CN104371762A - 一种固定连接下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置及方法 - Google Patents

一种固定连接下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种固定连接气化炉下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置及方法。所述装置呈筒形，含有进水口和出水孔，其外表面紧密盘绕着输水管。所述输水管外壁的横截面为非圆形，且自下而上呈蛇形盘绕，盘绕至所述装置顶端后再自上而下通入所述装置底部的出水管，出水管表面设有出水孔。该装置可用于喷淋冷却和保护激冷环。该装置可以加快喷淋冷却用水的流速、强化传热，并且强度高、不易变形，可用于固定连接气化炉下渣口和激冷环。此外，盘绕在本发明装置外表面的输水管内的喷淋用水流速快，使管壁内侧不易结垢，可延长装置的使用寿命，提高冷却效率。

Description

一种固定连接下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种固定连接气化炉下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置及方法。
背景技术
气化炉是气化工艺的核心设备，其上部为燃烧室，下部为激冷室，中间由激冷管连通，激冷环处于燃烧室与激冷室交界处。从燃烧室出来的工艺气体夹带着燃烧后的灰渣，经过激冷环和下降管，被激冷水降温洗涤除渣，然后出气化炉。激冷环是气化炉的核心部件之一，激冷环的运行状况直接影响到气化炉的稳定运行。由于激冷环外壁受到从燃烧室出来的高温工艺气体的冲刷，工作环境恶劣，使用寿命短，制约了气化炉的长周期稳定运行。
为了对激冷环进行保护，降低激冷环外壁的工作温度，现有的保护措施多集中于其结构的改造。例如增大激冷环的直径，隐蔽激冷环，从而降低其外壁的工作温度。也有的在激冷环外壁上半部的外环面上附着渣层，从而降低外壁的工作温度。但激冷环的直径增大后，又不利于气化炉的稳定运行；对激冷环外壁附着渣层又会降低激冷效果。
发明内容
为了克服现有的激冷环冷却方法的不足，本发明提供一种能用于喷淋冷却激冷环的装置。采用该装置时，可以不改变激冷环的结构，只需在气化室下渣口与激冷环间安装本发明的喷淋冷却装置即可达到冷却激冷环的效果。此外，本发明的装置中冷却水流速快，传热增强，内壁不易结垢，具有较长的使用寿命和较高的冷却效率。此外，本发明装置的强度较高，长时间使用不易变形，可用于固定连接下渣口和激冷环。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，该装置呈筒形，含有进水口和出水孔，进水口位于装置的下侧，所述装置外表面紧密盘绕着输水管，所述输水管外壁的横截面为非圆形，且所述输水管自下而上呈蛇形盘绕，当盘绕至所述装置顶端后再自上而下通入所述装置底部的出水管，出水管表面设有出水孔。本发明中的冷却用水首先通过蛇形输水管自下而上流动，然后再从顶端的蛇形输水管流入底部的出水管，并从底部出水管上均匀分布的出水孔喷出，实现喷淋冷却的目的。
进一步地，蛇形管与出水管的盘绕方式为：进水口1位于装置下侧，进水口1与第一个弧形输水管6连通，第二个弧形输水管位于第一个弧形输水管的上方，并与第一个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，第三个弧形输水管位于第二个弧形输水管的上方，并与第二个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，依次类推，所述装置顶部的弧形输水管与一条自上而下延伸的垂直输水管3连通，该垂直输水管3延伸至第一个弧形输水管6的下方，并在第一个弧形输水管的下方弯曲成弧形出水管4，弧形出水管4上设有均匀分布的出水孔5。
本发明所述的弧形输水管是由输水管按照一定弧度弯曲形成的。在本发明每个优选的实施方案中，各个弧形输水管以及弧形出水管的弧度相同，且弧度为30°、60°、90°、120°、180°、360°。
当弧形输水管的弯曲弧度为360°时，只需一条输水管就可以自下而上盘绕成筒形装置，输水管形成顶端的360°弧形输水管后垂直向下，导入底部360°弧形输水管的下方再盘绕成一个360°弧形管作为出水管。因此，当弧形管的弯曲弧度为360°时，进水口一个、出水管一条。
当弧形输水管的弯曲弧度为180°时，输水管形成顶端的180°弧形输水管后垂直向下，导入底部180°弧形输水管的下方再盘绕成一个180°弧形管作为出水管。因此，一条输水管盘绕成半个筒形，需要两条输水管各自盘绕成半个筒形，然后两两相对组成一个完整筒形装置。因此，当弧形输水管的弯曲弧度为180°时，进水口两个、出水管两条。
当弧形输水管的弯曲弧度为180°时，装置底部的两条出水管可以相互贯通形成一条出水管。
原理同上，当弧形输水管的弯曲弧度为120°时，进水口三个，出水管可以为三条，也可以将三条出水管贯通形成一条出水管。当弧形输水管的弯曲弧度为90°时，进水口四个，出水管可以为四条，也可以将四条出水管贯通形成一条出水管。当弧形输水管的弯曲弧度为60°时，进水口六个，出水管可以为六条，也可以将六条出水管贯通形成一条出水管。当弧形输水管的弯曲弧度为30°时，进水口十二个，出水管可以为十二条，也可以将十二条出水管贯通形成一条出水管。
所述弧形输水管、弧形出水管、垂直输水管的内壁横截面为圆形，外壁横截面含有两个平行的对边。两条平行的对边形成本发明装置平整的内外筒壁。
进一步地，所述弧形输水管、弧形出水管、垂直输水管的外壁横截面可以为方形。也可以是如下形状：在不平行的两条对边上具有卡槽，并可以相互对接形成卡紧结构。这种卡槽的示例可见图2、图4。
由图2可以看出，弧形管外壁有两条对边上分别带有一个凹槽，其中一个凹槽的两边各有一个凸起，另一个凹槽的两边各有一个凹陷，所述凸起和凹陷彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
由图4可以看出，弧形管外壁有两条不平行对边，其中一个带有两个凸起，另一个带有一个凹槽，所述的两个凸起和凹槽的边缘部分彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
这种卡槽可以使相邻的弧形管紧密排列，使整体结构牢固，不易变形。
本发明装置的冷却用水通过一个环形出水管喷出。该装置可以安装在气化炉下渣口处，冷却并保护激冷环，同时起到固定连接下渣口和激冷环的作用。为适应气化炉内的高温环境，可在装置内侧和顶部安装隔热层，顶部隔热层的上方是由下渣口的两进两出的盘管围成的环形螺旋盘管。
本发明装置用于冷却激冷环时，在所述装置内侧装隔热层8，顶部水平覆盖两条螺旋盘管9，所述螺旋盘管9是下渣口盘管的延续，并各自盘绕成半圆环状，然后两两相对组成完整圆环，冷却用水分别从两条螺旋盘管的进水口10流入，并从出水口11流出，螺旋盘管的下侧也装有隔热层8，本发明装置安装在气化室下渣口12和激冷环13之间，所述装置顶部与螺旋盘管9连接处用固定部件14固定，喷淋冷却用水从装置下侧的进水口1进入蛇形管自下而上流动，再从顶端的蛇形管自上而下导入装置底部的出水管4，出水管4下侧设有均匀分布的倾斜的出水孔5，冷却用水通过出水孔5喷淋到激冷环13上，形成流动水膜，从而冷却并保护激冷环13。
本发明的有益效果是：
(1)盘绕的蛇形管加快了冷却水的流速，增强了传热，并且高流速的喷淋水使管壁内测不易结垢，可以延长装置的使用寿命，并提高冷却效率，也可以起到冲洗激冷环表面的作用。
(2)上下相邻的蛇形管通过2×90°弯头链接，使管内流速可控且无循环死角。
(3)各层蛇形管之间紧密连接或卡紧，结构牢固，可增强装置的强度，使其不易变形。
(4)可以通过改变每条蛇形管的弧度来改变盘绕在本发明装置筒壁上的蛇形管数量，进而调节冷却水的流速。
(5)本发明的装置可以起到固定连接下渣口和激冷环的作用，并冷却保护激冷环，一个设备同时实现两种功能。
附图说明
图1是实施例1的筒面冷却水流动路线示意图。
图2是实施例1中紧密排列的弧形输水管的横截面放大图。
图3是实施例2的筒面冷却水流动路线示意图。
图4是实施例2中紧密排列的弧形输水管的横截面放大图。
图5是实施例3的筒面冷却水流动路线示意图。
图6是实施例3中紧密排列的弧形输水管的横截面放大图。
图7是实施例4中采用本发明装置冷却激冷环的方法示意图。
图8是图7中螺旋盘管的俯视图。
图中：
1、进水口               2、360°弧形输水管    3、垂直输水管
4、弧形出水管           5、出水孔             6、180°弧形输水管
7、30°弧形输水管       8、隔热层             9、螺旋盘管
10、螺旋盘管的进水口    11、螺旋盘管的出水口  12、下渣口
13、激冷环              14、固定部件
具体实施方式
实施例1
图1是本发明装置第一个优选方案的筒面冷却水流动路线示意图。在图1中，进水口1位于装置下侧，与进水口1连通的输水管弯曲形成第一个360°的弧形输水管2，第二个360°的弧形输水管位于第一个弧形输水管的上方，并与第一个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，第三个360°弧形输水管位于第二个弧形输水管的上方，并与第二个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，各个弧形输水管紧密排列，依次类推，所述装置顶端的弧形输水管与一条向下延伸的垂直输水管3连通，垂直输水管3延伸至第一个弧形输水管2的下方，并在第一个弧形输水管2的下方弯曲成360°弧形出水管4，弧形出水管4上设有均匀分布的出水孔5。
图2是该优选方案中紧密排列的弧形输水管的横截面放大图。本发明的喷淋冷却装置呈筒形，筒壁由上下紧密排列的弧形输水管构成。而弧形输水管内壁横截面为圆形，外壁横截面有两条平行的对边，另外两条对边为能够形成紧密排列的结构，例如能够形成卡紧的结构。由图2可以看出，弧形管外壁有两条对边上分别带有一个凹槽，其中一个凹槽的两边各有一个凸起，另一个凹槽的两边各有一个凹陷，所述凸起和凹陷彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
在进行喷淋冷却作业时，冷却用水从进水口1进入弧形管，自下而上经过各层弧形输水形管，然后从垂直输水管3自上而下排入装置底部的弧形出水管4，再经均匀分布的出水孔5排出进行喷淋作业。出水孔5的喷淋角度可根据被喷淋对象的情况进行调整。
实施例2
图3是本发明装置第二个优选方案的筒面冷却水流动路线示意图。在图3中，该筒形装置中含两条蛇形管，每条蛇形管各有一个进水口1，且弧度为180°。两条蛇形管盘绕方式相同，即进水口1位于装置下侧，与进水口1连通的输水管弯曲形成第一个180°的弧形输水管6，第二个180°的弧形输水管位于第一个弧形输水管的上方，并与第一个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，第三个180°弧形输水管位于第二个弧形输水管的上方，并与第二个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，各个弧形输水管紧密排列，依次类推，两条蛇形管各自盘绕成相对的半个筒状，由此形成本发明装置的筒状结构，所述装置顶部的两条180°弧形输水管各自与一条向下延伸的垂直输水管3连通，垂直输水管3延伸至第一个弧形输水管6的下方，并在第一个弧形输水管6的下方通入360°弧形出水管4，弧形出水管4上设有均匀分布的出水孔5。
图4是该优选方案中紧密排列的弧形管的横截面放大图。本发明的喷淋冷却装置呈筒形，筒壁由上下紧密排列的弧形管构成。而弧形管内壁横截面为圆形，外壁横截面有两条平行的对边，另外两条对边为能够形成紧密排列的结构，例如能够卡紧的结构。由图4可以看出，弧形管外壁有两条不平行对边，其中一条带有两个凸起，另一条带有一个凹槽，所述的两个凸起和凹槽的边缘部分彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
在进行喷淋作业时，喷淋用水分别从两个进水口1进入弧形输水管，自下而上经过各层弧形输水管，然后从垂直输水管3自上而下排入装置底部的弧形出水管4，再经均匀分布的出水孔5排出进行喷淋作业。出水孔5的喷淋角度可根据被喷淋对象的情况进行调整。
实施例3
图5是本发明装置第三个优选方案的筒面冷却水流动路线示意图。在图5中，该筒形装置中含十二条蛇形管，每条蛇形管各有一个进水口1，且弧度为30°。十二条蛇形管盘绕方式相同，即进水口1位于装置下侧，与进水口1连通的输水管弯曲形成第一个30°的弧形输水管7，第二个30°的弧形输水管位于第一个弧形输水管的上方，并与第一个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，第三个30°弧形输水管位于第二个弧形输水管的上方，并与第二个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，各个弧形输水管紧密排列，依次类推，十二条蛇形管各自盘绕成半径相同的十二分之一个筒状，彼此相接由此形成本发明装置的筒状结构，所述装置顶部的十二条30°弧形输水管各自与一条向下延伸的垂直输水管3连通，垂直输水管3延伸至第一个弧形输水管7的下方，并在第一个弧形输水管7的下方通入360°弧形出水管4，弧形出水管4上设有均匀分布的出水孔5。
图6是该优选方案中紧密排列的弧形输水管的横截面放大图。弧形输水管内壁横截面为圆形，外壁横截面为正方形切去4个角后的八边形，使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
在进行喷淋作业时，喷淋用水分别从十二个进水口1进入弧形输水管，自下而上经过各层弧形输水管，然后从垂直输水管3自上而下排入装置底部的360°弧形出水管4，再经均匀分布的出水孔5排出进行喷淋作业。出水孔5的喷淋角度可根据被喷淋对象的情况进行调整。
实施例4
图7是采用本发明装置冷却激冷环的方法示意图。所述装置内侧装有隔热层8，顶部水平覆盖有两条螺旋盘管9，所述螺旋盘管9是下渣口盘管的延续，并各自盘绕成半圆环状，然后两两相对组成完整圆环，冷却用水分别从两条螺旋盘管的进水口10流入，并从出水口11流出，螺旋盘管的下侧也装有隔热层8，所述装置安装在气化室下渣口12和激冷环13之间，所述装置顶部与螺旋盘管9连接处用固定部件14固定，喷淋冷却用水从装置下侧的进水口1进入蛇形管自下而上流动，再从顶端的蛇形管自上而下导入装置底部的出水管4，出水管4下侧设有均匀分布的倾斜的出水孔5，冷却用水通过出水管4上均匀分布的出水孔5喷淋到激冷环13上，形成流动水膜从而冷却并保护激冷环13。
图8是图7中螺旋盘管的俯视图。
虽然以上描述了本发明的优选实施方案，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方案做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种固定连接气化炉下渣口和激冷环并冷却激冷环的装置，该装置呈筒形，含有进水口和出水孔，其特征是：进水口位于装置下侧，所述装置外表面紧密盘绕着输水管，所述输水管外壁的横截面为非圆形，且所述输水管自下而上呈蛇形盘绕，当盘绕至所述装置顶端后再自上而下通入所述装置底部的出水管，出水管表面设有出水孔。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：进水口(1)位于装置下侧，进水口(1)与第一个弧形输水管(6)连通，第二个弧形输水管位于第一个弧形输水管的上方，并与第一个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，第三个弧形输水管位于第二个弧形输水管的上方，并与第二个弧形输水管通过一个2×90°的弯头连通，依次类推，所述装置顶部的弧形输水管与一条自上而下延伸的垂直输水管(3)连通，该垂直输水管(3)延伸至第一个弧形输水管(6)的下方，并在第一个弧形输水管的下方弯曲成弧形出水管(4)，弧形出水管(4)上设有均匀分布的出水孔(5)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是：所述各个弧形输水管以及弧形出水管的弧度相同，且弧度为30°、60°、90°、120°、180°、360°。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述各个弧形输水管以及弧形出水管的弧度为360°，一个进水口，一条弧形出水管。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征是：所述各个弧形输水管以及弧形出水管的弧度为180°，两个进水口，两条弧形出水管。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征是：各弧形出水管可相互连通，形成一条弧形出水管。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的装置，其特征是：所述弧形输水管、弧形出水管、垂直输水管的内壁横截面为圆形，外壁横截面含有两个平行的对边。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征是：所述外壁横截面另外两个对边具有卡槽，并可以相互对接形成卡紧结构。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征是：所述外壁横截面另外两个对边上分别带有一个凹槽，其中一个凹槽的两边各有一个凸起，另一个凹槽的两边各有一个凹陷，所述凸起和凹陷彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征是：所述外壁横截面另外两个对边上，一个带有两个凸起，另一个带有一个凹槽，所述的两个凸起和凹槽的边缘部分彼此吻合，可无缝对接，从而使上下相邻的弧形管形成紧密排列。
11.一种采用权利要求1至10中任一权利要求所述的装置固定连接气化炉下渣口和激冷环并冷却激冷环的方法，其特征是：所述装置内侧装有隔热层(8)，顶部水平覆盖有两条螺旋盘管(9)，所述螺旋盘管(9)是下渣口盘管的延续，并各自盘绕成半圆环状，然后两两相对组成完整圆环，冷却用水分别从两条螺旋盘管的进水口(10)流入，并从出水口(11)流出，螺旋盘管的下侧也装有隔热层(8)，所述装置安装在气化室下渣口(12)和激冷环(13)之间，所述装置顶部与螺旋盘管(9)连接处用固定部件(14)固定，喷淋冷却用水从装置下侧的进水口(1)进入蛇形管自下而上流动，再从最顶端自上而下导入装置底部的出水管(4)，出水管(4)下侧设有均匀分布的倾斜的出水孔(5)，冷却用水通过出水孔(5)喷淋到激冷环(13)上，形成流动水膜，从而冷却并保护激冷环(13)。
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