CN203890306U - 一种气化炉下降管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气化炉下降管，解决了现有气化炉下降管容易过热变形、烧损、磨蚀、存在安全隐患的问题。技术方案包括位于激冷室内的下降管，所述下降管外壁设有螺旋盘绕的冷却半管，所述冷却半管截面为半圆形，所述冷却半管的下端与冷却水进水管连接，上端与冷却水出水管连接。本实用新型结构简单、耐高温、耐磨蚀、安全可靠、使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤气化技术领域的气化设备内件，具体的说是一种气化炉下降管。
背景技术
目前气流场加压煤气化关键设备-气化炉反应产生的合成气，一种为含灰高温合成气上行，液态熔融的渣下行；另一种为含尘合成气和熔融的渣一起下行。含尘合成气和熔融的渣一起下行的气化炉主要工艺过程描述如下：在气化炉反应室内煤粉或煤浆与氧气/蒸汽进行气化反应，反应生成的高温合成气和高温熔渣由气化反应室下行进入激冷室的下降管，与下降管内表面旋流而下的水膜进行换热，高温合成气被冷却降温并增湿，高温熔渣在下降过程也被冷却、并在水浴中淬裂固化为玻璃体。
下降管为高温合成气和高温熔渣激冷冷却和洗涤的通道。在实际工业化运行过程中，由于气化过程中不可避免会出现短时间合成气压力波动、气/渣出口实际直径会发生变化或局部结渣，物流温度高，热强度大，使得气化炉下降管内表面水膜分布不均或局部出现无水膜覆盖现象，高温的合成气和高温的熔渣与脱离水膜保护的下降管内壁直接接触，极易使下降管局部变形、磨蚀或烧损。若下降管烧损穿孔，高温的合成气将不经过水浴冷却而直接穿过下降管壁与气化炉激冷室外壳接触，导致激冷室外壳温度急剧升高，材料劣化，机械性能急剧降低，从而影响了压力容器的安全运行。
目前，有的装置通过改进激冷环结构、增加水膜厚度、选用耐高温材料或耐高温涂层等方法试图缓解以上问题，但实践表明上述方法仍无法有效解决下降管烧损的问题。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、耐高温、耐磨蚀、安全可靠、使用寿命长的气化炉下降管。
技术方案包括位于激冷室内的下降管，所述下降管外壁设有螺旋盘绕的冷却半管，所述冷却半管截面为半圆形，所述冷却半管下端与冷却水进水管连接，上端与冷却水出水管连接。
所述冷却半管布置在下降管的上段外壁。
相邻的冷却半管中心距是冷却半管管径的1.2-1.5倍。
所述冷却水进水管和冷却水出水管上均设有流量计。
对于下降管容易出现的高温变形烧穿等问题，发明人考虑对下降管外壁进行水冷却，并且特别采用螺旋盘绕结构的冷却半管，这种新型下降管结构形式具有以下优点：1）半圆形管道制造及焊接难度相对相低，易于制造和安装；2）螺旋盘绕形成的半圆截面承压能力强，能有效提高并均衡冷却水的流速；3）螺旋上升的半圆形管通道能有效避免流道的结垢和腐蚀（相对于传统形式的水夹套而言）；4）螺旋盘绕的半管采用的从下端进水，上端出水的冷却水行经流程，与下降管中高温合成气形成逆流换热，逆流换热效率高，能有效减少冷却水的用量；5）螺旋半管对于下降管壁而言，具有极端水保护功能。即使下降管内侧局部区域短时间暴露在高温合成气环境中，通过下降管外侧半管的强制循环冷却水作用，能使下降管壁金属温度降低，从而能更有效保护下降管；6）此种结构形式能有效延长下降管的使用寿命。
进一步的，一方面下降管下行合成气经行下降管下段的时候温度会大幅降低，因此下降管下段壁面温度较上段壁面温度低，另一方面，下降管的下段还位于激冷室内的液面以下，因此仅需将冷却半管布置在下降管的上段外壁，从而降低制造成本，减少冷却水的用量。
通过测量冷却水进出管上流量计数值的变化来实时监测下降管的运行情况。若流量发生变化，说明下降管或冷却半管有变形、破损等问题，应及时停车并对气化炉下降管进行检查，以确保压力容器的安全运行。
本实用新型结构简单，安全可靠、具有优良的耐磨蚀和耐高温性能，改善了下降管上段的操作环境，延长了下降管的使用寿命，从而延长了气化炉运行时间，提高了整个气化装置的运行效益。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图1中A部的局部放大图。
其中，1-下降管、2-冷却半管、3-冷却水进水管、4-冷却水出水管、5-流量计、6-流量计、7-激冷室。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：
参见图1，下降管1位于激冷室7内，所述下降管1上段外壁设有由下至上螺旋盘绕的冷却半管2，参见图2，所述冷却半管2截面为半圆形，所述冷却半管2的下端与冷却水进水管3连接，上端与冷却水出水管4连接。相邻盘绕的冷却半管中心距h是冷却半管直径的1.2-1.5倍。所述冷却水进水管3和冷却水出水管4均在激冷室壳体外设有流量计5、6。
工作过程：
合成气及熔渣由上向下进入下降管1内，下降管1内侧壁面流动有激冷水膜，对合成气进行冷却降温并保护下降管内壁，同时冷却水经冷却水进水管3进入冷却半管2的下端，在冷却半管2内盘绕向上流动与下降管1外壁接触换热对下降管壁体金属降温，降温后的冷却水最后由上端的冷却水出水管4排出，流量计5和流量计6分别记录进水量和出水量，若进水量大于出水量，则提示此区域下降管出现异常，可能是下降管壁体或冷却半管有破损，应及时停车并对气化炉下降管进行检查，以确保压力容器的安全运行。
Claims (4)
1.一种气化炉下降管，包括位于激冷室内的下降管，其特征在于，所述下降管上段外壁设有螺旋盘绕的冷却半管，所述冷却半管截面为半圆形，所述冷却半管的下端与冷却水进水管连接，上端与冷却水出水管连接。
2.如权利要求1所述的气化炉下降管，其特征在于，所述冷却半管布置在下降管的上段外壁。
3.如权利要求1或2所述的气化炉下降管，其特征在于，相邻的冷却半管中心距是冷却半管管径的1.2-1.5倍。
4.如权利要求1或2所述的气化炉下降管，其特征在于，所述冷却水进水管和冷却水出水管上均设有流量计。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104357094A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-18 | 水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心 | 一种高效激冷装置 |
| CN112175678A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-05 | 兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 | 气化炉及其激冷室 |
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