CN110484303A - 水冷壁结构及干煤粉气化炉 - Google Patents

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郭中山
赵建宁
黄斌
杨建荣
刘宁源
罗荣恒
赵元琪
王国梁
杨涛
杨会军
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Abstract

本发明公开了一种水冷壁结构及干煤粉气化炉，所述水冷壁结构包括上段、中段以及下段，所述上段具有用于接收燃烧物的烧嘴部，所述中段具有连通所述上段和所述下段的燃烧腔，所述下段具有排出渣状物的下渣口，所述水冷壁结构包括多个第一冷却水管(1)，多个所述第一冷却水管(1)环绕形成所述下渣口。本发明的水冷壁结构能够延长下渣口、导向管以及下降管等部位的使用寿命，提高生产安全性。

Description

水冷壁结构及干煤粉气化炉
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体地涉及一种水冷壁结构及干煤粉气化炉。
背景技术
目前，干煤粉加压气化技术是现在主流的煤化工气化技术，干煤粉气化炉的燃烧室使用水冷壁结构，现有的水冷壁结构包括设置在干煤粉气化炉上部的一路烧嘴支撑件、设置在干煤粉气化炉中部的若干水冷壁盘管，以及设置在干煤粉气化炉下部的一路下渣口冷却水管。来自燃烧室的高温高压的合成气、液态炉渣等多相流体会经过下渣口、下降管进入激冷室，而现有的水冷壁结构无法对下渣口、下降管进行有效的冷却，因此在干煤粉气化炉的下渣口、导向管以及下降管等部位经常出现烧坏现象，严重影响生产效率以及生产安全。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种水冷壁结构及干煤粉气化炉，该水冷壁结构能够延长下渣口、导向管以及下降管等部位的使用寿命，提高生产安全性。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种水冷壁结构，所述水冷壁结构包括上段、中段以及下段，所述上段具有用于接收燃烧物的烧嘴部，所述中段具有连通所述上段和所述下段的燃烧腔，所述下段具有排出渣状物的下渣口，所述水冷壁结构包括多个第一冷却水管，多个所述第一冷却水管环绕形成所述下渣口。
可选的，多个所述第一冷却水管沿所述渣状物的排出方向交替环绕设置。
可选的，所述水冷壁结构包括设置在所述下渣口的下端的热裙以及环绕所述热裙设置的第二冷却水管。
可选的，所述水冷壁结构包括多个所述第二冷却水管。
可选的，所述水冷壁结构包括设置在所述下渣口的下端以引导所述渣状物排出的下降管以及环绕所述下降管设置的第三冷却水管。
可选的，所述第三冷却水管盘设在所述下降管的上部。
可选的，所述水冷壁结构包括环绕于所述烧嘴部设置的第四冷却水管。
可选的，所述水冷壁结构包括多个所述第四冷却水管。
可选的，所述烧嘴部包括纵截面呈U形的支撑部，所述支撑部由第五冷却水管环绕形成。
本发明第二方面提供一种干煤粉气化炉，所述干煤粉气化炉包括炉体以及设置在所述炉体中的上述的水冷壁结构。
通过上述技术方案，由于下渣口是由多个所述第一冷却水管环绕形成，因此，当高温高压的合成气、液态炉渣等多相流体经过下渣口时能够与多个所述第一冷却水管进行充分的热交换，从而有效地冷却。并且，由于多个所述第一冷却水管彼此之间相互独立，多相流体的热量能够平均分散到每个所述第一冷却水管，从而使得每个所述第一冷却水管所承受的温度不至于过高，有效地提高了多个所述第一冷却水管的使用寿命，防止下渣口出现被烧坏的现象。
附图说明
图1是本发明的干煤粉气化炉的一种实施方式的结构示意图；
图2是水冷壁结构下段的俯视剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1和图2所示，本发明的水冷壁结构包括上段、中段以及下段，上段具有用于接收燃烧物的烧嘴部，中段具有连通上段和下段的燃烧腔，下段具有排出渣状物的下渣口，水冷壁结构包括多个第一冷却水管1，多个第一冷却水管1环绕形成下渣口。
在本发明中，由于下渣口是由多个第一冷却水管1环绕形成，因此，当高温高压的合成气、液态炉渣等多相流体(即上述的渣状物)经过下渣口时能够与多个第一冷却水管1进行充分的热交换，从而有效地冷却。并且，由于多个第一冷却水管1彼此之间相互独立，多相流体的热量能够平均分散到每个第一冷却水管1，从而使得每个第一冷却水管1所承受的温度不至于过高，有效地提高了多个第一冷却水管1的使用寿命，防止下渣口出现被烧坏的现象。
应当理解的是，多个第一冷却水管1可以采用多种环绕方式，本发明对此并不做限制，例如，多个第一冷却水管1构成的下渣口呈圆筒状，其中每个第一冷却水管1都沿渣状物的排出方向蜿蜒设置，并且每个第一冷却水管1都是下渣口的筒状侧壁的一部分，即，多个第一冷却水管1沿着下渣口的横截面周向依次设置。为了使多相流体的热量能够更加均匀地分散在各个第一冷却水管1，在本发明的一种实施方式中，多个第一冷却水管1可以沿渣状物的排出方向交替环绕设置，举例来说，假设下渣口包括三个第一冷却水管1分别标记为管a、管b和管c，管a、管b以及管c均沿着渣状物的排出方向呈螺旋状设置，那么就会形成管a、管b、管c、管a、管b、管c……这种交替环绕设置，多相流体的热量便能够更加均匀地分散在管a、管b和管c上。
为了在下渣口的下端提供稳定的支撑，可选的，水冷壁结构包括设置在下渣口的下端的热裙6，热裙6呈两端敞口的圆筒状，其一部分与下渣口的下端连接，另一部分与外部固定连接从而向下渣口提供稳定的支撑。为了延长热裙6的使用寿命，防止其受多相流体的高温而损坏，水冷壁结构包括可以环绕热裙6设置的第二冷却水管2，也就是说，多相流体会首先与第二冷却水管2接触，第二冷却水管2吸收大量的热量，从而防止热裙6受高温而损坏。
为了提高第二冷却水管2的使用寿命，可选的，水冷壁结构包括多个第二冷却水管2。与上述的多个第一冷却水管1相似，由于多个第二冷却水管2彼此之间相互独立，多相流体的热量能够平均分散到每个第二冷却水管2，从而使得每个第二冷却水管2所承受的温度不至于过高，有效地提高了多个第二冷却水管2的使用寿命。
为了能够引导渣状物排出到指定区域，可选的，水冷壁结构可以包括设置在下渣口的下端以引导渣状物排出的下降管7。在一些情况下，渣状物在流至下降管7时仍然具有较高的温度，因此，为了能够防止下降管7被高温损坏，水冷壁结构可以包括环绕下降管7设置的第三冷却水管3，在本发明的一种实施方式中，第三冷却水管3并不直接与渣状物接触，而是环绕设置在下降管7的外壁，这样设置的好处是，可以直接对第三冷却水管3进行喷淋降温，从而进一步提高第三冷却水管3对下降管7的冷却效果，若第三冷却水管3设置在下降管7的内壁，则无法对第三冷却水管3进行喷淋降温。
在一些场合中，下降管7通常具有较长的长度，为了能够节省制造成本，可选的，第三冷却水管3可以仅仅盘设在下降管7的上部，只要保证第三冷却水管3的冷却效果足够好，则不必设置过长的第三冷却水管3，从而降低了制造成本。
烧嘴部由于长期受到燃烧物的高温影响，其使用寿命也会相应地减少，为了能够尽可能地延长烧嘴部的使用寿命，可选的，水冷壁结构包括环绕于烧嘴部设置的第四冷却水管4。
为了提高第四冷却水管4的使用寿命，可选的，水冷壁结构包括多个第四冷却水管4。与上述的多个第一冷却水管1相似，由于多个第四冷却水管4彼此之间相互独立，燃烧物的热量能够平均分散到每个第四冷却水管4，从而使得每个第四冷却水管4所承受的温度不至于过高，有效地提高了多个第四冷却水管4的使用寿命。
为了提高烧嘴部的结构强度，可选的，烧嘴部包括纵截面呈U形的支撑部，支撑部整体呈圆筒状，通过U形的壁增强了径向的受力能力。另外，为了提高支撑部的使用寿命，支撑部由第五冷却水管5环绕形成。与上述的第一冷却水管1、第二冷却水管2、第四冷却水管4相似，支撑部可以由多个第五冷却水管5环绕形成。
本发明还提供了一种干煤粉气化炉，干煤粉气化炉包括炉体8以及设置在炉体8中的上述的水冷壁结构。由于采用了上述的水冷壁结构，本发明的干煤粉气化炉延长了下渣口、导向管以及下降管等部位的使用寿命，从而提高了生产安全性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水冷壁结构，所述水冷壁结构包括上段、中段以及下段，所述上段具有用于接收燃烧物的烧嘴部，所述中段具有连通所述上段和所述下段的燃烧腔，所述下段具有排出渣状物的下渣口，其特征在于，所述水冷壁结构包括多个第一冷却水管(1)，多个所述第一冷却水管(1)环绕形成所述下渣口。
2.根据权利要求1所述的水冷壁结构，其特征在于，多个所述第一冷却水管(1)沿所述渣状物的排出方向交替环绕设置。
3.根据权利要求1所述的水冷壁结构，其特征在于，所述水冷壁结构包括设置在所述下渣口的下端的热裙(6)以及环绕所述热裙(6)设置的第二冷却水管(2)。
4.根据权利要求3所述的水冷壁结构，其特征在于，所述水冷壁结构包括多个所述第二冷却水管(2)。
5.根据权利要求1所述的水冷壁结构，其特征在于，所述水冷壁结构包括设置在所述下渣口的下端以引导所述渣状物排出的下降管(7)以及环绕所述下降管(7)设置的第三冷却水管(3)。
6.根据权利要求5所述的水冷壁结构，其特征在于，所述第三冷却水管(3)盘设在所述下降管(7)的上部。
7.根据权利要求1所述的水冷壁结构，其特征在于，所述水冷壁结构包括环绕于所述烧嘴部设置的第四冷却水管(4)。
8.根据权利要求7所述的水冷壁结构，其特征在于，所述水冷壁结构包括多个所述第四冷却水管(4)。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的水冷壁结构，其特征在于，所述烧嘴部包括纵截面呈U形的支撑部，所述支撑部由第五冷却水管(5)环绕形成。
10.一种干煤粉气化炉，其特征在于，所述干煤粉气化炉包括炉体(8)以及设置在所述炉体(8)中的权利要求1-9中任意一项所述的水冷壁结构。
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