究其原因有：
①徑向氣化劑分布不均勻。
②徑向氣、汽分布不吻合，氣化不均勻，成渣速度不一致。
③軸向控制不穩(wěn)定氣化不完全。
1.常壓條件下流體的特性：
1.1 流通截面開孔率大小與流體軸向穿透力與徑向擴散力的關(guān)系。在流體流速一定時，通過流體流通截面開孔率的變化觀察其軸向。
穿透力流速與徑向擴散力流速的變化規(guī)律；當(dāng)流通截面開孔率逐漸增大，其向四周的擴散力逐漸減弱，流速逐漸減少，當(dāng)開孔率為100%時，流體擴散只受分子間的作用力向外擴散，流體呈喇叭口形向前推進(jìn)，其穿透力最強，中心流速幾乎不改變；當(dāng)開孔率逐漸變小，流通截面阻力逐漸增大時，流體軸向穿透力逐漸減小，流速亦逐漸減削，徑向擴散力逐漸增大，流速也逐漸增大，當(dāng)開孔率縮小到零時，軸向就沒有流體通過了，即軸向穿透力為零，流體徑向90。轉(zhuǎn)彎向四周擴散，其擴散力最大，徑向流速最大。從以上實驗現(xiàn)象可得出結(jié)論：流體的穿透力及擴散力受流體流通截面開孔率大小的控制，即阻力大小的控制，流通截面阻力越大，流體穿透力越小，擴散力越大；流體流通截面阻力越小，流體穿透力越強，擴散力越小。
1.2 流體流速變化與穿透力與擴散力的關(guān)系。在流體流通截面開孔率恒定不變時，改變其流速觀察流體，穿透力與擴散力：當(dāng)流體流速逐漸變大時，發(fā)現(xiàn)其軸向穿透力與徑向擴散力增大，流體軸向徑向流速均增大；當(dāng)流體流速逐漸變小時，觀察其軸向穿透力與徑向擴散力都變小，軸向、徑向流體流速都減小，從以上實驗現(xiàn)象 可得出結(jié)論：當(dāng)流體截面開孔率不變時，即阻力不變時，流體的軸向穿透力及徑向擴散力隨流體流速的增大而增大，減小而減小。
1.3 在不同開孔率的流通截面上，流體壓力與流量的變化與流體流通變化量的關(guān)系。同一種流體在同樣的條件下，通過開孔率不同的截面，通過增加流體壓力與流量的變化，來計算流體變化量的關(guān)系，當(dāng)流體壓力與流量增加時，流體通過的體積量（質(zhì)量）都增大，經(jīng)過計算得知其增加量的大小比與流體流通的面積大小比一致；當(dāng)流體壓力與流量減小時，流體通過的體積量（質(zhì)量）均減小，經(jīng)過計算其減小量的大小比與流體流通面積大小比一致；從而得知，流體通過不同面積的流通截面時，通過壓力或流量的變化，通過流體體積量（質(zhì)量）變化量的比等于其流通截面積的比。
2.氣化劑在爐膛內(nèi)徑向分布的均勻性：
常壓固定層間歇式造氣爐，由于氣化劑的徑向擴散力、軸向穿透力較弱，因此要求爐膛截面氣化劑分布要均勻，流速一致，原料各處阻力均勻一致，才能使氣化劑與料層均勻接觸，不偏流。
2.1 氣化劑均布。氣化劑入爐，在爐頂、爐底要有一定的均布空間，并依據(jù)流體的特性，使流體在空間內(nèi)均勻分布后同速流向，阻力相同的原料層。使氣化劑與原料均勻接觸。生產(chǎn)中應(yīng)使用最佳的氣體分布器，現(xiàn)有均布型徑向擴散分布器，它使氣化劑在爐膛空間徑向分布均勻，壓力一致時，軸向流向料層。
2.2 原料阻力一致。依據(jù)原料性質(zhì)，粒度范圍，粒度大小、氣孔率，控制料層厚度，原料錐角、爐型，風(fēng)機風(fēng)壓等參數(shù)，在料層阻力一致情況下，計算出爐箅的高度及錐角，并依據(jù)爐箅高度進(jìn)行分層，使風(fēng)道細(xì)化分散，并增加蠕動性及攪動性，使原料不易結(jié)大塊并增加通透性，始終保持料層阻力均勻一致，另外必須使用性能優(yōu)良的加焦機使原料中心給料中心布料，使原料能自然分布，不偏流，不偏析。
只有氣化劑均勻分布，料層阻力一致時，料層內(nèi)的氣化劑才能分布均勻，不偏流。
3.爐膛內(nèi)徑向氣、汽分布不均現(xiàn)象：
3.1 斑馬線型的氣汽分布不均；
依據(jù)造氣爐的特點，吹風(fēng)、制氣間歇式進(jìn)行吸熱的平衡反應(yīng)，且吹風(fēng)時間占制氣時間的25%左右，按
為了避免此種現(xiàn)象發(fā)生，依據(jù)流體的特性，提高制氣時的出氣阻力，使蒸汽在風(fēng)道出口受出氣阻力的制約；控制其擴散力增大在爐膛徑向的穿透力。當(dāng)制氣出氣阻力提高到空氣出氣阻力的4倍時，出風(fēng)、出汽環(huán)面寬度達(dá)到一致，當(dāng)制氣出氣阻力高于吹風(fēng)出氣阻力4倍時，由于蒸汽出風(fēng)口軸向穿透力遠(yuǎn)大與徑向擴散力，使風(fēng)道出口處蒸汽量減小而造成風(fēng)道出口處溫度升高結(jié)塊，而遠(yuǎn)端溫度低的斑馬線，經(jīng)過長期觀察實踐，計算得出這樣一條規(guī)律：空氣，蒸汽，流量流速比與空氣，蒸汽，爐頂，爐底壓力降比成反比，就可達(dá)到氣汽在爐膛徑向均勻合理分布。另外可減少爐箅爐箅另風(fēng)道間的徑向?qū)挾仁箽饣瘎┓植技?xì)化分散，可避免徑向出現(xiàn)斑馬線。
3.2 內(nèi)外環(huán)面的氣汽分布不均：
由于原料價高，許多廠為了提高原料入爐量，把爐前滑篩篩孔縮小，使入爐原料粒度范圍擴大。為了趕時尚，降低顯熱損失，又把料層高度提高。爐箅沒有改變換用專用爐箅，由上述原因?qū)е铝藸t膛料層阻力內(nèi)外差別很大，爐膛中心阻力大遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邊緣阻力，使氣化劑分布出現(xiàn)了很大差異，爐膛中心阻力大，出風(fēng)道氣體在爐膛徑向穿透力增強，出風(fēng)環(huán)區(qū)延長；邊緣處阻力少，流體穿透力減弱，出風(fēng)環(huán)區(qū)較窄，從整體上看，也就是氣體從中心轉(zhuǎn)向流向邊緣氣體偏流嚴(yán)重，又由于吹風(fēng)流與蒸汽的流速不同，偏流不同步，就是吹風(fēng)偏流速度及偏流流量是蒸汽偏流速度及偏流流量的4倍，依據(jù)吹風(fēng)，制氣時間百分比，爐膛中心蒸汽流量應(yīng)是邊緣蒸汽流量的4倍，這樣就造成了爐膛內(nèi)徑向從中心到邊緣溫度較大的情況，隨著制氣的運行中心返煤邊緣結(jié)塊是在所難免：渣的形狀粉灰、粉渣、小粒渣、小塊渣、大塊渣均會出現(xiàn)，使?fàn)t膛截面，阻力大大增加，吹風(fēng)率降低，負(fù)荷帶不上，返焦高及大塊同時出現(xiàn)，爐況不穩(wěn)，操作困難，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，提高了消耗。
為了改變此種情況，首先適當(dāng)降低炭層高度，減小爐膛內(nèi)外阻力差，減少氣化劑的偏流量，其次增加蒸汽壓力和流量，改變內(nèi)外蒸汽的增加變化量，因爐箅通風(fēng)道從內(nèi)到外面積百分比從2%～29%范圍，增加蒸汽壓力和流量可使內(nèi)外蒸汽增加量差10多倍，通過這兩種方式或其中一種方式來達(dá)到徑向內(nèi)外氣汽分布的一致性。然后再依據(jù)爐溫高低來調(diào)吹風(fēng)時間，使?fàn)t膛徑向氣化量，成渣量一致，成塊率大，塊度均勻，使料通透性強，吹風(fēng)率高，氣化強度高，達(dá)到高負(fù)荷，低消耗的目的。
4.燃燒氣化完全的控制：
通過以上分析爐膛內(nèi)氣化劑不僅要分布均勻一致而且要氣、汽絕分布吻合，才能達(dá)到氣化速度一致。在氣化速度一致時，怎樣才能使氣化完全，降低返焦呢？這就要求給料量與消耗量、成渣量與排渣量達(dá)到平衡，火層溫度、厚度、位置達(dá)到穩(wěn)定，使料層高度，各層次厚度，料層阻力穩(wěn)定。也就是說，如何控制加料時間與爐條轉(zhuǎn)速及火層溫度高低的變化。要控制爐況穩(wěn)定就必須設(shè)置有代表性的參數(shù)并依據(jù)參數(shù)的變化趨勢，進(jìn)行有予見性的調(diào)節(jié)。根據(jù)造氣爐特點：氣固流動化，火層溫度高溫且位置不恒定化（上、下波動），在現(xiàn)有條件下還無法直接測定火層的溫度及位置，只能依據(jù)流體的流動特點及氣、固定流、傳導(dǎo)、輻射特點進(jìn)行綜合分析優(yōu)化調(diào)控。
4.1 測定參數(shù)的位置選擇：
遠(yuǎn)程參數(shù)的采集點設(shè)在上、下行煤氣閥后或氣化劑入口前部，這段管道只通高溫煤氣，能反映出火層溫度的高低變化。
近程參數(shù)的采集點設(shè)在氣化劑入口后與爐體之間，這段管道，是煤氣與氣化劑頻繁交替通過，再加上熱點偶鋼套的導(dǎo)熱系數(shù)小反映遲鈍，使熱電偶反映的溫度為中和溫度，此溫度隨氣化劑及煤氣溫度的變化而變化。但也受灰層厚度及給料量的影響。
直接參數(shù)直接測量爐體，料層溫度及壓力、流量的變化。直接參數(shù)溫度的位置設(shè)置：
依據(jù)料層控制高度，在兩側(cè)灰斗右上方爐體上呈一豎直線干燥層處及灰渣層處各設(shè)一對，直接測量干燥層及灰渣層的溫度變化，在爐頂、爐底設(shè)壓力計，在各氣化劑管道設(shè)流量計，以測量壓力與流量的變化。
4.2 爐況優(yōu)化控制方法：
在炭層高度穩(wěn)定情況下，原料加煤量與消耗量、成渣量與排渣量的代謝平衡要穩(wěn)定才能使料層各層厚度達(dá)到穩(wěn)定，反映在操作上就是給料時間與爐條轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定。依據(jù)干燥層灰渣層的溫度變化為主要參數(shù)，依遠(yuǎn)近程參數(shù)為次要參數(shù)及渣與原料的導(dǎo)熱性來綜合判斷灰渣層及干燥層的厚薄，來調(diào)節(jié)給料時間和爐條轉(zhuǎn)速，并可依據(jù)對側(cè)干燥層的溫差變化及灰渣層溫差的變化判斷火層是否偏斜，給料是否偏斜，排渣是否一致，從而進(jìn)化處理使料量與排渣量穩(wěn)定。
在料層厚度，氣化層位置相對穩(wěn)定的物料平衡條件下，如何依據(jù)原料性質(zhì)來控制氣化層溫度，使造氣爐達(dá)到強化生產(chǎn)既使吸放熱平衡，而又不超過灰熔點結(jié)大塊呢？依遠(yuǎn)近程溫度為主要依據(jù)，干燥層、灰渣層溫度為次要依據(jù)，依吹風(fēng)流量為主要依據(jù)，爐頂、爐底、壓力變化為次要依據(jù)，來進(jìn)行綜合控制，依據(jù)氣化層溫度的傳導(dǎo)、輻射特點，及煤氣、氣化劑與固體原料對流特點可知，遠(yuǎn)程溫度一般要高于近程溫度，當(dāng)近程溫度趨近于遠(yuǎn)程溫度，說明火層溫度過高或火層位置接近近程溫度測量點，使測量點處氣化劑溫度升高。
控制方法：
a、當(dāng)上、下氣道遠(yuǎn)程近程溫度相接近時，說明火層溫度升高，反之說明火層溫度降低。
b、當(dāng)上氣道遠(yuǎn)程近程高溫度相接近時，而下氣道遠(yuǎn)程、近程溫度相疏遠(yuǎn)，說明火層上移，反之說明火層下移。
由于煤種的差別各煤種灰熔點不一致，溫度控制無峰谷之別，而火層溫度的高低對煤的成渣性對渣的粒度大小起著決定性作用，也就是說火層溫度高低決定了渣的粒度，從而也改變了料層的阻力大小。若溫度氣化后煤成粉渣、小粒渣，氣孔率小，通透性弱，料層阻力增大，吹風(fēng)流量降低：若火層溫度過高，超過灰熔點，氣化后的渣結(jié)成大塊，大塊成琉璃狀組織密實，阻力增大；當(dāng)火層溫度適當(dāng)時，氣化后的渣塊度適中，而氣孔率大，阻力小，流量大。因此可通過吹風(fēng)流量來判斷火層溫度高低，另外還可依據(jù)吹風(fēng)時爐頂爐低壓力差來判斷火層溫度高低，在吹風(fēng)過程中，火層溫度是否超過灰熔點，若隨著吹風(fēng)的進(jìn)行，爐頂壓力是逐漸增大的，說明火層溫度正常，若隨著吹風(fēng)的進(jìn)行爐頂壓力逐漸縮小，說明火層溫度已超過灰熔點，阻力逐漸變大，故在高負(fù)荷運行時，通過溫度、流量、壓力的綜合判斷來調(diào)整優(yōu)化，使?fàn)t況長期穩(wěn)定運行。
單一品種煤因性質(zhì)相同，氣化活性相同，氣化速度一致成渣速度一致，火層比較集中，依據(jù)原料煤與渣的導(dǎo)熱特點，干燥層、灰渣層溫度較低。而混雜煤則不一樣，由于煤種不同，性質(zhì)不同，活性不同，氣化速度不一致，有快有慢，火層分散拉長，為了使氣化速度慢的燃料氣化完全，必須增加渣層厚度，由于火層分散拉長，灰渣層干燥層溫度相對較高，而物料平衡，熱量平衡控制方法不變。
由于蒸汽溫度的變化或爐溫的變化，為了調(diào)整蒸汽壓力，改變蒸汽流量來穩(wěn)定爐溫，依據(jù)上吹蒸汽流量占總蒸汽流量的35%～40%，下吹蒸汽流量占入爐總蒸汽量的60%～65%，由于蒸汽壓力的變化使上下吹蒸汽變化量比1：2，造成火層上下移動。故在增加蒸汽壓力時，火層下移，應(yīng)減下吹時間加上吹時間，以使火層位置穩(wěn)定，各溫度相對穩(wěn)定，反之則火層上移，應(yīng)減上吹時間，加上吹時間。
結(jié) 語：
通過對常壓間歇式固定層煤氣爐的工藝特點及氣化劑的流動特性的分析，了解氣化劑在爐膛內(nèi)分布及原料煤氣化均勻而完全工藝、控制特點，在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，要審時度勢，大膽想象，思維創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)的原因，逐一解決，需要說明的是，優(yōu)化工藝與優(yōu)化配置是有區(qū)別的，優(yōu)化工藝只是在原料變化和原有設(shè)備配置的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化爐況，提高煤氣爐的出力率，而設(shè)備優(yōu)化配置是依據(jù)原料性質(zhì)，原料粒度大小，粒度范圍，料層厚度，來合理配置設(shè)備，再進(jìn)行工藝優(yōu)化，其出力率要大的多，實際上現(xiàn)在調(diào)整工藝大多是圍繞現(xiàn)有爐箅進(jìn)行料層厚度及氣、汽配合的調(diào)整，屬優(yōu)化工藝范圍。
