煤气站培训课件3

1、河北永洋特钢集团煤气站培训课件第三章第三章 煤气站主要设备结构及工煤气站主要设备结构及工作原理作原理第一节 常见的煤气发生炉类型 进行煤炭气化反应的设备统称为煤气发生炉。煤气炉的结构、性能应满足煤炭气化方法的要求。我国煤炭气化技术起步较晚，50年代初，为了适应国民经济发展，利用苏美40年代未期设计的常压固定床煤气发生炉开始自制煤气化设备。在多年的实践过程中，对各种炉型在结构上不断改进。对一些较先进的气化方法进行研究，包括固定床两段式煤气炉、固态排渣加压气化炉、粉煤熔渣池气化炉、流化床气化炉、气流床K-T炉。目前国内常用的常 压固定床煤气炉分以下几种：1、型炉篦湿式排灰的混合煤气发生炉2、W-G

2、阶梯型炉篦干式排灰的混合煤气发生炉。 一、3M13型煤气发生炉：由上中下三部分组成：上部包括加煤机、搅拌装置、炉盖、探火孔等。中部包括炉体和蒸汽水套、碎渣圈和小灰刀等。下部包括炉篦、灰盘、及其传动装置、排灰刀、通风箱。每台炉附带一台蒸汽集汽器，集气器将蒸汽产生的蒸汽汇集供煤气炉气化使用。 二、3M21型煤气发生炉将3M13型煤气炉的加煤机和搅伴装置取下，换上双钟罩加煤机即为3M21型加煤机。 三、W-G型煤气发生炉 四、T-G型煤气发生炉 五、两段式煤气发生炉 第二节 我公司煤气炉的结构原理 两段式煤气发生炉由料仓和给煤机构、上炉体、下炉体、炉篦及灰盘系统、汽包、液压系统、润滑系统、探火系统、

3、放散系统等九大部分组成。 一、给煤机构采用液压程控加煤机，由插板阀，滚筒阀，加煤机上阀，加煤机下阀，料位控制器和液压系统组成。插板阀上部与厂房的煤仓相连接，为常开，只有检修加煤装置时才关闭，加煤为自动化，只要启动本装置后，即随负荷的需要自动加煤，不需另外操作，也可为半自动，当发生炉点火投产时需连续加煤，可用半自动。加煤机动作程序如下： 油泵启动运行，开上阀，滚筒阀启动给煤，加满中间煤仓后，滚筒阀停止给煤，关上阀，此时料位计抬起，开下阀，中间煤仓的煤落入炉内，关下阀，至此为一个周期，待煤用至设定料位时，另一周期开始，所有动作均为程序控制，如需半自动时，将转换开关放在半自动位置，可按需要手控第一个

4、动作。煤气炉常见的给煤机构包括以下几类：1、双滚筒加煤机2、双钟罩加煤机（C-G炉、3M21型炉等）3、滚筒+锥形阀（T-G炉）4、滚筒+盘形阀（W-G炉）5、计量锁气器 二、上炉体与下炉体两段式煤气发生炉炉体自上而下由干馏段和气化段组成。上炉体高温反应区与炉壁之间衬有一层耐火砖和50mm厚的绝热保温层,避免反应区热量散失和反应物对炉壁产生的腐蚀,并解决了材料的热胀冷缩问题。两段炉的气化段在发生炉的下半部，由水冷箱体和水套结构组成，主要作用是产生蒸汽并对设备起到冷却作用，与蒸汽包相连通。水冷箱体和夹套中的水是由汽包的连通管供给的，产生的汽水混合物是由另一个连通管送至汽包的，水夹套和汽包靠水在不

5、同温度时的比重差形成自然循环系统。使用过程中严格禁止人为关闭这两条通道，并应该定期检查防止水垢堵塞。夹套下部设有排污管口和检修手孔，供除垢和排污时使用。 三、灰盘与炉篦发生炉底部为湿式灰盘结构，能够避免灰尘飞扬。由灰盘、炉篦、支架，给风机构组成。炉篦除承受煤和灰渣重量外，炉篦起到布风的作用，饱和空气经过炉篦间的空隙通过渣层进入气化带，同时预热了气化剂，炉篦又起排渣作用，第一层炉篦中心与炉中心偏150mm，当灰盘传动时，由于炉篦偏心和炉篦上肋条向外推挤作用，将灰渣挤向外缘，落在带有棱的底座与带有小灰刀的炉体裙板之间，如有较大块亦被挤碎。 炉裙板是连接在水套下的，炉裙板下装设的小灰刀将灰渣刮入灰盘

6、，小灰刀的数量和位置，可视需要在安装时进行调整，灰盘中的排灰刀当灰盘转动时，将灰渣排出炉外，它的位置在调试后可随需要修改。第六号炉篦下接鼓风箱接管，接管与豉风箱之间是水封，水封高度为825mm，鼓风箱坐落在基础槽钢上。灰盘传动系统采用液压传动，双缸同时工作，但短时间单缸也能正常使用。 炉篦：炉篦是煤气发生炉的重要部件。常压固定床煤气炉的炉篦有三种形式：1 、型炉篦（湿式排灰）2、阶梯型炉篦（干式排灰）3、T型炉篦（湿式排灰） 五、水套与汽包： 本炉体分为上水套与下水套两部分。上、下水套各配备一个汽包。汽包供贮存水套所产生的蒸汽用，水套上有人孔，也是点炉装料口，水套下端有排污孔，汽包上有进水管，

7、蒸汽出口管，压力表，水位表，弹簧安全阀等。汽包上亦设有人孔，汽包与水套之间有循环汽水连接管相连，此管由工程设计配制，严禁在连接管上装设阀门，水套与汽包的制造按GB150-1998钢制压力容器有关条文制造，检验。汽包用水应符合GB1576-2001工业锅炉水质标准。 五、液压系统：本工程共配有10套液压系统，每套液压系统含液压站一套（11kW出灰加煤液压站），传动液压缸2只，加煤机液压缸4只。灰盘传动系统工作压力为16MPa，试验压力为20 MPa。加煤机液压系统工作压力为12.5 Mpa， 试验压力为16MPa。 六、润滑系统：煤气炉加煤阀和灰盘传动机构的润滑采用干油多点润滑系统，润滑站能够自

8、动将润滑脂注入各个润滑点。每台炉两套干油泵（加煤阀、灰盘传动系统）独自操作。七、放散系统：本炉体的放散系统由钟罩阀和放散管组成。钟罩阀的功能主要是控制发生炉的出口压力。在煤气发生炉生产转热备或停送煤气以及处理事故时，可以准确而及时的操作。钟罩阀起到安全阀的作用。 八、探火系统：两段式煤气发生炉下炉体共配备16个探火孔，上炉体共配备4个探火孔。探火孔是煤气发生炉的重要部件之一，它的作用是通过探火钎探测炉内各层次的温度及分布情况，以指导煤气发生炉的操作；通过探火孔调整炉况及对料层进行深层处理；通过探火孔对料层表面进行观察。探火孔由塞子、外壳、喷嘴组成。塞子与外壳之间的密封锥面经精密研磨，具有很好的

9、密封性，以保证煤气不向外泄漏。操作时先打开蒸气阀门，接通蒸气，蒸气通过外壳与喷嘴之间的环形间隙，高速气流形成一层蒸气屏幕，使炉内煤气不能通过汽幕外泄。若蒸气量大时，外部空气被蒸气气流大量吸入炉内，致使煤气中氧气含量增多，严重时引起爆炸。所以蒸气量以不外泄为准，不宜太大。并且，不能同时打开相邻的或四个以上的探火孔。 第三节 煤气炉附属设备一、钟罩阀 钟罩阀的工作原理是煤气由下部煤气进口管进入，由侧面出口管通过煤气放散管放散。正常生产时，钟罩阀内的大钟罩浸没在下水封中，形成一定的水封高度，大于煤气压力，煤气不能通过出口放散。大钟罩上有拉杆与小水封内小钟罩相连，当钟罩上下移动时，煤气不能泄漏。小钟罩

10、上部设有钢丝绳和滑轮，用于操作。当煤气压力大于一定值时，压力作用于钟罩，使钟罩上升离开水封，煤气经钟罩阀煤气出口放散，使出口压力降低，当煤气发生炉转热备、并炉、停电时，通过钟罩阀的操作，达到安全生产的目的。钟罩阀主要由外壳、煤气进口、煤气出口、钟罩、水封、小水封、进水管、溢流管组成。二、止逆阀止逆阀安装在炉底空气管道前，起安全防爆作用。当突然停止鼓风时，因煤气炉内为正压，炉内煤气就会下窜流入空气管道内，与空气形成爆炸性混合物，当有灰渣火星落入管道，就发生爆炸。空气管道前安装了止逆阀后，使煤气不能流入空气管道。按结构形式止逆阀分为干式止逆阀和湿式止逆阀两种。 三、汽包汽包又称集汽包，由筒休、软化

11、水进口、上升管、下降管、蒸汽出口管、排污管、放空管、安全阀、压力表等组成。汽包依靠靠水在不同温度时的比重差形成自然循环系统。 第四节 煤气炉辅助设备及净化设备一、旋风除尘器1、旋风除尘器的作用是除去煤气中的粉尘，初步净化煤气。2、旋风除尘器的工作原理是：带有粉尘的热煤气以较大速度流经旋风除尘器，在煤气进口处以切线方向进入，然后环绕旋风除尘器的外壳与中央煤气出口管间的环隙作圆周运动。煤气中的气体分子和粉尘都具有一定的质量，旋转运动中产生了离心力，由于粉尘比煤气分子质量大的多，所受离心力也大，在较大离心力的作用下，先碰到除尘器内壁，动能消失，在重力的作用下，沿内壁落下，聚于沉灰斗的底部水槽，可以定

12、期清理。除尘时效率一般在70%左右。旋风除尘器由外壳、耐火衬里、煤气进口管、煤气出口管、中央煤气出口管（内旋风筒）、锥形沉灰斗等组成。其结构如图所示： 旋风除尘器主要技术指标如下表序号序号名名 称称单单 位位指指 标标备备 注注1设备外壳直径mm21502设备总高度mm 12430含盘阀高度3处理煤气量Nm3/h600080004除尘效率705煤气进口温度4005506煤气出口温度200 二、盘阀1、盘阀的主要作用是切断煤气，使管道系统前后隔断。2、盘阀的工作原理是：煤气发生炉正常生产时，盘阀内的钟罩由拉杆在滑轮组的作用下提升，不能够形成水封，煤气由盘阀下部的煤气进口进入盘阀，由阀体侧面煤气出

13、口导出。当需要切断煤气时，通过滑轮提升装置将钟罩放下，浸没在水封里，煤气不能通过，从而切断煤气。3、盘阀有两种结构形式，干式盘形阀和温式盘形阀。 三、余热换热器余热换热器 余热换热器的工作原理：500左右的煤气进入余热换热器，煤气显热与余热换热器管内的水进行热交换，使煤气温度降到230。换热器产生的蒸汽可供探火时封探火孔用，也可供电捕焦油器和电捕轻油器绝缘子干燥保温用，还可作为气化工艺的气化剂以及需保温管路的伴热蒸汽。换热器按压力容器设计制造。 余热换热器主要技术指标余热换热器主要技术指标序号序号名名 称称单位单位指标指标备注备注1设备外壳直径mm14002设备总高度mm80003处理煤气量N

14、m3/h400056004蒸汽压力KPa0.095煤气进口温度4505506煤气出口温度200230四、风冷器风冷器风冷器的作用是利用空气的流通把煤气温度从200降低至130左右，由直径219的列管组成.下部设有锁灰斗自然放灰,无灰尘飞扬现象。风冷器主要技术指标序号序号名名 称称单单 位位指指 标标备备 注注1长宽高mm3230290088402处理煤气量Nm3/h600080003煤气进口温度2002304煤气出口温度1101305列管管径mm2196列管数量根48 五、间冷器间冷器 间冷器是利用水和煤气的间接换热，使煤气温度降到45以下。其结构为列管式换热器，煤气走管程,水走壳程，避免了二

15、者的直接接触,不产生废水，冷却水循环使用。 间冷器主要技术指标序号序号名名 称称单单 位位指指 标标1设备外壳直径mm26002设备总高度mm96003处理煤气量Nm3/h9000120004煤气流速m/s345换热面积m26706煤气温度上段进口105下段进口120混合出口457冷却水温度进口3035出口40458给水压力Mpa0.20.3 六、电捕焦油器电捕焦油器由三大单元组成,即主体,高压硅整流器和电源控制柜.捕焦器其高压硅整流器置于设备主体上端,控制柜置于MCC室内,其间用低压电缆连接.主体内部为六边蜂窝结构,每个极管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

16、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焦油和粉尘.贮油槽中设有蒸汽加热器,以保证焦油以液态方式流出（焦油排口处安装阀门和水封），因为混有粉尘的焦油一旦凝固,重新要熔化就变得非常困难。电捕轻油器结构原理同电除捕焦油器，安装在后部低温段，主要作用是除去煤气中的轻质焦油。 FD-48型电捕焦油器主要技术指标型电捕焦油器主要技术指标序号序号名名 称称单单 位位指指 标标备备 注注1设备外壳直径mm23002设备总高度mm118003处理煤气量Nm3/h7500-94004除油效率955煤气工作温度80-1206蜂窝数量根487电极管内切圆径mm2508有效截面积m22.69工作电压

17、kV5010配套电源A/KVHL-、0.2/60FD-160型电捕轻油器技术指标型电捕轻油器技术指标序号序号名名 称称单单 位位指指 标标备备 注注1设备外壳直径mm42002设备总高度mm126003处理煤气量Nm3/h 32000-380004除油效率955煤气工作温度20-806蜂窝数量根1607电极管内切圆直径mm2508有效截面积m28.669工作电压kV5010配套电源A/KVHL-、0.6/60 1、电捕焦的工作原理：在物理学中，已经得知电子或带电的粒子在电场的作用下会作定向运动，电除焦油就是这一原理进行的。含有焦油及其他固体颗粒的煤气（如单段发生炉的半净煤气或两段发生炉的上段煤

18、气）在进入电捕焦油器时，由于电捕焦油器存在正极与负极（负极就是馈入高压直流电的电晕极，其正极就是接地的电除焦油器的沉淀极）。送入高压直流电的直流电压为40-60KV，在此高压电场的作用下，电晕极周围的气体就产生电离，由于电离的结果，产生了电子与带正电的离子，气体在流动过程中，其中的焦油就是被电子与带正电的离子所吸引，形成了带电子的焦油粒子与带正电的焦油粒子， 这些带电粒子在高压电场的作用下，各自向他们相对的极移动，即带负电的焦油粒子向沉淀极移动，带正电的焦油粒子向电晕极移动，在移动的过程中不断吸收其他焦油粒子，使其成更大的颗粒，到最终到达沉淀极吸附，粘着于管壁，粘着多了，由于焦油的自重沿沉淀极

19、壁流下，达到除焦油的目的。也有部分带正电的焦油粒子向电晕极移动，但由于电晕的直径只有10-20毫米左右，它移动的距离只有5-10毫米，而在管式除焦油器负电子焦油粒子移动在于100-200毫米左右，所以负电子焦油粒子在移动中吸引其他的焦油粒子机会就多，所以大部分焦油是在沉淀极中除下，仅少部分焦油在电晕极除下。 2、电除焦油器的结构型式发生炉煤气站中大致有如下几种电除焦油器： 1）.管式电除焦油器：沉淀极是有多根同一直径的薄钢板制成的管道组成，同时在截面上是均匀排列的，组合后与外壳连成一片，并与外壳连接接地。每根沉淀极管的中央通过一根电晕极，电晕极由2-3毫米的镍铬丝或铁丝制成，电晕极由上、下框架

20、加以固定，并不与沉淀极与外壳的金属件直接连接，管式电捕焦油器根据不同通过煤气量可以分为C-39、C-72、C-97、C-140、C-148、C-180等多种，其中“C”表示管式除焦油器，后面的数字表示器内的沉淀极管的数量。 2）.板式电除焦油器：这是指沉淀极不是管状的，而是呈平板状的，由多块平板在一定距离内组成沉淀极，并与外壳连接接地。电晕极是以镍铬丝或铁丝，由上下框架加以固定，但板式电除焦油器的电晕极一般与管式不同，是采用在电晕极直线段焊接上针尖，利用尖端放电的原理来加强产生的电晕强度。板式除焦油器的结构较管式来得简单，除焦油效率也能达到90-95%，但板式除焦油器的平板要求平整，同时电晕间

21、相互也有干涉。 3）.蜂窝式电除焦器：其结构基本上和管式相似，但是管的型式是蜂窝状，所以同样同样截面的话，蜂窝电除焦油器的管数要比管式来得多，截面有效利用率提高。这种电除焦油器主要是制作工艺比较复杂，需要较大型的折边机，同时电场强度的提高决定于蜂窝内最短的垂线，不如管式那样均匀。4）.同心圆式电除焦油器：其结构是沉淀极以多个不同直径的钢板组成的圆筒，而电晕极在圆筒之间的间，以上下框架固定。这种除焦油器结构比较简单、制作方便，在同样的截面电晕极数量相对为少，同样，电晕之间也有相互干涉。 5）.湿式电除焦油器(图4-6)：这种结构的电除焦油器一般是用在以焦碳或无烟煤为原料的煤气站中，因为有上述气化

22、原料的煤气站虽然在气化后进入煤气中的焦油量较少，但这种焦油分子量比较大，因而它的粘度比较大，不易流动，故必须用水进行冲洗。 管式和蜂窝式电捕焦油器的比较： 有效截面积 -蜂窝式电捕焦油器有效截面积可达设备总截面积的6070，而管式电捕焦油器有效截面积可达设备总截面积的3540. 处理能力-在设备直径相近时蜂窝式电捕焦油器单台处理量比管式电捕焦油器大70左右，因而每处理1000m3,煤气的钢材耗量，管式电捕焦油器约为2.8t， 蜂窝式电捕焦油器约为1.8t。 工作面-管式电捕焦油器仅仅单面工作；蜂窝式电捕焦油器可是双面工作。 3、电捕焦油器用的高压直流电的产生： 高压直流电是通过整流机组生成的，

23、在工业企业中常用的电压为380/220伏的交流电，作为一般的动力与照明用。但电除焦油器需要的是直流电源，而且只有在高压电场下才能产生电晕，可是其电流值都不高，所以它就具有三个特点：即直流，高压，低电流。整流机组是包括升压及整流两个部分，升压部分是将原有的380伏电压升压至40000-60000伏左右，这是由升压变压器来完成的，而整流部分就是通过硅元件来完成，同时以可控硅元件达到自动调压的目的，过去也有用机械整流机组的，而现在正在逐步淘汰，目前常用的整流机组有恒压的与恒流的两种。经升压，整流后的直流高压电通过电缆终端盒后经过高压电缆送至电除焦油器旁的电缆终端盒，完成高压直流电的输送任务。 4、电

24、除焦油器的绝缘子有几种？这根据不同型式与大小的电除焦油器各有不同，有的同心圆电除焦油器只有一只支持绝缘子，但C型管式电除焦油器多数是由三只绝缘子吊住上框架，不管是三只支持绝缘子，还是一只支持绝缘子，其中总有一只支持绝缘子是馈电的，所以称为有馈电绝缘子，其余的称为无馈电绝缘子。绝缘子外部的保护箱体称为绝缘子箱，因而也有馈电绝缘子箱和无馈电绝缘子箱之分。 5、绝缘子在内受高湿度煤气，外壁为空气介质，若外壁温度低，煤气中凝结水就会凝结于内壁上这样降低了绝缘子的耐压，就会产生击穿现象造成绝缘子表面发裂，耐压强度进一步降低，就被迫停运，所以必须将绝缘子的外壁温度大于煤气温度10左右，才不至造成水分凝结。

25、绝缘子箱的保温是采用两种方式保温，一是用蒸汽加热，一是用电热丝加热，但大多数采用蒸汽加热，用电加热时，若绝缘子不严密，漏煤气，就会出现爆炸现象，采用蒸汽保温每只绝缘子箱每小时耗蒸汽100公斤左右，无馈电绝缘子箱采用不保温的措施，每台电捕焦油器每天可节约蒸汽约5吨左右。有馈电绝缘子箱也有采用不保温的，这两种不保温型绝缘子箱，内部皆是用高压瓷瓶，并与外壳进行绝缘。 6、为什么会出现绝缘子炸裂的现象？绝缘子（即通称为瓷瓶）在使用以前都是经过耐压试验，一般是在直流10.5万伏下通电10分钟不会发生击穿，但是为什么在生产中，当直流电压在4-6万伏时就会被击穿呢？这是与绝缘子（瓷瓶）所处的不同工作环境有关

26、。在做试验时绝缘子是处在干燥的状态，而且内外表面处理得很干净，而在电除焦油器投运以后，则内表面是处于带有焦油的有一定湿度的煤气气体中，正常工作时，由于在保温的绝缘子箱内，使整个绝缘子的温度大于煤气温度10-30之间，所以煤气中的水分不会结露而凝结在它的内表面，也即内表面处于干燥状态，所以它的绝缘性能还是良好的，不易击穿。当绝缘子箱的温度低于煤气温度时，煤气中的水分就要结露而凝结于它的内表面，因而绝缘子的绝缘强度降低，在正常的电压下就会造成击穿。同时瓷瓶的外表面由于绝缘箱金属壳体的锈蚀，形成氧化铁微粒及其它尘埃沉积，从而也造成绝缘强度降低而击穿。一般击穿时出现不易察觉的发裂，严重时则会造成正块碎

27、裂。 这是电捕焦油器最严重的事故, 一旦发生此事故, 必须按规程要求进行停车, 检查并消除事故原因和重新更换瓷瓶后再开工生产。绝缘子炸裂的主要原因是随着磁瓶上吸附焦油等杂质量的增加, 使其绝缘性能随之下降而发生爬电现象, 达到一定程度后易造成火花放电, 当火花放电周期达到三个半时, 即会造成磁瓶炸裂。为控制和消除此故障, 一般可采取如下四种方法。1）外加氮气保护, 以阻止煤气进人绝缘箱和馈电箱。2）将绝缘箱和馈电箱内的温度提高到80100 , 在此温度下, 可避免水汽和焦油中的易挥发组分冷凝吸附在磁瓶表面。3）选择耐污性好、爬电距离长、互换性好和价格低廉的磁瓶。4）选用性能良好的高压配电用硅整流器,以便有效控制火花放电的产生, 并能在出现第一个周期火花放电后即迅速降压, 直至停车。 7、电晕丝断裂的原因及处理电晕丝断裂极易引起电捕焦油器短路, 迫使其停车, 其原因和解决办法有如下3点。1）结构不合理。电晕丝经常在卡箍与套环间发生断口平齐的断裂。其主要原因是局部存在冷作硬化应力。解决办法除消除预应力外,可将端头与电晕丝本体缠在一起。2）当电晕丝通过高压直流电时, 在其周围形成电晕区, 区内的气体电离成阴阳离子, 电场中存在大量碰撞荷电, 电晕丝在大量吸附阳离子时, 不可避免地造成