PKM加壓氣化培訓(xùn)手冊

PKM加壓氣化培訓(xùn)手冊中煤龍化化工公司人力資源部編制二0一二年八月企業(yè)文化圣火精神：工作上求實業(yè)務(wù)上求精標(biāo)準(zhǔn)上求高治理上求嚴(yán)講科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)講團隊協(xié)作講拼搏奉獻講進展創(chuàng)新參加《PKM加壓氣化培訓(xùn)手冊》叢書審核領(lǐng)導(dǎo)：高鵬飛參加手冊起草人員：施寶春、郎曉東引言：煤炭是我國的要緊能源，也是重要的化工原料。我國煤炭產(chǎn)量近七億噸，約占總能耗的70%。煤炭是一種固態(tài)物質(zhì)，儲運和使用既不方便，燃燒和反應(yīng)也難完全，而且又污染了環(huán)境，加大煤炭轉(zhuǎn)化為煤氣或合成原料氣等潔凈的二次能源，減少或改變煤直截了當(dāng)燃燒的狀況，不僅能夠大大提升其利用效率和燃燒效能，而且能夠全然改善環(huán)境條件，減少了乃至消滅污染?！禤KM加壓氣化培訓(xùn)手冊》叢書總結(jié)二十年P(guān)KM加壓氣化爐運行體會，并與其他氣化方法對比，簡單介紹了工藝原理、工藝流程，設(shè)備構(gòu)造并列舉大量案例分析、實訓(xùn)題目等，其中案例分析著重列舉了二十年所發(fā)生的各類生產(chǎn)運行中的事故，對發(fā)生的緣故、吸取的體會教訓(xùn)和事后的防范措施做了較詳實的介紹，對從事煤化工的同行來講是一本難得的體會之書、借鑒之書。編著此書，我們是初次嘗試，限于水平，錯誤與不當(dāng)之處，在所難免，懇請讀者指正。請更換措辭方式請更換措辭方式1、注意調(diào)整引言部分措辭方法、語言結(jié)構(gòu)與邏輯順序，敘述中心要一致。2、本書正文部分文字內(nèi)容較多，應(yīng)適當(dāng)添加圖片或流程圖，如圖片選材有困難，請在圖片添加處添加如下形狀，并標(biāo)明添加內(nèi)容。加壓氣化圖加壓氣化圖3、更換添加部分只供編者做形式參考，具體內(nèi)容請編者按照全書內(nèi)容，自行編輯。

目錄第一章煤炭加壓氣化理論基礎(chǔ) 6一、煤炭加壓氣化簡介 7二、魯奇碎煤加壓氣化的進展 10三、加壓氣化反應(yīng)的物理化學(xué)基礎(chǔ) 13四、加壓氣化過程及反應(yīng) 17五、煤的性質(zhì)對加壓氣化的阻礙 19六、生產(chǎn)操作條件的阻礙 28案例分析 33分享與討論（作業(yè)）： 35有關(guān)鏈接 36本章小結(jié)： 37第二章PKM加壓氣化 38一、造氣分廠PKM加壓氣化裝置 39二、PKM加壓氣化 39三、PKM加壓氣化參數(shù)操縱 48案例分析 52分享與討論（作業(yè)）： 53有關(guān)鏈接 55本章小結(jié)： 55第三章PKM加壓氣化爐的構(gòu)造及附屬設(shè)備 56一、煤鎖 57二、氣化爐 59三、排灰系統(tǒng) 62四、廢熱鍋爐0060 62五、噴淋洗滌器0050 62六、灰蒸汽噴淋冷卻器0160 62七、酚水罐0240 62八、酚水收集槽0230 62九、閃蒸槽0220 62十、冷凝液收集槽0260 62案例分析 62分享與討論（作業(yè)）： 63有關(guān)鏈接 65本章小結(jié)： 66第四章PKM加壓氣化爐的操作治理 67一、PKM加壓氣化爐開車與點火 68二、日常運行 68三、氣化爐停車及專門操作 68四、現(xiàn)場治理 68五、安全生產(chǎn)治理 68案例分析 71分享與討論（作業(yè)）： 72有關(guān)鏈接 74本章小結(jié)： 75題庫 76

第一章煤炭加壓氣化理論基礎(chǔ)本章簡介：1、煤炭加壓氣化簡介2、加壓氣化的進展3、加壓氣化反應(yīng)的物理化學(xué)基礎(chǔ)4、加壓氣化的反應(yīng)5、煤的性質(zhì)對加壓氣化的阻礙6、生產(chǎn)操作條件的阻礙

第一章煤炭加壓氣化理論基礎(chǔ)一、煤炭加壓氣化簡介1、煤的氣化的定義氣化過程是煤炭的一個熱化學(xué)加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣或氫氣等作氣化劑（或稱氣化介質(zhì)），在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃?xì)怏w稱為煤氣，進行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐。2、煤的各種氣化方法（1）按照氣化壓力的不同：煤的氣化方法一樣分為常壓氣化和加壓氣化。常壓氣化的煤氣發(fā)熱值較低，在采納間歇法生產(chǎn)水煤氣時，發(fā)熱值也僅有2500千卡/標(biāo)米3左右，要進一步使發(fā)熱值提升是十分困難和不經(jīng)濟的。因此，這種氣化方法達不到都市煤氣的質(zhì)量要求，僅作為一些工廠內(nèi)的氣體燃料和生產(chǎn)合成氨的原料氣。為了解決上述咨詢題，加壓氣化法就因運而生。（2）按照氣化原料的粒度及其運動方式：煤的氣化方法可分為移動床、流化床和氣流床法。在這些氣化方法中，按照加熱方式，又可分為外熱式、內(nèi)熱式、自熱式和熱載體式等；按照排渣的方式，又可分為固態(tài)排渣和液態(tài)排渣；按照氣-固接觸方式，又可分為逆流操作和并流操作。3、魯奇式加壓氣化法及其特點魯奇加壓氣化法是一個自熱式、逆流移動床生產(chǎn)工藝，采納氧氣-水蒸氣或空氣-水蒸氣為氣化劑，在2.0～3.0MPa的壓力和900～1100℃的溫度條件下對煤炭進行氣化，制得的煤氣經(jīng)脫除二氧化碳后的發(fā)熱值在4000千卡/標(biāo)米3左右。魯奇爐的生產(chǎn)方式要緊有固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種。魯奇式加壓氣化法與其它氣化法比較，有如下優(yōu)點：（1）原料方面①能夠采納灰熔點較低的煤；②能夠采納粒度較?。ㄒ粯釉?～25毫米）的煤，對煤的機械強度和熱穩(wěn)固性的要求較低；③可采納一些水分較高（例如20～30%）和灰分較高（例如30%）的劣質(zhì)煤，并生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的都市煤氣，這在其它一些氣化方法中是難以是實現(xiàn)的；④近年來，通過改進的魯奇爐，已能氣化一樣粘結(jié)性和稍強粘結(jié)性的煤，這就大大地擴大了氣化用煤的選擇范疇；⑤耗氧量低，在20公斤/厘米2的壓力下氣化所需的氧氣量僅為常壓氣化時的1/3～2/3，壓力更高還可降低；（2）生產(chǎn)過程方面①氣化爐的生產(chǎn)能力高。如以水分為20～25%的褐煤來講，氣化爐的操作強度在2500公斤/米2·時左右，這要比一樣常壓氣化爐高4～6倍；②氣化過程是連續(xù)進行的，有利于實現(xiàn)自動化；③產(chǎn)氣壓力高，能夠縮小設(shè)備和管道的尺寸，降低單位產(chǎn)氣量的金屬消耗量和減少投資；（3）氣化產(chǎn)物方面①能夠得到各種有價值的焦油和輕質(zhì)油副產(chǎn)品，前者產(chǎn)率近于低溫干餾（例如以煤的可燃物運算達8～9%）,后者的產(chǎn)率甚至比低溫干餾還多；②壓力高的煤氣也易于凈化處理，副產(chǎn)品的回收率比較高；③通過改變氣化壓力和氣化劑的汽氧比等條件，以及通過對氣化爐生產(chǎn)的煤氣凈化加工處理后，幾乎能夠制得H2/CO各種不同比例的化工合成原料氣，從而大大地發(fā)揮了加壓氣化技術(shù)的應(yīng)用范疇。（4）煤氣輸送方面①能夠降低動力消耗。據(jù)運算，在30公斤/厘米2的壓力下用氧-水蒸氣混合物作為氣化劑時，所需壓縮的氧氣，約占所制得的煤氣體積的14～15%，這比常壓造氣后再壓縮到30公斤/厘米2幾乎可節(jié)約動力2/3。②煤氣從加壓氣化爐中出來時所具有的壓力能夠被利用于遠距離輸送（或用于化工合成），在20公斤/厘米2壓力下氣化時，中間不用再設(shè)置加壓站，便可將煤氣輸送到150公里以外的地區(qū)。因此，一些煤氣生產(chǎn)廠能夠設(shè)置在礦區(qū)鄰近，從而減少了煤的運輸費用。魯奇加壓氣化法缺點：①除具有的高壓工廠所固有的復(fù)雜性以外，固態(tài)排渣的魯奇爐中水蒸氣的分解率低。常壓氣化爐中水蒸氣的分解率約50%左右，而在20公斤/厘米2壓力下水蒸氣分解率僅能達到32～38%。如此，就需耗用大量的高壓水蒸氣。近年來，新進展的液態(tài)排渣魯奇爐，水蒸氣的消耗量就可大大降低，水蒸氣分解率為95左右；②在生產(chǎn)運行中，設(shè)備的損壞與檢修較為頻繁，因此生產(chǎn)運行開工率比較低，一樣在75～85%；③需要昂貴的制氧裝置。在制氧裝置中的空壓機、氧壓機采納電動時，則煤氣生產(chǎn)的電耗較大，電費占煤氣生產(chǎn)成本的1/5～1/4。因此降低氧氣生產(chǎn)成本是十分重要的。目前，國外一些大型化工煤氣工廠的動力要緊是采納蒸汽輪機，并從蒸汽輪機中間抽出一部分背壓水蒸氣供氣化、凈化用，這種動力利用形式效率最高，氧氣的生產(chǎn)成本最低，值得借鑒。二、魯奇碎煤加壓氣化的進展魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)的進展按照爐型的變化大致可劃分為三個進展時期。第一時期（1930～1954年），內(nèi)徑φ2.6m，外徑為φ3m，單爐產(chǎn)氣量可達5000～8000m3/h，只能氣化非粘結(jié)性煤，氣化強度較低，氣化劑為氧氣和水蒸氣，氣化劑通過爐篦的中空轉(zhuǎn)軸由爐底中心送入爐內(nèi)，出灰口設(shè)在爐底側(cè)面，爐內(nèi)壁有耐火磚，耐火磚厚度一樣為120～150mm，砌筑在內(nèi)壁的支撐圈上。內(nèi)襯磚既可幸免爐體受熱損壞，又可減少氣化爐的熱缺失。第二時期（1954～1965年），內(nèi)徑φ2.6～3.7m，設(shè)置了攪拌裝置，起到了破黏作用，從而能夠氣化弱粘結(jié)性煤，爐篦由單層平型改為多層塔節(jié)型結(jié)構(gòu)，取消了爐內(nèi)的耐火襯里，設(shè)置了水夾套，排灰改為爐底中心排灰，氣化劑由爐底側(cè)向進入爐篦下部。第三時期（1969～1980年），第三代魯奇爐，內(nèi)徑增大到φ3.8m，外徑為φ4.128m，高度12.5的圓筒體，氣化爐操作壓力為3.05Mpa。采納雙層夾套外殼，裝有攪拌器和煤分布器，它們安裝在同一空心轉(zhuǎn)軸上。槳葉和攪拌器、布煤器都為殼體結(jié)構(gòu)，外供鍋爐水通過攪拌器、布煤器的空心軸內(nèi)中心管，第一進入攪拌器最下底的槳葉進行冷卻，然后再依次通過冷卻上槳葉、布煤器，最后從空心軸與中心管間的空間返回夾套形成水循環(huán)。轉(zhuǎn)動爐篦采納寶塔型結(jié)構(gòu)，分為五層，從下到上逐層疊合固定在底座上，頂蓋呈錐形，爐篦材質(zhì)選用耐熱、耐磨的鉻錳合金鋼鑄造?；夜蔚兜陌惭b數(shù)量由氣化原料煤的灰分含量來決定。支撐爐篦的止推軸承體上開有注油孔，由外部通過油管注入止推軸承面進行潤滑，該潤滑油為耐高溫的過熱汽缸油。單爐產(chǎn)氣量可達35000～55000m3/h，自動化程度較高。在該爐型中，煤、灰鎖上下錐閥采納硬質(zhì)合金密封面。南非“薩索爾”公司采納了碳化硅粉末合金技術(shù)。第四代魯奇爐，內(nèi)徑5m，幾乎能習(xí)慣各種煤種，單爐產(chǎn)氣量可達75000m3（標(biāo)）/h。液態(tài)排渣氣化爐，能夠大幅度提升氣化爐內(nèi)燃燒區(qū)的反應(yīng)溫度，不但減少了蒸汽消耗量，提升了蒸汽分解率，而且氣化爐出口煤氣有效成分增加，從而使煤氣質(zhì)量提升，單爐生產(chǎn)能力比固態(tài)排渣氣化爐提升3～4倍。氣化后灰渣呈熔融態(tài)排出。氣化壓力2.0～3.0Mpa，氣化爐上部設(shè)有布煤攪拌器，氣化劑由氣化爐下部噴嘴噴入，氣化時，灰渣在高于煤灰融點溫度下呈熔融狀態(tài)排出，熔渣快速通過氣化爐底部出渣口流入急冷器，在此被水急冷而成固態(tài)爐渣，然后通過灰鎖排出。魯奇公司還進行了“魯爾-100”氣化爐的研究開發(fā)，該氣化爐將氣化壓力提升到10MPa（100atm），隨著操作壓力的提升，氧耗量降低，煤氣中甲烷含量提升，以替代天然氣。液態(tài)排渣氣化爐有以下特點：（1）由于液態(tài)排渣氣化爐的汽氧比遠低于固態(tài)排渣，因此氣化層的反應(yīng)溫度高，碳的轉(zhuǎn)化率增大，煤氣中的可燃成分增加，氣化效率高。煤氣中CO含量較高，有利于生成合成氣。（2）水蒸汽耗量大為降低，且配入的水蒸汽僅滿足于氣化反應(yīng)，蒸汽分解率高，煤氣中的剩余水蒸汽專門少，故而產(chǎn)生的廢水遠小于固態(tài)排渣。（3）氣化強度大。由于液態(tài)排渣氣化煤氣中的水蒸汽量專門少，氣化單位質(zhì)量的煤所生成的濕粗煤氣體積遠小于固態(tài)排渣，因而煤氣氣流流速低，帶出物減少，因此在相同帶出物條件下，液態(tài)排渣氣化強度能夠有較大提升。（4）液態(tài)排渣的氧氣消耗較固態(tài)排渣要高，生成煤氣中的甲烷含量少，不利于生產(chǎn)都市煤氣，但有利于生產(chǎn)化工原料氣。（5）液態(tài)排渣氣化爐體材料在高溫下的耐磨、耐腐蝕性能要求高。在高溫、高壓下如何有效地操縱熔渣的排出咨詢題是液態(tài)排渣的技術(shù)關(guān)鍵，尚需進一步研究。三、加壓氣化反應(yīng)的物理化學(xué)基礎(chǔ)1、平穩(wěn)常數(shù)是溫度的函數(shù)（1）對放熱反應(yīng)，增加溫度使轉(zhuǎn)化率降低，即反應(yīng)向減少生成物的方向移動。因此要增加放熱反應(yīng)的生成物產(chǎn)量，宜在較低溫度下進行，但隨著溫度減少，反應(yīng)速度會降低。（2）對吸熱反應(yīng)，平穩(wěn)常數(shù)隨著溫度升高而增加，平穩(wěn)轉(zhuǎn)化率也增加，即反應(yīng)向增加生成物的方向移動。因此，吸熱反應(yīng)應(yīng)當(dāng)在高溫下進行。2、壓力對平穩(wěn)的阻礙盡管平穩(wěn)常數(shù)與壓力無關(guān)，然而關(guān)于反應(yīng)前后有體積變化的反應(yīng)，則壓力對系統(tǒng)反應(yīng)有阻礙。（1）反應(yīng)前后體積不發(fā)生變化的反應(yīng)，壓力對反應(yīng)平穩(wěn)沒有阻礙。（2）反應(yīng)后體積縮小的反應(yīng)，系統(tǒng)壓力增加，使反應(yīng)遠離平穩(wěn)點，反應(yīng)自動向體積縮小方向進行。（3）反應(yīng)后體積增大的反應(yīng)，提升壓力，不利于反應(yīng)向增大體積的方向進行。3、濃度對平穩(wěn)的阻礙在平穩(wěn)體系內(nèi)增加反應(yīng)物的濃度，平穩(wěn)就會向著減少反應(yīng)物的濃度方向移動，也確實是向產(chǎn)生生成物的方向移動。在氣化過程中，關(guān)于C+H2OCO+H2的反應(yīng)，為了充分利用碳，使反應(yīng)向生成CO+H2的方向進行，通常采納過量的水蒸氣，并持續(xù)從氣化爐中將產(chǎn)品煤氣引出，這有利于碳的氣化。4、氣化反應(yīng)的化學(xué)平穩(wěn)（1）碳與水蒸汽的反應(yīng)在高溫下，碳與水蒸汽的反應(yīng)要緊為：C+H2OCO+H2-Q1C+2H2OCO2+2H2-Q1這兩個反應(yīng)差不多上強的吸熱反應(yīng)。溫度對上述兩個反應(yīng)的阻礙程度不同，在溫度較低時，C+2H2O的反應(yīng)平穩(wěn)常數(shù)比C+H2O的為大，這表明溫度較低不利于C+H2OCO+H2的進行。在溫度較高時則情形相反。隨著溫度的增加，有利于提升CO含量和降低CO2含量。（2）碳與二氧化碳的反應(yīng)碳與二氧化碳的反應(yīng)也是強的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)所需的吸熱更多，這就表明它的平穩(wěn)常數(shù)受溫度的阻礙比與水蒸汽反應(yīng)時更為強烈。盡管在一樣的氣化爐中并不以二氧化碳作為氣化劑，然而在燃燒過程中產(chǎn)生大量二氧化碳，而此二氧化碳的還原反應(yīng)在氣化過程中是一個重要的反應(yīng)。（3）碳的加氫反應(yīng)碳加氫直截了當(dāng)合成甲烷是強的放熱反應(yīng)。因此，為了增加煤氣中的甲烷含量，提升煤氣的熱值，宜采納較高的氣化壓力和較低的溫度。反之，為了制取合成原料氣，應(yīng)降低甲烷的含量，則能夠采納較低的氣化壓力、較高的反應(yīng)溫度。（4）甲烷化反應(yīng)在加壓氣化過程中，除了煤干餾、碳加氫產(chǎn)生甲烷外，CO與CO2的甲烷化反應(yīng)以及碳與水蒸汽直截了當(dāng)生成甲烷的反應(yīng)差不多上產(chǎn)生甲烷的重要反應(yīng)。一氧化碳或二氧化碳的甲烷化反應(yīng)盡管差不多上均相反應(yīng)，但由于它們需要有4個或5個分子的相互作用，一樣都要在有催化劑的條件下才能進行，而煤中灰分的某些組分，對甲烷的生成起了催化作用。為了使這兩個反應(yīng)向生成CH4的方向進行，必須沒有炭沉積在催化劑的表面。通常在系統(tǒng)中添加足夠量的蒸汽，進行CO+H2OCO2+H2反應(yīng)，以保持高的H2和CO2的活性，如此能夠幸免碳的沉積。（5）一氧化碳變換反應(yīng)在氣化爐中，最后出氣化爐的煤氣組成必定由CO+H2OCO2+H2反應(yīng)操縱。該反應(yīng)應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)或稱水煤氣平穩(wěn)反應(yīng)。5、氣化反應(yīng)平穩(wěn)混合物組成運算對實際的氣化過程來講，化學(xué)平穩(wěn)只表示能夠前進的、然而不能達到的目的。也確實是講，它是化學(xué)反應(yīng)的極限狀態(tài)。按照平穩(wěn)常數(shù)，可用于運算平穩(wěn)轉(zhuǎn)化率和平穩(wěn)組成。例1：運算壓力為0.1、1、3.4Mpa，溫度為800、1000、1500K時，C+H2OCO+H2反應(yīng)水蒸汽的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化率。解：設(shè)為轉(zhuǎn)化的蒸汽摩爾數(shù)，以1mol蒸汽為基準(zhǔn)，壓力為。由表查得，平穩(wěn)常數(shù)=0.04406，=2.6170，=608.1。當(dāng)達到平穩(wěn)時，H2O（蒸汽）=（1-）mol，CO=mol，H2=mol總氣相體積mol則，，因此以不同條件的總壓力及值代入，可求得蒸汽轉(zhuǎn)化率。例2：運算800、1000K，0.1、1、3.4Mpa時，C+2H2→CH4反應(yīng)，H2的平穩(wěn)轉(zhuǎn)化率。解：設(shè)H2的摩爾轉(zhuǎn)化率為，并以2molH2為運算基礎(chǔ)，其部分轉(zhuǎn)化率為，總壓為。在平穩(wěn)時，H2=mol，CH4=mol氣相總體積mol，因此；將不同的值與總壓力代入，當(dāng)轉(zhuǎn)化率為時得到結(jié)果；運算結(jié)果證明了提升壓力有利于CH4的合成反應(yīng)。但如果再成倍提升壓力（如由3.4提升到6.8Mpa），甲烷的濃度僅稍有提升，而設(shè)備、操作、修理費用卻增加專門多，如此在經(jīng)濟上并不合算。因此，一樣的加壓氣化常選用（2.0～3.5）MPa的壓力。同時看到，在溫度低時有利于該反應(yīng)的進行。四、加壓氣化過程及反應(yīng)1、干燥濕煤（操作燃料）加入氣化爐后，由于煤與熱氣流之間的熱交換，煤中的水分蒸發(fā)。濕煤干煤+H2O2、干餾當(dāng)干煤的溫度進一步提升，從煤中逸出揮發(fā)物。在干餾時期進行著煤的熱分解反應(yīng)。熱分解反應(yīng)是所有氣化工藝共同的差不多反應(yīng)之一。干煤煤氣（CO2、CO、H2、CH4、H2O、NH3、H2S）+焦油（液體）+焦3、氣化經(jīng)干餾后得到的焦與氣流中的H2O、CO2、H2反應(yīng)，生成可燃性氣體。（1）碳與水蒸汽的反應(yīng)在一定溫度下，碳與水蒸汽之間發(fā)生下列反應(yīng)：C+H2OCO+H2吸熱C+2H2OCO2+2H2吸熱這是制造水煤氣的要緊反應(yīng)，前一式子稱為水煤氣反應(yīng)。（2）碳與二氧化碳的反應(yīng)在氣化時期進行的第二個重要反應(yīng)為發(fā)生爐煤氣反應(yīng)，即碳與二氧化碳的反應(yīng)。C+CO22CO吸熱這是專門強烈的吸熱反應(yīng)，必須在高溫條件下才能進行的反應(yīng)。（3）甲烷生成反應(yīng)煤氣中的甲烷，一部分來自煤中揮發(fā)物的熱分解，另一部分則是氣化爐內(nèi)的碳與煤氣中的氫反應(yīng)、氣體產(chǎn)物之間的反應(yīng)結(jié)果。C+2H22CH4放熱CO+3H22CH4+2H2O放熱2CO+2H2CH4+CO2放熱CO2+4H2CH4+2H2O放熱這些生成甲烷的反應(yīng)，差不多上放熱反應(yīng)。（4）變換反應(yīng)CO+H2OCO2+H2該反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，或稱水煤氣平穩(wěn)反應(yīng)，該反應(yīng)為一可逆反應(yīng)。它是氣化時期生成的CO與水蒸汽之間的反應(yīng)。為了制取H2，需要利用這一反應(yīng)。由于該反應(yīng)易于達到平穩(wěn)，通常在氣化爐煤氣出口溫度條件下，反應(yīng)達到平穩(wěn)，從而該反應(yīng)決定了出口煤氣的組成。4、燃燒經(jīng)氣化后殘留的焦與氣化劑中的氧進行燃燒。由于碳與水蒸汽、二氧化碳之間的反應(yīng)差不多上強烈的吸熱反應(yīng)，因此氣化爐內(nèi)必須經(jīng)常保持專門高的溫度。為了提供必要的熱量，通常采納煤的部分燃燒。ζ焦+O22（ζ-1）CO+（2-ζ）CO2+灰其中，ζ是統(tǒng)計常數(shù)，取決于燃燒產(chǎn)物中CO與CO2之比例，其范疇在1～2之間。五、煤的性質(zhì)對加壓氣化的阻礙1、煤種對煤氣組分和產(chǎn)率的阻礙（1）煤氣組分煤種不同，經(jīng)加壓氣化后生成的煤氣質(zhì)量是不一樣的，隨著煤碳化度的加深，煤的揮發(fā)份減少。揮發(fā)份越高的煤，干餾組分在煤氣中占的比例越大。在不同壓力下，煤種與凈煤氣發(fā)熱值Q的關(guān)系如圖4-3-4所示。圖1-1煤種與凈煤氣熱值的關(guān)系圖1-2粗煤氣組成與氣化原料的關(guān)系圖1-3比例圖表要使用可更換數(shù)據(jù)圖表，要清晰形式可變換。由于干餾氣中的甲烷比氣化段生成的甲烷量要大，因此在相同氣化壓力下，越年輕的煤種，氣化后煤氣中的甲烷含量越高，煤氣的熱值越高。由圖4-3-4可看出，用加壓氣化法制取都市煤氣時，劣質(zhì)的褐煤或弱黏結(jié)煙煤作為氣化原料佳。此外，年輕煤種的半焦活性高，氣化層的反應(yīng)溫度較低，如此有利于甲烷的生成。因此，煤種越年輕，產(chǎn)品煤氣中的CH4和CO2呈上升趨勢，CO呈下降趨勢，這些煤種以揮發(fā)分表示時，粗煤氣組成與氣化原料的關(guān)系如圖4-3-5所示。⑵煤氣產(chǎn)率煤氣的產(chǎn)率與煤中的碳的轉(zhuǎn)化方向有關(guān)，煤中揮發(fā)分越高，轉(zhuǎn)化為焦油的有機物就越多，轉(zhuǎn)入到焦油中的碳越多，進入真正氣化區(qū)生成煤氣的碳量減少，煤氣生產(chǎn)率就下降。煤中揮發(fā)分與煤氣產(chǎn)率、干餾氣量之間的關(guān)系如圖4-3-6所示。2、煤種對各項消耗指標(biāo)的阻礙隨著煤的變質(zhì)程度加深，也確實是碳化度加深，煤中C/H比則加大，煤氣化轉(zhuǎn)化成煤氣的過程，是一個縮小C/H比的過程。在煤的氣化過程中，要緊通過入爐水蒸氣與酷熱的碳進行反應(yīng)產(chǎn)生氫：C+H2OCO+H2-QC+2H2OCO2+2H2-Q在爐內(nèi)燃燒層碳和氧的反應(yīng)給上述反應(yīng)提供了熱量。因此，隨著煤的變質(zhì)程度加深，氣化所用的水蒸氣，氧氣量也相應(yīng)增加。另外，由于年輕煤活性好，揮發(fā)分高，有利于CH4的生成，如此就降低了氧氣耗量。3、煤種對其他副產(chǎn)品的特性和產(chǎn)率的阻礙（1）硫化物煤中的硫化物在加壓氣化時，一部分以硫化氫和各種有機硫形式進入煤氣中。煤中的硫含量，要緊取決于原料煤中的硫含量。硫含量高的煤，氣化生成的煤氣中硫含量就高。一樣煤氣中的硫化物總量占原料煤硫化物總量的70%～80%。（2）氨煤氣中的氨的產(chǎn)生與原料煤的性質(zhì)、操作條件及氣化劑中的氮含量有關(guān)。在通常操作條件下，煤中的氮約有50%～60%轉(zhuǎn)化為氨，氣化劑中也約有10%的氮轉(zhuǎn)化為氨，氣化溫度越高，煤氣中氨含量就越高。因此煤氣中的氨含量與原料煤中的氮含量成正比關(guān)系。（3）焦油和輕油原料煤的性質(zhì)是阻礙焦油產(chǎn)率的要緊因素。一樣是變質(zhì)程度淺的褐煤比變質(zhì)程度較深的氣煤和長焰煤的焦油產(chǎn)率大，而變質(zhì)程度更深的煙煤和無煙煤其焦油產(chǎn)率更低。加壓氣化焦油比重較輕，烷烴，烯烴含量高，酚類含量高，瀝青質(zhì)少。加壓氣化焦油的性質(zhì)與低溫干餾焦油的性質(zhì)相近，這是因為氣化爐內(nèi)干餾段的溫度與低溫干餾的溫度差不多相同，一樣為600℃左右，因此它們的組成、性質(zhì)也差不多相同。煤種不同，所產(chǎn)焦油的性質(zhì)也不同，一樣隨著煤的變質(zhì)程度增加，其焦油中的酸性油含量降低，瀝青質(zhì)增加，焦油的比重增大。①隨著氣化用煤的活性減少，氣化爐的生產(chǎn)能力明顯降低，投煤量減少；②煤的變質(zhì)程度越深，氣化后生成的煤氣產(chǎn)率越大；③隨著煤的活性減小，氣化所耗用的氧氣量增加；④水蒸氣的消耗要緊隨氧氣用量增加而增加，以便使碳—氧燃燒反應(yīng)所放出的熱量與水蒸氣—碳?xì)饣磻?yīng)所吸取的熱量相平穩(wěn)，此外，為了幸免灰渣熔融，還要求水蒸氣過量。①高活性的煤制得的煤氣中甲烷含量較高。②隨著煤變質(zhì)程度的提升，氣化爐的煤氣出口溫度提升，氣化爐夾套的水蒸氣產(chǎn)量也有所增加，熱效率將隨著煤的品位的提升而下降。4、煤的理化性質(zhì)對加壓氣化的阻礙（1）煤的粒度對加壓氣化的阻礙在加壓氣化過程中，煤的粒度對氣化爐的運行負(fù)荷、煤氣和焦油的產(chǎn)率以及各項消耗指標(biāo)阻礙專門大。煤的粒度越小，其比表面積越大，在動力學(xué)操縱區(qū)的吸附和擴散速度加快，有利氣化反應(yīng)的進行。煤粒的大小也阻礙著煤預(yù)備時期的加熱速度，專門明顯粒度越大，傳熱速度越慢，煤粒內(nèi)部與外表面之間的溫差也大，使顆粒內(nèi)焦油蒸汽擴散阻力和停留時刻延長，焦油的熱分解增加。煤粒的大小也對氣化爐的生產(chǎn)能力阻礙專門大，與常壓氣化相比，加壓氣化過程中氣體的流速減慢，相同粒度情形下煤的帶出物減少，故而可提升氣流線速度，使氣化爐的生產(chǎn)能力提升，但粒度過小將會造成氣化爐床層阻力加大，煤氣帶出物增加，如此就限制了氣化爐的生產(chǎn)能力。氣化爐床層阻力隨著生產(chǎn)能力的提升或煤粒度的減小而增加，提升操作壓力，使氣流速度降低，則床層阻力就會變小。另外，煤的粒度越小，水蒸氣和氧氣的消耗量增加，煤耗也會增加。通常2mm以下的煤粉每增加1.5%，氧氣和水蒸氣的消耗將提升5%。綜上所述，煤的粒度大小對加壓氣化的阻礙較大。煤粒過小，還會造成氣化爐加料時產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，即顆粒大的煤落向爐膛，而較小的顆粒和粉末落到床層中間，如此氣化爐橫斷面上的阻力將不平均，易造成燃料床層偏斜或燒穿。嚴(yán)峻阻礙氣化爐的運行安全。但煤粒過大又易造成加煤系統(tǒng)堵塞和架橋，灰中殘?zhí)家矔摺＆?.8m加壓氣化爐一樣入爐要求煤粒度分布粒度范疇/mm占入爐煤比例/%粒度范疇/mm占入爐煤比例/%標(biāo)準(zhǔn)范疇范疇標(biāo)準(zhǔn)0～55～66～132.59.752.6＜59～1150～5513～2525～5050～10017.515.22.515～2015～20＜5（2）原料煤中水分對氣化過程的阻礙煤中所含的水分隨煤變質(zhì)程度的加深而減少，水分較多的煤，揮發(fā)分往往較高，則進入氣化層的半焦氣孔率也大，因而使反應(yīng)速度加快，生成的煤氣質(zhì)量較好。另外在氣化一定的煤種時，其焦油和水分存在著一定的關(guān)系，水分太低，會使焦油產(chǎn)率下降。由于加壓氣化爐的生產(chǎn)能力較高，煤在爐內(nèi)干燥、干餾層的加熱速度專門快，一樣在20～40℃/min之間，因此對一些熱穩(wěn)固性差的煤，為防止熱裂，要求煤中含有一定的水分，但煤中水分過高又會給氣化過程帶來不良阻礙。①水分過高，增加了干燥所需熱量，從而增加了氧氣消耗，如圖4-3-8所示，降低了氣化效率。②水分過高，煤處于潮濕狀態(tài)，易形成煤粉黏結(jié)和堵塞篩分，使入爐粉煤量增加。（3）煤中灰分及灰熔點對氣化過程的阻礙①隨著煤中灰分的增加，灰渣中的殘?zhí)伎偭吭龃螅剂系娜笔г黾印Ａ硗饣曳衷龃蠛?，帶出的顯熱增加，從而使氣化過程的熱缺失增大，熱效率降低。②隨著煤中灰分的增加，加壓氣化的各項消耗指標(biāo)，如氧氣消耗、水蒸氣消耗、原料煤消耗等指標(biāo)上升，而煤氣產(chǎn)率下降。當(dāng)灰熔點降低時，在氣化爐氧化層易形成灰渣熔融，即通常所講的灰結(jié)渣。結(jié)成的渣塊導(dǎo)致床層透氣性差，造成氣化劑分布不均，致使工況惡化，氣化床層紊亂，煤氣成分大幅波動，嚴(yán)峻時將導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。另外，灰結(jié)渣易將未反應(yīng)的碳包裹，使碳未完全反應(yīng)即被帶出爐外，使灰渣中含碳量增加，燃料缺失增加。為了堅持氧化層反應(yīng)溫度低于灰熔點，就需要增加入爐氣化劑中的水蒸氣量，從而增加了水蒸氣的消耗。相反，關(guān)于灰熔點較高的煤，即使活性較差，亦可提升氧化層溫度，從而提升了煤的反應(yīng)性能，汽氧比降低，降低了水蒸氣消耗，并使氣化強度得到提升，故煤中灰分的灰熔點越高，對加壓氣化過程越有利。（4）煤的粘結(jié)性對氣化過程的阻礙煤的粘結(jié)性是指煤在高溫干餾時的粘結(jié)性能。粘結(jié)性煤在氣化爐內(nèi)進入干餾層時會產(chǎn)生膠質(zhì)體，這種膠質(zhì)體粘結(jié)較高，它將較小的煤塊粘結(jié)成大塊，其機理與煉焦過程相同，這就使得干餾層的透氣性變差，從而導(dǎo)致床層氣流分布不均和阻礙料層的下移，使氣化過程惡化。（5）煤的機械強度和熱穩(wěn)固性的阻礙煤的機械強度是指煤的抗碎能力。易破裂的煤在篩分后的傳送及氣化爐加煤過程中必定產(chǎn)生專門多煤屑，如此會增加入爐煤的粉煤含量，使煤氣帶出物增加。煤的熱穩(wěn)固性是指煤在經(jīng)受高溫順溫度急劇變化時的粉碎程度。熱穩(wěn)固性差的煤在氣化爐內(nèi)容易粉化，給氣化過程帶來不利阻礙。另一方面由于熱穩(wěn)固性差，氣化時煤塊破裂卻增加了反應(yīng)表面積，從而增加了氣化反應(yīng)速度，提升了氣化強度。（6）煤的化學(xué)活性的阻礙煤的化學(xué)活性是指煤同氣化劑反應(yīng)時的活性，也確實是指碳與氧氣，二氧化碳或水蒸氣相互作用時的反應(yīng)速度。煤種不同，其反應(yīng)活性是不同的。一樣煤的碳化程度越淺，焦炭質(zhì)的氣孔率越大，即其內(nèi)表面積越大，反應(yīng)性越高。煤的反應(yīng)活性越高，則發(fā)生反應(yīng)的起始反應(yīng)溫度越低，氣化溫度也越低，有利于甲烷生成反應(yīng)的進行，煤氣熱值相應(yīng)提升。放熱的甲烷反應(yīng)又促進其他氣化反應(yīng)的進行，為氣化層提供了部分熱量，降低了氧氣的消耗。在氣化溫度相同時，煤的反應(yīng)活性越高，則氣化反應(yīng)速度越快，反應(yīng)接近平穩(wěn)的時刻越短。因此，反應(yīng)活性高的煤種氣化爐的生產(chǎn)能力較大，與反應(yīng)活性差的煤相比，有時竟差40%～50%。煤的反應(yīng)活性對氣化過程的阻礙在溫度較低時較大，當(dāng)溫度升高時，溫度對反應(yīng)速度的阻礙明顯加大，這時相對降低了反應(yīng)活性的阻礙程度。六、生產(chǎn)操作條件的阻礙1、壓力對煤氣組成的阻礙提升氣化壓力，有助于下列諸反應(yīng)的進行C+2H2CH4-84.3KJ/molCO+3H2CH4+H2O-219.3KJ/molCO2+4H2CH4+2H2O-162.8KJ/mol2CO+2H2CH4+CO2-247.3KJ/mol提升氣化壓力，不利于下列諸反應(yīng)的進行2H2O2H2+O2C+H2O2H2+COC+2H2O2H2+CO2隨著氣化壓力的提升，CO2和CH4含量增加，而CO和H2含量減少，氣體的總體積減小，煤氣產(chǎn)率出現(xiàn)下降趨勢，凈化后的煤氣發(fā)熱值亦隨壓力的提升而增加。2、壓力對煤氣產(chǎn)率的阻礙隨著壓力升高，煤氣產(chǎn)率下降。煤氣產(chǎn)率隨壓力升高而下降是由于生成氣中甲烷量增多，從而使煤氣總體積減少。3、壓力對氧氣和水蒸汽消耗量的阻礙在氣化過程中，甲烷生成的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著壓力升高，生成甲烷反應(yīng)速度加快，反應(yīng)開釋出的熱量增加，這些反應(yīng)熱可為水蒸汽分解、二氧化碳還原等吸熱反應(yīng)提供熱源，因此甲烷生成的放熱反應(yīng)即成為氣化爐內(nèi)除碳燃燒反應(yīng)以外的第二熱源，從而減少了碳燃燒反應(yīng)中氧的消耗，故隨氣化壓力提升，氧氣的消耗量減少。隨著氣化壓力升高，水蒸氣消耗量增加。因壓力升高，生成甲烷所耗氫量增加，則氣化系統(tǒng)需要水蒸氣分解的絕對量增加，而壓力增高卻使水蒸氣分解反應(yīng)向左進行的速度增大，即水蒸氣分解率降低。由于水蒸氣分解率下降，使加壓氣化的熱效率有所降低。4、壓力對氣化爐生產(chǎn)能力的阻礙氣化爐的生產(chǎn)能力取決于氣化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速度和氣固相的擴散速度。隨著氣化壓力的提升，既加快了氣化反應(yīng)進行的速度，又增加了氣—固反應(yīng)接觸的時刻（氣流在爐內(nèi)的停留時刻長），從而強化了生產(chǎn)。在加壓情形下，同樣的溫度條件，能夠獲得較大的生成甲烷的反應(yīng)速度。因而在相同溫度下加壓氣化的化學(xué)反應(yīng)速度比常壓快，對提升氣化爐的生產(chǎn)能力有利。爐內(nèi)氣流速度的提升，對提升生產(chǎn)能力亦是重要的措施。氣化溫度相同，在壓力P下操作的氣化爐內(nèi)的氣流僅為常壓氣化氣流速度的1/P。由此可見，在不增大飛灰的前提下，加壓氣化的氣流速度能夠大大提升。按照運算，加壓氣化爐的生產(chǎn)能力比常壓氣化大約高出根號P倍。5、氣化層溫度與氣化劑溫度對煤氣生產(chǎn)的阻礙氣化層溫度降低，有利于放熱反應(yīng)的進行，也確實是有利于甲烷的生成反應(yīng)，使煤氣熱值提升，但溫度降低太多，如在650～700℃時，不管是甲烷生成反應(yīng)或其他氣化反應(yīng)的反應(yīng)速度都專門緩慢，也會使灰中殘余碳量增加，增大了原料缺失。同時低溫還會使灰變細(xì)，增大了床層阻力，降低了氣化爐的生產(chǎn)負(fù)荷。氣化層溫度的選擇取決于煤的熔化特性，按照灰熔點來確定氣化層溫度，此溫度對氣化反應(yīng)速度及平穩(wěn)常數(shù)有專門大的阻礙，同時還阻礙到煤氣的組成，在實際操作中，氣化層溫度在專門大程度上取決于水蒸汽和氧氣消耗量，隨著溫度的提升，CO2、CH4、H2O諸氣體組分的形成量明顯下降，CO、H2的量增加。溫度的提升，能夠加快反應(yīng)速度。氣化劑溫度是指氣化劑入爐前的溫度，提升氣化劑溫度能夠減少用于預(yù)熱氣化劑的熱量消耗，從而減少氧氣消耗量，較高的氣化劑溫度有利于碳的燃燒反應(yīng)的進行，使氧的利用率提升。一樣在氣化劑溫度較低時，則帶進爐內(nèi)的顯熱相應(yīng)減少，為了保持爐中正常氣化溫度和反應(yīng)熱平穩(wěn)，應(yīng)適當(dāng)提升氣化劑中的氧含量，增加一些碳的燃燒熱。因此，隨著氣化劑溫度降低，亦應(yīng)降低汽氧比，隨著氣化劑溫度的提升，水蒸汽的消耗量略為上升，而分解率下降，這是由于在較高的氣化劑溫度下，2C+O2=2CO2和CO2+C=2CO反應(yīng)能力加大，使粗煤氣中CO2和CH4的含量略有降低，因而煤氣產(chǎn)率獲得增加。水蒸汽的過熱度太低，也是不承諾的，一方面由于氧氣耗量增加太多而不經(jīng)濟，另一方面可能造成氣化爐下灰的困難。氣化層溫度的降低，將有助于下列諸反應(yīng)的進行C+2H2CH4-84.3KJ/molCO+3H2CH4+H2O-219.3KJ/molCO2+4H2CH4+2H2O-162.8KJ/mol2CO+2H2CH4+CO2-247.3KJ/mol6、汽氧比的選擇汽氧比是指氣化過程中，水蒸汽與氧氣耗量比，改變汽氧比，實際上是調(diào)整與操縱氣化過程的溫度。碳化程度深的煤，采納的汽氧比較小，能適當(dāng)提升氣化爐內(nèi)的溫度，以提升生產(chǎn)能力。采納不同的汽氧比，對煤氣生產(chǎn)過程的阻礙要緊有：①在一定的熱負(fù)荷條件下，水蒸汽的消耗量隨汽氧比的增加而增加，氧氣的消耗量隨汽氧比的增加而相應(yīng)減少。②隨著汽氧比的提升，水蒸汽分解率明顯降低。③汽氧比的改變對煤氣組成的阻礙專門大，隨著汽氧比的增加，氣化爐內(nèi)反應(yīng)溫度降低，氣化爐內(nèi)CO+H2OCO2+H2的還原反應(yīng)增強，使得煤氣組成中CO含量減少，CO2、H2含量增加，甲烷的增量在粗煤氣的組成中尚不明顯，但在脫除CO2后的凈煤氣組成中相應(yīng)增加，煤氣發(fā)熱值提升。④汽氧比改變和爐內(nèi)溫度的變化對產(chǎn)品和焦油的性質(zhì)也有阻礙，提升汽氧比，焦油中堿性組分下降，芳烴組分則明顯增加。案例分析（僅為示例，請參照格式補充有關(guān)內(nèi)容）例1：E爐YV910閥桿折，點動YV911煤噴出，險些傷人一、事故時刻：2010年10月21日后夜班二、事故地點：造氣分廠造氣車間七樓E爐三、事故通過：21日凌晨0:40分，造氣車間E爐煤鎖上錐閥YV910顯現(xiàn)故障信號，當(dāng)班人員王英民趕忙通知當(dāng)班班長劉志峰去現(xiàn)場確認(rèn)閥位，告知開關(guān)都到位，點動后充壓，但壓力不漲，通知車間主任及分廠領(lǐng)導(dǎo)，經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)YV910故障，摘完L406射源后，檢修人員拆料筐手孔，由于汽大，無法看清閥的情形也無法處理，又將手孔帶上，請示停車泄壓后處理，四點多鐘通過YV914放空管泄壓的氣化爐壓力差不多泄凈了，檢修工再次拆開手孔，仍有氣，車間主任讓中控打開YV911將煤加到氣化爐以后，重新點動YV911，然后再進行處理，現(xiàn)在，從料筐手孔竄出氣流夾帶煤塊，將七樓東側(cè)的玻璃打碎。四、事故緣故：（一）要緊緣故：①爐內(nèi)沒有排料，煤鎖有煤，雖無壓，但專門熱，點動煤鎖下錐閥YV911時，強烈的熱氣流夾帶粉煤從手孔竄出；②手孔沒有及時用螺絲擰緊。（二）間接緣故：①判定不準(zhǔn)，如果直截了當(dāng)判定出閥頭掉了，就不必拆手孔；②體會不足，爐內(nèi)沒有排料，盡管無壓了，但專門熱，手孔開著的時候，不應(yīng)點動煤鎖下錐閥YV911；③為了搶進度，對風(fēng)險評估不夠。五、防范措施車間開展一次安全學(xué)習(xí)大討論，加大對作業(yè)現(xiàn)場的風(fēng)險評估；加大學(xué)習(xí)，提升安全意識，真正做到“四懂三會”；堅決按照檢修規(guī)程作業(yè)，不要為了搶進度，搶時刻，違章作業(yè)。六、事故教訓(xùn)：此次事故暴露出我們的安全意識不強，風(fēng)險評估的能力不足，判定故障的水平欠缺，期望大伙兒在以后的工作中，要認(rèn)真學(xué)習(xí)，加大防范，提升自己的業(yè)務(wù)水平和安全水平，舉一反三、警鐘長鳴。此次幸好沒有造成人員損害，一旦造成事故，后果將極其嚴(yán)峻。期望大伙兒引以為戒，確保生產(chǎn)和檢修的絕對安全。七、安全紅線：嚴(yán)格按照檢修規(guī)程左右，杜絕違章作業(yè)。分享與討論（作業(yè)）：（僅為示例，請參照格式補充有關(guān)內(nèi)容）（1）煤鎖就地檢查哪些內(nèi)容？①現(xiàn)場壓力表功能是否正常；②檢查個閥門、錐閥以及閘閥的密封性；③檢查各閥門、錐閥和閘閥液壓缸的活塞桿和密封圈的密封性，檢查填料密封函，閥門法蘭密封性；④閥門的正確位置（2）操縱室監(jiān)測內(nèi)容有哪些？①P216指示功能是否正常指示功能是否正常，角閥、錐閥、插板閥以及料位顯示功能是否正常；②監(jiān)測加煤過程是否正常；③液壓油壓力P2201；④潤滑泵NBA975、NBA976每小時2分鐘；⑤加煤筐吹掃氮氣F001是否正常；⑥監(jiān)測煤樣灰分儀是否正常（A840-1、A840-2）。（3）煤鎖泄壓困難緣故？①外表顯示故障，指示不準(zhǔn)；②蒸汽吹掃閥YV905內(nèi)漏；③煤鎖充壓閥YV908內(nèi)漏④煤鎖下錐閥YV911不密封。有關(guān)鏈接（僅為示例，請參照格式補充有關(guān)內(nèi)容）1金仲秋，馬真安.工程測量.北京：人民交通出版社，2007

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第二章PKM加壓氣化本章介紹：1、造氣分廠PKM加壓氣化裝置概述2、PKM加壓氣化原理及工藝流程3、各工藝參數(shù)的操縱指標(biāo)

第二章PKM加壓氣化一、造氣分廠PKM加壓氣化裝置中煤龍化化工公司造氣分廠造氣車間共設(shè)有五臺PKM加壓氣化爐，四臺為原民主德國制造，一臺為太原重型機械廠制造，分兩期工程，Ⅰ期安裝三臺氣化爐，Ⅱ期安裝兩臺氣化爐，在正常生產(chǎn)負(fù)荷下，有一臺處于備用狀態(tài)。每臺氣化爐單獨配有一臺洗滌冷卻器和一臺廢熱鍋爐。二、PKM加壓氣化PKM加壓氣化是一種自熱式、逆流移動床生產(chǎn)工藝，以依蘭長焰煤為原料，在2.8MPa（表壓）壓力下，900℃～1100℃的溫度條件下，用高壓蒸汽和氧氣為氣化劑進行氣化，生產(chǎn)粗煤氣。生產(chǎn)的煤氣經(jīng)凈化，一部分作為都市燃?xì)?，另一部分用于甲醇合成的原料氣。就單臺氣化爐而言，粗煤氣的能力為35000Nm3/h，當(dāng)整個裝置的負(fù)荷增加到120%時，干基粗煤氣的總產(chǎn)量可達到138000Nm3/h。粗煤氣從氣化爐以6954Nm3/h進入洗滌冷卻器頂部，在此對含有水蒸汽、焦油和粉塵的粗煤氣用熱酚水進行洗滌，將粗煤氣從出口溫度550℃驟冷至約210℃，在規(guī)定每標(biāo)準(zhǔn)立方米粗煤氣使用1.0Kg洗滌水的情形下，有0.52kg洗滌水被蒸發(fā)，有0.48kg洗滌水隨粗煤氣流經(jīng)噴嘴，并沉積釜底，產(chǎn)生的酚水焦油按照液位調(diào)劑送往回收工段的液態(tài)產(chǎn)分離裝置。為了回收余熱，每臺氣化爐配置一臺廢熱鍋爐，粗煤氣的部分熱能傳遞給水，生產(chǎn)飽和蒸汽，在正常操作條件下，按照氧負(fù)荷調(diào)劑蒸汽壓力，在粗煤氣產(chǎn)量為35000Nm3/h的情形下，生產(chǎn)0.5～0.55Mpa（表壓）蒸汽量約為22000Kg/h，此蒸汽量隨壓力的升高和負(fù)荷的降低而減少，在廢熱鍋爐生成的煤氣冷凝液通過液位調(diào)劑，通過角閥和利用壓差排往酚水站，作為噴冷器的洗滌用水。氣化爐需連續(xù)加煤和間斷排灰，在氣化爐生產(chǎn)能力為35000Nm3/h粗煤氣情形下，通過煤鎖進入氣化爐的煤量為27195Kg/h，通過灰鎖排出的灰量為7743Kg/h。產(chǎn)品講明如下：狀態(tài)介質(zhì)壓力溫度產(chǎn)量來源（MPa）℃Ⅰ期Ⅱ期出處去處粗煤氣2.7518053395Nm3/h61605Nm3/h氣化爐后續(xù)工號廢熱蒸汽0.5-0.5515834478Kg/h39779Kg/h0060總廠管網(wǎng)表2-1產(chǎn)品講明1、氣化原料煤原料煤來自于依蘭縣達連河煤礦的長焰煤組分分析：水9-重量%灰26-重量%揮發(fā)分32-重量%固定碳33-重量%100-重量%元素分析：水9-重量%灰26-重量%C49.98-重量%O10.08-重量%H3.9-重量%N0.78-重量%S0.26-重量%100-重量%膨脹指數(shù)—O（不粘結(jié)）投料粒度—6.3～50mm（小于6.3mm的粒度低于3%-重量）灰熔點—高于1400℃2、煤氣化工藝的模擬條件氣化用原料煤由煤鎖通過煤分布器進入到氣化爐中，并與氣化劑逆流流淌，原料由上往下，氣化劑由上而下，逐步完成煤炭由固態(tài)向氣態(tài)的轉(zhuǎn)化，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)熱的放出或吸取，使料層縱向溫度分布并不平均，依據(jù)料層各區(qū)域不同的溫度特點，將料層分為以下六層：（1）灰渣層：該層位于料層的最底部。該層中碳差不多耗盡，氣化反應(yīng)已告終止，因而溫度急劇下降，在愛護了爐篦不被灼熱的碳層燒壞或變形的同時，又使剛?cè)霠t的氣化劑得到預(yù)熱，把熱量帶回反應(yīng)層中。（2）第一反應(yīng)層：既氧化區(qū)，要緊進行碳的氧化反應(yīng)，生成大量的二氧化碳和少量的一氧化碳，該層要緊反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，是氣化反應(yīng)的要緊供熱層，為了保證工藝熱量，大約30%的煤需燃燒掉。（3）第二反應(yīng)層：該層中氧已全部消耗，水蒸汽開始大量分解，CO2被還原，因此一氧化碳、氫氣的量增加，二氧化碳和水蒸汽量逐步減少。該層反應(yīng)要緊為還原反應(yīng)，為吸熱反應(yīng)，因而上部料層溫度逐步下降。（4）甲烷層：該層進行的要緊反應(yīng)是碳與氫及一氧化碳和氫之間生成甲烷的反應(yīng)，生成甲烷速度比氧化層和還原層反應(yīng)速度小得多，因此，能夠通過該層厚度的調(diào)整，來調(diào)劑煤氣中甲烷含量。（5）干餾層：在干餾層干燥的原料煤在300℃和700℃之間，通過凈煤氣蒸汽混合物進行熱分解（熱解作用），生成熱解水及各種干餾產(chǎn)物，干餾產(chǎn)物不是煤中原有的，而是在高溫作用下生成的，從煤的分子結(jié)構(gòu)看，熱解過程是煤的差不多結(jié)構(gòu)單元周圍的側(cè)鏈和官能團等，對熱不穩(wěn)固成分持續(xù)裂解，形成低分子化合物并揮發(fā)出去，其差不多結(jié)構(gòu)單元的縮合芳香核部分對熱穩(wěn)固，互相縮聚形成固體產(chǎn)品（半焦或焦碳），熱解過程中，焦油生成的曲線大約從320℃開始，在約430℃時，達到最高值。在焦油生成的同時，溫度高于400℃就會產(chǎn)生脂肪族類型的碳?xì)浠衔铮ㄈ缂淄椋┖退逆溝N化合物的同系物。只有在溫度欲為420℃時才開始裂解出氫。在含氫的情形下專門是溫度和壓力專門高時，會明顯提升熱解時揮發(fā)組分的產(chǎn)出率。通過熱解作用，原料煤被轉(zhuǎn)化為焦油、煤氣和焦碳。（6）干燥層：入爐原料煤在上升熱煤氣流的對流傳熱作用下，失去外在水分，并逐步升溫，預(yù)熱溫度程度決定與原料煤中的水分。各層間并沒有十分明確的界面，氣化爐內(nèi)的反應(yīng)是十分復(fù)雜的，大部分反應(yīng)相互交溶在一起，因此只能視其要緊反應(yīng)或特性進行分層。3、氣化反應(yīng)的熱力學(xué)氣化熱立學(xué)要緊研究氣化過程進行的方向和限度，以解決在某種操縱條件下氣化反應(yīng)的可能性咨詢題。由于煤是一種復(fù)雜的化合物，在加熱過程中又發(fā)生熱分解，其熱力學(xué)性質(zhì)較難測定，文獻上的數(shù)據(jù)也不一致。氣化過程的要緊反應(yīng)，既碳與水發(fā)生的異相反應(yīng)，是強烈的吸熱反應(yīng)。（1）碳的氧化反應(yīng)：C+O2CO2+393.8KJ/mol（2）碳的不完全氧化反應(yīng)：2C+O22CO+221.1KJ/mol（3）二氧化碳還原反應(yīng)：C+CO22CO-221.1KJ/mol（4）水蒸汽分解：C+H2OH2+CO-131.5KJ/mol（5）水蒸汽分解反應(yīng)：C+2H2O2H2+CO2-90.0KJ/mol（6）一氧化碳變換反應(yīng)：CO+H2OCO2+H2+41KJ/mol（7）異相甲烷化反應(yīng)：C+2H2CH4+74.9KJ/mol（8）均相甲烷化反應(yīng)：CO+3H2CH4+H2O+206.4KJ/mol（9）均相甲烷化反應(yīng)：2CO+3H2CH4+CO2+247.4KJ/mol（10）均相甲烷化反應(yīng)：CO2+4H2CH4+2H2O+165.4KJ/mol注：“+”表示為放熱反應(yīng)，“-”為吸熱反應(yīng)氣化的目的產(chǎn)品是燃料氣或化工原料氣，其有蕭成分是：CO、H2、CH4?？梢姺磻?yīng)（3）、（4）是生產(chǎn)可燃性氣體的要緊反應(yīng)。因此要求氣化過程中，該反應(yīng)能順利進行，反應(yīng)（6）可把CO變換為H2，故該反應(yīng)在生產(chǎn)原料氣時，可用于調(diào)整原料氣中CO和H2的比例，在生產(chǎn)都市煤氣時，可用于降低CO的含量，反應(yīng)（7）是生成甲烷的要緊反應(yīng)，該反應(yīng)的進行，有利于煤氣熱值的提升。反應(yīng)（1）、（2）為放熱反應(yīng)，作為內(nèi)部熱源，提供工藝過程所需的熱量，使氣化過程堅持在高溫下進行。（3）、（4）是強烈的吸熱反應(yīng)，其熱量的來源由式（1）、（2）供給，（6）、（7）是放熱反應(yīng)，氣化過程中這兩個反應(yīng)的進行，有利于熱量的平穩(wěn)，可節(jié)約消耗于燃燒反應(yīng)的碳量，以（8）為主的甲烷化反應(yīng)均為強放熱反應(yīng)。按照負(fù)荷最低定律，用水蒸汽氣化原料煤時，會有以下結(jié)果，隨著溫度的提升，CO2、CH4、H2O諸氣體組分的形成量明顯下降，CO、H2的量增加。隨著壓力的提升，CH4比重增大，而H2和CO的形成量下降，CO2略有增加。因為各個反應(yīng)過程是相互抑制的，僅通過熱力學(xué)來調(diào)劑各個反應(yīng)過程的平穩(wěn)是不可能的。另一方面，異相的水煤氣反應(yīng)是灰中的鐵和鹼金屬催化的。各種變量關(guān)于平穩(wěn)組成的阻礙，定性表示于下表中，表中的箭頭（↑）表示增加；箭頭朝下（↓）表示減少；箭頭符號為（↘）表示初始時增加，經(jīng)歷一最大值后減少。摩爾分率溫度↑壓力↗YCO↑↓YCO2↘↓YH2O（g）↓↑YH2↑↓YCH4↓↑4、氣化反應(yīng)動力學(xué)氣化動力學(xué)要緊揭示氣化進行的速度和反應(yīng)機理，用以確定各個氣化反應(yīng)的反應(yīng)速度，以及溫度等各因素對反應(yīng)速度的阻礙，從而獲得最適宜的反應(yīng)條件，使反應(yīng)按我們期望的速度進行。溫度的提升，能夠加快反應(yīng)速度。在氣化過程中，對作為主反應(yīng)的水蒸汽分解反應(yīng)來講，蒸汽分解的速度與燃料特性具有專門大的關(guān)系，溫度在800℃以下時，化學(xué)轉(zhuǎn)化的速度要緊取決于化學(xué)反應(yīng)的速度，現(xiàn)在速度大大低于氣體在焦碳孔隙或四周物質(zhì)傳遞過程，而在現(xiàn)在，溫度的提升，會使化學(xué)反應(yīng)的速度提升專門快?；钚愿叩拿?，化學(xué)反應(yīng)速度大。因此采納火性高的煤，能夠在較低的溫度下達到較大的化學(xué)反應(yīng)速度。當(dāng)溫度大于1000℃時，隨著溫度的提升，化學(xué)反應(yīng)速度和孔隙擴散的速率都專門快，現(xiàn)在化學(xué)轉(zhuǎn)化速率決定與物質(zhì)傳遞的速度，煤的本身特性對反應(yīng)速度就不再發(fā)生阻礙。對反應(yīng)過程來講，焦碳的粒度是專門重要的，由于反應(yīng)過程需要熱傳遞和物質(zhì)傳遞，因此表買內(nèi)反應(yīng)速度與比表面積大小有關(guān)，固體的粒度越大，所需要的反應(yīng)時刻越長。隨著溫度的提升，氣體在焦碳的孔隙內(nèi)的擴散和化學(xué)反應(yīng)速度對化學(xué)轉(zhuǎn)化的速度都有阻礙，當(dāng)達到一定溫度時，孔隙擴散和化學(xué)反應(yīng)的速度都專門快，現(xiàn)在，化學(xué)轉(zhuǎn)化取決于物質(zhì)傳遞的速度，煤的本身特性對化學(xué)轉(zhuǎn)化速度就不再發(fā)生阻礙，溫度對總的反應(yīng)速度阻礙也專門小。5、灰的阻礙灰床的厚度，是一個生產(chǎn)操作操縱值。一樣操縱在500mm左右，以保證氣化爐的爐篦不被灼熱的碳燒壞或變形。PKM加壓氣化工藝原則上對原料的灰分無嚴(yán)格要求，因為在壓力氣化爐內(nèi)，氣化劑的濃度比較高，即使煤粒的外表包裹著較厚的灰層，氣化劑的濃度比較高，即使煤粒的外表包裹著較厚的灰層，氣化劑有有能力透過灰層與內(nèi)部的煤核作用，而且，在壓力下氣體的實際流速較低，氣固接觸的時刻較長，這對氣化劑的擴散和反應(yīng)均較有利。但原料煤的灰分高，氣化的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)變差，如氧耗，汽耗隨灰分增加而增加，煤氣產(chǎn)率降低，煤氣質(zhì)量變壞。6、灰熔點灰熔點是阻礙氣化操作的汽氧比和氣化強度的關(guān)鍵因素，汽氧比的確定，取決于灰組分的熔融特性，灰熔點越高，對加壓氣化越有利。煤灰的熔融性要緊取決于煤灰化學(xué)組成，此外，煤灰的結(jié)渣情形還與煤中灰分含量有關(guān)，煤灰中AL2O3含量高，而FE2O2含量高，其灰熔點一樣較低，而CaO、K2O、MgO、Na2O堿性氧化物含量越高，則煤灰熔點越低。依蘭煤的灰分如下：SiO252.1(重量%)Fe2o34.75(重量%)MgO0.95(重量%)Al2O336.75(重量%)CaO1.25(重量%)SO20.40(重量%)灰熔特性可分為—軟化溫度（A）（軟化點）—熔化溫度（B）（熔點）—液化溫度（C）（流化點）下述值分別是在氧化氣氛和還原氣氛中確定的。依蘭煤氣化的灰熔特性：氧化氣氛：tA>1450；tB>1450(℃)；tC>1450。還原氣氛：tA=1400；tB>1450(℃)；tC>14507、灰的外觀煤灰來自于煤中礦物質(zhì)，在氣化過程中可按照溫度分為以下狀態(tài)：<950℃灰構(gòu)架；950℃～1400℃燒結(jié)；>1400℃渣溫度低于950℃時，煤的顆粒在整個容積內(nèi)受到氣化劑的作用。在此過程中，有機物被析出，而薄的，富灰的煤粒表層作為灰構(gòu)架保留了下來，在機械應(yīng)力下，顆粒會被粉碎成專門細(xì)的粉煤。在溫度范疇為950℃和1400℃之間時，按照部分區(qū)域的組成情形，灰開始軟化，顆粒燒結(jié)成塊并和其它的灰分聚結(jié)。當(dāng)溫度高于1400℃時，全部礦物質(zhì)有可能變?yōu)榱黧w和溶渣。要緊操作條件三、PKM加壓氣化參數(shù)操縱1、氣化壓力在PKM加壓氣化過程中，生產(chǎn)操作壓力是氣化工藝過程中的一個重要操縱參數(shù)。氣化壓力對煤氣組成，蒸汽消耗量，氧氣消耗量，氣化爐生產(chǎn)能力以及煤氣生產(chǎn)率都有不同程度的阻礙。隨著氣化壓力的提升，CH4和CO2含量增加，而H2和CO含量減少，壓力的提升既加快了氣化反應(yīng)進行的速度，又增加了氣-固反應(yīng)接觸的時刻（氣流在爐內(nèi)的停留時刻長），從而強化了生產(chǎn)能力。隨著氣化壓力的提升，甲烷生成量增多，放出大量的熱，從而使氧氣的消耗量減少，水蒸汽消耗量增加，水蒸汽分解率降低。隨著氣化壓力的提升，使得甲烷的生成量增加，氣體的總體積減小，煤氣產(chǎn)率出現(xiàn)下降趨勢。加壓氣化的壓力，通常應(yīng)使生產(chǎn)的煤氣熱值符合都市煤氣要求并達到脫CO2所需凈化壓力。煤種不同，氣化壓力不一樣，隨著煤的碳化程度的加深，要求相應(yīng)的氣化壓力升高。2、氣化層溫度和氣化劑溫度。氣化溫度對氣化過程的熱力學(xué)和動力學(xué)均產(chǎn)生決定性阻礙，生產(chǎn)證明提升操作溫度是強化生產(chǎn)的最重要手段，可減少投資，降低成本。阻礙燃料層溫度的因素專門多，其中最要緊的是通入爐中氣化劑的組成，由于燃燒反應(yīng)放出大量熱量，而還原反應(yīng)需吸取熱量，因此，氣化劑的汽氧比下降，會使燃料層的溫度上升，因此最適宜的氣化溫度的選擇，要緊是按照原料煤的灰熔點和灰性能來決定的，氣化層溫度必須低于灰的熔融溫度。通常在生產(chǎn)都市煤氣時，當(dāng)原料為褐煤，操作溫度在950～1050℃左右最佳。生成合成燃料氣時，能夠提升到1150℃，溫度再高，將帶來一系列不良后果，增大出口煤氣顯熱缺失，使灰分發(fā)生軟化，熔融而成高粘度的液態(tài)或半液態(tài)物質(zhì)。入爐氣化劑溫度的高低關(guān)系到氣化劑帶入爐內(nèi)的顯熱的大小，為保證爐內(nèi)正常的氣化溫度和化學(xué)熱平穩(wěn)，當(dāng)入爐氣化劑溫度低時應(yīng)降低汽氧比。入爐氣化劑溫度對煤氣生產(chǎn)的各項指標(biāo)均有阻礙，氣化劑溫度升高時，氧耗下降，但汽耗略有上升，水蒸汽分解率也有所下降，因此在選擇氣化劑過熱溫度時，應(yīng)權(quán)衡氧耗，汽耗及水蒸汽過熱費用等多種因素，綜合考慮，以求最佳的經(jīng)濟成效。3、汽氧比的選擇加壓氣化煤氣生產(chǎn)中，汽氧比是一個重要操作條件，改變汽氧比的過程，實際是調(diào)整和操縱氣化溫度的過程。當(dāng)汽氧比低時，氣化層溫度就高，為操縱氧化層的最高溫度，在固態(tài)排渣氣化爐中，第一應(yīng)保證在灰不熔融成渣的基礎(chǔ)上，堅持足夠高的溫度，以保證煤完全氣化。在一定的氣化程度和不同煤氣組成要求的條件下，同一種煤，汽氧比有一個變動范疇，每一種氣化用原料煤，其汽氧比值的變動范疇不同。通常，變質(zhì)程度深的煤，采納小的汽氧比，能適當(dāng)提升氣化爐內(nèi)的溫度，以提升生產(chǎn)能力。采納不同的汽氧比，對煤氣生產(chǎn)過程的阻礙要緊有：（1）在一定的熱負(fù)荷條件下，水蒸汽的消耗量隨汽氧比的增加而增加；氧氣的消耗量隨汽氧比增加而相對減少。（2）隨汽氧比的升高，水蒸汽的分解明顯降低。（3）汽氧比的改變對煤氣組成的阻礙專門大。（4）汽氧比改變和爐內(nèi)溫度的變化應(yīng)付產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)也有阻礙。4、氣化原料和氣化劑的要求。通過原料煤熱分解，在氣化爐內(nèi)上升的煤氣流將軟化的揮發(fā)分吸取，并作為混合氣體離開氣化爐之后，在熱解后剩余的焦碳孔隙內(nèi)發(fā)生異相氣化反應(yīng)，煤的粒度小，反應(yīng)物質(zhì)交換和熱傳遞的提升就會越快。然而氣化原料的粒度范疇，不僅有上限的限制，細(xì)粒會提升粉塵的帶出量，從而導(dǎo)致熱效率降低。粗粒在有效的工作時刻內(nèi)，不能被干燥和脫氣，這種情形會引起氣化過程的疊加，引起粗煤氣產(chǎn)量下降，而CO2和水蒸汽含量則增加。在原料煤的粒度范疇為6.3～50mm（細(xì)粒小于6.3mm低于3%）的情形下，氣化爐的粗煤氣產(chǎn)量可達35000Nm3/h。關(guān)于氣化爐內(nèi)反應(yīng)區(qū)的形成來講，第一必須保證物料平均移動這一條件，灰渣的排出方式和氣化劑組合及供給形式起著決定性作用。旋轉(zhuǎn)爐篦的設(shè)計能夠使氣化爐內(nèi)固體物料平均地由上到下移動。氣化劑混合物通過氣化爐截面的平均分布同時決定著固體物料的平均移動。加入氣化爐中煤的顆粒的組成的平均性，也是專門重要的，能夠保證物料機械結(jié)構(gòu)的均一性，原料顆粒的大小不均一，在物料流過程中容易引起堆料結(jié)構(gòu)發(fā)生全然變化，顯現(xiàn)溝狀流淌，PKM爐要求最大與最小粒度之比為5，低負(fù)荷生產(chǎn)時，能夠放寬到8。案例分析例1：E爐YV910閥桿折，點動YV911煤噴出，險些傷人一、事故時刻：2010年10月21日后夜班二、事故地點：造氣分廠造氣車間七樓E爐三、事故通過：21日凌晨0:40分，造氣車間E爐煤鎖上錐閥YV910顯現(xiàn)故障信號，當(dāng)班人員王英民趕忙通知當(dāng)班班長劉志峰去現(xiàn)場確認(rèn)閥位，告知開關(guān)都到位，點動后充壓，但壓力不漲，通知車間主任及分廠領(lǐng)導(dǎo)，經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)YV910故障，摘完L406射源后，檢修人員拆料筐手孔，由于汽大，無法看清閥的情形也無法處理，又將手孔帶上，請示停車泄壓后處理，四點多鐘通過YV914放空管泄壓的氣化爐壓力差不多泄凈了，檢修工再次拆開手孔，仍有氣，車間主任讓中控打開YV911將煤加到氣化爐以后，重新點動YV911，然后再進行處理，現(xiàn)在，從料筐手孔竄出氣流夾帶煤塊，將七樓東側(cè)的玻璃打碎。四、事故緣故：（一）要緊緣故：①爐內(nèi)沒有排料，煤鎖有煤，雖無壓，但專門熱，點動煤鎖下錐閥YV911時，強烈的熱氣流夾帶粉煤從手孔竄出；②手孔沒有及時用螺絲擰緊。（二）間接緣故：①判定不準(zhǔn)，如果直截了當(dāng)判定出閥頭掉了，就不必拆手孔；②體會不足，爐內(nèi)沒有排料，盡管無壓了，但專門熱，手孔開著的時候，不應(yīng)點動煤鎖下錐閥YV911；③為了搶進度，對風(fēng)險評估不夠。五、防范措施車間開展一次安全學(xué)習(xí)大討論，加大對作業(yè)現(xiàn)場的風(fēng)險評估；加大學(xué)習(xí)，提升安全意識，真正做到“四懂三會”；堅決按照檢修規(guī)程作業(yè)，不要為了搶進度，搶時刻，違章作業(yè)。六、事故教訓(xùn)：此次事故暴露出我們的安全意識不強，風(fēng)險評估的能力不足，判定故障的水平欠缺，期望大伙兒在以后的工作中，要認(rèn)真學(xué)習(xí)，加大防范，提升自己的業(yè)務(wù)水平和安全水平，舉一反三、警鐘長鳴。此次幸好沒有造成人員損害，一旦造成事故，后果將極其嚴(yán)峻。期望大伙兒引以為戒，確保生產(chǎn)和檢修的絕對安全。七、安全紅線：嚴(yán)格按照檢修規(guī)程左右，杜絕違章作業(yè)。分享與討論（作業(yè)）：（1）煤鎖就地檢查哪些內(nèi)容？①現(xiàn)場壓力表功能是否正常；②檢查個閥門、錐閥以及閘閥的密封性；③檢查各閥門、錐閥和閘閥液壓缸的活塞桿和密封圈的密封性，檢查填料密封函，閥門法蘭密封性；④閥門的正確位置（2）操縱室監(jiān)測內(nèi)容有哪些？①P216指示功能是否正常指示功能是否正常，角閥、錐閥、插板閥以及料位顯示功能是否正常；②監(jiān)測加煤過程是否正常；③液壓油壓力P2201；④潤滑泵NBA975、NBA976每小時2分鐘；⑤加煤筐吹掃氮氣F001是否正常；⑥監(jiān)測煤樣灰分儀是否正常（A840-1、A840-2）。（3）煤鎖泄壓困難緣故？①外表顯示故障，指示不準(zhǔn)；②蒸汽吹掃閥YV905內(nèi)漏；③煤鎖充壓閥YV908內(nèi)漏④煤鎖下錐閥YV911不密封。有關(guān)鏈接1金仲秋，馬真安.工程測量.北京：人民交通出版社，2007本章小結(jié)：1、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX2、XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

第三章PKM加壓氣化爐的構(gòu)造及附屬設(shè)備本章介紹：1、PKM加壓氣化爐的構(gòu)造2、PKM加壓氣化爐附屬設(shè)備3、歷年來發(fā)送的事故案例

第三章PKM加壓氣化爐的構(gòu)造及附屬設(shè)備PKM加壓氣化爐由煤鎖、爐體、爐篦和排灰系統(tǒng)等組成。一、煤鎖（1）加煤操作來自煤斗的硬煤通過打開的液壓插板閥YV909和錐閥YV910進入泄壓后的煤鎖0030中，為防止錐閥YV910漏出粗煤氣進入煤斗，同時防止加煤過程中空氣進入煤鎖0030，用N2連續(xù)吹掃位于煤斗和煤鎖之間的加煤筐，從加煤筐出來攜帶粉塵的N2進入旋風(fēng)除塵器0250以分離出粉塵，然后排入大氣，管線置換或吹掃使用的是低壓蒸汽，為了防止旋風(fēng)除塵器0250下部的冷凝管線堵塞，旋風(fēng)分離器0250上部的沖洗水必須打開。煤鎖的錐閥是通過液壓操縱的，煤鎖中的料位，通過輻射測量儀進行指示。氣化爐的加煤方式有三種：運算機自動、操縱室模擬手動、現(xiàn)場手動。操作方式相互是聯(lián)鎖的。當(dāng)煤鎖加煤至L406顯現(xiàn)后插板閥YV909自動關(guān)閉，然后關(guān)閉煤鎖上錐閥YV910，打開YV908，用來自廢熱鍋爐0060之后的粗煤氣對煤鎖進行部分充壓，在壓力試驗成功之后，用粗煤氣連續(xù)充壓至氣化爐操作壓力打開煤鎖下錐閥YV911，煤進入氣化爐，氣化爐滿料位狀態(tài)，隨著煤的氣化和旋轉(zhuǎn)爐篦的轉(zhuǎn)動，煤鎖中的煤料位逐步降低。當(dāng)煤鎖0030中達到第二最低料位L408顯現(xiàn)后，打開蒸汽吹掃閥YV905；煤鎖煤氣通過高壓蒸汽壓入氣化爐0010內(nèi)，蒸汽吹掃閥YV905只有在煤鎖下錐閥YV911差不多開啟之后，才可打開（聯(lián)鎖），蒸汽吹掃120秒后，關(guān)閉蒸汽吹掃閥YV905和煤鎖下錐閥YV911。這時，煤鎖通過液壓角閥YV907向煤鎖氣洗滌器0270部分泄壓，當(dāng)壓力試驗成功后，連續(xù)進行泄壓至常壓，然后打開煤鎖上錐閥YV910，再打開煤鎖插板閥YV909。如果試驗失敗，煤鎖0030通過充壓閥YV908，重新用粗煤氣充壓，并重新用高壓蒸汽進行吹掃。至此，循環(huán)過程即告終止，煤鎖0030重新加煤。煤鎖容積15m3，在煤的堆密度為0.86～0.91t/m3，煤的充填為80%時，每次往氣化爐中裝入的煤量為10～11t；其料位測量采納輻射式測位計測定，采納的是銫137輻射源，測量原理是射線穿過容器的壁和內(nèi)腔，由于所充填物料的吸取而顯現(xiàn)的射線量變化由一個或若干個同意器測出，并通過一個電子放射柵產(chǎn)生一個二進制信號。射源用一個制劑支架固定外壁上，或者通過一個管式探測器固定在容器內(nèi)腔中。同意器固定在外壁上，能夠進行調(diào)劑，并將信號傳遞給安全柵（Ex）i，由它傳送到操縱室。煤鎖上、下閥的錐形閥頭一樣為鑄鋼件，并在與閥座的密封處堆焊硬質(zhì)合金（現(xiàn)改為碳化鎢硬質(zhì)合金圈），閥頭上的硬質(zhì)合金寬度為30mm，閥座的密封面也采納堆焊硬質(zhì)合金，寬度與閥頭相同。一樣要求堆焊后的密封面硬度為HRC＞48。煤鎖上、下錐形閥在設(shè)計上還采納了自壓鎖緊形式，即在閥門關(guān)閉后，由于受氣化爐或煤鎖內(nèi)壓力的壓迫，使閥頭受到向上力的作用，即便誤操作閥門也可不能自行打開，從而幸免高溫煤氣外漏，保證了氣化爐的安全運行。（2）工藝參數(shù)：料位測量：L406～L408溫度測量：T505100～250℃H=300℃壓力測量：P216加煤筐N2：F001350～450Nm3/hL=300Nm3/h二、氣化爐PKM加壓氣化爐的本體用雙層鋼板制成，在這兩個筒體之間裝高壓給水，借以吸取爐膛所散失的一些熱量產(chǎn)生蒸汽，稱之為水夾套。產(chǎn)生的蒸汽通過兩條上升管聚攏在一個高壓汽包內(nèi)，然后通過汽包頂部的一條蒸汽管線與爐體相連通。在夾套的下部裝有排污閥，生產(chǎn)中定期排出沉淀雜質(zhì)。氣化爐的爐膛內(nèi)徑為3.636米（取消襯磚后），外徑為4米；爐體部分高達10.89米，約裝65噸煤。在爐膛的上部有一個圓筒形布煤器，以便使煤鎖流下的煤能在爐膛內(nèi)平均分布并達到良好的集氣成效。在生產(chǎn)中，爐篦上面需保持500mm左右的灰渣層，以防止?fàn)t篦被灼熱的燃料燒壞?；以鼘犹?，灰渣中碳含量亦高，缺失增大。爐篦采納寶塔形爐篦，一樣由四層依次重疊成梯錐狀的爐篦塊及頂部風(fēng)帽組成，共五層爐篦，它們依次用螺栓固定在布?xì)鈮K上，爐篦整體由下部的止推盤支撐，止推盤由焊接在爐體內(nèi)殼上的三個內(nèi)通鍋爐水的三角錐形筋板支撐，其內(nèi)部的鍋爐冷卻水與夾套相通，形成水循環(huán)，以防止三角形支撐筋板過熱變形。一樣爐篦總高度為1.2m，為便于將爐篦從氣化爐上孔吊入爐內(nèi)安裝，除第一、二層為整體外，其余分為：第三層2塊，第四、第五層三塊。爐篦是通過兩個對稱布置的小齒輪傳動帶動同一個大齒輪而轉(zhuǎn)動的，兩個小齒輪通過大軸與爐外的減速機連接，減速機由液壓電動機（或變頻電動機）帶動。爐篦的傳動功率一樣考慮以下幾方面的因素：克服燃料層對灰渣錯動產(chǎn)生的摩擦阻力；克服灰刮刀將灰刮入下灰室的阻力；克服爐篦在滿料操作下與止推軸承的摩擦阻力；爐內(nèi)有結(jié)渣時破除大渣塊的儲備功率；備用系數(shù)。由于爐篦工作環(huán)境為高溫灰渣，因此爐篦的材質(zhì)一樣選用耐磨、耐熱、耐灰渣腐蝕的鉻錳鑄鋼16Mo5，在其表面堆焊有硬質(zhì)合金E20-50-2CT，并焊有一些硬質(zhì)合金耐磨條。支撐爐篦的止推軸承形如圓盤，為滑動摩擦。為減小摩擦系數(shù)，一樣用高壓潤滑油泵將耐高溫的潤滑油經(jīng)油管導(dǎo)入止推軸面進行潤滑，以保證爐篦的安全平穩(wěn)運行。三、排灰系統(tǒng)四、廢熱鍋爐0060五、噴淋洗滌器0050六、灰蒸汽噴淋冷卻器0160七、酚水罐0240八、酚水收集槽0230九、閃蒸槽0220十、冷凝液收集槽0260案例分析例2：C爐充壓角閥YV908閥體斷裂一、事故時刻：2008年7月8日前夜班二、事故地點：造氣分廠造氣車間七樓C爐三、事故通過：7月8日C爐打算開車點火，17:40切開工煤氣管線提壓，19:45爐壓1.85MPa時煤鎖充壓角閥YV908體突然斷裂，因煤鎖下錐閥YV911內(nèi)漏，現(xiàn)場充滿大量煤氣，C爐停車并切冷火炬管線緩慢緊急泄壓，現(xiàn)場斷照明電。四、事故緣故：1、閥門質(zhì)量存在缺陷，閥體有裂紋；2、巡檢不到位，閥體滲焦油沒有在第一時刻發(fā)覺。五、防范措施1、提升巡檢質(zhì)量，現(xiàn)場漏點及隱患應(yīng)及時發(fā)覺及時處理，并通知車間；2、煤氣泄漏時，斷電由配電間完成，禁止現(xiàn)場斷電；3、現(xiàn)場作業(yè)及監(jiān)護時，需佩帶好個人防護器材（過濾式空氣呼吸器）；4、通知有關(guān)人員，消防車監(jiān)護，氣防監(jiān)護；5、查明緣故，操縱現(xiàn)場，防止二次爆炸。六、安全紅線：分享與討論（作業(yè)）：、實訓(xùn)題目煤鎖超壓：緣故：外表故障操作壓力和系統(tǒng)壓力過高YV905與YV911聯(lián)鎖發(fā)生故障措施：外表排除故障降低氣化爐負(fù)荷復(fù)原聯(lián)鎖煤鎖超溫緣故：閥門不密封包括YV905、YV910、YV907料位測量故障、缺煤加煤中斷煤鎖中產(chǎn)生堵塞外表故障措施：氣化爐降低負(fù)荷點動上述閥門手動加煤射線、外表班排除故障排除堵塞更換YV905、YV907停車泄壓更換YV910煤鎖堵塞：緣故：煤粒度大有異物煤濕、煤斗進水煤斗貯煤沒有空了射線料位故障措施：切換到手動加煤氣化爐按照情形降負(fù)荷點動YV909、YV910、YV911如果下部堵塞，點動YV911無效能夠用YV905吹掃射線班復(fù)原料位信號T517H2時，氣化爐停車有關(guān)鏈接1金仲秋，馬真安.工程測量.北京：人民交通出版社，2007

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