一段式煤气发生炉全套cad图纸型号:
φ1.0米 φ1.2米 φ1.3米 φ1.5米 φ1.7米 φ2.0米 φ2.2米
φ2.26米 φ2.4米 φ2.6米 φ2.8米 φ3.0米 φ3.2米
二段式煤气发生炉全套cad图纸型号:
φ3.0米 φ3.2米
煤气发生炉图纸说明书
一、一段式混合煤气发生炉的特点:
一段式混合煤气发生炉较其他同类产品有很大优势。首先，从容量上，较Φ2m、Φ2.4m煤气发生炉容量大,因此产气量大。其次，从生产煤气种类上，较空气煤气和水煤气热值高，气化效率高、易控制炉温等优点。其次，从是否有干馏段，一段式较两段式不仅结构简单，生产工艺简单，更重要的是成本低。因此从日前市场来看，前景较为广阔。
Φ3.1m一段式混合煤气发生炉由以下几部分组成:加煤机、炉顶盖、蒸汽发生系统（水加套、集气包）、出灰装置、布风装置等。
二、关于煤气发生炉的简述
Φ3.1m一段式混合煤气发生炉。顾名思义，该装置是用来制取煤气的。煤气分为天然煤气和人工煤气。人工煤气中包括:水煤气、空气煤气和混合发生炉煤气等。
混合煤气发生炉煤气较水煤气、空气煤气有很大的优点:
空气煤气是以空气作为气化剂的。其气化效率低，发热值低，炉温不易控制。水煤气是以水蒸汽作为气化剂的。其效率不仅低，而且工艺过程复杂，需用规格较严格、价格昂贵的原料。而混合煤气发生炉煤气在某种程度上基本上克服了它们工艺方法上的缺陷。他是以空气和水蒸汽的混合气体作为气化剂，用温度来控制空气中水蒸汽的含量。其优点是易控制炉温，而且热效率高、制造过程简便、成本低，发热值和燃烧温度可以满足一般热加工工艺的要求。因而被广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、化工等工业的生产。
混合煤气发生炉根据其生产能力大小，常选用直径为1.5m、2m、2.4m、3m等几种。同时，根据是否带有干馏段，可分为一段式和两段式两种。一段式煤气发生炉是指煤的气化过程在同一炉段内进行。两段式则把气化过程分为干馏段和气化段。
两段式混合煤气发生炉较一段式煤气发生炉有很多优点。发产气量大、煤气热值高、热效率高、环境污染小等。随着两段炉的进一步发展完善，一段炉大有被取代的趋势。但两段炉的投资高、结构复杂。而一段炉结构简单、生产工艺简单。就目前来说，由于现在企业经济不太景气，资金不足。因此，一段炉应用较为广泛，大部分企业都引进一段炉。据统计，目前一段炉约占全国煤气发生装置的90%。
第一部分 煤气发生炉的制气原理
煤气发生炉是用煤作然料，空气和水蒸汽作为气化剂制取煤气的。煤在气化炉内气化过程是动态的，是在较复杂的情况下进行的，是以实际物料流动过程中的燃烧、还原、干馏、干燥的综合过程。该过程进行的推动力是热量，通过各种形式的热交换，惟持气化反应的正常而连续的进行。反应为各种汽（气）体、固态物质进行气汽、汽气、气固和固固热交换的气化反应。换热形式为对流，传导和辐射，在燃烧、还原和干燥过程中化合、分解、裂解、聚合、缩聚等化学反应。借热强度控制，可改变气化反应的方向和剧烈程度，以获得所要求的煤气成分。
一、炉内燃烧过程
煤气发生炉内火层中的部分热半焦与穿过灰层上升的氧气发生剧烈的碳—氧化反应，是一多解燃烧反应。煤料从炉体上部逐渐下移时，受热作用煤的结构发生了变化，侧链断裂、芳核缩聚、结构碳含量比例增加。待煤料移动到与大量空气、水蒸汽相碰区间，冷煤已变成热半焦。热半焦近中温焦或高温焦。当空气扩散到热焦表面时，在热作用下发生化学反应，即燃烧反应。
二、煤气发生炉内的还原反应
煤气发生炉还原层内进行的还原过程是气化过程的主要造气区，生成大部分的C0和H2，气化剂在燃烧层中进行剧烈的氧化反应后，剩余的与C0和C02一起在还原层中不规则的扩散，当扩散到还原层中热半焦表面时与热半焦中的碳发生化学反应，上升到还原层中的热气C0、C02、H20（汽）等的热含量和还原层的热半焦的显热，主要用于生成煤气的吸热反应，并维持还原层的反应温度，另一方面，传给下移干馏煤粒。
三、煤气发生炉内的干馏过程
干燥层的煤经上升热气流预热下移到干馏层，断续吸热，使分子动能进一步增加，当热量增加到一定时，煤中在大分子和侧链将断裂，产生分子量较小的液态物质焦没、气体物质油雾、煤气组分H2、C02、C0及少量CH4、CmHn重烃等。干馏层的干馏层温度约为300—500℃，因此，进入干馏层煤料中的水分子和内在水分子已基本蒸发完，干燥煤中羟基、羧基、醛基等功能分解后，形成大量热解水。
四、煤气发生炉内的干燥过程
干燥层煤料温升曲线，如下图。从图中可以看出，煤料升温、干燥大致可分为三个阶段:
第Ⅰ价段:首先使煤表面的水分汽化，煤孔隙内的水分受热后，水分子运动加剧，往煤的表面扩散，在气化过程中，煤料下移，温度继续升高。当热气流供给热量等于水分吸收热量和散热时，温度不再升高。
第Ⅱ价段:在一定温度下（约100℃）继续扩散，汽化，直到水分全部汽化，煤料干燥。
第Ⅲ价段:此时煤中的水分已全部汽化，上升的热气流供给煤料热量，借煤热传导升温预热，煤中吸附的C02、C0等气体逸出，上升的热气流，一部分热量传给冷煤后，与煤料的蒸出水分一起上升到空层，成为煤出煤气，其主要成分为C0、C02、H2、H20、N2、CH4、CmHn、H2S、焦油气等混合物，温度约为450-600℃。
五、煤气发生炉内的灰层
灰层是煤气化过程中必然产生，且必不可少的层带之一。灰层能起到保护炉蓖，均匀布气和预热气化剂的作用，最后灰借助炉蓖转动和灰刀刮到灰盘，最后由灰盘连续的排灰。
上述炉内气化层带的分布示意图如下:
第二部分 煤气发生炉的结构设计
一、煤气发生炉的技术参数
1.炉膛直径: Φ3100mm
2.炉膛横截面积:7.55平方米
3.水套受热面积:36.38平方米
4.煤气出口直径: Φ630mm
5.进风口直径: Φ600mm
6.水套内蒸汽压力:500kpa
7.最大风压: 3920-5880pa
8.灰盘转速: 0.177-1.77r/h
9.燃料: 无烟煤、焦炭、贫煤、瘦煤、烟煤、弱粘结煤
10.燃料耗量:1500-1800kg/h
11.煤气产量:5500-6500M3/h
12.煤气发热值:5225-5434KJ/M3
13.燃料层高度: 1000-1200mm
14.火层高度: 100-300mm
15.灰层高度: 200-400mm
16.鼓风饱和温度: 50-65℃
17.煤气出口温度: 400-500℃
18.气封用蒸汽压力: 343kpa
19.气化用空气量: 21m3/kg
20.加煤能力: 2000kg/h
二、煤气发生炉的结构及作用
Φ3.1m一段式煤气发生炉有以下几部分组成:1.加煤机 2.炉顶盖 3.蒸汽发生系统 4.出灰装置 5.布风装置
1. 加煤机
加煤机的作用是将料仓中一定规格粒度的原料煤经过加煤机相应部件传送,能基本保持原有粒度，安全的送入气化炉内。对其他 结构设计要求有较好的密封性，而且传送距离不宜太长，不挤压煤料以减轻煤料碰撞、摩擦而破碎。
该设计的加煤机采用液压驱动下钟罩和上插板。它采用电磁振动给料机定时加煤，钟罩和插板在液压油缸的作用下，交替关闭。将煤按时送到炉内，此法防止了煤气大量逸出。又为防止煤气外逸到操作空间内，在下煤口处设有放空管。电磁振动给料机采用封闭式，并在加煤口处用帆布封严。
当需要加煤时，启动油泵电机，电磁换向阀工作，插板打开，开度最大时，拨动行程开关，使电磁振动给料机工作，时间用户自定，大约一分种左右将煤加满机箱体，用延时继电器控制电磁换向阀换向。换向后，行程开关关闭，使给料机停止工作。插板关闭，钟罩打开，大约30秒左右，煤全部落入炉内。延时继电器工作，关闭钟罩阀，完成一次加煤过程。此循环每次加煤200kg左右，用户可根据炉内气化用煤量掌握加煤量。
2．炉顶盖
加煤机与炉身通过炉顶盖连接，炉顶盖上开有8个探火孔，8个出气孔（水蒸汽），1个出气孔（煤气）。
由于煤气发生炉常用无烟煤和焦炭等坐气化原料，且炉内火层离炉顶空间距离较近，故造成炉顶空间煤气温度较高，达600-700℃左右。有时操作不当，甚至更高。为了减少散热损失，同时降低炉体表面温度，以免造成操作条件恶化，把炉顶盖设计成双层，中间空层加入冷却水，来吸收热量，并把这些热量回收。（如当作气化剂，如果蒸汽压力达到一定时可当作汽封用的蒸汽待）
探火孔是煤气发生炉的一个重要部件。其个数与炉体的直径及其结构形式有关，一般炉子直径大，探火孔个数就多；直径小，个数就少些。一般都设成偶数孔，互相对称布置。
探火孔主要由孔塞、孔座、喷气环等组成。
其主要作用是通过探火孔用钎子探测炉内气化层的温度、位置、厚度及分布情况，测定总层高度和灰层厚度，并根据测得的数据分析炉内操作工况，如炉内是否有结渣、火层是否倾斜和偏移、炉温是否正常等。并及时调整，使煤气发生炉调节到正常操作状况。探火孔塞子的锥形面及孔座的锥形面都经过精细加工，使其相互接触后，密封性较好，以免炉内煤气泄漏至炉外。孔座用螺钉固定在炉盖上，而喷气环固定在孔座上。用钎子人工测定火层时，钎子经常与孔座锥形面摩擦和碰撞，使孔座锥面不光滑，甚至出现沟、坑，虽然盖上塞子，但因结合面密封性破坏，经常会有煤气从探火孔内逸出，严重时会引起着火和中毒，因此必须主意，经常更换探火孔座。
打开探火孔前，为防止煤气外窜着火，引起人身危险和烧坏设备，必须通入低压蒸汽，从喷气环高速斜向喷入炉内空间上部，在探火孔的横截面上形成一层蒸汽幕，使炉内与炉外隔绝，防止煤气外逸，当蒸汽送入量太大，速度过高时，由于蒸汽流的引射作用，使外界空气流随气流带入炉内，与煤气形成爆炸性混合物易引起爆炸，汽封蒸气量应控制合适，才能保证操作安全。
3．蒸汽发生装置
蒸汽发生装置由水夹套、集汽包、汽联管，水联管等组成。蒸汽发生装置实质是一个利用发生炉气化所产生的热量将软化水加热为饱和蒸汽的蒸汽发生器。按性质分，水夹套为加热器，集汽包为蒸发装置。
（1）.水夹套
水夹套是煤气发生炉的炉体重要组成部分，炉体内气化温度太高，容易烫伤，甚至烧伤，它的主要作用:回收大量散热，通过热交换使夹套里软化水产生夹套蒸汽，提高煤气发生炉的热效率。它是一节能装置，水夹套内壁温度较低，不需耐火砖衬里，可防止内壁挂渣等。由于水夹套要承受一定的压力，且温度较高，宜选用锅炉钢板制作，一般选用15或20号锅炉钢板。水夹套内直径3100mm，夹套宽度500mm。水由汽包水联管进入水夹套底部，受热产生的蒸汽，从水夹套上部出口管进入汽包形成水循环。
水夹套产生蒸汽压力<0.34Mpa时，用作气化剂蒸汽或其他需要低压蒸汽的系统。夹套里的水一般使用软化水，特殊情况（如事故或停供软化水等）可用自来水暂时代替，但不宜时间过长，因为一般自来水中含有较多的钙、镁等金属的碳酸盐、硫酸盐。在夹套中长时间使用，则在加温条伯下，这些盐类受热分解，生成氧化物，沉结在夹套内壁上，特别是靠煤气发生炉一侧的水夹套壁，由于气化温度较高，一般可达1000-1200℃，而附着在夹套壁上的水垢，传热系数小，热阻较大，比锅炉钢板的热阻大10-15倍左右。由于热阻很大，气化产生的热量不易导出，使热量在该接触区域积累，温度急剧升高，引起局部过热，易将夹套烧坏，造成事故。一般自来水的硬度较煤气发生炉夹套用的软化水硬度约大1.4-3.3倍，所以夹套水必须用软化水。夹套中软化水在热状态循环使用中，经一定时间后，仍不避免的会使少量钙、镁、铁、铝及其他金属氧化物成水垢形式析出，为减轻水垢积聚，加套底部宜定期排污。
（2）.集汽包
集汽包又称汽包，由筒体，水位表，安全阀，液面计等组成。
在煤气发生炉中，集汽包的主要作用是收集夹套产生的蒸汽，并供给夹套软化水，而在压力煤气发生炉中，集汽包除收集夹套蒸汽作用外，尚起到平衡水夹套与气化炉内的压力作用，在筒上设有平衡管。一般集汽包的安装位置高于气化炉，以免夹套内产生气阻，烧坏炉内壁。汽包的容积一般为水夹套容积的1/4。工作压力为0.4-2kpa，其集汽包内饱和蒸汽的温度约为151-214℃。汽包为压力容器，一般用锅炉钢板制作，与水夹套相连的集汽包上的安全阀要灵活好用，集汽包的水位表由于水垢积聚易产生假液位和局部温度过高而引起爆炸，必须及时进行清扫和吹洗。
由集汽包和水夹套及水联管和汽联管组成的蒸汽发生系统，是靠其内汽液两相的密度差进行自然水循环。整个系统分为四段:
第Ⅰ段:水夹套底部。利用发生炉气化产生的部分热量，将冷水加热至沸腾。此段称为加热段，为液相单相流。
第Ⅱ段:水夹套上部。沸腾水继续被加热，内部流体成为汽液两相流。此段随着不断被加热蒸汽率在不断提高。
第Ⅲ段:此段无外热源，若不考虑散热，此段的蒸发率不再变化。
第Ⅳ段:集汽包上部。此段由于汽液两相的密度差，热循环的两相在汽包蒸发面分离，蒸汽进入容器后排出。
保证整个系统介质正常流动，来冷却水夹套受热面，是其安全运行的关键。
冷整下:集汽包水位以下的部分都充满了水，各处水温相同，密度相同。因此，此处的水是静止的。
热整下:发生炉气化段产生的热量加热水夹套中的水，随着夹套内水的温度升高而产生汽泡，其密度随着减小。而水联管中的水为集汽包下来的补充水，而且不受热，所以密度不变。两者的密度差（再加上集汽包的高水位）而产生压差，使密度小的介质上升，密度大的介质下降。从而形成介质循环流动，即所谓自然循环。
3.出灰装置
出灰装置由碎渣圈、大灰刀、小灰刀、灰盘、清灰机、炉蓖等部分组成。
（1）.碎渣机
碎渣机位于煤气发生炉炉体的底部，其上与水夹套固定，下部设有6把灰刀，内壁成条波形。当炉蓖和灰盘转动时，碎渣圈不动，可看作两部件作相对运动。也即碎渣圈小灰刀与炉蓖作相对运动，炉蓖与碎渣圈作相对运动时，炉蓖上大块灰渣受到剪切应力和剂压应力等作用，渣块强度小于切力和剂力时就破碎成小块渣，并使灰渣下移，移支小灰刀处，小灰刀将灰渣刮到灰盘。碎渣圈除起破碎渣块作用外，尚作内套与灰盘外套构成水封装置，作炉底密封用。处于炉蓖上的灰渣温度较高，在较高温度下，又要起到破碎作用，且部分浸到温度较低的灰盘水封存中。因此碎渣圈所受的环境条件较差，所以对选用碎渣圈的材质要求条件较高，一般用耐温强度大的铸铁件制作，即使这样，也因烧坏，磨损或裂纹而需经常更换。
（2）.灰盘
煤气发生炉的灰盘是一敞口的盘状槽，起暂时贮存灰渣、除灰和水封作用。为了便于灰渣移出灰槽，内壁四周焊上斜盘（或钢条），并固定在大棘轮上，为减少大齿轮荷载摩擦力，装在钢球上，通过涡轮涡杆，使大齿轮转动，带动灰盘转动。灰盘转速为0.177-1.77r/h。以灰盘转速大小调节炉内下灰量和料层总高度。最适宜下灰速度的灰分生产率、气化强度、操作条件和每当转速得出灰试验确定。灰盘直径较大的且环境条件较差，由热灰、水封水及灰渣磨损等，为制造方便及适应操作条件，一般应用灰铸铁件分块组装。煤气发生炉操作中，大块灰渣从炉蓖下落致灰盘过程中常出现卡住现象，为保护设备，转动部件中设有自动脱开装置。
（3）.清灰机
清灰机是由液压站控制液压油缸作往复运动而使灰盘步进，使之达到转动目的。清灰机的速度可按煤气产量自行调速。用单向节流阀实现清灰机往复速度大小的调速。其液压原理如下图:
（4）.灰刀
灰刀的作用是将灰盘内的灰渣排出，由于灰渣硬度较大，一般灰刀由铸铁制作，灰刀的形状可作成直形或犁形，由于犁形灰刀阻力小，一般煤气发生炉常用犁形灰刀。
（5）.炉蓖
待布风装置再述。
4.布风装置
布风装置由进行箱和炉蓖组成。
（1）.进风箱
进风箱的作用是气化剂的通入通道。同时，通过水封内筒形成的水封，可防止煤气外漏。
进风箱由水封内筒和水封外筒组成。其结构如下图。水封外筒又分为上筒和下筒。上筒与水封内筒配装形成水风箱，防止煤气外漏。下筒设有气化剂入口和手孔，当有灰渣下落时，可通过手孔排出。
（2）.炉蓖
炉蓖是煤气发生炉的关键部件之一，在气化炉内直接与热灰接触。主要作用是:支撑炉内总料层重量，使气化剂通入炉内时，分布均匀，并与碎渣圈一起对灰渣进行破碎，移动和落下。
为使上升气化剂人炉蓖通风孔逸出时，沿整个截面气流分布均匀。结构上必须考虑多层布气或其他适当型式，它由5层大小不同炉蓖和炉蓖座重叠用长杆螺栓固定为整体，并通过炉蓖座固定在灰盘上，上下炉蓖间及第五层炉蓖与
炉蓖座间开有布气孔，煤层布气量都有一定比例，宜通过冷热态试验确定。设计安装时炉蓖整体的中心线与煤气发生炉炉体中心线偏移一定距离，约为100mm，以防灰渣挤死和不易下落。
炉蓖加工质量及安装准确性，对煤气发生炉的正常操作影响较大，对新安装的煤气发生炉投产开工前一定要严格验收和调试。投产运行后发现问题应及时调整或更换。由于炉蓖一面与热灰渣接触，另一面又要通入温度较低的气
化剂，温差变化较大。为防止变形，一般由耐热铸铁制作。
第三部分 主炉的安装
安装时，一般要先下后上的原则安装，设备安装开始时，应按设计并依据有关建筑物的轴线或之缘线在安装地点划定平面位置的纵向和横向基准线，同时依据有关的建筑物的标高线划定标高基准线，这些基准线均为设备的安装基准。
划定安装基准线时，应先核对安装设备有关的基础外形、预留孔洞、预埋构件、墙、柱和楼板等相互间的位置、标高和距离是否符合安装的要求。必要或条件许可时，还应核对设备本身的有关尺寸。
在核对中，如发现上述有关建筑物的偏差与设备安装允差要求不一致时，应在划定安装基准线时和以后各安装工序中设法调整和补救，以保证设备安装工程的质量，如上述有关建筑的偏差已经超出工程建设国家标准中的其它各有关施工及验收规范的允许范围，其调整和补救办法以及设备安装的质量要求，应由建设单位和施工单位另行研究协定。
划定煤气发生炉的各安装基准线时，应特别注意上述的规定，并仔细核对基础、楼板孔、楼板梁、煤斗下煤口等的相对位置。
1.组装滚珠支座时，应符合下列要求:
1） 下滚珠圈的标高允差为1.5mm，测圆周上等分的四点。
2） 下滚珠圈的中心线对安装基准中心线的偏移允差纵横向均为2mm。
3） 下滚珠圈平面度允差为每米0.25mm。
4） 轴承座间距允差为±5mm，其轴承座与下滚珠圈由顶丝顶紧，轴承座凹槽与下滚珠圈底面应紧密贴合，无肉眼可见逢隙。
5） 下滚珠圈可采用无垫铁安装法。
6） 应确认滚珠符合国家标准。
7） 滚珠上和滚珠圈内应涂有适量适当润滑脂。
8） 滚珠支座完毕后，应注意不让脏物进入。
2.清灰机液压站与清灰机油缸联接用高压软管联接，软管接头为端面密封。内垫Φ20×2.4 0形密封圈，加液压油后，试车20分钟不得有滞漏（试验压力6Mpa，工作压力5Mpa）。
3.组装炉蓖和风箱时，应符合下列要求:
1） 风箱的水封部分不得漏水，应在放入基础也孔前检查。
2） 水封的有效水柱高度不得小于最高鼓风压力。
3） 炉蓖底座与炉蓖底锥下端的间隙允差±3mm。
4） 风箱内水封的间隙（径向）的允差为±2mm。
5） 进风口的方向应正确。
4.组装蒸汽水套时，应符合下列要求:
1） 平面度允差全长为5mm（测顶部纵横两方向）；垂直度允差全长为5mm（测内径、上、下两端）。
2） 水套底面与棘轮底盘间的垂直距离相对允庆功5mm（测圆周上等分四点）。
3） 水套垂直中心线对安装基准中心线的偏差为2mm。
4） 如水套内壁上焊有起吊用的吊环时，吊毕应去除并磨平。
5） 装入孔前，先检查水套夹层内部，应无缺陷和其它物品。
6） 蒸汽盘管和进水盘管开孔后，应将水套与插入管在水套内外两面分别牢固焊接，焊缝应符合设计要求。
7）立柱在保证水套垂直的原则下力求垂直，全长垂直度允差为6mm，立柱与立柱头间允许垫适合缝隙的斜垫铁，垫后将垫铁与立柱或立柱头焊住，联接螺栓应齐全并拧紧，立柱下方须垫实后方可灌浆。
8）水套的保温参照国家标准“管道工程施工及验收规定”中有关规定施工或按设计要求执行。
5.组装、灰盘和灰刀时，应符合下列要求:
1） 灰盘接合处密封垫应垫妥，螺栓不宜拧得过紧，以防灰盘过度变形。
2） 灰盘和底部结构安装完毕后，在灰盘内加满水，青止状态下至少经12h，以不漏为合格。
3） 灰刀倾斜方向应符合设计规定。
4） 灰刀装完后应转动灰盘一周，不得有相碰现象。
6.组装炉盖时，应符合下列要求:
1） 炉盖的平面度允差每料为2mm（测顶部纵、横两方向）。
2） 炉盖的垂直中心线对安装基准中心线的偏移允差为2mm。
3） 炉盖的标高允差为±5mm。
4） 加煤口、法兰平面度允差每料为±1mm。
5） 炉盖与水套应牢固联接、密封严密。
6） 炉盖冷却水进、出口应成180°高设置，低进高出。
7.加煤机安装应符合下列要求:
1） 加煤机与炉盖牢固联接，严格密封。
2） 加煤面方位符合设计规定。
3） 加煤机上、下煤锁密封严密。