基于提高煤气发生炉煤气化率的分析与设计王娇君摘要：针对煤气发生炉的结构特点，对其中的气化装置——炉篦进行了详细的分析，指出炉蓖的结构对煤气发生炉的煤气化率有很大影响，并提出一种针对炉蓖结构的改进方案。新的炉蓖结构可显著提高煤气化率。采用3.6m煤气发生炉对新结构进行验证，并将验证结果与在实际生产中的数据进行对比分析。结果表明，不同类型炉篦的设计改进可以提高煤气产率，从而提高煤气化率，使煤的利用率提高，达到节约能源和提高煤气产量的目的，从而证明了炉篦结构改进的可行性与实用性。关键词：煤气发生炉；煤气化率；偏心炉篦；正心炉篦：TQ546.4：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.105煤气发生炉是将煤炭转化为可燃气体的生产设备。在转化过程中，将固体燃料气化或燃烧时使用的装置称为“炉篦”。炉篦不仅在结构上有其独特的性能，而且在风的分布上要体现布风得体、出风均匀的特点。炉篦的结构及特点对煤气化率有很大的影响。近年来，煤气炉生产厂家为发挥炉篦的重要作用，对其进行了多方面的研究：唐尔祺等人以传统2.4m直径的煤气发生炉为研究对象，针对该型号炉篦在结构和材质上存在的缺陷，对炉篦进行了改造。改造后的炉篦显著降低了使用成本，减少了维修费用，提高了综合经济效益。李海平设计了一种针对气化炉炉篦的传动方案，并论证了该设计的精巧独特所在，并论证了其具有可靠的工作性能。安建华通过分析Dg3.8m碎煤加压气化炉的炉篦结构，说明了炉篦的工作机理，并对炉篦进行了机构分析，确定了炉篦转动的扭矩。李连仲针对1.6m水煤气两段炉炉篦的结果进行了分析和革新。结果证明，改进后的炉篦结构具有一定的先进性。在对炉篦进行技术改进的同时，研究者也在材料（比如铸铁变为铸钢）、工艺（比如铸件变焊件）和外观（比如破渣耳朵增减）方面对炉篦进行了研究。1传统炉篦以如图1和图2所示的3.6m煤气发生炉为研究对象，对其传统炉篦进行分析。炉篦的作用主要有以下4方面：①支持物料，即气化过程中加入的煤炭、气化过程中生成的中间物料焦炭及气化后产生的灰渣都由炉篦来承担。②通风布风。气化用的空气和饱和蒸汽都是通过炉篦进入炉膛的。它不仅是通道，且还起着气体分配作用。③部分炉篦有带动料层移动的作用，比如旋转炉篦能带动料层作螺旋状下降。④部分炉篦由于其本身偏心于炉体中心线，同时带有条筋，所以能起到破渣作用。从外形上分析，炉篦一般包括分别如图1和图2所示的偏心炉篦和正心炉篦。在实际中，应根据客户的要求提供相应的炉篦装置，具体分为以下2种情况：①偏心炉篦在组合后，其中心线与发生炉炉体的中心线有要求距离，有利于渣的移动及破渣。在偏心的情况下，炉篦与炉膛边的间隙是变动的，即有时间隙大，有时间隙小。间隙大时，渣进入多。间隙小时，渣受挤压，因此有破渣作用。同时，由于落入和挤出，造成煤的圆周方向移动，进而带动整个料层作螺旋形下降。螺旋形的下降比直线形的下降所走的距离要长，物料与气化剂的接触时间也较长，因而能达到比较完全的气化。但长期生产实践表明，偏心炉篦中间出气较多，布气不够均匀，容易发生“烧穿”现象。②正心炉篦在组合后，其中心线与发生炉炉体的中心线重合。其采用宝塔式结构，布风均匀，通风量大，煤气化率相对较高。其从上到下的结构分布缓解了上面“烧穿”，下面“黒层”的现象。正心炉篦与炉膛边的间距较大，它利用每一层炉条上均匀布置的灰刀（凸起部分）及炉座四周的大小耳朵破渣除渣，但其容易出现结渣现象。但当两种炉篦被应用于3.6m的煤炉的实际生产中时，传统的偏心6层与正心8层，对比比3.6m小的煤炉，其在煤气化过程中更容易出现布风不均、出灰不利的情况，导致烧穿、黒层、开裂、结渣等现象的增多，致使煤炉的生产效率下降，影响了厂家的效益。2改进炉篦常压固定床煤气发生炉的气化是在2个特定的条件下进行的，即气化是在常压下进行和料层堆放在炉篦上。在气化过程中，料层要维持一定的高度，其固定的料层厚度是以动态的加煤和出灰来维持的，即在气化过程中，一边出灰，一边加料，以此方式来维持料层的相对固定。煤气发生炉中最主要作用发生于气化层。在气化过程中，...