由于煤價不斷看漲，優(yōu)質煤的緊缺，許多廠開始使用劣質煤、地方煤及型煤，且進貨渠道多，煤種雜，粒度范圍變化大，在現(xiàn)有設備的基礎上出現(xiàn)了局部過冷過熱現(xiàn)象嚴重，結大塊與高返焦并存，偏灰頻頻出現(xiàn)。吹風率降低，氣化強度低，有時甚至出現(xiàn)料層阻力大，送不進風現(xiàn)象，嚴重影響生產，煤耗升高，產量降低，究其原因有：一、徑向氣化劑分布不均勻。二、徑向氣、汽分布不吻合，氣化不均勻，成渣速度不一致。三、軸向控制不穩(wěn)定氣化不完全。
1.灰渣的作用：
從所周知，在固定層間歇式造氣爐內，灰渣起著預熱、分布氣化劑，保護爐箅及承受燃料層的骨架，并與火層唇齒相依，它與火層既有嚴格的區(qū)別，又有著不可分割的聯(lián)系。在正常操作中渣層薄或無渣層造成返焦高或燒壞設備是常有的事。
2.灰渣的形成：
煤在造氣爐內經(jīng)預熱、干燥、干餾分解后，直接排出形成返焦，經(jīng)氣化層氧化還原后剩余的未燃物形成碎灰，經(jīng)氣化層氧化還原后凝結成大小不同塊狀的渣，以及高溫狀態(tài)下超過灰熔點形成巖漿狀的死疤狀。一般灰渣由上述一種或幾種組成，爐渣過碎，返焦高、灰多、渣少說明原料煤燃燒不完全，爐溫低，原料單程轉化率低；爐渣過大，巖漿狀死疤較多，說明火層溫度過高，破渣排渣困難，設備磨損大。
3.灰渣的粒度：
煤在造氣爐內經(jīng)高溫氣化后，由于火層溫度高低及氣化時間的長短差異，所形成的灰渣塊度差別較大。有未燃燒盡的粉灰、面灰；有燃燒后因溫度高低結成不同粒度的粉渣、小粒渣、小塊渣、中塊渣、大塊渣及超過灰熔點，凝結成巖漿狀難以破碎的死疤塊和因布風布汽不均，原料粒度差異經(jīng)干燥、干餾后，直接排出的返焦，因此在生產中灰渣的粒度由粉未狀到300mm范圍內不同程度的存在。
4.灰渣的種類：灰渣的種類大致可分兩種：單一渣和混合渣。
①所謂單一渣就是；火層溫度徑向分布均勻合理，氣化速度一致，渣的粒度、塊度一致，它的粒度大小由火層溫度及燃燒時間決定。
②混合渣與單一渣相對而言就是；火層徑向溫度差別較大，成渣速度、成渣粒度差別較大，有灰、渣、返焦及死疤塊二種或幾種共存。
在正常生產中，不希望混合渣的存在，因為混合渣使爐膛徑向溫度差別大，不能強負荷生產，且吹風、制氣時副反應多，潛熱損失大，有效成份低。故必須對原料、設備合理配置，工藝優(yōu)化調節(jié)，使徑向氣、汽吻合，氣化速度、成渣速度一致，形成單一渣再進行合理控制，達到強化生產。
5.混合灰渣形成的因素：
①原料；粒度范圍大，爐膛徑向阻力差別大，氣化劑整體偏流嚴重造成徑向各環(huán)區(qū)溫度成渣速度差別大。
②給料機構；給料機構不能中心給料，中心布料，造成原料粒度偏流偏析、局部阻力過大、過小不均勻，造成氣化劑偏流，成渣速度不一致。
③爐箅； 爐箅高度及布風與原料粒度不吻合，造成徑向氣化速度不一致。
④中心管直徑與爐箅空腔差別較大，造成氣化劑在爐箅腔內產生渦流，形成中風大，邊風小現(xiàn)象，造成徑向氣化速度不一致。
⑤工藝調整氣、汽徑向不吻合，吸放熱不均勻，形成局部過熱、過冷現(xiàn)象。
⑥操作參數(shù)不直觀，易造成誤操作，使渣層厚度不穩(wěn)，原料燃燒氣化時間忽短忽長，造成成渣粒度差別較大。
6.正常生產中影響料層阻力的因素：
原料煤在投爐進行氣化過程中經(jīng)過干燥層，干餾層、還原層、氧化層形成灰渣，在干燥層中原料煤受熱干燥、析出水份，并使碳酸鹽分解放出CO2氣體。在干餾層中低C高H脂肪化合物及芳香族化合物軟化分解放出CO、CO2、H2及焦油，然后形成多孔的焦炭，進入還原層及氧化層，在氧化還原層中，焦炭中的高C聚合體軟化，分解成游離的C原子成為膠質性的熔融體，氣化后的原料煤因受氣化溫度和氣化時間的影響，形成不同程度的渣，從原料煤的氣化過程來看，在干燥層、干餾層原料煤氣孔率是逐漸增大的，而決定整個料層阻力的是氧化還原層的軟化膠質體及灰渣粒度的影響，而高溫下的氧化還原層的膠質體是氣化反應必須的，也就是說氧化還原層中的阻力是氣化反應所決定而不可避免存在的，灰渣層是直接導致料層阻力的關鍵因素。
7.煤氣溫度體現(xiàn)灰渣形態(tài)：
①單一渣；在氣化層徑向溫度一致情況下，依據(jù)氣化層的溫度和原料煤及渣的導熱系數(shù)及高溫氣化層對原料與渣的傳導輻射、及高溫氣流對原料及渣的對流傳熱可通過上下行溫度體現(xiàn)火層溫度高低及位置變化，從而判斷原料煤的燃燒溫度及燃燒時間，然后再依據(jù)氣化劑流量大小判斷灰渣的阻力大小，兩若結合依據(jù)溫度無高低之分，阻力有峰谷之別來判斷火層溫度高低及灰渣的粒度大小。
②混合渣；由于在爐膛徑向溫度、氣化速度，成渣速度差別較大，依據(jù)上述原理，上下行溫度體現(xiàn)的是各徑向溫度的中和溫度，氣化劑流量體現(xiàn)的是各徑向氣化劑流量的中和流量，故正常情況下，混合渣體現(xiàn)的流量及溫度較單一渣低。
8.灰渣對制氣強度的影響：
灰渣的粒度大小、厚度、均勻性及空隙率，氣孔率決定了灰渣對氣化劑的通透性，從而也決定了原料層對氣化劑的阻力，正常結渣渣塊多孔疏松、塊度均勻，氣孔率、空隙率大，氣化劑通透性強，并分布均勻，合理不偏流；而非正常結渣灰多、渣少、返焦高及超過灰熔點溶結成巖漿狀的熔巖體，密實性大、氣孔率、空隙率小，阻力大并造成氣化劑流量小，偏流大，造成爐況反常，經(jīng)長期觀察，正常結渣與不正常結渣吹風流量最大相差50%以上，嚴重影響了生產的穩(wěn)定。
9.操作中造成灰渣層阻力大的解決辦法：
操作中造成吹風阻力大，導致吹風流量低，上下行溫度低，給料量小，發(fā)氣量少的狀況，應依據(jù)參數(shù)針對情況分析阻力產生的原因，分別對待處理：
①爐溫低，形成灰渣碎，渣層厚，造成的吹風阻力大，應加大爐條排出碎渣，然后提爐溫防止新的碎渣生成，待吹風流量、溫度上來后轉入正常操作。
②爐溫低、爐條機轉速大，導致無渣層，火層嚴重下移，膠質粘炭堵住出風口，造成吹風阻力大，應增加上吹蒸氣量，吹松吹酥膠質粘炭，并使火層上移形成新的火層，然后提高爐溫，恢復正常操作。
③蒸氣小、爐溫高，形成密實性巖漿狀死疤塊，應加大蒸氣，加大條轉速，排出死疤塊， 然后恢復正常操作。
10.生產中如何穩(wěn)定單一渣層：
①原料分級氣化；
依據(jù)現(xiàn)有爐箅及布風情況，原料按一定粒度比，進行分級氣化并合理控制料層高度，達到爐內徑向氣、汽分布均勻合理，氣化速度、成渣速度一致。
②采用專用爐箅；
依據(jù)現(xiàn)有原料粒度大小，粒度范圍，風機風壓，料層控制高度，選擇專用爐箅來達到爐內徑向等速氣化。
③優(yōu)化工藝；
依據(jù)原料粒度范圍，爐箅高度及布風特點，合理控制料層高度及蒸氣壓力流量，從而使爐內徑向氣、汽比吻合，等速氣化。
④氣化劑分布合理；
氣化劑入料層要采取有效措施，使氣化劑低流速大流量，且速度要均勻一致，減少對料層局部的沖擊力及偏流現(xiàn)象出現(xiàn)。
⑤采用先進的控制理念；
先進的控制技術更需要先進的控制理念，依據(jù)造氣爐的固有特點，火層溫度高且又不穩(wěn)定，無法直接監(jiān)控，采用火層溫度與渣層阻力的關聯(lián)，氣化劑與煤氣流道的區(qū)別及熱的傳導、對流、輻射聯(lián)系，利用溫度有高低之差，阻力有大小之分，流量有強弱之別來進行爐況的優(yōu)化控制。通過以上對爐內灰渣作用、性能、成因及不穩(wěn)定因素對生產的影響，灰渣的作用與火層的作用可以相提并論，灰渣的控制及穩(wěn)定應該說是穩(wěn)定爐況的首要條件，應引起企業(yè)的足夠重視。
