集氣管壓力與鼓風機（或初冷器）前吸力的討論

我們在工作中主要與焦化廠打交道，經常遇到的技術指標是集氣管壓力、鼓風機（或初冷器）前吸力。有好多人認為吸力不能太大——否則會把煤粉等吸入到系統中，造成設備的堵塞；還有人說吸力大了會把煤氣管道“吸癟”；最近又有人說吸力不能太小（雖然集氣管壓力穩定），否則會造成爐體串漏……所以我覺得有必要“探討”一下這些問題。 
我想說的是：1.煤粉是否會進入系統與集氣管壓力多少有些關系，但與吸力毫無關系；2.就是把焦化廠現在用的離心式鼓風機累死也不會把煤氣管道吸癟的；3.至于在集氣管壓力穩定的情況下，吸力大小與爐墻串漏有關系純屬無稽之談。 
下面我們就開始討論： 
1. 焦爐煤氣從炭化室產生，流經上升管、集氣管、（吸氣管、氣液分離器、初冷器等）負壓系統、鼓風機到正壓系統。

2. 在煤氣流動的整個過程中，有兩個“動力源”（我們可以理解為 2 臺串聯的鼓風機），為了便于分析，我們把它們分開討論：一個是從炭化室流到集氣管的動力主要來源于“熱浮力”（低壓氨水產生的噴射力不大，可以忽略）——裝煤期間再加上高壓氨水或蒸汽（貌似現在很少采用了）在橋管內產生的噴射力；另一個是從集氣管翻板以后的動力，來源于鼓風機。炭化室底部壓力要低于集氣管壓力，高壓氨水裝煤期間的上升管根部壓力更要低于集氣管壓力——能使流體從低壓流向高壓的即為“動力源”。所以，我們可以把裝煤期間噴高壓氨水的橋管（包括熱浮力）看成是與鼓風機串聯的一臺風機。 
3. 在整個煤氣系統中，系統唯一的入口（或者叫進口）是上升管（吸氣管上的清掃孔蓋不能保證沒有一點點泄漏，但與煤氣發生量相比這點泄漏量可以忽略）。當然，若負壓系統有漏洞就另當別論了（事故狀態多種多樣，咱們應該只討論正常狀態）。 
4. 當裝煤操作不變時（包括操作過程與工況），集氣管壓力是唯一影響進入系統的氣量和雜質情況的因素。或者反過來說，當集氣管壓力穩定時，影響進入系統的氣量和雜質情況是裝煤操作——高壓氨水的噴射力大，進入系統（集氣管）的氣量就多、流速就大、可能夾帶的雜質就多；若噴射力小 ，則反之，但可能爐門冒煙。

我想一般來說對 1、2、3 條應該沒什么問題，但第 4 條可能有人有異議。下面咱們就詳細說說。 
如圖 1 所示——裝煤期間在橋管處噴灑的高壓氨水將煤氣（包括部分空氣）壓入集氣管，上升管根部 （A）的壓力（PA）一般為-1000 Pa（或叫吸力1000 Pa） 左右，假設集氣管的壓力（P）為 100 Pa，那么BC處 的壓差約為 1100 Pa左右——也就是說高壓氨水與橋 管所構成的“射流泵”能產生的升壓（PBC）為 1100 Pa 左右。當集氣管壓力（P）增高時，假設達到 500 Pa， 那么PA就只有-600 Pa左右了（設高壓氨水壓力、橋 管內徑等情況都不變）；若集氣管壓力降到-100 Pa， 那么PA會有-1200 Pa左右。PA = P－PBC
上升管根部（A）的壓力PA越低（負壓程度越大）， 氣體的流速就越大，可能夾帶進的煤粉就越多，可能 進入的空氣量就大；反之，當PA越高（吸力越小），氣體的流速就越小，可能夾帶進的煤粉就 越少，不但不會進入空氣，爐門也可能會冒煙。可見，當高壓氨水的噴射力不能調節時，集氣管壓力是會對裝煤效果產生影響的；當高壓氨水壓力能夠調節時，可根據集氣管壓力的變化自動調節高壓氨水壓力，使上升管根部（A）的負壓程度基本保持穩定。裝煤效果就會保持良好，而且不受集氣管壓力變化的影響。

下面我們再來討論一下機前（或初冷前）吸力問題：當集氣管翻板處于全開狀態時（圖 1），翻板的阻 力可以忽略——DE處沒有壓差，即吸氣管為正壓 （P1>0——見圖 3），機前吸力會很小；當集氣管翻板 處于關閉狀態（圖 2）時，翻板的阻力最大——DE處 的壓差最大，為保證合格的集氣管壓力，吸氣管的吸力（負壓絕對值）也會很大，當然機前吸力就更大了（機前系統阻力與翻板后吸力之和）。也可以將上述情況反過來說：當機前吸力（負壓絕對值）小時，為保證合格的集氣管壓力，翻板就要開大；當機前吸力（負壓絕對值）大時，為保證合格的集氣管壓力，翻板就要關小。對照圖 3 的式①就更好理解了：P3= (h1+h2+h3)- P — 我們需要保持集氣管壓力（P） 不變。在不調節手動翻板的情況下，h1不變，在不大范圍調節大循環的情況下，短時間內也 可認為h3不變，則h2的變化直接決定需要多大的機前吸力（P3）。由此可見，只要機前吸力大 （或者叫機前壓力低）到足夠克服機前系統設備的總阻力(h1+h2+h3)時，集氣管壓力就是可控的。 
所以，不論吸力大小，只要在翻板能調節的范圍內，集氣管壓力就不會有太大的變化；只要“無煙裝煤”系統能控制好上升管根部（A）的負壓值，裝煤效果就會很好，煤粉的夾帶 量也不會大增——因為上升管根部是煤粉的唯一入口（當PA較高——煤氣不能進入上升管時，不管多大的機前吸力，都不會有煤粉進入系統）。 
簡單的說：集氣管翻板開度小點，吸力就會大點（負壓程度高點）；集氣管翻板開度大點，吸力就會小點（負壓程度低點）——集氣管翻板開度與吸力有無數個組合，都能保證集氣管壓力的穩定！

我們通過式②可以討論機后壓力對集氣管壓力的影響——在一定條件下，鼓風機的升壓 （h）可認為不變，所以當交換機換向等操作致使機后壓力（P4）升高時，將造成機前吸力 （P3）下降，使集氣管壓力升高。

大循環的調節情況復雜一些，我們逐步討論。 
首先可以簡單的用“流量法”進行討論：

鼓風機所輸送的煤氣量=抽送焦爐來的煤氣量+大循環量

假設鼓風機所輸送的煤氣量保持不變，那么當關小大循環調節閥（減小大循環量）時，鼓風機就要多抽送焦爐來的煤氣，如果抽送量大于焦爐的產氣量，集氣管壓力就會降低；或者說當焦爐的產氣量增加時，集氣管壓力就會增高，這時就需要減小大循環量，以使鼓風機能將焦爐多產生的煤氣抽送走，來保證集氣管壓力的穩定。 
我們再通過鼓風機的特性曲線討論一下： 
離心式鼓風機的特性曲線類似一條拋物線，頂點的左側為喘振區，不能使用，所以只能在頂點右側的區域內運行——流量與升壓成反比的區域（可參閱《鼓風機的調節》）。若煤氣 量增加（煤氣發生量增加或大循環量增加）時，鼓風機的升壓（h）將減小。當機后壓力（P4） 不變時，機前吸力（P3）就會下降，將使集氣管壓力升高，如果超過允許值，就需要關小大 循環進行調節。 
最后我們再來討論一下管網特性的情況： 
我們知道，阻力與流量的平方成正比。在一定時間段內，可以認為初冷器等設備的煤氣 通道面積不變，則h3直接受大循環量的影響——當大循環量增大時，阻力h3會增加的更大， 致使初冷器前吸力會有較大的降低。 
事實上，這些影響是同時存在的，我們只是為了便于理解，將其分開進行討論。在生產 實際中，調整大循環量時，既影響機前吸力（P3），也影響初冷器前吸力（P2）。而當鼓風機處在其特性曲線較平坦的區域時，調節大循環對初冷器前吸力（P2）的影響會更大些。 
通過上述討論，我希望能清楚以下幾點： 
1．裝煤效果及夾帶煤粉量只與集氣管根部（A）的負壓程度（氣體的流速）有關； 
2．如果集氣管壓力的變化影響了裝煤效果，那是“無煙裝煤”的工作沒做好； 
3．如果機前（或初冷器前）吸力影響了集氣管壓力，那是集氣管壓力控制系統的工作沒做好； 
4．我們的鼓風機進口能產生多大的負壓，我們的管道、設備能承受多大的外壓——這不是很難查到的數據，請我們的領導們用數據說話，“吸癟論”太滑稽； 
5．何為爐體串漏？影響爐墻串漏的因素有哪些？請查閱有關資料；但這里肯定的說，與吸力毫無關系，請領導們別開太大的玩笑，我容易當真，呵呵。