CN105087079B - 一种气化炉停电自保护装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种气化炉停电自保护装置及方法，它涉及一种自保护装置及方法，具体涉及一种气化炉停电自保护装置及方法。本发明为了解决现有煤气化装置采用强制水循环方式易由停电或者水泵故障引发停车事故的问题。本发明的水冷壁管的上端与上联箱连接，上联箱通过气化炉汽水导管与气化炉汽包连接，下降管旁路的两端均与下降管连接，且气化炉强制循环水泵位于下降管旁路的上端与下端之间，蒸汽循环泵安装在下降管旁路上，蒸汽循环泵通过蒸汽引入管与气化炉汽包蒸汽流出管连接，气化炉汽包蒸汽流出管与气化炉汽包连接，气化炉汽包给水管与气化炉汽包的进水口连接，气化炉的下部插装有合成气通道。本发明用于煤气化领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种自保护装置及方法，具体涉及一种气化炉停电自保护装置及方法，属于煤气化领域。
背景技术
根据中国的能源政策以及我国贫油少气多煤的能源资源现状，在相当长时期内，煤炭为主要一次能源。在我国以煤为主的能源消费结构情况下，利用气化这种洁净技术是提高煤炭利用效率，减少污染并实现能源综合利用的有效手段。当前现存的煤气化炉装置一般采用强制水循环方式，利用水泵使炉内水强制循环吸热。一旦断电或者水泵出现故障，气化炉必须停车，以免因水循环不能正常运转而烧蚀水冷壁。而气化炉作为化工企业的生产源头，一旦停车，导致整个生产线全部停运，整个生产线停运一次给企业造成巨额经济损失。例如:一套造气量80000Nm3/h的煤气化生产线停运一次经济损失达4000万元以上。
发明内容
本发明为解决现有煤气化装置采用强制水循环方式易由停电或者水泵故障引发停车事故的问题，进而提出一种气化炉停电自保护装置及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述装置包括气化炉汽包蒸汽流出管、气化炉汽包、气化炉汽水导管、气化炉强制循环水泵、下降管、气化炉汽包给水管、蒸汽引入管、蒸汽循环泵和下降管旁路，气化炉汽包设置在气化炉的上方，气化炉的水冷壁管的下端与下联箱连接，下联箱通过下降管与气化炉汽包连接，下降管中间装有气化炉强制循环水泵，水冷壁管的上端与上联箱连接，上联箱通过气化炉汽水导管与气化炉汽包连接，下降管旁路的两端均与下降管连接，且气化炉强制循环水泵位于下降管旁路的上端与下端之间，蒸汽循环泵安装在下降管旁路上，蒸汽循环泵通过蒸汽引入管与气化炉汽包蒸汽流出管连接，气化炉汽包蒸汽流出管与气化炉汽包连接，气化炉汽包给水管与气化炉汽包的进水口连接，气化炉的下部插装有合成气通道。
本发明所述方法的具体步骤如下：
步骤一、停电后炉内水循环停止，迅速将下降管阀门关闭；
步骤二、将下降管旁路阀门和蒸汽引入管阀门打开；
步骤三、气化炉汽包中的高压蒸汽通过蒸汽引入管进入蒸汽循环泵做功，使炉内水循环重新运行。
本发明的有益效果是：
一、本发明解决了强制水循环气化炉停电后易烧蚀水冷壁管的问题。强制循环气化炉在突然停电停泵时,高温水的正常流动遭到破坏,锅炉及系统的压力下降,相应水的饱和温度降低,而锅炉炉膛中仍有相当高的温度1250℃以上,因此在锅炉受热面的某些局部区域炉水很可能汽化产生汽泡,导致传热系数急剧下降，管壁温度急剧升高，容易造成水冷壁管烧损。同时某些位置的汽泡与周围的冷水相遇迅速凝结后消失,造成局部真空。当四周的水以很高速度来填补这些真空地区时,就形成水与水之间的相互撞击——水击,并发出声响和震动,严重时会扯裂焊口,震坏炉墙及设备。采用本发明后，当停电时水泵停止工作，炉内水循环停止，此时迅速将下降管阀门关闭，将下降管旁路阀门及蒸汽引入管阀门打开，汽包中的高压蒸汽通过蒸汽引入管进入蒸汽循环泵做功，蒸汽循环泵能够提供足够的压头使炉内水循环重新运行。停车时，炉内烟气温度较高，水冷壁管内工质强烈吸热汽化，经汽包汽水分离后形成大量的高压蒸汽，高压蒸汽流入蒸汽循环泵后，推动蒸汽循环泵快速运转，提供较高的压头使水循环快速运行，水冷壁管向工质快速传热，保护了水冷壁管。因此本发明能够避免气化炉水循环停止后烧蚀水冷壁管以及由于水击对炉体造成损害。
二、本发明具有自调节能力。现有的气化炉停电保护措施中，一般采用切换自备发电系统供电的的手段，使强制循环泵重新运转，恢复炉内水循环。随着炉内烟气温度逐渐降低，只需较低的水循环速度即可保证水冷壁管散热，而现有技术中水循环速度由强制循环泵控制，强制循环泵转速与炉内烟气温度无关，始终保持不变，因此浪费了电能。随着炉内烟气温度逐渐降低，冷却水冷壁管需要的工质量减少，较低的水循环速度即可保护水冷壁管。采用本发明后，随着炉内烟气温度降低，水冷壁管内工质吸热量减少，经汽包汽水分离后形成的高压蒸汽量减少，由高压蒸汽推动的蒸汽循环泵转速降低，水循环速度降低，与需要的水循环速度相吻合。当炉内烟气温度达到200--300℃范围时，水冷壁管吸热量减少，水冷壁管中的工质不再汽化，处于安全状态。由于水冷壁管中的工质不再汽化，汽包不再产生蒸汽，蒸汽循环泵自动停止工作。因此，本发明水循环速度能够与炉内烟气温度相匹配，能够随着炉内烟气温度降低，自动调节水循环速度；当炉内烟气温度达到200--300℃安全范围时，蒸汽循环泵自动停止工作。
三、本发明依靠气化炉自身产生的蒸汽保护水冷壁管，不依赖外界，运行稳定可靠。现有的气化炉停电保护措施中，一般采用切换自备发电系统供电的的手段，使强制循环泵重新运转，恢复炉内水循环。但是自备发电系统一般设备复杂，维护保养繁琐，较易出现故障。一旦气化炉停电后，自备发电系统未能及时的运行，则会导致气化炉水冷壁管烧损，给企业造成巨大损失。本发明中，气化炉停电后，依靠气化炉自身产生的高压蒸汽推动蒸汽循环泵运转，提供较高的压头使水循环恢复运行，全部系统不依赖外界，装置运行稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种气化炉停电自保护装置包括气化炉汽包蒸汽流出管1、气化炉汽包2、气化炉汽水导管3、气化炉强制循环水泵4、下降管5、气化炉汽包给水管11、蒸汽引入管15、蒸汽循环泵16和下降管旁路17，气化炉汽包2设置在气化炉7的上方，气化炉7的水冷壁管8的下端与下联箱10连接，下联箱10通过下降管5与气化炉汽包2连接，下降管5中间装有气化炉强制循环水泵4，水冷壁管8的上端与上联箱6连接，上联箱6通过气化炉汽水导管3与气化炉汽包2连接，下降管旁路17的两端均与下降管5连接，且气化炉强制水泵4位于下降管旁路17的上端与下端之间，蒸汽循环泵16安装在下降管旁路17上，蒸汽循环泵16通过蒸汽引入管15与气化炉汽包蒸汽流出管1连接，气化炉汽包蒸汽流出管1与气化炉汽包2连接，气化炉汽包给水管11与气化炉汽包2的进水口连接，气化炉7的下部插装有合成气通道9。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种气化炉停电自保护装置的蒸汽引入管15上设有蒸汽引入管阀门12，下降管旁路17上设有下降管旁路阀门13，且下降管旁路阀门13位于下降管旁路17的上端与蒸汽循环泵16之间，下降管5上设有下降管阀门14，且下降管阀门14位于气化炉强制循环水泵4与下降管旁路17的下端之间。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种气化炉停电自保护方法的具体步骤如下：
步骤一、停电后炉内循环停止，迅速将下降管阀门14关闭；
步骤二、将下降管旁路阀门13和蒸汽引入管阀门12打开；
步骤三、气化炉汽包2中的高压蒸汽通过蒸汽引入管15进入蒸汽循环泵16做功，使炉内水循环重新运行。
实施例
某煤化工公司投产了一套产气量设计值为80000Nm3/h的煤气炉生产煤气。
该气化炉采用了本发明。一次临时停电后，水泵停止工作，炉内水循环停止。操作人员迅速将下降管阀门关闭，将下降管旁路阀门及蒸汽引入管阀门打开，汽包中的高压蒸汽通过蒸汽引入管进入蒸汽循环泵做功，使炉内水循环重新运行。蒸汽循环泵运行35分钟后，此时气化炉内温度已经降低至水冷壁管的安全范围以内，气化炉平稳度过降温阶段。
某煤化工公司投产了一套产气量设计值为80000Nm3/h的煤气炉生产煤气。
该气化炉采用了常规技术。一次临时停电后，水泵停止工作，炉内水循环停止。由于此时炉膛中温度高达1400℃,因此在炉内高温区水冷壁发生传热恶化，导致水冷壁管烧损。气化炉停车后，导致整个生产线全部停运，企业造成巨额经济损失，综合计算达4000万元以上。
Claims (2)
1.一种气化炉停电自保护装置，其特征在于：所述一种气化炉停电自保护装置包括气化炉汽包蒸汽流出管(1)、气化炉汽包(2)、气化炉汽水导管(3)、气化炉强制循环水泵(4)、下降管(5)、气化炉汽包给水管(11)、蒸汽引入管(15)、蒸汽循环泵(16)和下降管旁路(17)，气化炉汽包(2)设置在气化炉(7)的上方，气化炉(7)的水冷壁管(8)的下端与下联箱(10)连接，下联箱(10)通过下降管(5)与气化炉汽包(2)连接，下降管(5)的中间装有气化炉强制循环水泵(4)，水冷壁管(8)的上端与上联箱(6)连接，上联箱(6)通过气化炉汽水导管(3)与气化炉汽包(2)连接，下降管旁路(17)的两端均与下降管(5)连接，且气化炉强制循环水泵(4)位于下降管旁路(17)的上端与下端之间，蒸汽循环泵(16)安装在下降管旁路(17)上，蒸汽循环泵(16)通过蒸汽引入管(15)与气化炉汽包蒸汽流出管(1)连接，气化炉汽包蒸汽流出管(1)与气化炉汽包(2)连接，气化炉汽包给水管(11)与气化炉汽包(2)的进水口连接，气化炉(7)的下部插装有合成气通道(9)；蒸汽引入管(15)上设有蒸汽引入管阀门(12)，下降管旁路(17)上设有下降管旁路阀门(13)，且下降管旁路阀门(13)位于下降管旁路(17)的上端与蒸汽循环泵(16)之间，下降管(5)上设有下降管阀门(14)，且下降管阀门(14)位于气化炉强制循环水泵(4)与下降管旁路(17)的下端之间。
2.一种利用权利要求1所述装置进行气化炉停电自保护的方法，其特征在于：所述一种气化炉停电自保护方法的具体步骤如下：
步骤一、停电后炉内水循环停止，迅速将下降管阀门(14)关闭；
步骤二、将下降管旁路阀门(13)和蒸汽引入管阀门(12)打开；
步骤三、气化炉汽包(2)中的高压蒸汽通过蒸汽引入管(15)进入蒸汽循环泵(16)做功，使炉内水循环重新运行。
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