浅析煤气发生炉的安全使用.doc

工业设计论文-浅析煤气发生炉的安全使用
论文关键词:煤气发生炉夹套内罐安全使用
论文摘要:煤气发生炉是煤炭气化的重要设备,文章简单阐述了煤气发生炉的发展概况,介绍了煤气发生炉的工作原理,并结合检验案例分析了夹套易发生变形以及内罐底部易腐蚀的原因,同时提出了相应的防范措施。

一、发展概况

煤作为世界上最重要的能源之一,在工业生产方面得到了广泛的应用,其中把煤炭气化成煤气的技术应用至今已有百余年历史。随着研究的深入以及科学技术的发展,煤炭气化的技术得到长足的进步,煤气发生炉向小型化、简单化、生产低成本化发展,大大降低了能量损耗、生产成本和污染排放。改进后的煤气发生炉广泛应用于各行业,因此提高煤气发生炉的安全性具有十分重要的意义。

二、工作原理

煤气发生炉主要由机械加料系统、煤气发生系统,蒸汽发生系统,卸渣排污系统等组成,其核心是煤气发生系统。煤的气化就是发生在煤气发生系统中,它是一个在高温条件下,借助气化剂的化学作用,将固体煤炭气化成可燃气体的化学过程。根据煤炭的气化过程,可将炉内煤炭自下而上分成灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。如图1所示:

每个煤层中发生的物理、化学反应都是不同的,而且对整个气化过程所起的作用也有所不同。
。由空气和水蒸气所组成的气化剂在灰渣层中预热,并通过灰渣层均匀地进入氧化层。同时灰渣层还起着保护灰盘的作用,使其工作期间温度保持一定范围内。多余的灰渣通过灰盘排出煤气发生炉。
。氧化层是产生煤气和热量的关键部位,其高度一般为150mm左右。在氧化层中煤炭中的炭被气化剂中的氧气氧化,生成CO2及少量CO,同时释放出大量热量。氧化层中温度最高,一般可达1100℃~1200℃。与氧化层接触的钢板最易发生腐蚀。
C+O2→CO2+CO+热量
。还原层在氧化层上面,是产生煤气的主要部位,还原层经过氧化层的加温,还原层的温度达到1000℃以上。煤中的炭与CO2和水蒸气发生氧化还原反应,生成CO和H2+,同时吸收大量热量。
热量+C+CO2→CO
热量+C+H2+O→CO+H2+
。干馏层中也能产生少量煤气,把干馏层的煤炭加热到700℃以后,煤炭开始出现干裂、解体,同时干馏出甲烷、CO、氢气、焦油等气体。
。干燥层实际上就是煤炭烘干和预热的地方,煤块从煤气发生炉顶部加入后,迅速被加热到500
℃左右,煤炭表面的水分迅速蒸发变成水蒸气,与煤气一起排出炉外。

三、检验案例

2007年上半年,我们对宁波某铸造厂的一台使用了3年的煤气发生炉进行了首次全面检验,在宏观检查中,我们发现筒体底部轻微鼓起,询问设备管理员后,得知在煤气发生炉投用后,曾发生过一起夹套缺水事故,在夹套缺水,钢板过热的情况下,操作工没有采取紧急停炉出煤渣等措施,而是往煤气发生炉上方汽包紧急加水等错误操作,导致夹套内部压力突然增加,从而引起夹套底部变形。在了解情况后,我们要求用户单位打开人孔,并清除内部煤渣后,发现内罐底部未发生变形,但腐蚀严重,待打磨测厚后,发现处于氧化层的钢板腐蚀最严重,14mm的钢板已腐蚀了7mm左右,位于人孔下方200mm处腐蚀最严重,,而还原层以上的钢板几乎未发生腐蚀。对焊缝