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(kuò)散力的關(guān)系。在流體流速一定時(shí)，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(kuò)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(kuò)散力逐漸減弱，流速逐漸減少，當(dāng)開孔率為100%時(shí)，流體擴(kuò)散只受分子間的作用力向外擴(kuò)散，流體呈喇叭口形向前推進(jìn)，其穿透力最強(qiáng)，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(shí)，流體軸向穿透力逐漸減小，流速亦逐漸減削，徑向擴(kuò)散力逐漸增大，流速也逐漸增大，當(dāng)開孔率縮小到零時(shí)，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(kuò)散，其擴(kuò)散力最大，徑向流速最大。從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出結(jié)論：流體的穿透力及擴(kuò)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(kuò)散力越大；流體流通截面阻力越小，流體穿透力越強(qiáng)，擴(kuò)散力越小。
1.2 流體流速變化與穿透力與擴(kuò)散力的關(guān)系。在流體流通截面開孔率恒定不變時(shí)，改變其流速觀察流體，穿透力與擴(kuò)散力：當(dāng)流體流速逐漸變大時(shí)，發(fā)現(xiàn)其軸向穿透力與徑向擴(kuò)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(shí)，觀察其軸向穿透力與徑向擴(kuò)散力都變小，軸向、徑向流體流速都減小，從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 可得出結(jié)論：當(dāng)流體截面開孔率不變時(shí)，即阻力不變時(shí)，流體的軸向穿透力及徑向擴(kuò)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(jì)算流體變化量的關(guān)系，當(dāng)流體壓力與流量增加時(shí)，流體通過的體積量（質(zhì)量）都增大，經(jīng)過計(jì)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(shí)，流體通過的體積量（質(zhì)量）均減小，經(jīng)過計(jì)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(shí)，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(kuò)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(kuò)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(shí)，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(jī)風(fēng)壓等參數(shù)，在料層阻力一致情況下，計(jì)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(dòng)性及攪動(dòng)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(jī)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(shí)，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(diǎn)，吹風(fēng)、制氣間歇式進(jìn)行吸熱的平衡反應(yīng)，且吹風(fēng)時(shí)間占制氣時(shí)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(shí)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(kuò)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(shí)，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(shí)，由于蒸汽出風(fēng)口軸向穿透力遠(yuǎn)大與徑向擴(kuò)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(shí)踐，計(jì)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(jià)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(kuò)大。為了趕時(shí)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(qiáng)，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(shí)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(yùn)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(huì)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(shí)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(shí)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(qiáng)，吹風(fēng)率高，氣化強(qiáng)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?dú)�、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(shí)，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(shí)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(diǎn)：氣固流動(dòng)化，火層溫度高溫且位置不恒定化（上、下波動(dòng)），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(dòng)特點(diǎn)及氣、固定流、傳導(dǎo)、輻射特點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(duì)，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(jì)，在各氣化劑管道設(shè)流量計(jì)，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(shí)間與爐條轉(zhuǎn)速的相對(duì)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(shí)間和爐條轉(zhuǎn)速，并可依據(jù)對(duì)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(duì)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(qiáng)化生產(chǎn)既使吸放熱平衡，而又不超過灰熔點(diǎn)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(diǎn)，及煤氣、氣化劑與固體原料對(duì)流特點(diǎn)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(diǎn)，使測量點(diǎn)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(shí)，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(shí)，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(diǎn)不一致，溫度控制無峰谷之別，而火層溫度的高低對(duì)煤的成渣性對(duì)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(diǎn)，氣化后的渣結(jié)成大塊，大塊成琉璃狀組織密實(shí)，阻力增大；當(dāng)火層溫度適當(dāng)時(shí)，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(shí)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(diǎn)，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(diǎn)，阻力逐漸變大，故在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(yùn)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(diǎn)，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(duì)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(dòng)。故在增加蒸汽壓力時(shí)，火層下移，應(yīng)減下吹時(shí)間加上吹時(shí)間，以使火層位置穩(wěn)定，各溫度相對(duì)穩(wěn)定，反之則火層上移，應(yīng)減上吹時(shí)間，加上吹時(shí)間。
結(jié) 語：
通過對(duì)常壓間歇式固定層煤氣爐的工藝特點(diǎn)及氣化劑的流動(dòng)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(diǎn)，在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，要審時(shí)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(shí)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。
