样去理论核算，理论操作，也不能像气流床造气炉、流化床锅炉那样理论可控性强，因此，间歇式固定床造气炉就成了一个黑匣子，让人展开丰富的想象力，去探索、研究，于是出现了似是而非的理念，给人一误导，甚至出现很多截然相反的想法、做法却得到了相同的结论，真是让人难以捉摸。笔者就现阶段出现的一些现象以个人的粗浅认识阐述一

4、下间歇式造气炉必须客观掌握的几个问题进行交流，以供共同提高。一 理论认识与实践相结合固定床间歇式造气炉的节能降耗大多数人从理论上核算原料的热量利用率、包括潜热和显热，原料的单程转化率，蒸汽的分解率，以及风机的电耗。但是无论以何种方式计算却解决不了节能降耗的根本问题，只是给我们一个可望而不可及的目标。因为这种理论上的计算忽视了间歇式固定床造气炉的固有特点；建国后，国务院决定建设的中氮厂采用美国进口的UGI型2745造气炉和前苏联生产3600造气炉，这两种造气炉当时可谓流程先进，自动化程度高，各种工艺参数必须经过专家协作组或企业技术领导联席研究来确定，就是阶段时间调整1车间也没有这个权利。假如说某

5、一个参数不准，操作工就没有办法操作了。安徽涡阳化肥厂在20世纪八九十年代是全国小氮肥行业的标兵，并率先甩掉了国家的统配煤而实行自采煤，在94年上了4台3600造气炉，同时采用了小炉子的操作方法，大胆的对3600造气炉工艺进行摸索、研究。对上、下行温度指标循环时间进行优化调整，由块煤到小粒煤，从晋城、阳城煤到河南焦作煤，现在又烧永城小粒煤，消耗较低，始终处在中氮厂的前列。无独有偶，湖北枝江三宁公司造气车间原先只有2600造气炉，造气炉况较稳消耗较低。后来上2800造气炉达到了同样的效果。2008年一次上了24台3000造气炉烧晋城煤沫做成的煤棒，配置D700风机采用兴亚炉箅一次开车成功，单炉日产

6、氨75吨以上，达到大小炉子前所未有的水平。而先前中氮厂的UGI造气炉改造成的3.0M、3.2M、3.3M造气炉厂家大多说把花高价钱上的设备改成2600或2800造气炉，有的甚至推到重建。他们认为2600或2800造气炉技术比较成熟。结果并非他们想象所愿，消耗同样是高，即使消耗有所下降，也降不了多少，与原小氮的消耗相差甚远。据笔者了解中氮厂烧块煤返焦低于20%甚少，气化强度也不高。试想不管是3M系列还是2M系列造气炉，炉膛的结构，系统的流程只是大与小的关系，其他没有根本性的差异。关键是大炉型是较大企业才有能力上的，理论上的核算、调整参数较多；而小炉子只有小氮才上，且炉子又少，为了降低消耗，企业领

7、导不论造气车间采用什么方法，只要降低消耗就行，而且小氮的原料粒度、煤种又不稳定，这给小氮车间带来了调整工艺的困难，同时也给小氮造气车间带来了调整工艺的经验，促进了小氮造气工艺的成熟，这是小氮造气消耗较低的根本原因。因此，造气工艺不仅要有理论上的指导，更要有实践上深刻认识，达到理论认识与造气客观规律相一致，而不是简单粗浅的认识，甚至与造气客观规律相背离的认识，才能驾驭造气，降低造气消耗。例如，造气有提高料层可以增加料层蓄热量，降低显热损失的不成文认识，并作为造气设备改造的一条前提条件。某厂2800造气炉，烧中煤。炉体5.0M,D5002800风机，本来气化强度较高，返焦率小于15%，吨醇消耗入炉

8、原料煤1.2吨，在大修时，对炉体进行进行了加高1M,上气道由侧出改为顶出，全自动散布式加焦，空层改为1.3M,改造后返焦率大于19%，吨醇消耗入炉原料煤上升到1.4吨。原一台风机供四台炉可以使生产系统满负荷生产，现需开两台D500风机，五台造气炉运行才能保证后工序正常生产。这是该厂不顾本厂客观实际，盲目仿照所谓造气蓄热原则而造成的后果。再如，现在把上、下行炉温之和作为衡量显热损失的一个标准，但是各厂煤种、粒度范围、布料方式、测温点位置、料层高度、上下吹阶段时间、上下吹蒸汽流量的区别，造成的火层位置、厚度、径向温差区别所造成的影响，对降低消耗来说该指标又有多大意义。又如，山西某厂，由于蒸汽跟不上

9、，烧晋城煤，CO2高达11%，放灰灰渣返小粒煤35%以上，20以上小粒煤较多，并夹杂熔融性琉璃渣块，好多人认为是炉温低造成，我们经过正常操作形不成正常灰渣层后，确定是吹风过热火层不能集中而过于松散过厚，副反应较多造成CO2较高，气质较差，渣层较薄。没有灰渣过渡层造成返煤粒较高，经过蒸汽调整后CO2降到10%以下，灰渣也有所好转。总之，间歇式造气炉的的工艺指标应以煤种、布料方式、料层高度为依据；稳定干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层为基础；以炉膛料层径向温差缩小，不过热、不下生碳为根本；以火层温度不过热，不低温保持一定的气化强度为目标，保持适中而不偏颇的工艺条件，才能降低造气消耗。二、流体要

10、像连续气化一样流量稳定间歇式固定床造气炉与气流床、流化床气化炉最突出的特点是空气、蒸汽间歇进入气化炉。要使空气、蒸汽像连续气化一样流量、流速稳定就要附加一定附属设施，就像造气油压系统一样为保持入油缸的液压油的流速流量稳定而及时设置蓄能器。对于油压系统蓄能器数量与容积大小的设置，各厂为保持油缸动作的速度均向大容积大数量配置，现在甚至比前几年翻了一倍。间歇式固定床造气炉空气系统，蒸汽系统也应像油压系统一样设置一定缓冲设施即现在常用的缓冲罐。原先从美国进口的UGI造气炉蒸汽系统不加设缓冲罐，蒸汽系统配置是这样的：四台造气炉一个系统单炉入炉蒸汽管道325，总蒸汽管道530，夹套自产蒸汽入蒸汽总管，从锅

11、炉过来的400蒸汽管道，压力0.50.7MPa，分两支经DN200蒸汽减压阀减压后从蒸汽总管两端进入蒸汽总管。这样的蒸汽系统配置使入炉蒸汽压力波动较大，空气系统四炉一组，空气总管与单炉入炉空气支管通径一样，造成吹风排队相邻的两台炉吹风过程与加氮过程重风，入炉风压明显降低，造成单炉负荷降低。设置缓冲罐的作用：1、缓冲进入缓冲罐不同类型蒸汽的压力、温度、品味的中和、均衡；2、缓冲入炉蒸汽因阀门开启造成的蒸汽压力波动：a.入炉阀门开启时，炉内压力与蒸汽管道压力形成的压力降造成的蒸汽流速、流量的变化的及时供给入炉；b.减压阀门调节时，阀门开启过程中流通面积变化的流速、流量供给不足的缓冲。经走访，发现蒸

12、汽系统配置问题严重影响力了制气强度的提高，主要有以下几个方面：1.出缓冲罐管道较细；2.入蒸汽总管（四炉一组共用的蒸汽总管）出缓冲罐的蒸汽管道从一头进入；3.缓冲罐容积太小；4蒸汽减压阀通径太小。如某厂新上系统（经某设计院设计）12台炉分三组，每组设置一个缓冲罐，进入每个缓冲罐蒸汽有3种：1.热电背压后的蒸汽，减压阀DN200；2.尿素副产蒸汽；3.造气炉夹套自产蒸汽；入缓冲罐的三支蒸汽管道及出缓冲罐的一支蒸汽管道通径均为320，12台炉共用一支530的蒸汽管道，三支出缓冲罐的蒸汽管道并联均布进入蒸汽总管供12台造气炉用汽，单炉蒸汽管道320.入炉蒸汽波动范围0.61.0kg.同样在另一个厂1

13、2台造气炉采用同样的设计，只是每个缓冲罐出汽管道多出一根，基本上每隔2台炉位置在蒸汽总管上安置一根出缓冲罐蒸汽管道，入炉蒸汽压力几乎不波动。依据经验认为蒸汽系统蒸汽管道配置原则为：制气单炉蒸汽管道的总截面积等于蒸汽总管的截面积，依据流体走近路的原则，出缓冲罐的管道应分支进入蒸汽总管且分支的截面积总和应与蒸汽总管的流通截面积相等，缓冲罐容积2M系列造气炉单炉不小于5m，3M系列造气炉单炉不小于9m，减压阀通径2M系列，夹套产蒸汽自用，选择DN150DN200；夹套产蒸汽外送，进入蒸汽系统减压前蒸汽压力不低于6kg.3M系列，夹套自产蒸汽自用，选择DN200DN250; 夹套产蒸汽外送，进入蒸汽系

14、统减压前蒸汽压力不低于6kg,可选择以上减压阀通径；空气系统尽量采用三炉一组或四炉一组，应尽量避免重风现象，如若相邻炉吹风时间与加氮时间相重时，就应该采取缓冲措施，及加大吹风总管的通径，把加大的空气管道作为缓冲罐，来增大风机的出力率。三、灰熔点不是决定气化强度因素常常听到一些业内人士讲，某某煤种灰熔点高，炉温高，气化强度高；某某煤种灰熔点低，炉温不能过高，否则炉子就会结疤，气化强度较低；那么气化强度与原料灰熔点有着什么关联呢？所谓灰熔点就是指灰分在达到熔融、变形、软化状态时的温度，在制气过程中为保证炉况正常运行原料煤燃烧后剩下的灰分就不能超过灰熔点，但是为了保证原料煤中的碳燃烧完全及料层的透气

15、性，要求气化后的灰分形成酥松多孔的渣，这就要提到与灰熔点密切相关的灰分的结渣性，所谓灰分的结渣性就是指原料煤气化后剩下的灰渣是否容易结成渣块的性质，大家都知道，灰分是由酸性氧化物如硅酸SiO2，两性氧化物如氧化铝 Al2O3，碱金属如氧化钠 Na2O 、氧化钾 K2O 或碱土金属氧化物如氧化钙 CaO 、氧化镁 MgO等组成的混合物，这些成分在高温下一定的温度范围内，自身发生着物理的结构形态的变化，之后相互之间分子相互渗透发生着氧化还原反应形成新的物质。低熔点的物质在低温时熔化形成胶结体，高熔点的物质形成骨料两类物质粘结在一起这就是灰分的结渣性，当温度继续上升到高熔点物质也熔化时，分子间的作用

16、发生化学变化形成新的物质即琉璃体。造气用煤，由于地域、年代不同差异很大，从形成的物质分类可分为草质煤与木质煤，从形成的年代分可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。因其煤种不同，其性质差别很大，特别是现在，各厂为了降低生产成本，逐渐采用当地煤，灰分含量在1035%之间，灰熔点在10001450之间。粒度大小不一，粒度范围差别较大，并有煤球、煤棒，它们之间进行着单烧或掺烧。在煤的燃烧过程中，碳与氧气发生反应，放出大量的热，并形成高达18002000高温气体，与料层进行热的辐射、传导、对流，由于碳是黑体大量的热被碳原子吸收，而使氧化层上部的原料煤蓄热量最大，致使温度最高。而煤中的灰分是均匀分布的单质，虽是

17、不良导体，导热系数极小，但是，在高温碳的长时间作用下，部分单质也会发生物理的物态变化，只是大量碳原子的存在，阻碍了各灰分间单质的接触，不能发生化学反应。所以煤在气化过程中，随着碳原子的减少，灰分含量相对增加，煤的导热系数也在减小，蓄热能力就变差了，灰分中各单质间接触的几率在逐渐增加，结块的机会逐渐增大。在造气炉内，原料煤气化后剩余的灰分立即会受到空气或蒸汽的冷却致使灰分的温度不可能超过碳原子发生反应的温度。即出现反应产生的烟温远远大于反应碳层的温度，反应碳层的温度又远远大于反应后生成的灰分温度。如造气炉连续径向均衡气化，气化后剩余的灰分不受高温作用就不可能结块，也不可能达到灰熔点而结死疤。家用

18、蜂窝煤球，由于流体的性质中心有熔渣现象，边缘就没有熔渣现象而且烧的较完全，间歇固定床造气炉结疤块的原因：1.渣层的不稳定是燃烧程序混乱；2.炉膛布风不均，局部过热现象产生；3.气化剂的间歇进入使火层上下波动。这使得气化后剩余的灰分不能及时排出，长时间在高温气体作用下熔化，各成分之间发生氧化还原反应形成密实坚硬的琉璃体。因此，我们应尽量按灰渣的外排方式，进行均匀合理的布风，想法设法稳定渣层的厚度，依据原料煤灰熔点的高低来控制灰分在炉内的停留时间，即灰渣层的厚度，以保证灰分结酥松的渣，而不结坚硬的疤。如黑龙江勃利县农垦博兴化工有限责任公司采用当地白煤做的煤球，成分：水分1.40.6，灰分3435，

19、挥发份710，固定碳5559，发热量4945kj 。该煤属于草质煤，活性好，着火点低，灰熔点也低，只有1000左右 炉况很难控制，渣层稍厚一点，炉子就会结死疤，处理稍不及时炉子就会结死，必须熄火处理，如若发现灰渣较碎，较粉、返焦稍高，炉条机转速一减 ，灰盘上的未燃尽的碳就会发生二次燃烧，在灰盘上形成通红的粘碳，任凭炉条机怎么拉也排不下来，只能人工把红粘碳扒出，才能恢复正常生产。 另外，该厂根据该原料煤的特点创造出独特的点炉方法：用刚下的灰渣点炉，过程是这样的：该厂木材比较紧缺，先用锅炉放下的红渣尝试点炉，效果很好；后来采用造气放灰含有大量的未燃透的红渣点炉效果也很好，然后尝试用造气刚下的炉渣点

20、炉，一举成功。经过多次试验后，只要用手摸着烫手就行。该厂气化强度很高，送风时，炉底风压只占风机升压的60%,返焦率小于10%， 放灰：少则6次班，多则7次班。广西某小氮肥厂，使用当地煤做的碳化煤球 ， 固定碳只有50%左右，灰熔点也较低，但是炉况很稳，灰渣粒度均匀，最大粒度不超过70，并含有大量熔琉块，返焦率不会超过5%。从以上气化反应过程以及厂家的实际操作情况，很客观的说明只要我们从炉箅布风、工艺调整、稳定操作上去保持炉膛料层气化的均匀合理性，依据原料的灰熔点高低来控制渣层的适宜厚度，就能够克服灰熔点较低带来的炉况不稳定因素。那么，为什么灰熔点低的型煤（如：贵州、云南、宁夏、黑龙江等地的粉煤

21、用腐植酸作粘结剂做的型煤）或固定碳较高的原料煤（如宁夏煤）大多数炉况不稳，负荷带不上呢？这与炉箅是否依据炉内原料情况布风有关，炉箅布风没有依据原料情况布风，会造成炉内布风、布汽不均匀合理，致使炉内出现局部过热、过冷现象。依据质量作用原理，风量过多处，气化速度快，成渣速度也快；相反，温度较低处，气化速度慢，火层温度低于气化反应温度的极限点时原料煤就不发生反应了。再加上工艺上的不合理及操作上的不稳定和降低煤炭消耗的思想指导下，局部气化后的灰分在长时间的高温作用下发生变形粘连，致使各成分之间发生氧化还原反应生成琉璃体，就像水泥的生产，陶瓷的烧制一样，在不同的时间段，不同的温度范围，生成着不同的物质。

22、由于炉膛温度不均，形成的灰渣有未燃烧的原煤，有干馏后或燃烧不完全焦炭，有刚气化后剩下的粉灰，有较低温度下熔化的成分如K2O及Na2O，胶结未熔化的成分如SiO2、AL2O3，形成酥松多孔的渣，有灰分各成分之间在高温长时间作用下发生氧化还原反应生成的新的物质如铝酸一钙(CaOAl2O3）,、二铝酸一钙（CaO2Al2O3，）、七。铝酸十二钙（12CaO7Al2O3，）、硅酸二钙、3CaOMgO2SiO、2MgOSiO2，形成密实琉璃体或瓷体。造成灰渣的孔隙率大大减少，料层阻力也增大，在相同吹风流量的前提下，流速增大了好多倍，由于灰熔点低的原料在炉内高温气体作用下易于结块，所以必须及时排出，在相同

23、的操作条件下，就显得灰熔点的原料操作弹性小，也就是我们说的不好烧。假如，入炉空气温度为60，气化后烟气温度为1900，假如氧气完全反应生成CO2,依据化学反应式：CO2=CO2，反应前后气体体积没有变化，反应前后由于温度的变化而使气体体积发生了膨胀，依据理想气体状态方程：V V = 27360 2731900V6.5 V，也就是说反应前后气体体积增大了5倍之多，无烟块煤15100的气孔率与块间孔隙率之和经核算大约在3446%。如2800造气炉入炉风量为30000mh，则入炉平均流速为8.3（2.09+2.8）2=3.4 ms；烟气流速就是22 ms；经核算30的粒度空气带出速度为35.5 ms

24、。所以原料气化后，形成酥松多孔的渣有利于炉况的温定，否则炉子就容易吹翻。例如，陕西汉中洋县玉虎化工有限公司，烧宁夏煤，煤成分：全水分 4.0% ， 分析水 0.8% ， 灰分11.2%， 挥发份9.17%， 固定碳 78.41%， 热值7122 kcal/kg，灰分含S,Fe较多，灰熔点低，机械强度差，热稳定性差。该厂用3080的中块与宁夏粉煤做的煤球按3：1配比掺烧，两台2610造气炉配D40028风机日产合成氨110120吨，灰渣粒度均匀，返焦率小于6%，吨氨耗入炉煤1.071.08吨。而其他的厂，入炉原料比这还好吨氨消耗很少有低于1.3吨的。这说明灰熔点高低不是决定炉况操作弹性的大小，也

25、不是决定气化强度高低的主要因素，关键是我们对造气规律认识掌握的程度。四、炉箅布风重要性 炉箅是造气炉的心脏，是造气炉节能降耗的前提条件，大多说人都认识到这一点，但是，还有好多人不认同，他们认为：炉箅无非就是一个布风设备，只要能布风、排渣就行，主要的是造气工艺调整及操作稳定性，无论什么炉箅，只要依据原料进行空气、蒸汽流量的调节及吹风时间，上下吹阶段时间的调整就可。但是这种工艺调整，是以保证灰渣返焦率的基础上进行的，却忽视了风机的出力率及蒸汽的用量，即使保证了造气原料的消耗，却没有给企业带来效益。如某企业，2800造气炉，采用中小块混烧，吹风时间占整个循环时间的30%，蒸汽流量达到9th,DN70

26、0风阀只开14，像这样的运行，企业效益能有多大？因此降低造气消耗，就要从炉箅布风上去考虑，炉箅布风就要从原料情况、布料方式、料层高度以及蒸汽系统、吹风系统的配置情况去考虑即依据料层的阻力情况来进行布风。那么造气炉炉箅该如何进行布风呢？先前炉箅以均匀布风为标准，如最原始的炉栅，塔形炉箅，扇形炉箅，它们的风道间隙都是均匀分布，由于当时原料煤价格比较便宜，用的原料煤粒度要求比较苛刻，用的都是山西大中块煤或焦炭并按国家标准入炉，随着国家加入WTO后，由于市场的开放，以及国家对煤炭资源加强管理，煤炭价格不断攀升，各厂入炉原料格局发生了变化，价格较低的，性能较差的块煤被用来造气，像南方湖南、湖北开始用当地

27、粉煤制成煤棒，福建、浙江、广西用当地粉煤制成碳化煤球。原来的均布式炉箅不能适应煤炭的变化，于是人们依据操作经验对炉箅布风进行了经验性的调节，依据炉面情况对炉膛截面进行了划区，并根据风道的调整核算，提出了环区百分比风道调整法。在此基础上人们认识到灰渣外排原理，在炉膛径向气化强度的区别，周生贤教授又提出了布风强度风道调整法。但是这些方法在原料变化时很难做到均匀合理的调整，各环区风道理论调整结果与实际差别较大。于是，去年秦兴亚高工有提出了均匀系数风道调整法，这种布风方法能直观的观察出布风均匀的合理性。如枝江三宁24台3000烧煤棒的造气炉，采用此方法一次布风成功，湖北宜化应城双环，贵州兴义2030厂

28、，福建三明化工，山西霍州化工集团3.3造气炉烧煤棒一次成功。山西丰喜2.8造气炉使用效果较好。那么固定床间歇式造气炉炉箅布风的依据是什么呢？我们知道，任何一个物系如果不是处于平衡状态，则必然会有趋向于平衡的过程，而过程进行的速率（如移动速率，反应速率）总是与过程推动力成正比，与过程阻力成反比： 推动力 过程速率 阻力由于过程不同，其推动力，阻力的内容也隔不相同：如流体流动的推动力是压力差，传热过程的推动力是温度差，传质过程的推动力是浓度差或分压差。压力差，温度差，浓度差等都是强度因素是推动过程的动力，与推动力相对应的阻力则与操作条件，物性等有关。在间歇式造气炉内的料层由于布料方式、原料种类、粒

29、度范围、炉箅的外形结构的差异，致使炉内料层厚度、料层阻力差异很大，值得庆幸的是造气炉的中心布料及原料的自然分布规律，让我们找到了料层阻力变化的规律，使我们从盲目的布风摸索中，找到了布风方向，从流体在不同阻力的条件下趋于平衡的过程速率进行调整。不同的原料，由于粒度大小不同，其形成的阻力也不一样。计算方法如下：（1）、利用原料的空隙率来计算：p=1Ld1ug（1） （2）、可以把料层空隙率依据煤的不同比重的定义把无规则的空隙转化为有规则的管道给人以形象的认识，其计算公式就可以转化为直管道的计算公式，计算公式如下： 22 g式中：流体通过床层的阻力降1、2修正摩擦系数L碳层高度d1碳粒的当量直径d2

30、碳粒的当量管道直径流体在操作状态下的密度u流体在操作状态下的直线流速料层的空隙率从公式中可以看出，影响料层阻力的因素是空隙率、料层高度、流体的流速。流体的流速影响最大。所以粒度范围不同的原料，在入炉分布时粒度之间发生离析分离现象不同环区的原料空隙率发生了变化，在加上不同阶段空气、蒸汽流量流速的不同，就是空气、蒸汽在进入料层时发生了偏离。这就是为了保证料层均匀气化，炉箅布风要解决的问题。五炉况测温点的设置间歇式造气炉由于吹风制气的间歇性，使火层位置上下波动，火层温度可达到1500左右，目前，热电偶很难长期测量，又由于料层在炉箅旋转下向下、向外运动，不利于热电偶的安装。了解炉况的实际运行情况成了人

31、们长期梦寐以求的事情。仪表、仪器是操作工的眼睛，是操作工操作造气炉运行的依据，直接的测量不符合现实，于是人们为了稳定炉况设置了许多辅助测温点：如上下行温度，炉条温度，灰仓上温度，上灰仓温度，灰盘上温度，灰盘下温度，炉上六点温度，灰仓上面夹套上竖直安装三个测温点，煤气总管测温点等等，是不是测温点越多越好呢？能不能选择数量又少观察起来又简单明了并能给炉况操作控制具有切实的指导意义呢？现在好多厂，只安装上下行管道测温点来测量上下行管道的温度变化，以上下行温度的变化来控制造气炉正常运行，他们称这两条温度线为造气炉的生命线，这两条温度线在一定的条件下即原料、吹风时间、上下吹阶段时间、上下吹蒸汽流量等稳定

32、的条件下，炉条转速可以依据上下行温度的变化进行调节，一旦某一个或几个因素发生变化上下行温度反应的温度就失去了参考价值，这就是在造气炉处于高负荷运行，发气量较大，放灰情况较好时，操作工都不去调节时炉况较稳的原因。这也是原料较稳定 ，操作、工艺管理较规范的厂家炉况较稳定的原因。由于上下行温度测温点是安装在上下行管道上离炉体1.52M处位置，有的厂安装位置在上下集尘器处，距离炉体有5M左右，一般情况下下行热电偶受入炉空气温度、蒸汽温度、下吹煤气温度的对流传热，由于三种气体有规律间歇交替与热电偶接触以及热电偶外部套有保护作用的不锈钢管，不锈钢管的导热系数很小，是热的不良导体，所以流体温度传导测温点有一

33、定的时间间隔。在这两种情况下，热电偶显示的温度就是三种气体的综合温度，由于一般情况下，蒸汽温度、空气温度是相对恒定的，而受料层的辐射很小，甚至不受料层辐射影响，下行温度的变化就可以体现出下吹煤气温度的变化；同理，上行温度也可以体现出吹风气温度或上吹煤气温度的变化，至于是那一种温度的变化，有经验的师傅依据炉况很容易辩出。这里需要说明的是，由于间歇式造气炉的特点造成的火层气化的不均匀性，上下行温度体现的不是炉膛料层中理想火层温度的对流传出温度，也不是某一点高温料层的对流传出温度，就像上面说的一样，任何一个物系如果不是处于平衡状态，则必然会有趋向于平衡的过程，而过程进行的速率（如移动速率，反应速率）

34、总是与过程推动力成正比，与过程阻力成反比，传热过程的推动力是温度差，上下行温度是炉膛火层截面气化生成不同温度煤气在逸出炉体时与料层及相互对流后形成的中和温度，因此上下行温度的恒定不是炉况温度的充分条件，而使炉况稳定的必要条件。这也是各个厂上下行温度指标一样，气化强度差别较大的一个方面。例如，大家都有这样的经验，在阴雨天气，原料煤较湿时炉况易于恶化，造成供气紧张；原料粒度不稳定时，炉况很难控制，不是流生，就是结疤。河北某厂，为了稳定炉况，专门在炉体干燥层位置安装了3个测温点来控制炉况的变化，这3点温度之间温度差别较小时，炉况很稳；它们之间温度差别逐渐变大时，有时温差达200左右，上行温度都不发生

35、变化，只是它们都升高或降低上行温度才随之变化，有时它们之间温度差别较大，炉况都恶化了，上行温度都不变化，于是该厂使用一段时间后，感觉没有多大意义，就取消了。在工艺调整过程中或在操作过程中，由于上下吹阶段时间或上下吹蒸汽流量某一个或几个因素发生了改变，致使火层的厚度、温度、位置发生了变化。从而使上下吹煤气在逸出料层的距离、对流程度发生了改变，因此上下行显示的温度就失去了原来上下行温度的意义，以就失去了操作的参考价值。这就是在工艺调整过程中或在正常的操作中工艺管理较松散炉况易失控的原因。在正常操作中，有时炉条机的不稳定使用，也会是上下行温度失去参考价值，因为炉条机的转速的变化控制了造气炉的排灰强度

36、，我们的操作不是控制炉条机转速的稳定，而是控制稳定的渣层厚度，达到成渣与排渣相一致，因为我们无法观察到灰渣层的厚度，所以使用炉条机只能凭经验操作，一般情况下炉条机的排渣强度与造气炉的成渣强度是不会一致的，炉条机转速的稳定也代表不了灰渣层的厚度的温度，只能依据排灰情况进行微调。因此，操作经验不丰富，或稍有失误，就会使渣层增厚或减薄，甚至流失，造成火层位置、厚度、温度、发生变化，同样会造成上下行温度的不变化甚至向想当然的反方向发展，而造成炉况恶化。如，行业中，有这样的说法：火层上移，上行温度升高，下行温度降低；相反，火层下移，上行温度降低，下行温度升高。乍听起来很有道理，可是这是在火层位置、厚度、

37、温度都不变的条件下，才有的结果。但是，谁又能保证火层的位置、厚度、温度不发生变化呢？假如，炉条机转速相对较大，灰渣层逐渐减薄，会造成火层位置下移，厚度增厚，温度降低，生成的煤气温度也较低。下吹生成的低温的煤气经减薄的渣层，减薄的渣层能少吸收多少热量，所以下行温度低，渣层薄是常有的事，再加上料层高度的正常波动控制，上行温度也不一定低，给人一种火层上移的表面现象，炉条转速没有减小，失去渣层。这就是下行温度低，放灰下红碳的原因。由于上下行温度只是反映出炉煤气温度的变化，不能正确真实地反映料层各层次变化情况，给操作带来许多弊端，我们可以依据造气炉的结构特点，料层的动态变化，选择合适的位置设置测温点，来

38、反映料层各层次的变化情况以及炉内物料的化学反应情况。灰渣层厚度的稳定是保证料层中各层次稳定的前提，炉膛内火层截面均匀气化是稳定炉况正常基础，只要我们能够保证炉内火层均匀气化，消除局部过热现象，并能够稳定渣层的厚度，就能确保炉况长周期温定运行。我们知道煤是由大量碳原子、少量灰分，及极少量水分、碳氢化合物组成。碳是黑体，对热完全吸收，是热的良导体，灰分是由无机非金属氧化物组成，是热的不良导体，煤炭入炉后，受温度、蒸汽、空气的作用，碳原子逐渐减少，碳与灰分的比例逐渐发生变化，直至完全剩下灰分，导热系数也逐渐由大变小，直至到灰分的导热系数，这个过程会使导热系数缩小100倍以上。这也是炉膛内料层从上到下

39、温度梯度逐渐变大的原因，所以较薄的渣层却又较大的温差，20有着1000左右的温差。成渣后的灰分在炉箅的转动下外排，干燥层、干馏层的原料只是竖直向下运动，而渣层处的灰渣在炉箅的作用下不仅向外还作圆周运动，为了降低热电偶的磨损，延长使用周期，人们在左右灰犁内或灰犁后的无灰渣处安装测温点来测量灰渣的温度变化，这两点温度虽然受空气、蒸汽、煤气对流的影响，但是对灰渣的传导、辐射温度更为敏感，以此来控制炉条机的转速调整灰渣的厚薄。可喜的是，由于灰渣的导热系数很小，温度梯度较大，较薄的渣层变化，却有较大的温度变化，所以操作起来很直观，很容易控制；在温度较低的干燥层处依据情况均布36点测温点。以观察吹风阶段炉

40、膛火层截面燃烧的均匀性，以此来进行工艺的调节。至于中氮设置的炉条温度，灰盘上温度，灰盘下温度，小氮设置的左右灰仓上温度，由于受各种因素影响，容易造成一些误导，好多厂使用一段时间后就不用了。个别厂在夹套上竖直间隔20左右安装三个测温点来控制火层的位置纯属理论上的想象，没有一点实用价值。综上所述，安置测温点的原则：首先寻找合适的位置，尽量避免外界因素对测温点的影响；控制温度的原则是:一、控制住渣层的适宜厚度，以保证料层各层次的稳定性，这是稳定炉况的基础；二、控制住火层截面气化均匀性，这是优化炉况的前提；三、控制住火层的温度稳定，这是稳定气质气量保证。也就是说我们只要把火层的位置、均匀性、温度控制住了，就保证了炉况的稳定。其余的测温点是不是有点画蛇添足呢？六、原料表面积大小与燃烧速度的关系现在好多厂采用大小块混合入炉，小的粒度不大于10，较大的块粒度大于100，原料入炉后粒度之间发生离析，较小块堆积在中间，较大块滑落在边缘，从炉口上看炉面，从料层中心向炉膛边缘可基本上是原料粒度逐渐增大的。这种情况造成灰渣结大块和返焦较高，许多人认为是粒度较大的煤烧不透造成的。其实不然，这要从煤的燃烧和气化过程谈起，何谓燃烧？燃烧就是可