浅析煤气发生炉的安全使用的论文

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1、浅析煤气发生炉的安全使用的论文　　论文关键词：煤气发生炉　夹套　内罐　安全使用　　论文摘要：煤气发生炉是煤炭气化的重要设备，文章简单阐述了煤气发生炉的发展概况，介绍了煤气发生炉的工作原理，并结合检验案例分析了夹套易发生变形以及内罐底部易腐蚀的原因，同时提出了相应的防范措施。　　　　一、发展概况　　　　煤作为世界上最重要的能源之一，在工业生产方面得到了广泛的应用，其中把煤炭气化成煤气的技术应用至今已有百余年历史。随着研究的深入以及科学技术的发展，煤炭气化的技术得到长足的进步，煤气发生炉向小型化、简单化、生产低成本化发展，大大降低了能量损耗、生产成本和污染排放。改进后的煤气发生炉

2、广泛应用于各行业，因此提高煤气发生炉的安全性具有十分重要的意义。　　　　二、工作原理　　　　煤气发生炉主要由机械加料系统、煤气发生系统，蒸汽发生系统，卸渣排污系统等组成，其核心是煤气发生系统。煤的气化就是发生在煤气发生系统中，它是一个在高温条件下，借助气化剂的化学作用，将固体煤炭气化成可燃气体的化学过程。根据煤炭的气化过程，可将炉内煤炭自下而上分成灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。如图1所示：　　　　每个煤层中发生的物理、化学反应都是不同的，而且对整个气化过程所起的作用也有所不同。　　1．灰渣层。由空气和水蒸气所组成的气化剂在灰渣层中预热，并通过灰渣层均匀地进入氧化层。

3、.同时灰渣层还起着保护灰盘的作用，使其工作期间温度保持一定范围内。多余的灰渣通过灰盘排出煤气发生炉。　　2．氧化层。氧化层是产生煤气和热量的关键部位，其高度一般为150mm左右。在氧化层中煤炭中的炭被气化剂中的氧气氧化，生成co2及少量co，同时释放出大量热量。氧化层中温度最高，一般可达1100℃～1200℃。与氧化层接触的钢板最易发生腐蚀。　　c+o2→co2+co+热量　　3．还原层。还原层在氧化层上面，是产生煤气的主要部位，还原层经过氧化层的加温，还原层的温度达到1000℃以上。煤中的炭与co2和水蒸气发生氧化还原反应，生成co和h2+，同时吸收大量热量。　　热量+c+

4、co2→co　　热量+c+h2+o→co+h2+　　4．干馏层。干馏层中也能产生少量煤气，把干馏层的煤炭加热到700℃以后，煤炭开始出现干裂、解体，同时干馏出甲烷、co、氢气、焦油等气体。　　5．干燥层。干燥层实际上就是煤炭烘干和预热的地方，煤块从煤气发生炉顶部加入后，迅速被加热到500℃左右，煤炭表面的水分迅速蒸发变成水蒸气，与煤气一起排出炉外。　　　　三、检验案例　　　　2007年上半年，我们对宁波某铸造厂的一台使用了3年的煤气发生炉进行了首次全面检验，在宏观检查中，我们发现筒体底部轻微鼓起，询问设备管理员后，得知在煤气发生炉投用后，曾发生过一起夹套缺水事故，在夹套缺水，

5、钢板过热的情况下，操作工没有采取紧急停炉出煤渣等措施，而是往煤气发生炉上方汽包紧急加水等错误操作，导致夹套内部压力突然增加，从而引起夹套底部变形。在了解情况后，我们要求用户单位打开人孔，并清除内部煤渣后，发现内罐底部未发生变形，但腐蚀严重，待打磨测厚后，发现处于氧化层的钢板腐蚀最严重，14mm的钢板已腐蚀了7mm左右，位于人孔下方200mm处腐蚀最严重，壁厚仅为7.1mm，而还原层以上的钢板几乎未发生腐蚀。对焊缝进行磁粉探伤和对腐蚀区进行渗透探伤后，未发现裂纹等超标缺陷。　　根据gb150-1998《钢制压力容器》，对该台煤气发生炉进行强度校验，取内罐计算长度l=2350mm

6、，内罐外直径do=1628mm，c=(14-7.1)/3=2.3mm/y，δe=7.1-2.3=4.8mm，　　l/do=2350/1628=1.44，do/δe=1628/4.8=339.2　　由gb150-1998《钢制压力容器》得，b=22，所以[p]=b/(do/δe)=22/339.2=0.06mpa。　　根据强度校验结果和夹套变形情况，依据《压力容器定期检验规则》，该台煤气发生炉安全等级定为5级，对该设　　备予以判废处理。　　　　四、原因分析　　　　1．煤气发生炉内罐温度极高，且内部反应复杂。日常生产时，氧化层释放出大量的热量，使得煤气发生炉内罐温度可达到1200

7、℃以上，内罐中心温度甚至可达到1400℃左右。此时夹套中的冷却水就对内罐钢板的保护起了至关重要的作用。在夹套缺水或无水情况下，就会引起炉体钢板过热，甚至变形，若此时操作工作操作失误，紧急补水，就会引起夹套压力突然升高，导致夹套变形，甚至炉体爆炸，造成人员伤亡、经济损失。　　2．在日常生产中，内罐钢板长期处于高温、高湿环境中，钢板的机械性能和抗腐蚀能力大大下降，而潮湿的水环境又使钢板极易发生电化学腐蚀，大量阴离子（如cl-）吸附在金属表面后，迅速破坏钢板表面钝化膜，钝化膜被破坏后而钢板又缺乏自钝化能力，钢