CN205974431U - 一种煤气化炉激冷环 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种煤气化炉激冷环，包括外环管壳和内环管壳，外环管壳与内环管壳之间组成环形流道，环形流道包括流道出口和流道入口，该煤气化炉激冷环还包括导流板，导流板与外环管壳的内壁连接，导流板与内环管壳的内壁形成朝环形流道内部逐渐增大的流道入口；环形流道从流道入口到流道出口方向逐渐缩小设置。与现有技术相比，本实用新型的流道入口能够把水流流速降低，减少对对环管冲刷磨损，而且逐渐缩小的环形流道能够把内部的水流再次提速，在流道出口形成强力的水膜。通过对激冷环结构进行改进，进而提高组装质量、延长环管的使用寿命并降低整体制造维护成本。

Description

一种煤气化炉激冷环

技术领域

本实用新型涉及煤制氢、煤制化肥等化工反应设备技术领域，具体涉及一种煤气化炉激冷环。

背景技术

大规模加压气流床煤气化技术是我国洁净煤技术的重要组成部分，是高效、洁净利用煤炭的主要途径之一。气化炉是大规模加压气流床煤气化技术的关键设备，而激冷环则是决定气化炉运行性能和寿命的核心部件。气化炉激冷环的作用在于将激冷水均匀分布在下降管的内表面上，并形成一层水薄膜与合成气并流而下，隔绝高温合成气与下降管直接接触，保护下降管免受高温而变形。目前国内大部分使用的气化炉激冷环的基本结构如图1所示，主体结构由外环管壳1、内环管壳2、激冷水入口管道3和下降筒4构成，下降筒4同时起到支撑的作用，另外其端部还有用于安装外围设备的法兰环，法兰环内带环形通道以均匀周向水流，周边还设有流道清洗孔，该流道清洗孔平时用螺塞堵住。

激冷环的工作原理是：激冷环的下降筒是内径为φ的圆筒，是上面炽热的炉渣和水煤气的下降通道，其作用是引导气渣混合物与炉体下部的水充分接触完成激冷过程，同时使水煤气与炉渣分离。由于在该处炉渣和水煤气的温度都很高(1100—1300℃)，且炉渣温度降低后易产生黏结、粘连，所以激冷环的内壁必须具有足够的水冷却和防黏结措施。运行时，来自若干条供水管的灰水首先进入大上部法兰内的环形水室中，在该腔室形成相同的水压，然后通过在圆周均匀排列的多个径向通水孔进入布水环管，其中一部分灰水通过环管上的小孔喷至激冷环内侧，对炉渣起到初步冷却作用，其余大部分灰水通过布水环缝沿激冷环下降管内壁均匀流下，形成一层水膜5，既可避免炉渣在下降管上黏结，又能保护下降管不受高温炉渣和高温气体的损害。

在使用过程中，申请人发现激冷环的下降管容易被凝固的炉渣彻底堵塞，内侧的布水环管被冲刷出许多孔洞，同时有部分耐火砖被损坏。 在满足强度和刚度要求的基本条件下，影响激冷环使用寿命的主要因素有：(1)布水环管所能承受的冲刷腐蚀的时间，与环管的材质、壁厚、灰水对环管的冲击角度和速率有关；(2)布水环管是否布水均匀、是否能在下降管内侧形成一层连续均匀的水膜，这主要与通水孔的布置、布水环管上布水环缝的尺寸以及灰水的供水量有关。根据激冷环的工作原理和现场设备的损伤状况，造成以上故障的原因就是流出通水孔的水流会以最短的距离口冲击布水环管，水中携带的颗粒以很高的流速射向管壁，造成比较严重的冲刷磨损，布水环管在灰水的冲刷磨蚀下产生孔洞，使灰水大量泄漏，导致下降管内壁水量不足，水膜形成不完整，熔融的灰渣在下降管上逐渐凝固、黏结，最后把下降管完全堵塞，使激冷环彻底失效。所以，延长布水环管的使用寿命成为影响整个激冷环性能的关键，除了采用耐高温、耐学蚀材料及适当增加激冷环壁厚外，对激冷环布水结构进行改进也可以延长布水环管的使用周期。

实用新型内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种通过对激冷环结构进行改进，进而提高组装质量、减少对环管冲刷磨损、延长环管的使用寿命并降低整体制造维护成本的煤气化炉激冷环。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种煤气化炉激冷环，包括外环管壳和内环管壳，所述外环管壳与所述内环管壳之间组成环形流道，所述环形流道包括流道出口和流道入口，该煤气化炉激冷环还包括导流板，所述导流板与所述外环管壳的内壁连接，导流板与所述内环管壳的内壁形成朝环形流道内部逐渐增大的流道入口；所述环形流道从流道入口到流道出口方向逐渐缩小设置。

其中，所述外环管壳的内表面为环状圆形面，所述内环管壳的内表面为环状流线形面。

其中，所述外环管壳的内表面为环状流线形面，所述内环管壳的内表面为环状圆形面。

其中，所述外环管壳的内表面和所述内环管壳的内表面均为环状圆形面，且两个圆面的圆心不重合设置。

其中，所述内环管壳位于流道出口处设置为直角。

或者，所述内环管壳位于流道出口处设置为圆滑角。

或者，所述内环管壳位于流道出口处以及所述外环管壳位于流道出口处均设置为圆滑角。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种煤气化炉激冷环，包括外环管壳和内环管壳，外环管壳与内环管壳之间组成环形流道，环形流道包括流道出口和流道入口，该煤气化炉激冷环还包括导流板，导流板与外环管壳的内壁连接，导流板与内环管壳的内壁形成朝环形流道内部逐渐增大的流道入口；环形流道从流道入口到流道出口方向逐渐缩小设置。与现有技术相比，本实用新型的流道入口能够把水流流速降低，减少对对环管冲刷磨损，而且逐渐缩小的环形流道能够把内部的水流再次提速，在流道出口形成强力的水膜。通过对激冷环结构进行改进，进而提高组装质量、延长环管的使用寿命并降低整体制造维护成本。

附图说明

图1为现有技术中的煤气化炉激冷环的结构示意图。

图2为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第一种结构示意图。

图3为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第二种结构示意图。

图4为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第三种结构示意图。

图5为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第四种结构示意图。

图6为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第五种结构示意图。

图7为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第六种结构示意图。

图8为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第七种结构示意图。

图9为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第八种结构示意图。

图10为本实用新型的一种煤气化炉激冷环的第九种结构示意图。

附图标记：

1--外环管壳，2--内环管壳；

3--激冷水入口管道，4--下降筒，5--水膜；

10--环形流线形外环管壳，11--半径为R ₁的内环管壳；

12—导流板；

13--半径为R ₂的外环管壳；

14--环形流线形内环管壳；

A是流道入口，B是流道出口；

φ是流道出口处相接的圆筒体的内直径。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实施例的一种煤气化炉激冷环，如图2所示，包括外环管壳10和内环管壳11，外环管壳10与内环管壳11之间组成环形流道，环形流道包括流道出口B和流道入口A，外环管壳10的内表面为半径为R1的环状圆形面，内环管壳11的内表面为环状流线形面（轨迹为环形，横截面为圆形或流线形），该煤气化炉激冷环还包括导流板，导流板与外环管壳10的内壁连接，导流板与内环管壳11的内壁形成朝环形流道内部逐渐增大的流道入口；将法兰水室与布水环管之间的通水孔由径向直孔改为斜孔，使通水孔的中心线与法兰内弧面法线倾斜一个角度，灰水水流从通水孔到布水环管管壁的运动距离将得以延长，灰水流出通水孔后会有更明显的扩散降速效果，水流及所含颗粒的流速还会因孔周围低速水流和腔壁水膜的阻尼作用而进一步降低，水流流速降低后，会大幅减缓对布水环管的冲刷，延长其使用寿命。倾斜角越大水流降速效果越明显，但受加工条件的限射，倾斜角的作用有限。但是，流速降低后在下降管内壁形成的水膜5不够均匀，也欠缺水膜强度，从而引起下降管受热变形等新的问题。进一步把环形流道从流道入口到流道出口方向逐渐缩小设置，内环管壳11位于流道出口处设置为直角，把降低速度后的水流重新提速，在流道出口形成强力的水膜5，且提速后的水流夹杂不会再对前面的流道发生冲蚀的危害，减少对环管冲刷磨损、提高了组装质量、延长环管的使用寿命并降低整体制造维护成本，在工程技术领域具有极为深远和重大的意义。

制造本实施例的煤气化炉激冷环时，首先是零件加工，采用锻件毛坯通过数控机加工好半径为R ₁的内环管壳11，采用锻件毛坯通过数控机加工好环形流线形外环管壳10，采用钢板毛坯机加工好环形变厚度导流板12；然后进行零件组装，把内环管壳11套进外环管壳10，通过专用模板检测控制内环管壳11和外环管壳10组流道间隙，把内环管壳11和外环管壳10相对固定；然后是组焊环形变厚度导流板12，在流道入口A所在的外圆面上通过小参数的焊接把内环管壳11、外环管壳10和导流板12牢固地组焊到一起，必要时进行消除应力热处理。最后组装上端的法兰环，周边流道清洗孔的螺塞。

如果由于内环管壳11的外径太大，无法套进内径较小的外环管壳10，则把内环管壳11剖分为各自120°的三段弧环，分别套进内径较小的外环管壳10后再组焊成整个内环管壳。

要注意的是，外环管壳10的壁厚要根据设计高温下流道的压力大小进行强度和防变形设计，以免变形后的流道形状发生超过工程许可的变化。

实施例2

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图3所示，外环管壳13的内表面为环状流线形面，内环管壳14的内表面为半径R2的环状圆形面，内环管壳位于流道出口处设置为直角。

实施例3

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之三，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图4所示，外环管壳13的内表面和内环管壳14的内表面均为环状圆形面，半径分别为R1和R2，且两个圆面的圆心不重合设置，内环管壳位于流道出口处设置为直角。

实施例4

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图5所示，内环管壳11位于流道出口处设置为圆滑角r。

实施例5

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，参见图6所示，内环管壳14位于流道出口处设置为圆滑角r。

实施例6

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之六，本实施例的主要技术方案与实施例3相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，参见图7所示，内环管壳11位于流道出口处设置为圆滑角r。

实施例7

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之七，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图8所示，内环管壳11位于流道出口处以及外环管壳10位于流道出口处均设置为圆滑角r。

实施例8

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之八，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，参见图9所示，内环管壳14位于流道出口处以及外环管壳13位于流道出口处均设置为圆滑角。

实施例9

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之九，本实施例的主要技术方案与实施例3相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，参见图10所示，内环管壳11位于流道出口处以及外环管壳13位于流道出口处均设置为圆滑角。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种煤气化炉激冷环，包括外环管壳和内环管壳，所述外环管壳与所述内环管壳之间组成环形流道，所述环形流道包括流道出口和流道入口，其特征是：该煤气化炉激冷环还包括导流板，所述导流板与所述外环管壳的内壁连接，导流板与所述内环管壳的后延伸段围成朝环形流道内部逐渐增大的流道入口；所述环形流道从流道入口到流道出口方向逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述外环管壳的内表面为环状圆形面，所述内环管壳的内表面为环状流线形面。

3.根据权利要求1所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述外环管壳的内表面为环状流线形面，所述内环管壳的内表面为环状圆形面。

4.根据权利要求1所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述外环管壳的内表面和所述内环管壳的内表面均为环状圆形面，且两个圆面的圆心不重合设置。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述内环管壳位于流道出口处设置为直角。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述内环管壳位于流道出口处设置为圆滑角。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种煤气化炉激冷环，其特征是：所述内环管壳位于流道出口处以及所述外环管壳位于流道出口处均设置为圆滑角。