CN1067725A - 冷却含尘热气体的装置以及该装置的操作方法 - Google Patents

Abstract

本装置具有一个蒸汽发生器，该蒸汽发生器由一 个第一换热器(50)和两个第二换热器(53、54)组 成。第一换热器(50)是一个辐射换热器，来自反应器 (52)的热气体在该换热器内放出热量，直至温度降到 粉尘的软化点以下。第二换热器(53、54)是对流换 热器，它们彼此并联地接在气流中第一换热器(50)的 后面。在气流中每个第二换热器(53、54)的后面设 置有一个开关(分别为61和62)。

Description

本发明是关于一种在蒸汽发生器中冷却含尘热气体的装置，该蒸汽发生器由第一辐射换热器和第二对流换热器组成。在这种装置中，通常由反应器来的气体在辐射换热器中被冷却到粉尘的软化点以下的温度。当上述气体进入对流换热器时，尘粒已不再是粘性的，它们不再会粘到该换热器的受热面上。但是，这些尘粒有可能沉积在对流换热器的排列紧密的受热面上，造成阻塞，从而妨碍了由气体向受热面的热传递。

本发明的目的是，改进上面所述的装置，从结构和操作二方面入手用简单的方法可以去除沉积在对流冷却器中的尘粒。

根据本发明，这一目的是按以下方式达到的，即在气流中辐射换热器的后面至少连接有两个第二换热器，它们彼此并行连接，在每个第二换热器后面的气流中装有一个开关。

由于采取了上述措施，可以将开关调小或关闭，这样一来另一个对流换热器中的气流速度就会提高，从而将该换热器中的积尘带走。尽管流速提高了，但是不会超过该换热器中允许的热流密度。通过循环地调小或关闭开关，可以依次清理各对流换热器。

若辐射换热器上连接有二个以上的对流换热器，则这一新的装置特别有利。在这种情况下，在工作介质一侧形成了不同的对流换热器回路，例如，部分对流换热器被连接作为燃料节省器或者作为燃料节省器和汽化器，其余的对流换热器是作为过热器被连接的。在这种情况下，假如有一个过热器和/或一个燃料节省器因故障而停止运转，整个装置仍然可以继续运行。这时候，关上有关的对流换热器后面的开关，气体就不再流过该换热器。本发明装置还有一个优点是，在其余的装置还在运转的时候可以对某个对流换热器进行检查。将位于要检查的对流换热器后面的开关关上，待该换热器冷却后就可以进行检查了。

“辐射换热器”一词应理解为这样一种换热器，其中发生所谓的急冷，也就是说已经冷却的气体被送回到第一换热器中，这本身是一个已经公知的方法。

下面借助附图进一步详细地解释所例举的本发明的具体实施方案。

图1是一个冷却含尘热气体的装置示意图;

图2是通过一个辐射换热器和一个对流换热器的垂直截面简化示意图;

图3是通过辐射换热器的压力容器横截面;

图4是一个与图1相比略加改变的装置示意图。

根据图1，这台装置有一个第一换热器50，在该第一换热器的上端通过一个管线51与一个反应器52连接，在该反应器中按已知方法（例如通过煤的气化）产生含尘热气体。在第一换热器50的上部通过管线55和56分别连接有第二换热器53和54。在第一换热器50的下端连接一个带有开关58的管线57，开关58打开时，沉积在换热器50内的固体颗粒例如粉尘、灰分和渣可以与水一起通过管线57排出。图1中在第二换热器53和54的下端分别连接有一个管线59和60，管线上各带有一个开关61或62。

这台装置正常运转时，反应器52中产生的温度为1400-1600℃、压力约40巴的热气体通过管线51被输送到第一换热器50中，在这里与蒸汽发生器的工作介质接触，主要通过辐射传热使之冷却，使其温度达到它所夹带的粉尘软化点以下。固化了的粉尘主要聚集在换热器50的下部，而气体则通过管线55和56输送到第二换热器53和54中进一步冷却。在这里，同样与蒸汽发生器的工作介质接触通过对流实现热交换，此后，当开关61和62完全打开时，冷却了的气体就经管线59和60离开装置。

图2示出了在换热器50、53和54中所包含的蒸汽发生器受热面的一般结构。

根据图2所示，第一换热器50有一个圆筒形的压力容器3，该压力容器的轴线是竖直的，一个进气通道4穿过压力容器的上端，通过管线51（图中未示出）与图1中所示煤的气化反应器52连接。在压力容器3中设有一个与其同心的插入部件5，这个插入部件由一些竖直的、紧密并置并且气密焊接的管子6构成，它包围着一个被热气自上而下流过的第一通气道7。插入部件5被一个套筒8所包围，套筒8同样是由一些竖直管10构成，这些管气密焊接在一起就象一个膜壁一样。套筒8以一定间距环绕着插入部件5，二者之间有一个环状的自由空间9，气体自下而上流过这一空间，形成第二通气道。与第一通气道7的气流横截面相比，选定的第二通气道9的气流横截面应使第二通气道9中的气体流速减慢。

插入部件5的管子6和套筒8的管子10其下端和上端分别与环形收集器13和15相连接。通过管线16向收集器13供水，供入的水在流过管子时汽化，由上收集器15经管线14排出。

插入部件5和套筒8的管子6和10，在靠近其上端的地方悬挂在一个由工字梁11构成的支承系统上，使它们可以向下自由延伸。在下收集器13的下面设有一个向下呈锥形的、贯穿压力容器3底板的漏斗12，该漏斗中盛有一部分水，形成水池1。这个水池是用来收集由热气流所夹带的、当热气流由第一通气道7转入第二通气道9时离心分离出来的灰分和渣粒。

压力容器3在其上部有三个接管27（见图3），这些接管上连接有通往第二换热器53和54的管线55、56，也就是说，整个装置包含有三个对流换热器。换热器53、54同样分别有一个轴线竖直的压力容器17，在压力容器17内设置有冷却管束18。冷却管束18的下端和上端分别与管线22和23连接，通过管线22和23输入供水和排出被预热或汽化的工作介质。

气体流经管束18时被进一步冷却之后，在开关61和62打开的情况下经管线59和60离开装置。调节开关61和62，使其通流截面大大减小或者为0，连接在它们前面的两个第二换热器53和54中的气流就可减小或停止，而与此同时，第三个对流换热器（图中未示出）中的流速则可提高。由于这一气流速度的提高，沉积在管束18的管子之间的尘粒被气流带走，从而使未节流的第三个换热器得以被清理。按类似方式，将第三个对流换热器和例如对流换热器54节流或阻塞，会引起对流换热器53中的气流速度提高，使该换热器得以被清理。将对流换热器53和第三个对流换热器节流时，上述情况也适用于对流换热器54。在完成适当的清理之后，将其它两个对流换热器的开关恢复到正常的开启位置。

在图4所示的实施例中，反应器和第一换热器的排列被调换了，在该实施例中气化反应器72被配置在第一换热器70的下面。由于在这种换热器中不发生热气流转向，因此其结构长度就相应增大，从而使热气体在输送到对流冷却器73和74中之前被冷却到低于上述软化点的温度。在对流冷却器73和74后面配置的开关75和76就相当于开关61和62，为了清理冷却器73和74而对开关75、76进行的操作同样也相当于上述开关61和62的操作。

每台装置的对流冷却器的数目至少是二个，这个数目也可以超过三个。

Claims (6)

1、冷却含尘热气体的装置，冷却是在蒸汽发生器中在1巴以上压力下进行的，所述蒸汽发生器由一个第一换热器和至少两个第二换热器组成，在第一换热器中，来自反应器的热气体主要是通过辐射放出其热量，直至温度低于粉尘的软化点，所述第二换热器彼此并联地连接在气流中第一换热器的后面，在第二换热器中气体通过对流放出其热量，在气流中每个第二换热器的后面设置有一个开关。

2、按权利要求1所述的装置，其特征在于，反应器设置在第一换热器的上面。

3、按权利要求1和2所述的装置，其特征在于，第一换热器有一个压力容器，在该压力容器中设有用作蒸汽发生器受热面的一个由一些并置的、气密焊接的管子构成的圆筒形插入部件和一个环绕该插入部件的、由一些并置的管子构成的套筒，其中来自反应器的气体自上而下流过上述插入部件，紧接着自下而上地流过该插入部件与套筒之间的间隙。

4、按权利要求1所述的装置，其特征在于，反应器设置在第一换热器的下面，来自反应器的气体自下而上地流过第一换热器。

5、按权利要求3或4所述的装置，其特征在于，第二换热器同样地各有一个压力容器，每个压力容器中至少设置有一个管束作为蒸汽发生器的受热面，其中，由第一换热器来的气体自上而下流过管束。

6、按权利要求1所述装置的操作方法，其特征在于，每次使一个开关处于打开的位置，而其余开关则处于关闭位置，以便调高处于开启位置的开关前面的对流换热器中的气流速度。

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