CN202107673U - 一种测试气流床气化炉内温度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锅炉测控领域，为一种测试气流床气化炉内温度的装置，包括在炉体上设置的结构相同且水平布置的第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴和第二喷嘴都贯穿炉体，第一喷嘴位于炉体的内腔的一端连接第一水冷罩，第二喷嘴位于炉体的内腔的一端连接第二水冷罩，所述第一水冷罩和第二水冷罩都为喇叭状，其大喇叭口一端朝向炉体的中心且第一水冷罩和第二水冷罩的水平中心轴线为同一直线，第二水冷罩上盘有入水管，第一水冷罩盘有出水管，入水管上设有流量计和入水温度计，出水管上设有出水温度计，本实用新型具有结构合理、测温准确实时、计算简便以及既能够保炉内设施，又能保证测温精度的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于锅炉测控领域，涉及一种锅炉内的间接测温装置，具体涉及一种气流床气化炉内的间接测温装置。
背景技术
气流床气化是煤炭气化的一种重要形式，原料煤是以粉状入炉，粉煤和气化剂由喷嘴或燃烧器一起喷入气化炉，在气化炉内进行充分的混合、燃烧和气化反应。气化炉为气化反应提供了反应空间，气流床气化的反应温度很高，一般维持到1400-2000℃的高温，从而保证了碳的完全转化。气化采用液态排渣方式，渣在高温下呈液态，在气化炉炉墙上被冷却，形成固态和液态的渣膜，液态的渣沿着气化炉炉墙向下流动，从渣口流出。飞灰随高温烟气进入后续系统进行分离处理。
气流床气化炉的炉温控制是气化炉能否安全稳定运行的关键。如果气化炉运行温度过高，则气化炉内炉墙受热面上单位面积的辐射换热量将过高，附着在炉墙上的灰渣不能形成稳定的渣层，达不到保护炉墙的目的；如果炉墙是耐火材料，则炉墙耐火材料将在高温条件下工作，过高的温度将把耐火材料烧掉；如果炉墙是水冷壁结构，则炉内向水冷壁单位面积传递的辐射换热量过高，水冷壁内汽水混合物的含汽率过高，传热恶化，水冷壁管将被烧坏。同时如果气化炉运行温度过低，则气化炉的排渣困难，下渣口容易堵渣，引起事故。气化炉的炉温还将影响投入物料的气化反应，如果气化炉炉温控制过高，则是因为氧气过量的原因，气化的比氧耗和比煤耗将增加、冷煤气效率下降。如果气化炉炉温控制过低，则是因为入炉氧气量不足引起的，碳转化率将会降低，有未完全反应的碳随灰渣离开气化炉。因此，气化炉温度是直接反映气化炉是否正常运行最重要的参数之一，气化炉炉温的测量是该领域非常重要的技术环节。
目前，气化炉温度的间接测量判断的方法主要有如下二种：一种是CO2和CH4判断法，粉煤和氧气、蒸汽在气化炉内反应后，生成CO、CO2、H2和微量CH4。如果氧气加入量增加，CO、H2、CH4就会进一步燃烧，使炉内温度上升。CO和CH4在反应后生成CO2，造成CO2含量升高，而CH4含量下降。所以CO2或CH4的含量可以反映出炉内温度。该方法只是对炉温的一种判断方法，且有延时，并且当入炉煤质变化时将影响测量判断结果。另一种是蒸汽流量法，当气化炉内炉墙是水冷壁结构时，可以利用水冷壁的产汽量判断炉温，该方法可以用来判断炉温，但是由于测量的蒸汽产量是整个气化炉所有受热面的产汽量，而气化炉各个受热面的单位面积热负荷有很大的不同，所以应用该方法不能准确计算出炉膛反应区局部的温度，而只能用来定性的判断炉温的变化。同时由于水冷壁上附着着渣层，该渣层的存在将使利用辐射吸热量计算气化温度的过程变的更加复杂。总之，目前的间接测量计算方法测量计算过程复杂、测量结果误差大、干扰因素多且测量的结果时间常数大，并不是理想的间接测温方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种测试气流床气化炉内温度的装置，具有结构合理、测温准确实时、计算简便以及既能够保炉内设施，又能保证测温精度等特点。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种测试气流床气化炉内温度的装置，包括在炉体1上设置的结构相同且水平布置的第一喷嘴5和第二喷嘴6，第一喷嘴5和第二喷嘴6都贯穿炉体1，第一喷嘴5位于炉体1的内腔2的一端连接第一水冷罩3，第二喷嘴6位于炉体1的内腔2的一端连接第二水冷罩4，所述第一水冷罩3和第二水冷罩4都为喇叭状，其大喇叭口一端都朝向炉体1的中心，第二水冷罩4上以其中心轴为中心盘有入水管10，第一水冷罩3上以其中心轴为中心盘有出水管11，入水管10与出水管11在炉体1内部连通，入水管10上设有流量计9和入水温度计7，出水管11上设有出水温度计8。
所述第一喷嘴5、第二喷嘴6、第一水冷罩3以及第二水冷罩4的水平中心轴线都为同一直线。
所述第一喷嘴5的数量为一个以上，第二喷嘴6的数量为一个以上，最好是第一喷嘴5和第二喷嘴6的数量相同。
如果第一喷嘴5和第二喷嘴6的数量为多个，那么，每个第一喷嘴5连接一个第一水冷罩3，每个第一水冷罩3都盘有相应的出水管11，每个第二喷嘴6连接一个第二水冷罩4，每个第二水冷罩4都盘有相应的入水管10。
本实用新型的另一种思路，所述入水管10连通入水集箱12，然后从入水集箱12引出一个以上的入水盘管13，所述入水盘管13盘在以第二水冷罩4的中心轴为中心盘在第二水冷罩4上，每个入水盘管13还盘在以第一水冷罩3的中心轴为中心盘在第一水冷罩3上，入水盘管13的另一端接入出水集箱14，出水管11从出水集箱14引出。
为适应自动化工作，可以用水流用量传感器替代流量计9，用温度传感器替代入水温度计7和出水温度计8。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
由于本实用新型采用了通过水冷罩的水流量和水冷罩出入口水的温度差值，计算水冷罩受热面吸收的来自气化炉的辐射换热量的间接测温的技术方案，具有结构合理、测温准确实时、计算简便以及既能够保护炉内设施，又能保证测温精度的特点，同时本实用新型可以设置自动采集计算装置，以适应自动化工作的需求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的水冷罩结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
一种测试气流床气化炉内温度的装置，包括在炉体1上设置的结构相同且水平布置的第一喷嘴5和第二喷嘴6，第一喷嘴5和第二喷嘴6都贯穿炉体1，第一喷嘴5位于炉体1的内腔2的一端连接第一水冷罩3，第二喷嘴6位于炉体1的内腔2的一端连接第二水冷罩4，所述第一水冷罩3和第二水冷罩4都为喇叭状，其大喇叭口一端都朝向炉体1的中心，第二水冷罩4上以其中心轴为中心盘有入水管10，第一水冷罩3上以其中心轴为中心盘有出水管11，入水管10与出水管11在炉体1内部连通，入水管10上设有流量计9和入水温度计7，出水管11上设有出水温度计8。
本实用新型的工作过程如下：
当入水流经入水管10上的入水温度计7和流量计9时，它们分别记录了入水的实际温度T1和流量m，当出水流经出水管11上的出水温度计8时，它记录了出水的实际温度T2。
本实用新型根据本领域常用的以下三个公式计算炉内温度，即：
(1)定压比热公式Q＝mCp(T2-T1)，
式中：Q为水冷罩内介质水吸热量，m为水质量流量，Cp为水定压比热容，T2为水冷罩出水温度，T1为水冷罩入水温度；
(2)辐射换热基本方程E＝σαH(Ta 4-Tb 4)，
式中：E为气化炉炉内介质向水冷罩传递的辐射换热量，σ为黑体辐射常数，α为炉膛折算黑度，Ta为气化炉炉膛温度，Tb为水冷罩外表面温度；
(3)再根据热平衡方程Q＝E既可计算出汽化床炉炉内的温度。
这三种实测数据通过各自的连接线传输给常用的数据采集与处理装置，或者直接采用传感器采集数据，然后经过相关的计算即可得到气流床气化炉炉内的实际温度。
本实用新型的更佳实施方式，所述入水管10连通入水集箱12，然后从入水集箱12引出一个以上的入水盘管13，所述入水盘管13盘在以第二水冷罩4的中心轴为中心盘在第二水冷罩4上，每个入水盘管13还盘在以第一水冷罩3的中心轴为中心盘在第一水冷罩3上，入水盘管13的另一端接入出水集箱14，出水管11从出水集箱14引出。
需要说明的是，如果第一喷嘴5和第二喷嘴6的数量为多个，那么，每个第一喷嘴5连接一个第一水冷罩3，每个第一水冷罩3都盘有相应的出水管11，同样地，每个第二喷嘴6连接一个第二水冷罩4，每个第二水冷罩4都盘有相应的入水管10，那么，可以在每个水冷罩的出水支流管道上设一个出水温度计，每个水冷罩独立计算炉内温度，各个水冷罩计算的炉内温度进行比较，去掉不合理的测量结果，将剩下的结果进行平均，保证更准确地测量炉内实际温度。通过计算得到平均的出水温度值，然后再与入水温度进行比较得到比较接近如出水温度差，这样，更有利于间接测试炉内的实际温度。
另外，由于本实用新型采用在喷嘴朝向炉内空间一侧设有水冷罩措施，保证了液态的渣不易流到水冷罩得受热面上，并能使水冷罩的受热面直接和炉内介质进行辐射热交换，既消除了温度采集过程中液态渣对采集数据的影响，又不影响受热面直接与炉内介质进行辐射热交换。
Claims (9)
1.一种测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于：包括在炉体(1)上设置的结构相同且水平布置的第一喷嘴(5)和第二喷嘴(6)，第一喷嘴(5)和第二喷嘴(6)都贯穿炉体(1)，第一喷嘴(5)位于炉体(1)的内腔(2)的一端连接第一水冷罩(3)，第二喷嘴(6)位于炉体(1)的内腔(2)的一端连接第二水冷罩(4)，所述第一水冷罩(3)和第二水冷罩(4)都为喇叭状，其大喇叭口一端都朝向炉体(1)的中心，第二水冷罩(4)上以其中心轴为中心盘有入水管(10)，第一水冷罩(3)上以其中心轴为中心盘有出水管(11)，入水管(10)与出水管(11)在炉体(1)内部连通，入水管(10)上设有流量计(9)和入水温度计(7)，出水管(11)上设有出水温度计(8)。
2.根据权利要求1所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述第一喷嘴(5)、第二喷嘴(6)、第一水冷罩(3)以及第二水冷罩(4)的水平中心轴线都为同一直线。
3.根据权利要求1所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述第一喷嘴(5)的数量为一个以上，第二喷嘴(6)的数量为一个以上。
4.根据权利要求3所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述每个第一喷嘴(5)连接一个第一水冷罩(3)，每个第一水冷罩(3)都盘有相应的出水管(11)。
5.根据权利要求3所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述每个第二喷嘴(6)连接一个第二水冷罩(4)，每个第二水冷罩(4)都盘有相应的入水管(10)。
6.根据权利要求3所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述第一喷嘴(5)和第二喷嘴(6)的数量相同。
7.根据权利要求1所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述入水管(10)连通入水集箱(12)，然后从入水集箱(12)引出一个以上的入水盘管(13)，所述入水盘管(13)盘在以第二水冷罩(4)的中心轴为中心盘在第二水冷罩(4)上，每个入水盘管(13)还盘在以第一水冷罩(3)的中心轴为中心盘在第一水冷罩(3)上，入水盘管(13)的另一端接入出水集箱(14)，出水管(11)从出水集箱(14)引出。
8.根据权利要求1所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述流量计(9)用水流量传感器替代。
9.根据权利要求1所述的测试气流床气化炉内温度的装置，其特征在于，所述入水温度计(7)和出水温度计(8)分别用温度传感器替代。
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| CN102305675A (zh) * | 2011-05-25 | 2012-01-04 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种气流床气化炉炉内间接测温装置 |
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2011
- 2011-05-25 CN CN2011201704865U patent/CN202107673U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102305675B (zh) * | 2011-05-25 | 2012-11-21 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种气流床气化炉炉内间接测温装置 |
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