煤气发生炉工作原理

煤气发生炉工作原理及煤气站特点?煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移动，在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。?这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层1）灰渣层；2）氧化层（又称火层）；?3）还原层；4）干馏层；5）干燥层；?6）空层；其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。?（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为：a保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏；b预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。c灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。?（2）氧化层：也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是：CO2→CO2氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点.?（3）还原层：在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：COC→2CO
H2OC→H2CO
2H2OC→CO22H2?（4）干馏层：就是把煤中的挥发份,焦油等物质经过加热后所产生的CmHm化合物分离出来,然后再进入还原进行化学反应,其高度为200厚?（5）干燥层：干燥层位于干馏层上面，也即是燃料的面层，主要是把煤中的水发蒸发即可?（6）空层：空层即燃料层上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气。然后出去2CO→CO2C以及2H2OCO→CO2H2?从上面六层简单叙述，我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的，既有气化反应，也有干馏和干燥过程。而且在实际生产的发生炉中，分层也不是很严格的，相邻两层往往是相互交错的，各层的温度也是逐步过渡的，很难具体划分，各层中气体成份的变化就更加复杂了，即使在专门的研究中，看法也是分歧的.?煤气站特点：(一)在整个冷煤气净化工艺中，底部煤气的处理采用旋风除尘器，强制风冷器来进行，改变了我国两段炉常用的双竖管、洗涤塔用水冷却工艺，即节约了生产用水，又消除了因使用传统工艺带来的酚水量太大弊端，从而彻底杜绝了国内传统的两段炉对环境的污染问题。顶部煤气中的大量焦油采用37管电捕器捕集，因其流动性良好，可直接输送到焦油池储存。?混合煤气采用油洗冷却器冷却，此设备的特点是，煤气的冷却不与水直接接触，而是管板式间接冷却，再通过煤气自身冷凝下来的饱和水（含酚）循环使用洗涤煤气，使煤气站酚水减至最少量，此少量酚水为正增长，它的输送储存皆密闭进行。?在整个工艺中，对焦油的捕集采用二级电捕，以确保在冷煤气净化过程中焦油的含量在40mg/m3以下。顶部煤气用37管电捕焦，煤气在其中最大流速为0.6m/s，低于《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-94）中的61管电捕青油器，煤气在其中的最大流速为0.65m/s低于《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-94）中的0.8m/s的要求。?本工艺自动化程度高，对于重要参数如上段煤气温度、气化剂温度、煤气站负荷实行自动调节，运行安全，便于操作，是一种比较先进的煤炭制气工艺。煤气发生炉煤气站常见事故?一、爆炸事故?（一）空气管爆炸事故?1、事故原因：?1)．鼓风机自动停车或跳闸引起空气管爆炸；?2)．加压机自动停车或跳闸引起空气管爆炸；?3)．全站停电引起空气管道爆炸：?a.全站停电处理不当?b.全站停电误操作?c.全站停电未处理;?4)．全站停气时未拉开钟罩阀引起空气总管爆炸；?5)．鼓风机、加压机停车未停加煤机引起爆炸；?2、防范措施：1)加强技术培训，提高职工的事故判断能力和事故处理水平；2)鼓风机、加压机或“双停车”时，要维持正压操作；3)在全站停电或停气时，要严格按照操作规程操作；4)在处理全站事故情况下要统一指挥，互相配合，分工明确；5)加强劳动纪律，严格工作岗位；?二）发生炉炉底爆炸事故?1、事故原因：1)自控煤气炉翻板关闭引起炉爆炸；2)送气时因两炉炉出压力过大引起炉底爆炸；3)炉底入孔未封严引起炉爆炸；4)送气时因炉出钟罩阀落下过早导致炉底爆炸；5)联锁失灵，鼓风机或加压机跳闸，导致炉底爆炸；?2、防范措施：1)使用自动调节时，流量不宜过小，以防煤气倒流；2)在停送气时要统一指挥，密切配合，分工明确；3)定时检查各入孔及水封是否正确；4)定期检查各联锁是否正确；?（三）发生炉炉体爆炸事故?1、事故原因：1)钟罩阀堵塞，用火烧钟罩阀引起炉体爆炸；2)联锁失灵，鼓风机或加压机跳闸导致炉体爆炸；3)运行中检修加煤机引起炉体爆炸；4)汽包缺水造成炉体水套爆炸；?5)汽包超压导致水套爆炸；?6)水套补水过急，流入空气管导致炉体爆炸；?7)停气吹扫因水封回阀门不严导致炉体爆炸；?8)热备炉检修造成炉体爆炸；?9)热备炉启动操作失误造成炉挑剔爆炸；?2、防范措施：?1)处理钟罩阀堵塞时，要用蒸汽吹或用其他工具捅、掏、不能用火烧；?2)运行中对设备进行检修时要做防护措施，动火要办理动火工作票；?3)汽包缺水时应先对气包进行“叫水”；?4)定期检查气包安全阀压力表是否正常；?5)对气包补水时要缓慢，补至水位计1/2-2/3为宜；?6)提高职工的责任心，要定时检查各水封正常；?7)加强技术培训，提高职工的技术操作水平，经考试合格后发给安全操作合格证才能独立操作；?8)严格执行操作规程，统一指挥，分工明确，密切配合；?9)定期检查各辅助设备联锁是否正常；?（四）电捕焦操作事故1、事故原因：1)检修动火引起电捕焦爆炸；2)未吹扫或吹扫不彻底，动火检修引起电捕焦爆炸；3)送气时未经吹扫或吹扫不彻底，电捕焦送电造成爆炸；4)送入不合格煤气造成电捕焦爆炸；5)因联锁失灵，鼓风机跳闸，造成电捕焦爆炸；?2、防范措施、?1)在煤气管道内动火，要先吹扫，并办理动火工作票；?2)在送气之前要对电捕焦进行充分吹扫；?3)送气时要化验煤气合格，氧气含量不超过0.8%;?4)要定期检查鼓风机和加压机的联动试验;?(五)加压机爆炸事故1、事故原因：1)．加压机检修动火，措施不当，引起爆炸；2)．加压机检修后未经吹扫试车，造成爆炸；2、防范措施：1)．加压机检修动火要充分吹扫，并办理动火工作票；2)．加压机检修后，经吹扫后，才能试车；?（六）贮煤斗爆炸事故1、事故原因：1)．检修加煤机动火引起爆炸；2)．加煤机卡，处理不当引起爆炸；2、防范措施：1)．动火检修时要做好安全防火措施；2)．处理加煤机卡时，上下应密切配合，煤阀应开启缓慢；?二、着火事故?（一）贮煤斗着火事故?1、事故原因：?1)．检修贮煤仓时火花落入煤斗；?2)．其他火源引入（如烟斗及燃着物）；?3)．检修输煤带时带入火源；?2、防范措施：?1)．检修动火或其他工作时应采取安全措施杜绝火花落入煤斗；?2)．输煤带内禁止吸烟；?3)．提高人员素质，增强防火意识；?（二）室外净化区域着火事故?1、事故原因：1)．发生炉出口放散管经雷击着火；2)．旋风除尘器动火引起着火；3)．电捕焦送电未吹扫引起火灾；4)．焦油池着火引起火灾；5)．检修净化设备引起火灾；6)．电缆沟着火引起火灾；7)．其他外来火源引入导致火灾；?2、防范措施：1)．避雷针应定期做预防性检查；2)．设备动火检查时应做好防火安全工作，并办理动火工作票；3)．各消防设施、设备要齐全（消防栓、灭火器等）；4）．定期进行烽火安全大检查，彻底清除火灾隐患；5)．电捕焦送电前要化验煤气中的氧含量；6)．煤气站禁止吸烟，使用明火设备要做安全措施；?三、中毒事故案例分析?（一）主厂房中毒事故?1、事故原因：?1)．煤气管道泄露,未及时发现;?2)．误操作导致煤气管道破裂；?3)．钟罩阀水封破坏；?4)．检修炉未按操作规程进行；?2、防范措施：?1)．加强培训，提高职工技术水平，严守岗位；?2)．及时检查各水封正常；?3)．佩带好防护用品，并按照规程进行操作；?（二）输煤通廊和贮煤斗区域中毒?1、事故原因：?1)．单人进入贮煤斗工作时发生中毒；?2)．不慎掉入贮煤斗中毒；?3)．在输煤通道或厂房附近休息发生中毒；?2、防范措施：?1)．进入贮煤斗工作时，要有专人监护；?2)．进入贮煤斗工作时，要将煤气吹扫彻底；?3)．严禁在煤气通道或附近休息；?（三）加压机间中毒?1、事故原因：?1)．加压机密封圈漏气；?2)．加压机仪表管接头脱落?3)．加压机底部排焦油时漏出煤气；?4)．检修加压机进出口门时造成煤气泄漏；?2、防范措施：?1)．禁止在加压机间休息；?2)．定时巡检。准保设备正常；?3)．室内要装报警设施且有事故通风装置；?4).检修加压机时要做好安全防护措施；?（五）净化设备中毒事故?1、事故原因：1)检修旋风除尘器、电捕间冷器因未吹扫或吹扫不彻底引起中毒；2)进修净化设备时，因安全措施不当，引起中毒；3)在净化设备附近休息，因煤气泄漏引起中毒；4)净化设备放散太低，导致中毒；?2、防范措施；?1)进入净化设备内工作时，应先吹扫，并设专人监护；2)检修净化设备要办理工作票，做安全措施；3)所有人员禁止在设备附近休息；4)工作时要戴好防护用品，以防中毒；5)加强安全教育，提高职工的安全意识；?四设备事故原因?（一）水套烧坏事故?1、事故原因；?1)因长期使用自来水，导致水套结垢；?2)软化水中断，未及时发现；?3)水位计失灵造成假水位；?2、防范措施：?1)若长期使用自来水，要定期排垢；?2)保证充足的软化水；?3)认真巡检，及时发现问题；?（二）火层下降烧坏炉篦，炉底及炉裙?1、事故原因：?1)炉工层次控制不好，造成火层下降；?2)设备有缺陷，灰盘漏水；?3)灰盘断水，未及时发现；?4)除灰过多；?2、防范措施：?1)司炉工要控制好炉内层次，不能出现偏灰等现象；?2)要保证灰盘内有充足的密封水；?3)根据炉内层次适当除灰；?（三）鼓风机、加压机轴承损坏事故?1、事故原因：?1)风机大修后中心不对导致轴承损坏；?2)风机轴承振动导致轴承损坏；?3)轴承缺油导致轴承损坏；?2、防范措施：?1)风机大修后要复查中心正确；?2)定期给轴承加油；?3)定时巡检设备，发现问题及时切换??（四）厂区管网设备事故?1、事故原因：1)煤气管道防爆破自然破裂造成全厂停气；2)煤气管道下坠引起焊缝开裂；3)翻斗车作业撞裂煤气管道；2、防范措施：1)定期对管道防爆破进行检查；2)煤气管道的托架要坚固；山西省吕梁市“5·17”煤气发生炉爆炸事故?2012年5月17日6时30分左右，吕梁市恒原耐材有限公司煤气发生炉发生爆炸，造成3人死亡、1人受伤。?二、事故经过?据初步了解，2012年5月16日，该企业负责人从临县招募一批农民工开始生产准备，于16日11时左右点火，3号窑开始生产。5月17日事发时，现场作业人员共11人，其中：3人在煤气发生炉水套顶板操作台作业，1人在地面加煤（4人均为16日招募的农民工，企业用工花名册未予登记，参加过煤气作业培训人员均不在作业现场）；其余作业人员从事现场杂务，距煤气发生炉距离较远。?三、事故抢救情况?事故发生后，企业负责人立即向枣林乡政府进行了，并组织当班人员开展现场救援工作。到9时，救援工作基本结束；1名伤者紧急送往太原市解放军264医院救治，目前伤者已完成手术，正在进一步治疗观察中。?乡政府接到事故报告后逐级向离石区政府、区安监局和吕梁市政府有关部门及省安监局上报事故情况。吕梁市委、市政府接到事故报告后，高度重视，市长丁雪峰等有关领导组织市、区两级公安、安监、医院等部门负责人和工作人员相继赶赴现场，全面开展救援工作，并对事故调查处理及下一步全市安全生产工作做出指示，要求全市涉及煤气发生炉作业的建材等企业全部停产整顿，经验收合格并经批准后方可恢复生产。?四、事故初步原因及暴露出的问题?经现场初步勘查论证，发生事故的CGIQ-2.6型常压固定式煤气发生炉为山西金源环保设备工程设计有限公司生产，2008年9月出厂。该设备产品合格证等证件齐全。经分析推断，初步认为煤气发生炉发生爆炸的原因为：1、煤气发生炉点火开车期间没有发生停电或掉闸现象，结合煤气炉炉篦完好，而且炉底风箱完好，初步推断爆炸的起因不是来自炉底。?2、现场发现炉体（水套）被炸离原来位置，而且内套与外套分离。内套被炸后为内凹形状，推断导致爆炸的力量来自水夹套。分析水夹套严重变形的原因，一般是水套缺水后在高温状态下，突然注水，产生物理爆炸，水套撕裂变形，使煤气与空气接触产生化学爆炸，将水套崩离，内外套解体。3、该煤气发生炉闲置达五月之久，在点火运行前未充分检查准备。而且作业过程中操作人员违章操作，导致事故发生。该起事故暴露出安全生产专项整治安排部署在该企业未得到有效落实，企业主要负责人安全生产意识淡薄，管理不到位，从业人员未经培训即上岗作业。?五、事故调查进展情况及目前已采取的措施吕梁市政府于5月17日下午成立了恒原耐材有限公司“5·17”煤气发生炉爆炸较大事故调查组，展开事故调查工作。省安监局对事故救援和调查处理工作进行了督导。公安机关已对事故直接责任人李晓勤（吕梁市恒原耐材有限公司投资人，实际控制人）等四人进行了刑事拘留；吕梁市已召开全市安全生产紧急会议，进一步安排部署全市安全生产专项整治工作，排除安全生产隐患。离石区所有涉及煤气发生炉作业的生产经营单位全部停产整顿。事故调查处理工作正在紧张进行中。当地政府积极稳妥热煤气发生炉爆炸事故?一、事故经过2003年1月3日19时10分，胜利石油管理局河口社区西区锅炉房3号热煤气发生炉在调试运行期间发生爆炸重大事故，造成6人死亡，3人轻伤，直接经济损失43.5万元。事故设备为BG3.0-3Q型煤气发生炉，是生产煤气的定型产品，夹套式反应容器，炉体水夹套内径为3000mm，外径为3400mm，炉体承压部位3656mm，夹套内介质是煤水混合物，设计压力0.3MPa，通过燃料煤在煤气发生炉炉膛内氧化，还原反应产生CO、H2等可燃气体作取暖锅炉燃料。煤气发生炉爆炸后，夹套内板从顶部撕开并向下翻转180'。炉体下部与锥形灰斗连接处断裂，分离成两部分。煤气发生炉进风口防爆片破裂，炉体夹套上的人孔盖打飞，煤气管至旋风分离器处上部管道上的方形人孔盖炸飞?二、事故原因分析1、直接原因1.1热煤气装臵在调试试运行阶段，因故障处理不当，导致煤气发生炉夹套内壁上顶板处使用温度超温，引起煤气发生炉夹套内壁上顶板材料强度下降发生开裂，是造成这起事故的直接原因。1.217时左右，煤仓下煤不畅，煤气出口温度偏低，调试人员在装臵出现异常时未果断停炉，而采取人工捅煤的方式处理，因煤层变薄，局部烧穿引起偏烧，导致内套局部直接受火焰燃烧，同时，操作人员严重违规，关闭汽包蒸汽出口阀门，导致煤气发生炉膛内燃层厚度加大。炉膛温度升高，炉膛出口温度达600C，超过最高允许温度50C以上，造成煤气发生炉夹套内壁卜顶板处材料使用温度超温，?1.3煤气发生炉炉体下支座与锥形灰斗连接环焊缝焊接?质量差是造成事故扩大的主要原因。经计算，正常情况下，0.3MPa的蒸汽进入炉膛后，通过爆破窗、煤气出口管路和下煤孔、出渣装臵等处的泄放，压力会迅速降低，炉膛不至于发生爆炸。由于炉体下支座与锥形灰斗连接环焊缝焊接质量差，在煤气发生炉水夹套内套开裂，蒸汽进入炉膛使炉膛内压力升高的情况下，引起此处焊缝开裂，炉体爆炸分离为上、下两部分。上部分炉体在过热水迅速汽化的作用下上冲，导致在3、4层炉体周围操作的人员伤亡，是事故扩大的主要原因。?、间接原因2.1实施该工程的创新公司，在热煤气工程科研、设计、过程中管理混乱，导致工程质量差。管道设计、煤发生炉安装的分包单位均无资质。整套系统存在多处不符合规定?的缺陷：控制系统没有自动给水装臵，蒸汽调节阀设计、安装不合理，储煤仓角度小造成下煤不畅，煤气站汽水管路设计不合理。2.2煤气发生炉炉体水夹套顶部存在汽相空间，断口部位钢材组织不连续。造成汽相空间的原因是：?2.2.1热煤气装臵控制系统没有自动给水装置，水位报警装置设置不合理，导致运行时因缺水而使该部位存在汽相空间；2.2.2煤气发生炉的设计结构在炉体水夹套内的集汽管口平面与水夹套顶板之间存在间距，导致运行时该部位存在汽相空间。由于汽相空间的存在，在炉膛出口煤气温度超温的情况下，金属不能得到有效冷却而致破裂。2.2.3社区在工程建设中#管理#不落实，施工管理混乱，致使工程质量差。?三、事故防范和整改措施1、管理上加大执法力度，杜绝非法设计、安装，对产品制造焊接质量严格把关。2、加强煤气发生炉安全附件的研究，保证及时调控，特别是要有安全可靠的温度联机控制系统。3、设计煤气发生炉及其管路、煤仓等应充分论证，保证达到使用技术要求。?4、调试人员要有严格的岗前培训，持证上岗，果断处置。