浅谈南方煤对造气灰渣的影响

浅谈南方煤对造气灰渣的影响

造气灰渣是判断造气炉况好坏的一个重要依据，也是工艺调节中的重要参考，是操作中稳定炉况的重要信息。除了工艺调节及操作方法等主观可控性因素对灰渣成分有影响外，原料煤的质量包括固定碳、挥发份、水份、灰分、灰熔点、硫含量等成分亦是直接影响到煤棒质量，从而使这些客观的煤质因素给造气炉况带来了不同程度的变化，印记在这个貌似“炉况晴雨表”的灰渣情况上。特别是南方煤灰分高、硫含量高、灰熔点偏低的特点，近期生产中出现煤棒灰分偏高（最高达到27.5％），给生产稳定性带来更高难度的挑战，我想结合在实际生产中灰渣情况来谈谈南方煤固定碳、灰分及灰熔点对造气灰渣的影响，以便探讨及时调整工艺及操作方法。

近期出现的煤棒质量中固定碳成分在61％～63％之间，虽然有所下降，但是还是满足集团南方煤≥55%的工艺指标，所谓固定碳就是固体燃料出去水分、灰分、挥发份、硫分之外，剩余的可燃物质，是燃料中唯一有效物质，据资料中理论计算，固定碳每下降1％，消耗至少增加24kg；当固定碳下降时，其它灰分等就会增多，灰渣从量上看是增加的，随着固定碳的下降，气化层温度下降，发气量降低，影响半水煤气质量。如果没有及时调节蒸汽、吹风等工艺条件，可能使下灰返焦较多，甚至出现煤棒等不良灰渣情况。

灰分由原来的24％左右，上涨到25％～26％之间，甚至出现过几次27％左右的，灰分的上涨对炉况的影响也特别大，不仅是供气紧张，而且造气灰渣多，举个简单例子，比如说ф3300炉子，原来4台炉子才装满灰渣车，现在2台炉子就满了，说明由于煤质的变化，造成灰渣增多1～2倍。如果操作工在实际操作中没有转变观念精心操作，不能及时下灰，势必会造成炉况恶化。灰分的组成随来源不同而异，一般由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化

灰分含量过高，减少了固定碳百分含量，使煤的发热值降低，致燃烧或气化过程中妨碍气化剂与碳的接触，影响气化剂的扩散，也降低了燃料的化学活性，灰分含量过高时，不仅使气化条件复杂化，而且加重了排灰机构的负荷，使设备磨损加剧，同时增加了停炉下灰时间。相应的降低了炉子的开车率。在南方煤中对于灰分≤25%。所以要求ф3300下灰次数在原来3次的基础上，尽可能多下一次灰；ф2610至少下4次灰；特别是碳层上涨较快的，灰渣带有煤棒而上行温度异常的，及时点火查看炉面情况。

此外，煤的灰熔点就是影响炉内工况好坏和温度高低的主要因素之一，在气化炉内煤中所含的灰分，达到一定温度时，就会出现变形，软化和熔融状态，当固体灰分变为液态时所达到的温度就叫做灰熔点。灰熔点太低，气化层温度不能太高，否则会造成炉内结大块，致使床层阻力不均，严重时会造成气化炉不能正常生产下去，因此，煤的灰熔点越高越有利于提高气化效率，有利于高产低耗，比如股份公司煤炭灰熔点一般在1450℃以上。但南方煤灰熔点较低，如果煤中含有一定量得煤矸石，往往容易出现炉内结疤情况，下灰出现大疤块或者无灰、灰少等异常情况。

由于以上三种南方煤质成分上的变化，在生产中出现的灰渣有以下几种情况：一是灰渣的数量较多，其根据煤棒固定碳高低，熔点的高低，灰份含量的高低来决定。一般来说煤棒制气下灰次数，每班4次为宜，如果劣质煤煤棒每小时1次，φ3300型炉子每班用25吨煤

棒，灰渣可排出量约7-9吨左右。如火层上移，炉条转速过大排灰量还可增大。南方劣质煤煤棒制气大容量灰斗每班可下4-5次，每次灰量约在800-900公斤左右。两侧灰斗保持平衡，不偏斗，适为正常，炉条机运行要保持正常转速，不能时快时慢，更不能中间开开停停。炭层高就加大炉条，炭层低就停炉条，采取延开时间，也要保证炭层的稳定性。二是渣中细粉夹生炭，灰分高容易形成细灰，造气操作最怕的是太平炉，产气量小，消耗高。细灰夹生炭表面无大碍，实际表明炉温不高，蒸汽用量稍微偏大。如果是单炉如此，可加吹风1～2 s。气化层温度不高，蒸汽流经高温炭层时，小部分炭由于温度达不到气化点，因炉条机转动随渣而出，在这过程中部分被炉底进入的空气氧化，形成细灰，最终形成细灰夹生炭的渣。这种情形可调也可不调，因为随着外界条件（风量、风压、蒸汽流量）的变化，炉况可能好转，渣况也可能步入正常，我认为最好的办法是加风。三是生成疤块多，近期出现的18#、19#、23#、3#炉等熄火打疤块，下灰的情况是灰少或者无灰，碳层高度逐渐上涨，同时操作工没有及时汇报、联系处理炉况，造成加焦机都加不进煤，最后只能熄火打疤。形成疤块的原因一方面是蒸汽用量少，另一方面是炉温高，此外就是煤的灰熔点低、煤矸石含量高。蒸汽加入不匹配，反应放出热大于吸收热，局部温度居高不下，是形成大疤块的重要原因。煤矸石灰熔点低，碰上高温炭层，首先到达灰熔点，把还未反应或部分反应的炭紧紧裹住，形成大块，如果炉温持续偏高，炉条机转速又跟不上，大渣块未及时排出，时间长了疤块越长越大，形成硬疤块处理起来就难了。颗粒煤由于块小，结大块需要的时间更长，所以容易形成挂炉，一般在炉条机够不到的死角形成。这种现象就是人称“过火型”的炉况。此时首要的任务是减吹风，加大上吹蒸汽用量，视情况上吹手轮开1～2圈，加快炉条机转速，防止挂炉继续增长。只要炉况合理，不再出现新的挂炉，久而久之，随着炉条机的转动，挂炉会逐渐消失。所以说挂炉只要不大，就不必畏惧，操作合理可克服。四是“一边是渣，一边是炭”，空气从炉底鼓入，从灰渣中吸收热量后体积迅速膨胀，向四周扩散。导致一边下渣，一边下炭，最主要的原因是蒸汽，但是也与煤质有关系。蒸汽与灰渣换热后进入燃料层，若两边温差相差过大，使蒸汽进入气化层时两边温度不一致，一边高一边低，导致两边的气化层厚度不一样，一边厚一边薄，就会出现一边下渣一边下炭的情况。布料器布料不均匀，使炉两边炭层一边高一边低，空气走短路，往炭层低的地方跑，导致炉内气化层一边厚一边薄。此时如果停炉条机是不可取的，必须均匀拉动炭层，保证成渣好的一边气化层稳定，保证单炉发气量。也可减下炭一边的下灰次数1至2次，看下行温度是否变化。下行温度有可能猛涨，但不要紧，因为下炭一边的返炭与炉底鼓入的空气发生反应，放出大量的热，随着渣层的增厚，下炭一边的碳被空气部分氧化成渣，因为减少了下灰的次数，掉入渣层的碳没有继续增加，形成部分渣层，炉箅布风受渣层影响慢慢好转，两边气化层分布趋于合理。此时，两边同时下渣，调整炉条机转速，灰渣情况就会逐渐好转。

灰渣是煤气炉原煤转化的矿物质，灰渣质量优劣是碳利用率的具体表现。造气工段无论用块煤制气或煤棒气化是人所周知的事，炉温低、气量差，炉温过高，炉子结疤，造成炉子结疤当然还有其它因素。除了参照上下行温度来稳定炉况外，从灰渣质量分析炉况，它不但对现实操作有着指导作用，还对造气技术的提高和发展有着重要的深远意义。我们更加重视煤质变化，特别是我们南方煤质问题，关注和总结灰渣情况，最终达到稳定炉况，实现稳定而有序的生产。