关于煤气发生炉滑道的改造方案

于艳丽 李静

（烟台巨力精细化工股份有限公司 山东烟台 265202）

引言

间歇性煤气发生炉是制气装置不可缺少的关键设备，其设备运行的稳定状况直接影响到制气装置能否连续稳定运行。而煤气炉底盘的转动部件更是其中的关键，由于其作用关键，维修困难，故延长底盘转动部件的寿命才是保证煤气炉稳定运行的良方。间歇性煤气发生炉底盘的主要组成部件有上、下滑道，大齿圈，灰盘、六角六层炉篦等组成。这些部件在闭式传动的带动下（闭式传动通过炉条机进行驱动）在炉内缓慢转动，以使炉内炭层受热均匀，充分反应，提高反应效率。煤气发生炉的底盘部件因体积庞大、更换困难，维修任务是非常艰巨的，所以降低底盘的维修率是我们使用单位的共同目标。

一、煤气炉工作原理

煤气发生炉是将煤炭转化为可燃性气体——煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产设备。工作原理为：将符合气化工艺指标的煤炭筛选后，由加煤机加入到煤气炉内，从炉底鼓入自产蒸汽与空气混合气体做为气化剂。煤炭在炉内经物理、化学反应，生成可燃性气体，上段煤气经过旋风除油器、电捕器过滤焦油.下段煤气经过旋风除尘器清除灰尘，经过混合后输送到用户使用。

二、单段式煤气发生炉的概况

目前工业所用的燃料主要有：固体燃料、液体燃料和气体燃料三种。从国际发展趋势来看，气体燃料应用越来越广泛。

气体燃料一般称为煤气。如按其生产方式来分，可以分为天燃煤气两大类。在天然煤气中。有通过钻井从地下开采出的气井器、矿井气、石油拌生气和天然沼气等。在人造煤气中要有焦煤气、发生炉煤气和液化石油气。

单段式煤气发生炉的产品也属于固体燃料（煤或焦炭）经过气体的一种热加工过程，即用氧或氧化合物（蒸汽、二氧化碳）通过高温的固体燃料（煤、焦炭）层、其中起氧化作用的有机物质（空气、水蒸汽）称为气化剂，生成含有氢、一气化碳及甲烷等的混合气体称为煤气。按气体剂的不同分为下列三种：

1. 空气煤气：以空气为气化剂。

2. 水煤气：以水蒸气为气化剂。

3. 混合煤气：以空气和水蒸气为气化剂。

上述三种煤气的成份如下：（以体积百分数表示）：

单段式煤气发生炉，是以空气和水蒸气混合为气化剂的单段式煤气发生炉。由于本发生炉气化原理合理、设计简单、投资少、使用方便安全、操作维修简单，便于掌握，所以更适合中、小型工厂。

用于各类金属热处理炉、陶瓷窑炉、熔铝炉、铜精炼炉、锻炉、锻造炉、金属制品加热炉、热镀锌炉、烘干炉、玻璃行业、化工行业、陶瓷行业、电缆等行业配套提供气体燃料。

炉体结构，全水套结构，自产蒸汽可直接通入单段式煤气发生炉做气化剂使用。顶盖采用两重不同的耐火保温材料浇注。加煤机构，双钟罩加煤，自动加煤机及液压驱动上插板下钟罩结构，根据需要加煤筛。清灰机构，蜗轮蜗杆形式，湿式单侧或双侧出灰。

三、单段式煤气发生炉工艺说明

1. 炉体结构：

全水套结构，自产蒸汽压力为 294KPa ，可直接通入煤气炉做气化剂使用。

2. 加煤机构：

采用机械加煤结构，操作简单，维修方便，气密性好。

3.清灰机构：

采用液压传动装置湿式单侧除灰。该炉加料、除渣、布风均匀，操作简便、调节方便、运行可靠。

4.常压固定床煤气发生炉，一般以块状无烟煤或烟煤和焦炭等为原料，用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气。

煤气炉内燃料层的分区（1）.干燥层（2）.干馏层（3）.还原层 （4）. 氧化层 （5）灰渣层。

4. 故障现象

我公司使用的淄博昊科生产的RK0405-00 φ2610 型间歇式煤气发生炉，使用初期还不足1 年时间，相继出现煤气发生炉灰盘不转现象，即炉条机空转，大齿圈不转。由于灰盘组件位于炉内，从外部无法看到其具体情况，只能进入炉内查看，作业局限性非常之大，且故障检查、排除都较为困难，需要先降低炉温，清除炉内残余焦炭，还需要通风合格，采取各种防护措施，每次检查都要花费数天时间，所以此种故障严重影响了我们是生产效率。经分析原因可能是底盘内转动部件摩擦力太大，导致炉条机驱动力不足，无法带动炉内组件旋转。经过我们对底盘部件拆开检查发现，炉篦磨损现象不太明显，灰盘、齿圈组件出现了明显下沉，灰盘下部的滑道磨损尤为严重，滑道内部的3#钢球直径明显变小，甚至出现变形、裂纹等严重损坏。

5. 原因分析

滑道位于底盘之上，是炉内转动部件的最下层，如果最下层出了故障，就如同一栋大楼的地基没有打好，上层建筑还如何进行？那么滑道的损害又是如何造成的呢？经观察发现，上下滑道之间淤积灰尘杂质太多，形成泥浆状物质，导致钢球粘连、卡死，无法转动，进而导致钢球、滑道磨损，灰盘下沉，最后闭式传动不堪重负，炉内转动部件彻底罢工不转。那么，灰尘杂质是如何进入滑道内部的呢？煤气发生炉的滑道分为上滑道和下滑道，钢球位于上下滑道之间。两滑道之间有缝隙的地方就是滑道内外两侧的密封面。灰尘和水分很明显是通过密封面进入两滑道之间的。所以，造成灰盘不转的初起原因就是，上下滑道之间密封不好，无法阻挡灰尘、水等杂质的进入，从而使灰尘和水在滑道内部形成了泥浆状的物质，黏住了钢球使其滚动缓慢甚至无法滚动，钢球的运动方式由滚动变成了滑动，不仅加剧了钢球的磨损，还会迅速损坏滑道。滑道被磨损后，极易产生歪斜、相对位置发生改变，滑道上部的大齿圈和灰盘、炉篦也会随之歪斜、下沉、重心发生偏移。如此，闭式传动小齿轮与大齿圈的轴线平行性便产生误差，同时加剧了齿轮的磨损。当炉内转动部件倾斜或下沉到一定程度，闭式传动的驱动力已无法克服炉内转动部件的巨大摩擦力，从而无法驱动炉内部件转动。所以，造成此类故障的主要原因就是，上下滑道之间的密封面密封性差，无法阻挡灰尘杂质进入。

6. 解决方案

由于造成煤气发生炉底盘转动部件故障的初起原因就是，上下滑道之间密封性太差，所以，增加上下滑道之间的密封性，是解决此问题的关键。

上图为下滑道改造前后的截面图。经过深思熟虑后，我们排除了橡胶、四氟、石棉等材料，选择了耐高温、高压且易造型的柔性石墨盘根作为上下滑道之间的密封材料。为避免柔性石墨盘根加入后容易脱落，我们在下滑道上加工了一道环形槽。由于原滑道密封面宽度较窄，高度也不够，为防止加工上环形槽后使滑道的耐磨、耐压性变差，我们适当修改了下滑道的尺寸，使之强度保持不变。将下滑密封面适当加宽，高度适当提高后，在下滑道内外两侧增加两道宽度为10mm，深度为5mm的环形槽，以添加12*12的柔性石墨盘根（因为石墨盘根有压缩性，为使其固定牢靠，槽的宽度略小于盘根的宽度，而槽的深度为宽度的一半，是为了石墨盘根在固定牢靠的同时，外露的部分足够与上滑道的密封面之间形成良好的密封），使上下滑道之间密封良好，灰尘及水无法进入滑道内部，不能形成泥浆状杂质，造成钢球粘连，从而避免了滑道过度磨损、灰盘下沉、齿圈不转等一系列故障，延长煤气发生炉灰盘组件的使用寿命，降低维修率。

7. 使用效果

此种类型煤气发生炉自2012 年9 月投用，2013 年5 月开始频频出现此类故障，经过我们的改造之后，从2013 年5月一直连续稳定运行至今（2015 年5 月），底盘部件从未发生过不转的故障。由此可见，此项改造至少将此种炉型的灰盘组件寿命延长了1 倍，以后的运行情况仍需要继续观察。至少目前为止，改造效果是相当明显的，大大节约了人力、物力和财力，延长了煤气发生炉的使用寿命，降低了煤气发生炉的故障率、维修率。

[1]浅析煤气发生炉的安全使用 费东辉《论文天下论文网》

[2]煤气发生炉故障影响分析 荆恩芳《化学工程与装备》2011 年第8 期

[3]煤气发生炉的设计与要求 宏基矿山 《佳工网·在线工博会》