爐箅是固定層間歇式煤氣爐的關(guān)鍵設(shè)備,已是老生常談,不為新鮮,但又是從事造氣操作、管理、降低消耗的必談之事,談起爐箅布風(fēng),可以說每個(gè)從事造氣操作的人都可侃侃而談,最終是布風(fēng)與不均,合理與不合理。先來看看爐箅布風(fēng)的發(fā)展:
首先,Φ1980爐型造氣爐的傘形、星形爐箅,各層風(fēng)道等間距均勻布風(fēng),這只是形式上的均勻布風(fēng),反映到爐膛內(nèi)是不均勻的。其次Φ3.6爐型引入前蘇聯(lián)的扇形爐箅屬均勻分布布風(fēng),后來錐形爐箅按開孔率來布風(fēng),實(shí)際是扇形爐箅的均勻布風(fēng)引申而來,但它必須二次分布才能達(dá)到扇形布風(fēng)的效果。這些均勻布風(fēng),從分布不均勻到分布均勻,是否就合理了呢,這要與氣化反應(yīng)的氣化速度相吻合,才能達(dá)到均勻后合理的等速氣化要求,下面就從扇形爐箅從布風(fēng)均勻到合理等速氣化要求,從扇形爐箅從布風(fēng)均勻到合理等速氣化來進(jìn)行闡述。
1. 扇形爐箅的結(jié)構(gòu)
扇形爐箅由圓弧頂帽,直徑為Φ500mm,頂帽有6個(gè)峰谷式扇形面,相鄰扇面有豎直布風(fēng)9條孔和水平布風(fēng)8條孔,并交錯(cuò)分布,孔與隔條30mm與30mm相間分布,在爐箅旋轉(zhuǎn)過程中,處處都有風(fēng)通過,達(dá)到布風(fēng)均勻,爐箅高度為1400mm,相當(dāng)于在平面上起了一個(gè)拱形,屬低矮型爐箅。
2. 適應(yīng)原料
原料要求燒塊煤,并按國(guó)家要求粒度比為1:2。
3. 氣化效果
氣化結(jié)果:灰渣粒度均勻,拳頭大小的塊度占80%以上,返焦較少,碎渣中有少量小粒煤,這可能是入爐原料進(jìn)料倉受撞擊破碎,造成中心區(qū)阻力大引起,由于水平和豎直布風(fēng)下吹帶出物較多。
4. 氣化效果分析
根據(jù)計(jì)算得知:爐箅錐度與料層錐度是一致的,也就是說爐膛內(nèi)料層厚度是一致的,但入爐原料粒度為1:2,由于空隙率的差別,導(dǎo)致中心區(qū)阻力大于邊緣區(qū)阻力,按空隙率和錐密度核算,爐膛內(nèi)外阻力比應(yīng)為2:1,在爐箅徑向布風(fēng)均勻分布的同時(shí),入料層流量?jī)?nèi)外比就為1:2。
另一方面,依據(jù)氣化反應(yīng)的要求,氣化劑與原料接觸反應(yīng)時(shí),其氣化速度,受氣化劑的量和接觸原料表面積的炭量制約。在質(zhì)量相等時(shí)原料粒度比為1:2時(shí),其粒度表面積比為2:1,這就形成了用空氣的量來控制氣化反應(yīng)速度的進(jìn)行,達(dá)到氣化速度一致性,從而使扇形爐箅布風(fēng)均勻,到內(nèi)外原料粒度大小所造成的阻力差別來控制的布風(fēng)合理,而使氣化速度一致,在爐膛徑向形成等速氣化。
5. 布風(fēng)新理念
從扇形爐箅的均勻布風(fēng)到合理布風(fēng),順應(yīng)氣化反應(yīng)速度的一致性,這種爐箅在操作過程中,布風(fēng)較均勻,吹風(fēng)強(qiáng)度一致,在炭層高度降低時(shí)易造成中心粒度小的原料阻力變化大,入料層吹風(fēng)強(qiáng)度增大,使吹風(fēng)流速、流量較大,有兩個(gè)不利因素:①炭層降低時(shí),吹風(fēng)流量流速大易加速氣化反應(yīng)進(jìn)行,易形成高溫結(jié)塊,使布風(fēng)不均;②吹風(fēng)流速流量加大,大于原料粒度的帶出速度,易造成吹翻。因此考慮在原料粒度范圍、粒度比不變時(shí),通過計(jì)算使內(nèi)外料層阻力一致,減少粒度小的原料厚度,提高爐箅高度,使?fàn)t箅錐角高度等于原料粒度比形成的空隙率比及邊緣料層厚度計(jì)算出中心料層高度。兩者之差,加上料層錐度高,并依據(jù)等速氣化反應(yīng)的要求控制空氣流量,通過計(jì)算:空氣的流量比等同于原料的粒度比,在此種情況下,炭層高度的降低與升高,形成的爐膛徑向吹風(fēng)流量差別不大,導(dǎo)致操作彈性增大,為穩(wěn)定爐況長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了條件。
6. 扇形爐箅布風(fēng)與錐形爐箅布風(fēng)的區(qū)別與聯(lián)系
扇形爐箅的均勻布風(fēng)與錐形爐箅的開孔率布風(fēng)是相同的理念,都屬均勻分布風(fēng),所不同的是扇形爐箅布風(fēng)是散播均勻型,而錐形爐箅是束集中型,它必須經(jīng)灰渣二次分布才能象扇形爐箅布風(fēng)那樣分布均勻,錐形爐箅按吹風(fēng)強(qiáng)度布風(fēng),也是在扇形爐箅基礎(chǔ)上引伸而來,即阻力大的吹風(fēng)強(qiáng)度大,阻力小的吹風(fēng)強(qiáng)度小,這從化學(xué)反映方面講就是強(qiáng)制性的達(dá)到爐膛徑向氣化速度一致,因此扇形爐箅的布風(fēng)理念,是錐形爐箅布風(fēng)的楷模,是吹風(fēng)強(qiáng)度布風(fēng)的典范,是氣化機(jī)理有力的證實(shí),是按原料粒度比布風(fēng)的引伸。
7. 爐箅按粒度比布風(fēng)的要求
通過以上敘述,在原料粒度差別較大,料層厚度不一致的情況下,要達(dá)到爐膛徑向料層阻力一致必須用爐箅高度來調(diào)整。
①原料粒度一致時(shí),如煤球、煤棒當(dāng)爐箅錐角與孔率、粒度表面積一致,而使阻力一致,依據(jù)氣化反應(yīng)機(jī)理,各處通風(fēng)量應(yīng)一致,爐箅按均勻布風(fēng)或開孔率布風(fēng),使整個(gè)爐面吹風(fēng)強(qiáng)度一致,反應(yīng)速度一致,即可實(shí)現(xiàn)等速氣化。
②粒度不一致時(shí)爐箅高度應(yīng)等于由于粒度差別所引起的空隙率差別,通過空隙率的比及邊緣料層高度計(jì)算出中心料層高度,內(nèi)外兩者之差,再加上料層錐度高。這樣爐膛徑向阻力由于粒度比及內(nèi)外料層厚度差的調(diào)整就達(dá)到一致了。在布風(fēng)上,依據(jù)原料粒徑比,表面積比來控制風(fēng)的流量,按照氣化機(jī)理使向等速氣化,并且這種流量比與粒度比相一致,增強(qiáng)了操作彈性。
結(jié)語:
通過以上敘述扇形爐箅從均勻布風(fēng)到吹風(fēng)強(qiáng)度布風(fēng)來吻合氣化機(jī)理的合理布風(fēng),從而引伸出在料層阻力一致時(shí),控制風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)爐膛徑向等速氣化,并使吹風(fēng)強(qiáng)度比原料粒度比相吻合,保證了爐況操作彈性大的長(zhǎng)周期運(yùn)行,這也為不同原料品種、粒度大小,粒度范圍提供明確的布風(fēng)方向,避免了瞎人騎瞎馬——亂闖亂撞的忙無目標(biāo)的摸索。