在煤氣發(fā)生爐中,高溫爐氣從燃燒器或燃燒室出口流出。金屬經(jīng)長(cháng)爐加熱后,從排煙口排出。對于兩段煤氣發(fā)生爐而言,爐內氣體通過(guò)自身的壓頭和煙囪吸力流動(dòng),基本上是自然流動(dòng)。由于壓頭的作用,熱氣傾向于漂浮在爐子的上部,并靠近爐頂流動(dòng),而較冷的氣體則傾向于在下部金屬表面流動(dòng)。
為了加強金屬的加熱,必須保證爐氣充滿(mǎn)爐膛。因此,要有足夠的熱負荷和適當的爐高。爐尾煙氣出口應設置在爐底以下,使爐氣能流入靠近金屬表面的煙道。通過(guò)適當的煙囪抽力,加熱后的低溫爐氣能及時(shí)排出爐外,使新的高溫爐氣充滿(mǎn)爐內,加速傳熱過(guò)程。但是,如果煙囪抽力過(guò)大或過(guò)小,都會(huì )導致氣流不正常。如果煙囪抽氣力過(guò)大,爐膛處于負壓狀態(tài),冷空氣通過(guò)爐門(mén)或縫隙被嚴重吸入爐膛,會(huì )降低爐氣溫度或使冷氣體覆蓋金屬表面,不利于加熱;反之亦然,如果煙囪抽氣力過(guò)小,兩段煤氣發(fā)生爐內正壓過(guò)大,爐氣嚴重排出,造成爐內熱損失大。
因此,為了滿(mǎn)足爐膛熱負荷變化的需要,應在煙道內設置閘門(mén),控制零壓面位置。對于使用煤氣燒嘴和油燒嘴的兩段煤氣發(fā)生爐,爐內氣體運動(dòng)的原因不僅是壓頭本身和煙囪泵抽力的作用,還與燒嘴的噴射效應有關(guān)。氣體從燒嘴噴出,在一定方向形成一股氣流,并在氣流周?chē)鹣鄬徛幕亓??;鹧媸菤饬鞯闹黧w,溫度較高,回流濕度較低。
回流的大小取決于燒嘴的角度、高度和外形尺寸。流股上部回流對兩段煤氣發(fā)生爐頂部有一定的保護作用。如果回流太大,傳熱就會(huì )發(fā)生變化;如果回流太小,火焰可能會(huì )使金屬過(guò)熱。在流動(dòng)過(guò)程中,流股速度逐漸降低,靜壓升高,壓頭開(kāi)始發(fā)揮較大作用,在流股后半部出現爐氣上浮現象。因此,要有合理的爐型曲線(xiàn),以保證爐氣的正常流動(dòng)。
煤氣發(fā)生爐煤氣熱值低的原因:
1、排灰不均勻和排灰不暢導致煤氣熱值低
該爐的灰渣先由均勻分布于爐裙圓周上的尺寸完全相同的6把小灰刀排到灰盤(pán),再由灰盤(pán)內的大灰刀排出爐。但由于大灰刀前灰渣堆積造成各小灰排灰阻力不同,就使爐內灰渣不能沿煤氣爐圓周均勻地排出。爐裙下邊沿與灰盤(pán)底面的間隙僅為285m,超過(guò)這個(gè)尺寸的灰渣就不能排出,造成排灰不暢。由于排灰不均勻和排灰不暢使爐內的層次紊亂,氣化不均勻,煤氣發(fā)熱值降低。
2、爐墻掛渣導致煤氣熱值低
煤氣發(fā)生爐爐體為半水套結構,下部是水套,上部是耐火磚。當火層上升到與爐體的耐火磚接觸時(shí),大量的熱量在這里集聚,使該處溫度升高到超過(guò)煤的灰熔點(diǎn)溫度,從而在爐墻形成掛渣,爐墻掛渣限制了料層的提高,而低料層使氣化反應的時(shí)間不夠,反應不充分,從而影響了煤氣發(fā)熱值。
3、飽和溫度偏高導致煤氣熱值低
燃料層的溫度主要是通過(guò)控制入爐蒸汽氣量來(lái)調節。飽和溫度過(guò)高,加入爐體內的蒸汽量大,蒸汽分解吸熱就多,燃料層的溫度就會(huì )降低,煤氣發(fā)熱值就低,反之,飽和溫度過(guò)低,燃料層的溫度就會(huì )升高到超過(guò)煤的熔點(diǎn)溫度,造成結渣,使煤氣發(fā)生爐爐內狀況惡化,煤氣發(fā)熱值也會(huì )降低,且爐工的操作難度加大。故爐工往往采取保守的方法,把飽和溫度定的偏高。
4、煤氣出口溫度高導致煤氣熱值低
煤氣出口溫度的高低對煤氣發(fā)熱值的影響也是很大的。
煤氣發(fā)生爐爐出溫度高,焦氣的物理熱損失就大,用于二氧化碳還原和蒸汽分解的熱量就會(huì )相應的減少,煤氣發(fā)熱值就會(huì )因此下降。