前言：
煤的質(zhì)量是由組成它的成份決定，一般地煤由水份、揮發(fā)份、灰份、固定c四項基本成份組成，煤是原生植物，經(jīng)氧和蒸汽的作用發(fā)生腐植化，而后由于地殼的變動，覆蓋在地下，由于受地壓、地?zé)峒氨旧淼姆纸鉄徇M行干餾脫水、放出揮發(fā)份而后成煤。
在此過程中，不同階段由于其組成成份的變化，其性質(zhì)差別較大，如氣孔率、冷熱強度、灰熔點、比重、粘結(jié)性、發(fā)熱量、成渣性、化學(xué)活性等，對于固定層煤氣爐來說我們主要考慮的是灰熔點、冷熱強度、化學(xué)活性、發(fā)熱量，可是對于如此基本要求，現(xiàn)如今都很難達(dá)到。大多數(shù)企業(yè)根本就沒有選擇煤的權(quán)力，甚至達(dá)到能有煤燒就不錯了，總是進行著東拼西湊，來啥燒啥，煤種不能穩(wěn)定，煤質(zhì)也不能保證，使?fàn)t況不穩(wěn)定給生產(chǎn)、操作帶來嚴(yán)重威脅，造成仃機減量有時甚至仃一個系統(tǒng)。廠領(lǐng)導(dǎo)急，車間領(lǐng)導(dǎo)更急，不分白天黑夜的守在現(xiàn)場，也找不到合適的辦法。對于此我們進行了研究分析找出對策。
一、對爐況造成影響的因素
1、熱穩(wěn)定性
由于煤的產(chǎn)地及來源渠道不同煤的冷熱穩(wěn)定性不同，熱穩(wěn)定差的煤有的在上行溫度達(dá)到200攝氏度入爐就開始粉化，對爐況造成嚴(yán)重影響，為了統(tǒng)一工藝，盡量降低出料層煙氣、煤氣溫度降低對熱穩(wěn)定性差的原料入爐的相對溫差防止煤的爆裂。
2、化學(xué)活性
由于原料煤種雜而多，成份、性質(zhì)。差別較大，原料配煤時盡量選擇化學(xué)活性相近的煤進行配合，使氣化速度趨向一致，防止氣化速度快慢不一致，影響成渣，使氣化速度慢的原料氣化不完全而形成返焦。
3、影響料層阻力變化的因素
原料煤由于其組成成份灰份、揮發(fā)份、水分、固定C差別很大，造成其氣孔率差別也較大，由于其粒度范圍，粒度大小的不同其空隙率差別也較大，影響其料層阻力變化的因素有：
①灰分含量增多，氣孔率減少料層阻力增大；
②冷熱強度差的原料煤爆裂、變粉，粒間空隙減少料層阻力增大；
③雨雪天氣煤濕含粉量大，入爐后經(jīng)蒸汽、煤氣、煙氣及熱炭層傳熱干燥，粉煤脫離、填充塊間空隙，使空隙率減小，料層阻力增大；
④灰渣變碎增厚空隙率減少，阻力增大；
為了穩(wěn)定料層阻力，應(yīng)依據(jù)上述情況進行料層厚度及火層溫度的調(diào)整。
4、各種原料煤的燃燒情況
對于灰份含量高的原料，由于燃燒的有效成份C被灰份包裹，使C與化劑接觸的面積減少，使反應(yīng)速度減慢，在氣化劑量一定的情況下，延長了反應(yīng)時間，增加了反應(yīng)的距離，使火層增厚拉長，溫度降低，而且成渣量較多，又因為C是黑體吸熱快而灰份導(dǎo)熱系數(shù)小，在料層中從上到下由于物理和化學(xué)的變化使各層次含C量及含灰份的比例發(fā)生變化，至使料層各層次輻射、傳導(dǎo)溫度梯度變大，料層上、下兩面溫度較低，而氣化后的煙氣、煤氣，因各層次導(dǎo)熱系數(shù)小而對流傳熱少，而使出爐煙氣、煤氣溫度升高，這就導(dǎo)致了上下行溫度升高的趨勢，這樣就造成原料煤灰份含量高時，上下行溫度升高；反之灰份含量降低時，上下行溫度降低
5、爐溫度變低時不同原料的操作方法
在以前燒優(yōu)質(zhì)原料時，灰份低、含C量高、原料粒度均勻，料層阻力小，在爐溫度低時通常的操作方法是，減爐條增加灰層厚度或加下吹時間來提高熱量進行提溫，在這種條件下由于灰份含量少，含C 量多、料層阻力小，入爐風(fēng)量大，氣化反應(yīng)速度快，成渣量少，溫度上升快，而渣的阻力變化很少，甚至火層溫度提升后很快形成渣塊，增加了渣間空隙率，使渣層阻力變小，促使風(fēng)量增加，使氣化強度升高。而采用灰份含量高的原料時則大不一樣。爐溫度低時若采用上述方法反而適得其反，因為灰份含量大，料層阻力大，吹風(fēng)量少，在減爐條時，吹風(fēng)時與C反應(yīng)放出的熱量少，而形成的渣多，在爐溫沒有提高時，渣層已變厚，料層阻力增大，更阻礙了吹風(fēng)流量，反而使料層溫度下降，因此最終導(dǎo)致送不進風(fēng)現(xiàn)象。對灰份含量高的原料只能用降料層厚度或提高負(fù)荷的方法來提溫。再之，對于灰份含量較少的原料，由于操作工的操作習(xí)慣及操作水平的差異，由于某種原因爐溫降低成渣量減少，而爐條沒有及時減少下來會造成無渣層運行造成溜炭垮炭，上灰倉通紅（溫度高于900℃時鋼板即發(fā)紅），嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備，造成爐底漏點增多。因此操作中要依據(jù)原料情況進行爐溫和爐條的合理控制， 以達(dá)到爐況穩(wěn)定。
二、適宜調(diào)整，綜合處理
上下行溫度的虛擬性和上灰倉溫度的真實性，是控制渣層厚度的保障，是穩(wěn)定優(yōu)化爐況的生命線。
料層軸向溫度梯度的變化及煙氣、煤氣出爐溫度的關(guān)系
（a）料層各層次因物理化學(xué)變化使含C量、灰份含量發(fā)生變化，從干燥層頂至渣層底，含C量依次減少，灰份含量依次增加至渣層底時全部變?yōu)榛曳�，由于C是黑體，吸收熱量，灰分是熱的不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)很小，導(dǎo)致料層從上到下導(dǎo)熱系數(shù)依次減少，溫度梯度依次增大，在吹風(fēng)反應(yīng)過程中，C與空氣在氧化層發(fā)生強烈的化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱，一部分隨生成物煙氣向上與熱炭層發(fā)生對流量后逸出，在對流時降溫的多少與原料中各層次的溫度導(dǎo)熱系數(shù)及煙氣流速有關(guān)，溫度低、導(dǎo)熱系數(shù)大、流速慢原料吸熱多，出爐煙氣溫度低，反之出爐煙氣溫度高。另一部分則存在于料層中，火層向上、向下對料層進行輻射、傳導(dǎo)，其輻射傳導(dǎo)的溫度梯度與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，導(dǎo)熱系數(shù)大則料層底上兩面溫度高，反之，料層底上兩面溫度低。在制氣過程中主要與氣化劑的對流吸熱和煤氣的對流放熱有關(guān)，氣化劑溫度低吸熱多，反之吸熱少。而煤氣的放熱則與渣和原料的溫度、導(dǎo)熱系數(shù)和煤氣流速有關(guān)，原料溫度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、流速快，則出爐煤氣溫度高，反之，則煤氣出爐溫度低。這就是原料因含灰份量多與少，上、下行溫度與料層底上兩面溫度相差別的原因�？傊匣曳莺可�，煙氣、煤氣流速快，上下行溫度升高，料層底上兩面溫度降低；原料灰份含量降低，煙氣、煤氣流速慢，則上、下行溫度降低，料層底上兩面溫度升高。
（b）火層徑向溫差的調(diào)整
（1）料層高度的調(diào)整
在料層堆積角和爐箅錐角一定，原料粒度范圍發(fā)生變化，由于內(nèi)外徑向空隙率的差別，使?fàn)t膛徑向阻力發(fā)生變化，由于空氣、蒸汽壓力流量的比例不同，一般為4:1，在料層中移動時受原料的折射和反射程度不同而發(fā)生偏流量不同，在總流量一致時，會發(fā)生蒸汽、空氣流量的兩極分化而形成徑向溫度差較大，而使氣化強度減少和爐況惡化。由此，必須依徑向阻力的差別和在降低或升高相同高度的料層，粒度小的阻力變化大，粒度大的阻力變化小來調(diào)整料層徑向阻力差別，使徑向阻力趨于一致從而使徑向溫差縮小。一般地原料粒度范圍增大，應(yīng)降低炭層使?fàn)t膛料層徑向阻力差別減�。环粗畡t升高炭層。
（2）氣、汽流量的調(diào)整
在料層堆積角與爐箅錐角一定時，由于原料控制高度已定，在原料粒度范圍變化時，料層徑向阻力發(fā)生變化，為了使空氣、蒸汽不發(fā)生兩極分化，盡量使兩流量差縮小，使它們在料層中偏流量減小而趨于吻合。一般地徑向阻力差增大，都應(yīng)使空氣、蒸流量比減小來達(dá)到徑向溫度差減小，而在徑向阻力一致時則可使它們的流量按任意此分配從而實現(xiàn)“強風(fēng)短吹”。
（3）爐箅外形與布料方式、流體形態(tài)的吻合。
爐箅外形一般要與原料形成堆的外形、堆積角及流體流動的形態(tài)即拋物線型相一致，這樣有利于徑向阻力和吹風(fēng)強度的核算。
（4）原料粒徑范圍調(diào)整
在爐箅高度和料層高度一致時，由于原料粒徑范圍的不同，而使徑向阻力發(fā)生改變，為了使徑向阻力趨于一致必須改變其粒徑范圍，如燒型煤時，由于邊風(fēng)或中風(fēng)的變化量增大，可進行摻燒粒度不同的塊煤。來使空氣、蒸汽的總流量的偏流量一致而吻合。
（5）火層位置的控制
由于原料的多變造成爐膛徑向阻力的差異，料層對氣化劑的重新分布能力增強，并且越向上偏流差越大，流體越集中，因此在工藝調(diào)整中，盡量使火層靠近料層底部，盡量使火層接受未偏流的爐箅布風(fēng)，從而達(dá)到徑向溫度差的減小。
通過以上敘述可知，上、下行管道中的煙氣、煤氣溫度是體現(xiàn)整體徑向溫度，而體現(xiàn)不到局部溫度。在同一溫度體現(xiàn)的料層溫度是不一定相同的。因此存在一定的虛擬性，而上灰倉溫度是直接與灰渣相接觸，它體現(xiàn)的是高溫輻射和直接傳導(dǎo)溫度，故它測的溫度更具有實際的真實參考價值。
三、具體應(yīng)用
通過以上對原料成份、性質(zhì)、粒度范圍、流體特征及熱的傳導(dǎo)、輻射、對流，對爐況的相互作用，進行取長補短，綜合運用取其共性來優(yōu)化爐況。并依據(jù)不同原料對爐況產(chǎn)生的變化趨勢要有予見性并及時進行調(diào)整，以達(dá)到煤變氣量不變的效果。
（a）使火層位置控制在底部，這樣做的目的
（1）空氣燃燒反應(yīng)生成的煙氣可達(dá)1800~2000℃，依據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程計算，在壓力一致時，煙氣體積是空氣體積的6倍之多，對氧化層以上料層產(chǎn)生沖擊，料層薄時有可能造成吹翻，在厚料層時，由于煙氣與原料對流傳熱降溫而使煙氣體積縮小流速減慢，對料層沖擊越來越小而使料層穩(wěn)定。
（2）使火層上部料層充分吸收吹風(fēng)煙氣、上吹煤氣的攜帶熱量，把熱量蓄熱在料層中而對料層進行充分而緩慢的進行干餾、干燥。
（3）出料層煙溫、煤氣溫度降低減少了它們對入爐原料的溫差，從而減少了煤的內(nèi)外膨脹差，不致于使熱穩(wěn)定性差的煤爆裂，降低料層阻力、減少帶出物。
（4）由于渣層的減薄，使?fàn)t箅對渣的蠕動、攪動性增強而及時，不致于形成大疤塊且成渣粒度均勻。
（5）使空氣、蒸汽徑向偏流量減少而更趨于吻合，減少火層徑向溫差，使原料氣化均勻。
（6）提高了渣層上部料層的阻力，使料層重分布?xì)怏w的能力增強，即使有局部結(jié)大塊影響氣化劑的分布也不致于吹翻，增強了爐況的穩(wěn)定性。
（b）達(dá)到兩穩(wěn)定，兩平衡。
（1）兩穩(wěn)定：就是要穩(wěn)定火層位置及溫度，由于原料雜而粒度范圍差別大，要依據(jù)各環(huán)區(qū)的空隙率、爐箅側(cè)面開孔系數(shù)、流體的性質(zhì)對蒸汽總流量的變化量進行適時調(diào)整而使上、下吹總蒸汽流量變化量一致，而使火層位置一定。即上吹蒸流量與上吹階段時間的乘積和下吹蒸氣流量與下吹階段時間的乘積差值恒定，并且使吹風(fēng)放熱量與制氣吸熱量相吻合來使火層溫度穩(wěn)定。
（2）兩平衡即原料給料量與消耗量的平衡和消耗原料產(chǎn)出的渣與排出的渣的平衡，在操作中經(jīng)常保持熱炭層和渣層的代謝平衡，從而使料層各層次相對穩(wěn)定。在操作上，依上行溫度來穩(wěn)定給料量，因給料量增多或減少會對煙氣、煤氣的吸收熱量程度不一樣，而造成上行溫度降低或升高。依灰盤溫度為標(biāo)準(zhǔn)，以下行溫度為參考來控制渣層厚度，由于灰渣溫度梯度的增大，一般控制上灰倉溫度在150—300攝氏度，穩(wěn)在200攝氏度，兩者溫度同時上升或下降說明火層溫度升高或降低；若兩者溫度穩(wěn)定說明火層、渣層溫度、厚度穩(wěn)定；若兩者溫度變化交叉進行，如上灰倉溫度下降并呈一直線，下行溫度上升，說明火層上移而升溫，渣層增厚，爐條過��；如上灰倉溫度上升并出現(xiàn)波浪線，下行溫度下降，說明火層下移而降溫，渣層減薄，爐條過大。
但需要說明的是：有一定的渣層，并保持上灰倉溫度穩(wěn)定且成一條直線，并不是說放灰就好了，爐況就良好運行，這還要看上、下吹蒸汽和時間對火層控制的位置或火層溫度的高低，因為空氣與煤反應(yīng)溫度要≥550℃，蒸汽與煤反應(yīng)溫度要≥800℃，火層上移，未燃燼的炭在低于氣化溫度時，受氣化劑冷卻而變?yōu)樵斐煞到垢�，這時，上灰倉溫度過低，渣層過厚；若火層過于下移而使排灰速度減少，造成成灰量減少，原料煤燃燒完全而形成高溫渣，這時上灰倉溫度較高。故為了保證渣的質(zhì)量上灰倉溫度一般控制在200攝氏度左右。
結(jié)語：經(jīng)過對原料的性質(zhì)、粒度大小、粒度范圍的綜合分析，并依據(jù)它們的變化特點來進行物理、化學(xué)的各領(lǐng)域知識的綜合運行，并提高工藝員和操作工的業(yè)務(wù)技術(shù)水平，燒好劣質(zhì)原料，同燒優(yōu)質(zhì)原料，對氣化強度的影響并不大，關(guān)鍵是思想上轉(zhuǎn)變和技術(shù)上的攻關(guān)。在此與同行進行交流探討。
