煤气发生炉工艺及设备改造

李萌萌

太原重型机械集团机械企业公司 山西太原 030024

TG3M-I 型煤气发生炉，由太原重型机械企业公司开发，并于1992 年1 月正式生产。在将近二十多年的生产过程中，我们不断规范和完善了设备使用手册和工艺优化措施，基本达到了原始设计的技术经济指标，并积累了许多成功经验。以供业内人士参考。

1 煤气发生炉工艺流程及TG3M-I 型煤气发生炉简介

筛选后的块煤通过皮带输送机输送到工厂的储煤仓。进入炉子的块煤被气化段中的气体加热并干馏。干馏后形成的半焦炭移至气化区并与气化剂反应生成产物气（气化剂由空气和蒸汽组成）。气化段中产生的气体分为两部分。一部分作为下部气体在煤气发生炉下部的出口排出。底部的气体首先进入旋风除尘器以除去灰尘，然后进入冷却塔器。另一部分与干馏气体合并，并从煤气发生炉顶部的出口排出，该气体为上部气体。顶部的气体从熔炉中出来后，第一级电焦油捕集器会前进以除去焦油，然后进入空气冷却器将其冷却。来自上部和下部的气体在间接冷却器中混合，一起进入2 型电过滤器，然后再次净化，然后进入增压器。加压脱硫后，将其发送给用户使用[1]。

TG3M-I 型煤气发生器基于W-G 型炉，是根据加压气化炉的某些特性开发的。主要设计尺寸如下：外部尺寸（最大）为4666＊4985＊13183mm，垂直管直径为1200mm，水套的蒸发面积为32m2，炉的盲孔直径为3000mm，炉的高度为2800mm，炉的速度为0.126～1.26r／h，大烟灰盒的高度为200mm，小烟灰盒的高度为1280mm。

2 存在的问题

2.1 上部煤气管道堵塞

设备运行两个月后，上部气体管道接连被堵塞，因此无法将干馏蒸馏气体从上部气体管道中引出。干馏气体中的焦油无法通过电焦油捕集器去除和回收。相反，它是通过下部出气口创建的。它进入底部气体的冷却塔，使焦油进入热循环水，并且定期停止设备清洁上部管道[2]。

2.2 下部出口处的砖和横隔墙塌陷

设备运行五个月后，下部出口壁砖瓦解，横向隔墙瓦解，导致炉内严重的气体分离、炉况恶化、煤气炉的生产能力下降。

2.3 初级电动过滤器的油封被堵塞

在操作煤气发生炉8 个月后，切断了主电动过滤器上的油封。结果，从电过滤器去除的焦油没有及时排出并积聚在内部，并且如果积聚的油位超过管道入口，则管道被切断。

3 原因分析

3.1 上部燃气管道堵塞的主要原因

原块煤具有较低的机械强度，较低的热稳定性和较高的粉煤含量。天然气生产商投产后，我们公司正在使用便宜的昌吉木磊块煤。这种类型的煤主要出现在机械强度低，热稳定性和热膨胀系数高的产品中。在气化过程中，由于热爆炸而产生大量的煤粉，进入炉体时携带的煤粉和煤块被气体吹向上部煤气管，并与上部煤气的焦油混合以沉积并阻塞煤气管。

3.2 交叉隔墙和墙砖倒塌的主要原因

在生产过程中使用了大量具有高热膨胀系数的块煤。在煤气炉的正常气化过程中，块煤被加热并膨胀，形成使炉体壁砖沿炉体直径方向整体膨胀的力。结果，每个砖体的带扣彼此分离，并且失去了将砖体保持在一起的能力。整个墙砖和跨墙砖在整个过程中都变得相对疏松[3]。

3.3 炉内起火和结渣的主要原因

一种是选择不合理的，因为煤装载系统的粉末口径规格选择不合理，导致块煤失败。煤炉的原煤装载系统的设计筛孔L 的直径为10mm，而进入煤气炉的块煤的粒径应为25-50mm。其次，进入炉中的块煤的机械强度和热稳定性差。由于块煤的机械强度差，在转移到仓库并落入炉子的过程中，块煤产生了一部分小块煤。由于块煤的热稳定性差，因此加热时，块煤爆炸成小的块煤。两者产生的块煤很小，会使炉料层的透气性变差，汽化器分布不均匀。炉内的空气分布紊乱，下部出口附近的气流没有被阻塞，使用了捷径。具有良好通风和低气流阻力的区域具有特别高的气化强度，并且局部热运行现象很严重，从而导致该区域的炉渣结渣和炉壁膨胀。

4 改进措施

4.1 上煤系统改造

将装煤系统的原始筛选规格从10mm 调整到20mm。调整后，炉内团聚煤粒度的下限为24mm，这大大降低了团聚煤的数量，使其低于该极限。并经过对比分析，对各类煤的理化指标进行了分析。特别是，在强调强度指标后，最终确定用于生产的煤为散打弱粘结性煤，以满足煤气发生炉的需求。在生产实践中，我们探索并找到上部煤气管道中的煤粉沉降点。并定期清洁。一种是将蝶形阀从上部管道出口移至炉子出口。第二种是在主电动过滤器的出口管上安装一个硬密封蝶阀和一个盲阀，以确保在炉出口和出口蝶阀之间没有煤粉的沉降点。上部管道和电气过滤器可以与系统分开进行清洁和疏通。第三是将电动滤清器原来的内部排放油封改为外部排放。外部油封可轻松拆卸和清洁[4]。

4.2 更改机架连接模式

改造前，齿条头与风扇板之间的连接通过4 条载线连接，接头全部位于花齿条头的中心线，齿条与风扇板逐段焊接，在运行过程中积聚灰尘。为了增加负载，它经常会穿过齿，并且负载线经常会断裂，并且总是会发生机架掉落且每月不工作的事故。此外，这里的位置狭窄，因此当维修人员进入烟灰盒时，必须首先加热烟灰盒，其次，必须防止可能引起火灾或爆炸危险的压力波动和气体回流。变形后，应在花框开始时避免6 个扇形板本身的接缝。 l2 个齿条（132 个齿）之间的接头避开了扇形板的接头。其次，增加了扇形连接板。再次，将扇形板和机架完全焊接在一起，最后添加弧形护板。

4.3 供给管改造

将排放管从θ 273 更改为θ 325，以便在雨季煤能平稳流动。

可以将承插式膨胀法兰（耐石棉绳）更换为小鼓形的伸缩缝，以满足生产要求并减少承插法兰的泄漏。

5 结语

将块煤改为弱粘结性块煤后，改变了煤炉中块煤的粒径，煤气炉的条件迅速改善，炉中的结渣现象消失了。上部燃气管道中的煤粉沉积量显著减少。电过滤器具有明显的焦油回收效果。