煤氣發生爐安全設計要求
煤氣是使用最廣泛的一種可燃氣體。燃燒無煙、火力強、易點燃且不污染環境,所以被廣泛應用於工業生產,如陶瓷、耐火材料、金屬加工等。煤氣是由煤等固體燃燒或重油等液體燃料經乾餾氣化等過程而得的氣體產物。它的主要成份是氫氣、一氧化碳和輕烴類。著火溫度在500℃—600℃之間,與空氣混合成一定比例後,遇火會爆炸。所以煤氣在生產以及輸配過程中,一旦發生爆炸,往往會造成人員傷亡和財產的巨大損失,因此切實落實煤氣發生站的防火設計顯得尤為重要。
一、防火間距方麵。
根據《建築設計防火規范》GBJ16—87的規定,煤氣發生爐煤氣站與相鄰廠房應滿足10m的防火間距,與民用建築應滿足25m的防火間距。對於產氣量小於6000立方/小時的小型煤氣站,《發生爐煤氣站設計規范》中規定,可與煤氣用戶的車間相毗連,但應設防火墻。這裡的無間距要求,隻是對直接使用該煤氣發生爐煤氣且相鄰外墻為防火墻的車間而言的,對非煤氣用戶的車間仍應滿足10m的防火間距。
二、設備安全方麵。在實際的煤氣生產中,煤氣發生爐多為半敞開式生產,所使用的煤氣發生爐為固定床式全氣化爐。這類製氣系統是在高壓下運行,沒有外界空氣吸入的可能,但也因為其壓力高,設備和管道系統的密封性也要求高,因此應在設備薄弱處或易受爆破氣浪直接沖擊的部位裝設爆破閥。《發生爐煤氣設計規范》GB50195—94中隻規定瞭在電氣濾清器及洗滌塔上裝設爆破閥。但筆者認為除上述兩處之外還應在除塵器及分管道的末端安裝防爆膜。因為在正常生產過程中,除塵器中的水封已撤去直接與煤氣管路相連通,一旦出現故障,密封煤氣管道是靠往除塵器中緊急註水來實現的,若操作失誤,易形成負壓,極容易吸入空氣,而引發爆炸。並且還應在煤氣發生爐的爐頂、煤氣出口處煤氣總管和分管的末端增設放散管。該放散管上應設取樣嘴,以利檢修吹掃管道時,檢測煤氣的含量。放散管的直徑根據爐的容積來確定,若容積大於或等於1立方,放散管不應小於100毫米;若小於1立方,放散管不應小於50毫米。這樣才能做到煤氣在管路中的放空不留死角,從而有效地降低因回火造成煤氣管路爆炸的機率
一、煤氣發生爐冷運轉故障
1、冷運轉現象
(1)煤氣發生爐出口溫度低於正常值。
(2)煤氣發生爐內料層呈現一片黑色或暗黑,略帶紅色。
(3)煤氣含水分過多,質量變壞,H2的含量增加,CO2含量增多,CO的含量減小,灰渣的含碳量高,窯爐趨於下限范圍。
2、冷運轉危害
(1)灰層薄易燒壞爐柵或爐裙。
(2)爐內溫度低,氧化還願反應不充分,汽化效率低,煤氣質量及產量滿足不瞭窯爐的能耗要求。
(3)由於氧化層溫度降低,灰層過薄,氣化劑預熱,原料氣化不完全,灰渣含炭量增高,原料消耗量增大。
3、造成冷運轉的原因
(1)飽和溫度高於正常控製值。
(2)氣化原料中粉末過多,料層阻力增大,透氣性變壞。
(3)除灰過多,火層低於爐柵頂端,而總層又偏高。
4、冷運轉處理辦法
(1)根據爐內狀況適當降低飽和溫度借此提高氧化層溫度,但不允許長時期超過規定范圍。
(2)適當增加入爐空氣量,加快氧化燃燒速度,提高灰層厚度和氧化層溫度及氣化劑預熱溫度。
(3)煤氣發生爐出氣溫度偏低時,盡量延長投料時間。
(4)火層較底時,停止灰盤轉動除渣,培養火層。
(5)篩去10mm以下的煤灰粉末。
二、 煤氣發生爐熱運轉故障
1、熱運轉現象
(1)煤氣出口溫度過高,超出瞭規定范圍。
(2)開啟探火孔觀察,爐內料層表麵一片火光,出現局部冒火,燒穿現象。
(3)從探火孔出來的煤氣著火,煤氣中的一氧化碳含量偏低,煤氣質量變差。
(4)灰層增大速度大,灰中含殘炭量不穩定,有較多隨灰渣排出。
(5)往煤氣爐內插釬子時,感到料層發粘。
2、煤氣發生爐熱運轉的危害
(1)灰層相對過高,其它層厚度相應變薄,還原不充分,二氧化碳含量增多。
(2)氧化層溫度過高,超過灰熔點易引起結焦,爐況惡化,氣化反應不好,有效組分降低。
(3)由於局部冒火,出現燒穿現象,導致空氣走捷路,煤氣中可燃組分二次燃燒。同時,因氧含量的增高,直接危及安全生產。
(4)灰渣裡含碳量增高,促使氣化原料的消耗定額上升。
3、造成熱運轉的原因
(1)飽和溫度小於正常值或波動大,時間長,或燃燒層過薄。
(2)灰層長時間高出正常值,除灰不及時,沒有按時透爐,均衡松緊度和總層高度超出正常范圍。
4、熱運轉處理辦法
(1)根據實際情況,加強操作力度,適當提高飽和溫度,但不能超過4℃。
(2)適當加料,除灰,透爐。使總層達到800-1100mm,重新培養火層及還原層,乾餾層及乾燥層。
(3)根據窯爐溫度,酌情減小風量。
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