在煤氣發生爐中,高溫爐氣從燃燒器或燃燒室出口流出。金屬經長爐加熱后,從排煙口排出。對于兩段煤氣發生爐而言,爐內氣體通過自身的壓頭和煙囪吸力流動,基本上是自然流動。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,而較冷的氣體則傾向于在下部金屬表面流動。
為了加強金屬的加熱,必須保證爐氣充滿爐膛。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。通過適當的煙囪抽力,加熱后的低溫爐氣能及時排出爐外,使新的高溫爐氣充滿爐內,加速傳熱過程。但是,如果煙囪抽力過大或過小,都會導致氣流不正常。如果煙囪抽氣力過大,爐膛處于負壓狀態,冷空氣通過爐門或縫隙被嚴重吸入爐膛,會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,如果煙囪抽氣力過小,兩段煤氣發生爐內正壓過大,爐氣嚴重排出,造成爐內熱損失大。
因此,為了滿足爐膛熱負荷變化的需要,應在煙道內設置閘門,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生爐,爐內氣體運動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。氣體從燒嘴噴出,在一定方向形成一股氣流,并在氣流周圍引起相對緩慢的回流?;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生爐頂部有一定的保護作用。如果回流太大,傳熱就會發生變化;如果回流太小,火焰可能會使金屬過熱。在流動過程中,流股速度逐漸降低,靜壓升高,壓頭開始發揮較大作用,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,以保證爐氣的正常流動。
煤氣發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,再由灰盤內的大灰刀排出爐。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。爐裙下邊沿與灰盤底面的間隙僅為285m,超過這個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,煤氣發熱值降低。
2、爐墻掛渣導致煤氣熱值低
煤氣發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,大量的熱量在這里集聚,使該處溫度升高到超過煤的灰熔點溫度,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間不夠,反應不充分,從而影響了煤氣發熱值。
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控制入爐蒸汽氣量來調節。飽和溫度過高,加入爐體內的蒸汽量大,蒸汽分解吸熱就多,燃料層的溫度就會降低,煤氣發熱值就低,反之,飽和溫度過低,燃料層的溫度就會升高到超過煤的熔點溫度,造成結渣,使煤氣發生爐爐內狀況惡化,煤氣發熱值也會降低,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熱值的影響也是很大的。
煤氣發生爐爐出溫度高,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相應的減少,煤氣發熱值就會因此下降。