宇宙炉への原料投入に関するいくつかの問題
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宇宙炉に取り組んでいるユーザーの方々に、宇宙炉に関する質問をいくつかさせてください。1、宇宙炉の工程において、3本の石炭ラインが1本の酸素ラインを共有しているということは、投入時に3本の石炭ラインを同時に投入しなければならないという意味でしょうか。 2、酸素配管の流量調節弁と負荷には曲線による対応関係があり、投入時に酸素バルブは所定の開度に直接設定される。これにより、酸素主管の圧力に変動が生じたり、酸素流量に実際の要求値との誤差が生じたりする可能性はありませんか。 3、設計上は原料を投入する際の気化炉の圧力を10キログラム前後としているが、実際の投入時の圧力がこの要求値から大きく逸脱していないか。
1、3本の石炭粉管ラインは同時に稼働させなければならない。これは宇宙炉のバーナー構造と大きく関係しています。宇宙炉はノズルの頂部から噴射する構造を採用しており、円筒形のノズルの各角度で均一な噴射速度が得られるよう、3本の石炭粉配管が設置されている。これは、気化室の気相流場と炎の形状を維持するための決定的な要因である。順番に投入すると、炎の偏った燃焼を引き起こしやすく、局部的な過熱によって水冷壁が損傷する可能性があります。 2、運転段階で粉炭バーナーを投入する際、酸素および3本の粉炭配管の調整弁はすべて所定の開度で投入されることで、粉炭バーナーが十分な負荷とエネルギーを確保し、その後の燃焼を維持できるようになる。同時に、粉炭と酸素の投入タイミングが同期しないことによる酸素・粉炭比の過剰上昇を防ぎ、それによる停止事故を回避する。予め設定された開度は、運転開始前に装置の現場にある酸素バルブおよび石炭バルブの特性をもとに試験を行い、炉の設計上の最低負荷に基づいて決定されます。 3、粉炭バーナーを投入する際に設定される1.0MPaは、気化室の温度を保つためのものです。通過性の測定によると、0～1.0MPaで使用される起動用バーナー（天然ガスまたはディーゼル）では、負荷が上昇するにつれてのみ、気化室内の温度が徐々に上昇する。1.0MPaに達すると、気化室の温度は約800度程度になる。この温度は、石炭粉を投入した瞬間に水分の蒸発、カーボン化、燃焼の過程に必要なエネルギーを確保できる。初期の温度と圧力が適切であっても、圧力が不足していたり気化室の温度が不十分だったりすると、石炭粉の投入は燃焼しない。もちろん、発火点が比較的低い石炭についても、0.8MPaで使用される場合があります。
ご返答いただき、誠にありがとうございます。シェル炉の煤粉角弁は、石炭供給サイクル時に手動で制御され、単一バーナーの酸素・炭素比が設定された後に石炭ラインの質量流量が制御されます。これは少し違うかもしれません。なぜなら、結局のところ3本が同時に稼働するのに対し、シェルの場合は1本ずつ稼働させることができるからです。また、3点目について私見を述べさせていただきますが、ガス化炉の背圧制御による給料は、炉内への酸素の流速を保証するためのものだと思います。流速が速すぎると、一方で炎の長さに影響を与え、他方でバーナー部の摩耗を増大させます。ガス化炉の炉内温度と圧力の間にはそれほど密接な関係はないのではないでしょうか。なぜなら、給料を行う際にはすでにバーナーが点火されており、その時に発生する熱量だけでも石炭用バーナーを点火するのに十分だからです。