CN208151310U - 高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其包括流化床气化炉、旋风分离装置和余热利用装置，流化床气化炉的流化床出气口与旋风分离装置的一级旋风分离器的一级烟气进口连接，旋风分离装置的倾斜回料管与流化床气化炉的返料口连通，旋风分离装置的二级旋风分离器的二级烟气出口与余热利用装置的高温高压火管锅炉的滤后烟气进口连接。本实用新型的优点在于，将蝶阀与直角管道配合使用，减小了蝶阀的工作压力，降低了蝶阀的磨损速度；柔性管板可以很好的缓冲热应力，避免了变形损坏；相邻两个第一管束组之间的空隙及相邻两个第二管束组之间的空隙较大，使得作业空间变大，查找漏点和修补相对简单。

Description

高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统

技术领域：

本实用新型涉及流化床气化炉的高温高压烟气处理系统，具体涉及高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统。

背景技术：

流化床气化炉排出的高温高压烟气需要先经过旋风回料系统进行过滤，过滤后再经过废热锅炉进行降温处理。

旋风回料系统的回料装置包括进料管、回料阀和回料管道。目前循环流化床气化炉使用的回料阀主要为U阀和翼阀。U阀对气体流动的阻力比较大，在流化床气化炉烘炉升温期间，高温高压烟气不能快速进入旋风分离器中，导致旋风分离器不能与流化床气化炉实现同步升温，流化床气化炉投料运行后，旋风分离器的料腿剧烈升温，内部涂层热应力增大过快，涂层脱落。翼阀在气化炉烘炉前，需要人工进入管道内部将翼阀开启并通过熔丝固定，从而实现高温高压烟气进入回料装置和料腿使其升温的目的，操作繁琐；投料后，料腿内的物料全部压在翼阀的阀板上，导致阀板的工作压力大，当物料的压力达到一定值时，才能驱动翼阀开启，物料一直与阀板滑动接触，使得阀板磨损严重。

废热锅炉一般由火管蒸发段、高压过热器、省煤器组成，尺寸较大，所以废热锅炉顶部和底部的温差大，导致壳体产生较大的变形量，严重时会造成设备损坏。废热锅炉进气口的烟气温度多在1000℃左右，使得火管蒸发段靠近进气口一侧的平管板热应力较大，平管板与锅炉侧壁采用直接焊接的硬连接形式，导致平管板上的管孔会产生一定的变形，对火管产生压力，使得火管的进气端变形，增大高温高压烟气的流动阻力；火管受到热应力沿轴向发生变形后会使得平管板也沿轴向发生变形，由于平管板与锅炉侧壁焊接，靠近边缘处变形能力差，会导致平管板发生不可恢复的变形甚至损坏或与锅炉侧壁的焊接处开裂。废热锅炉中高压蒸汽过热器和省煤器的换热管束之间的间隙小导致换热管中心区域系统阻力大，高温高压烟气中的煤粉尘易于在中心区聚集、堵塞，使用高压水清理时，由于空间有限，换热管中心区域不易清洗，无法冲洗干净；而且煤粉尘中有含硫物质，清理后含硫物质溶于水形成酸性溶液，酸性溶液会腐蚀废热锅炉，而且清理后废热锅炉内留有氧气，当废热锅炉被腐蚀时会散发热量，使得煤粉尘中的煤粉燃烧，导致换热管束的损坏、泄露；换热管束损坏泄漏后，由于换热管束之间的间隙小，不便于检修，只能将内部管排抽出进行检修，损坏严重的话需要整体更换，检修时间长，消耗成本大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种旋风回料系统在烘炉过程中，能够保证旋风分离器与流化床气化炉同步升温，降低回料装置故障率，而且余热利用系统不易积灰、不易损坏、检修空间大的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统。

本实用新型由如下技术方案实施：高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其包括流化床气化炉、旋风分离装置和余热利用装置，所述流化床气化炉的流化床出气口与所述旋风分离装置的一级旋风分离器的一级烟气进口连接，所述旋风分离装置的倾斜回料管与所述流化床气化炉的返料口连通，所述旋风分离装置的二级旋风分离器的二级烟气出口与所述余热利用装置的高温高压火管锅炉的滤后烟气进口连接。

进一步的，所述旋风分离装置包括所述一级旋风分离器、所述二级旋风分离器、一级回料装置和二级回料装置，所述一级旋风分离器的一级烟气出口与所述二级旋风分离器的二级烟气进口连接；

所述一级回料装置包括竖直设置的第一进料管，所述第一进料管的顶端与所述一级旋风分离器的第一料腿连通，所述第一进料管的底端连接有第一水平回料管，所述第一进料管与所述第一水平回料管连通；所述第一水平回料管靠近所述流化床气化炉的一端设有封头，所述第一水平回料管远离所述流化床气化炉的一端连接有第二水平回料管；所述第一水平回料管的侧壁上设有第一松动气进口，所述第一松动气进口与所述第一进料管的底端相对设置，所述第一松动气进口上连接有第一松动气管道，所述第一松动气管道上设有第一松动阀；所述第一松动气进口至所述封头之间的所述第一水平回料管上设有出料口，所述出料口至所述第一松动气进口之间的所述第一水平回料管上设有蝶阀；所述出料口通过管道连接有所述倾斜回料管，所述倾斜回料管的出料端与所述流化床气化炉的所述返料口连通；

所述二级回料装置包括竖直设置的第二进料管，所述第二进料管的顶端与所述二级旋风分离器的第二料腿连通，所述第二进料管的底端连接有所述第二水平回料管，所述第二水平回料管远离所述第一水平回料管的一端连接有流化气管道，所述第二水平回料管与所述流化气管道连通，所述流化气管道上设有流化阀；所述第二水平回料管的侧壁上设有第二松动气进口，所述第二松动气进口与所述第二进料管的底端相对设置，所述第二松动气进口上连接有第二松动气管道，所述第二松动气管道上设有第二松动阀。

进一步的，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述第一水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述第一水平回料管的侧壁，置于所述第一水平回料管的外部。

进一步的，所述第一水平回料管与所述封头之间可拆卸连接；所述倾斜回料管的上端连接有吹扫气管道，所述倾斜回料管与所述吹扫气管道连通，所述吹扫气管道上设有吹扫阀；在所述第一料腿的上部设有第一压力表，在所述第一料腿的下部设有第二压力表；在所述第二料腿的上部设有第三压力表，在所述第二料腿的下部设有第四压力表；在所述流化床气化炉的下部设有第五压力表，所述第五压力表与所述返料口位于同一高度，在所述流化床出气口设有第六压力表。

进一步的，所述余热利用装置包括汽包、所述高温高压火管锅炉和高温高压烟气换热装置；所述汽包的汽包出水口通过下降管与所述高温高压火管锅炉的进水口连通，所述汽包的汽包进水口通过上升管与所述高温高压火管锅炉的出水口连通；所述汽包的蒸汽出口通过蒸汽管与所述高温高压烟气换热装置的进汽管连通，所述汽包的补充水进口通过补充水管与所述高温高压烟气换热装置的出水管连通；所述高温高压火管锅炉的锅炉烟气出口与所述高温高压烟气换热装置的换热烟气进口通过煤气管连通。

进一步的，所述高温高压火管锅炉包括炉体，在所述炉体的顶端设有所述滤后烟气进口，在所述炉体的底端设有所述锅炉烟气出口，在所述炉体的内部上侧水平设有柔性管板，所述柔性管板的边缘向上弯曲并与所述炉体的内壁焊接；在所述炉体的内部下侧水平设有平管板，所述平管板与所述炉体的内壁焊接；所述柔性管板和所述平管板将所述炉体的内部从上至下依次分为上气室、换热室和下气室；所述换热室的侧壁下部设有所述进水口和排污口，所述换热室上部的所述炉体的侧壁上设有所述出水口；

在所述柔性管板和所述平管板之间设有若干根普通火管和若干根特种火管，若干根所述特种火管靠近所述炉体侧壁并沿所述炉体的周向分布，若干根所述普通火管位于若干根所述特种火管至所述炉体轴线之间；每根所述普通火管的上端穿过所述柔性管板与所述上气室连通，每根所述普通火管的下端穿过所述平管板与所述下气室连通；每根所述特种火管的上端穿过所述柔性管板与所述上气室连通，每根所述特种火管的下端穿过所述平管板与所述下气室连通。

进一步的，所述特种火管的上部为扩径段，所述特种火管的下部设有膨胀节，所述扩径段的直径大于等于所述膨胀节的直径，所述扩径段的直径大于所述普通火管的直径；所述扩径段内部插设有第二防火护套，所述第二防火护套的外壁上一体设有第二挡火环，所述第二挡火环置于所述柔性管板上方，所述第二挡火环的底面与所述特种火管的顶面抵接，所述第二挡火环下方的所述第二防火护套外壁上缠绕有第二耐火纤维毡，所述扩径段的内壁与所述第二耐火纤维毡贴合；

所述普通火管顶端内部插设有第一防火护套，所述第一防火护套的外壁上一体设有第一挡火环，所述第一挡火环置于所述柔性管板上方，所述第一挡火环的底面与所述普通火管的顶面抵接，所述第一挡火环下方的所述第一防火护套的外壁上缠绕有第一耐火纤维毡，所述普通火管的内壁与所述第一耐火纤维毡贴合。

进一步的，所述高温高压烟气换热装置包括壳体，在所述壳体的顶部设有所述换热烟气进口，在所述壳体的下部侧壁上设有换热烟气出口，在所述壳体内部设有过热器段和省煤器段，所述过热器段位于所述省煤器段的上方；

所述过热器段包括至少一级过热装置，当有两级或两级以上所述过热装置时，所有所述过热装置沿所述壳体高度方向排列，上级所述过热装置的出汽管的出汽端与下级所述过热装置的所述进汽管的进汽端连通；位于所述过热器段底部的所述过热装置的所述进汽管的进汽端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部，位于所述过热器段顶部的所述过热装置的所述出汽管的出汽端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部；

所述省煤器段包括至少一级省煤装置，当有两级或两级以上所述省煤装置时，所有所述省煤装置沿所述壳体高度方向排列，上级所述省煤装置的所述出水管的出水端与下级所述省煤装置的进水管的进水端连通；位于所述省煤器段底部的所述省煤装置的所述进水管的进水端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部，位于所述省煤器段顶部的所述省煤装置的所述出水管的出水端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部。

进一步的，所述过热装置包括所述进汽管和所述出汽管，所述进汽管位于所述出汽管的下方，在所述进汽管和所述出汽管之间设有若干个相互平行的第一管束组，所述第一管束组的进汽端与所述进汽管连通，所述第一管束组的出汽端与所述出汽管连通；相邻两个所述第一管束组之间的空隙为h1，每个所述第一管束组包括至少两个平行设置的第一管束，每个所述第一管束组内相邻两个所述第一管束之间的空隙为h2，h1大于等于h2，每个所述第一管束包括多根轴线位于同一平面内的蛇形汽管；相邻的两个所述第一管束组的顶部之间水平设有第一挡气管，所述第一挡气管与所述第一管束组平行，所述第一挡气管的长度等于所述第一管束的宽度。

进一步的，所述省煤装置包括所述进水管和所述出水管，所述进水管位于所述出水管的下方，在所述进水管和所述出水管之间设有若干个相互平行的第二管束组，所述第二管束组的进水端与所述进水管连通，所述第二管束组的出水端与所述出水管连通；相邻两个所述第二管束组之间的空隙为h3，每个所述第二管束组包括至少两个平行设置的第二管束，每个所述第二管束组内相邻两个所述第二管束之间的空隙为h4，h3大于等于h4，每个所述第二管束包括多根轴线位于同一平面内的蛇形水管；相邻的两个所述第二管束组之间水平设有第二挡气管，所述第二挡气管与所述第二管束组平行，所述第二挡气管的长度等于所述第二管束的宽度。

本实用新型的优点：1、在流化床气化炉烘炉升温期间，开启蝶阀后，高温高压烟气可快速进入一级旋风分离器和二级旋风分离器，实现一级旋风分离器、二级旋风分离器和流化床气化炉的同步升温，避免了流化床气化炉投料运行后第一料腿和第二料腿内部剧烈升温导致的涂层脱落；2、将蝶阀与直角管道配合使用，利用固体颗粒的安息角，第一水平回料管和第二水平回料管内的物料堆积角度达到安息角后，第一进料管和第二进料管内的物料停止向第一水平回料管和第二水平回料管内运动，减小了蝶阀的工作压力，降低了蝶阀的磨损速度，延长了蝶阀的使用寿命；3、蝶阀仅由阀板和阀杆构成，结构简单，而且水平回料管靠近蝶阀的一端设有可拆卸的封头，阀板损坏后，容易更换；4、将火管蒸发段、过热器段和省煤器段从废热锅炉中分离出，做成独立的装置，防止高温高压火管锅炉和高温高压烟气换热装置两端的温差过大导致变形量过大，避免造成设备损坏；5、高温高压火管锅炉靠近上气室一侧采用了柔性管板，柔性管板边缘向上弯曲，可以很好的缓冲热应力，减小了对普通火管和特种火管进气端的压力，避免了普通火管和特种火管进气端变形导致的高温高压烟气的流动阻力大，同时热应力被缓冲后避免了柔性管板变形损坏；6、特种火管的下部设有膨胀节，可以缓冲特种火管的轴向变形，防止特种火管发生轴向变形后对平管板产生压力，从而避免了平管板发生不可恢复的变形甚至损坏或与锅炉侧壁的焊接处开裂；7、由于相邻两个第一管束组之间的空隙大于第一管束组内相邻第一管束之间的空隙，高温高压烟气进入过热器段后，带着煤粉尘向着相邻两个第一管束组之间的空隙运动，减少了过热器段中心区的煤粉尘积累量；相邻两个第二管束组之间的空隙大于第二管束组内相邻两个第二管束之间的空隙，同理，省煤器段中心区的煤粉尘积累量也减少了，减轻了清尘压力；煤粉尘积累量减少后无需使用高压水冲洗，防止氧气进入壳体内使得二氧化硫、硫化氢燃烧，避免了第一管束和第二管束被燃烧损坏；9、相邻两个第一管束组之间的空隙和相邻两个第二管束组之间的空隙较大，使得作业空间变大，查找漏点和修补相对简单，检修时间短，消耗成本少。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大图；

图3为直角蝶阀的阀板的结构示意图；

图4为高温高压火管锅炉的结构示意图；

图5为图4中B部分的局部放大图；

图6为特种火管的结构示意图；

图7为高温高压烟气换热装置的结构示意图；

图8为图7中C部分的局部放大图；

图9为图7中D部分的局部放大图。

流化床气化炉1，一级旋风分离器2，二级旋风分离器3，第一进料管4，第一料腿5，第一水平回料管6，封头7，第一松动气进口8，第一松动气管道9，第一松动阀10，出料口11，蝶阀12，倾斜回料管13，返料口14，第二进料管15，第二料腿16，第五压力表17，流化气管道18，流化阀19，第二松动气进口20，第二松动气管道21，第二松动阀22，阀板23，非圆形通孔23-1，阀杆24，阀杆槽6-1，第六压力表25，吹扫气管道26，吹扫阀27，第一压力表28，第二压力表29，第三压力表30，第四压力表31，高温高压火管锅炉32，高温高压烟气换热装置33，下降管34，上升管35，补充水管36，煤气管37，炉体38，滤后烟气进口39，锅炉烟气出口40，柔性管板41，平管板42，上气室43，换热室44，下气室45，进水口46，排污口47，出水口48，普通火管49，特种火管50，扩径段50-1，膨胀节50-2，第二防火护套51，第二挡火环52，第二耐火纤维毡53，第一防火护套54，第一挡火环55，第一耐火纤维毡56，壳体57，换热烟气进口58，换热烟气出口59，进汽管60，出汽管61，过热装置62，省煤装置63，第一管束组64，第一管束65，蛇形汽管66，第一挡气管67，进水管68，出水管69，第二管束组70，第二管束71，蛇形水管72，汽包73，第二水平回料管74，蒸汽管75，第二挡气管77。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其包括流化床气化炉1、旋风分离装置和余热利用装置，流化床气化炉1的流化床出气口与旋风分离装置的一级旋风分离器2的一级烟气进口连接，旋风分离装置的倾斜回料管13与流化床气化炉1的返料口14连通，旋风分离装置的二级旋风分离器3的二级烟气出口与余热利用装置的高温高压火管锅炉32的滤后烟气进口39连接。

旋风分离装置包括一级旋风分离器2、二级旋风分离器3、一级回料装置和二级回料装置，一级旋风分离器2的一级烟气出口与二级旋风分离器3的二级烟气进口连接；

一级回料装置包括竖直设置的第一进料管4，第一进料管4的顶端与一级旋风分离器2的第一料腿5连通，第一进料管4的底端连接有第一水平回料管6，第一进料管4与第一水平回料管6连通；第一水平回料管6靠近流化床气化炉1的一端设有封头7，第一水平回料管6远离流化床气化炉1的一端连接有第二水平回料管74；第一水平回料管6的侧壁上设有第一松动气进口8，第一松动气进口8与第一进料管4的底端相对设置，第一松动气进口8上连接有第一松动气管道9，第一松动气管道9上设有第一松动阀10；第一松动气进口8至封头7之间的第一水平回料管6上设有出料口11，出料口11至第一松动气进口8之间的第一水平回料管6上设有蝶阀12；出料口11通过管道连接有倾斜回料管13，倾斜回料管13的出料端与流化床气化炉1的返料口14连通；

二级回料装置包括竖直设置的第二进料管15，第二进料管15的顶端与二级旋风分离器3的第二料腿16连通，第二进料管15的底端连接有第二水平回料管74，第二水平回料管74远离第一水平回料管6的一端连接有流化气管道18，第二水平回料管74与流化气管道18连通，流化气管道18上设有流化阀19；第二水平回料管74的侧壁上设有第二松动气进口20，第二松动气进口20与第二进料管15的底端相对设置，第二松动气进口20上连接有第二松动气管道21，第二松动气管道21上设有第二松动阀22。

如图2-3所示，蝶阀12包括阀板23，在阀板23的内部沿中心线方向设有非圆形通孔23-1，在非圆形通孔23-1内插设有阀杆24，阀杆24与非圆形通孔23-1相配合；在第一水平回料管6的侧壁上设有阀杆槽6-1，阀杆24的底端穿过非圆形通孔23-1并插设于阀杆槽6-1内，阀杆24的顶端依次穿过非圆形通孔23-1和第一水平回料管6的侧壁，置于第一水平回料管6的外部。

第一水平回料管6与封头7之间可拆卸连接；倾斜回料管13的上端连接有吹扫气管道26，倾斜回料管13与吹扫气管道26连通，吹扫气管道26上设有吹扫阀27；在第一料腿5的上部设有第一压力表28，在第一料腿5的下部设有第二压力表29；在第二料腿16的上部设有第三压力表30，在第二料腿16的下部设有第四压力表31；在流化床气化炉1的下部设有第五压力表17，第五压力表17与返料口14位于同一高度，在流化床出气口设有第六压力表25。

余热利用装置包括汽包73、高温高压火管锅炉32和高温高压烟气换热装置33；汽包73的汽包出水口通过下降管34与高温高压火管锅炉32的进水口46连通，汽包73的汽包进水口通过上升管35与高温高压火管锅炉32的出水口48连通；汽包73的蒸汽出口通过蒸汽管75与高温高压烟气换热装置33的进汽管60连通，汽包73的补充水进口通过补充水管36与高温高压烟气换热装置33的出水管69连通；高温高压火管锅炉32的锅炉烟气出口40与高温高压烟气换热装置33的换热烟气进口58通过煤气管37连通。

如图4-6所示，高温高压火管锅炉32包括炉体38，在炉体38的顶端设有滤后烟气进口39，在炉体38的底端设有锅炉烟气出口40，在炉体38的内部上侧水平设有柔性管板41，柔性管板41的边缘向上弯曲并与炉体38的内壁焊接；在炉体38的内部下侧水平设有平管板42，平管板42与炉体38的内壁焊接；柔性管板41和平管板42将炉体38的内部从上至下依次分为上气室43、换热室44和下气室45；换热室44的侧壁下部设有进水口46和排污口47，换热室44上的侧壁下部设有出水口48；

在柔性管板41和平管板42之间设有若干根普通火管49和若干根特种火管50，若干根特种火管50靠近炉体38侧壁并沿炉体38的周向分布，若干根普通火管49位于若干根特种火管50至炉体38轴线之间；每根普通火管49的上端穿过柔性管板41与上气室43连通，每根普通火管49的下端穿过平管板42与下气室45连通；每根特种火管50的上端穿过柔性管板41与上气室43连通，每根特种火管50的下端穿过平管板42与下气室45连通。

特种火管50的上部为扩径段50-1，特种火管50的下部设有膨胀节50-2，扩径段50-1的直径大于等于膨胀节50-2的直径，扩径段50-1的直径大于普通火管49的直径；扩径段50-1内部插设有第二防火护套51，第二防火护套51的外壁上一体设有第二挡火环52，第二挡火环52置于柔性管板41上方，第二挡火环52的底面与特种火管50的顶面抵接，第二挡火环52下方的第二防火护套51外壁上缠绕有第二耐火纤维毡53，扩径段50-1的内壁与第二耐火纤维毡53贴合；

普通火管49顶端内部插设有第一防火护套54，第一防火护套54的外壁上一体设有第一挡火环55，第一挡火环55置于柔性管板41上方，第一挡火环55的底面与普通火管49的顶面抵接，第一挡火环55下方的第一防火护套54的外壁上缠绕有第一耐火纤维毡56，普通火管49的内壁与第一耐火纤维毡56贴合。

如图7-9所示，高温高压烟气换热装置33包括壳体57，在壳体57的顶部设有换热烟气进口58，在壳体57的下部侧壁上设有换热烟气出口59，在壳体57内部设有过热器段和省煤器段，过热器段位于省煤器段的上方；

过热器段包括至少一级过热装置62，当有两级或两级以上过热装置62时，所有过热装置62沿壳体57高度方向排列，上级过热装置62的出汽管61的出汽端与下级过热装置62的进汽管60的进汽端连通；位于过热器段底部的过热装置62的进汽管60的进汽端穿过壳体57的侧壁置于壳体57的外部，位于过热器段顶部的过热装置62的出汽管61的出汽端穿过壳体57的侧壁置于壳体57的外部；

省煤器段包括至少一级省煤装置63，当有两级或两级以上省煤装置63时，所有省煤装置63沿壳体57高度方向排列，上级省煤装置63的出水管69的出水端与下级省煤装置63的进水管68的进水端连通；位于省煤器段底部的省煤装置63的进水管68的进水端穿过壳体57的侧壁置于壳体57的外部，位于省煤器段顶部的省煤装置63的出水管69的出水端穿过壳体57的侧壁置于壳体57的外部。

过热装置62包括进汽管60和出汽管61，进汽管60位于出汽管61的下方，在进汽管60和出汽管61之间设有若干个相互平行的第一管束组64，第一管束组64的进汽端与进汽管60连通，第一管束组64的出汽端与出汽管61连通；相邻两个第一管束组64之间的空隙为h1，每个第一管束组64包括至少两个平行设置的第一管束65，每个第一管束组64内相邻两个第一管束65之间的空隙为h2，h1大于等于h2，每个第一管束65包括多根轴线位于同一平面内的蛇形汽管66；相邻的两个第一管束组64的顶部之间水平设有第一挡气管67，第一挡气管67与第一管束组64平行，第一挡气管67的长度等于第一管束65的宽度。

省煤装置63包括进水管68和出水管69，进水管68位于出水管69的下方，在进水管68和出水管69之间设有若干个相互平行的第二管束组70，第二管束组70的进水端与进水管68连通，第二管束组70的出水端与出水管69连通；相邻两个第二管束组70之间的空隙为h3，每个第二管束组70包括至少两个平行设置的第二管束71，每个第二管束组70内相邻两个第二管束71之间的空隙为h4，h3大于等于h4，每个第二管束71包括多根轴线位于同一平面内的蛇形水管72；相邻的两个第二管束组70之间水平设有第二挡气管77，第二挡气管77与第二管束组70平行，第二挡气管77的长度等于第二管束71的宽度。

工作原理：

流化床气化炉1排出的高温高压烟气需要先经过二级旋风回料装置进行过滤，流化床气化炉二级旋风回料装置的控制方法包括如下步骤：(1)烘炉，(2)流化床气化炉开始投料形成固体料封，(3)旋风回料；其中，

(1)烘炉：开启蝶阀12，关闭流化阀19、第一松动阀10、第二松动阀22和吹扫阀27，流化床气化炉1开车升温，流化床气化炉1内的高温气体一部分从流化床气化炉1的返料口14引出，依次进入倾斜回料管13、第一水平回料管6、第一进料管4、第一料腿5、一级旋风分离器2的主体内部和第二水平回料管74、第二进料管15、第二料腿16、二级旋风分离器3的主体内部，另一部分从流化床气化炉1顶部的流化床出气口排出进入一级旋风分离器2的主体内部和二级旋风分离器3的主体内部，最后高温气体从二级旋风分离器3的二级烟气出口引出进入后系统，完成烘炉；实现一级旋风分离器2、二级旋风分离器3与流化床气化炉1的同步升温，避免了流化床气化炉1投料运行后第一料腿5和第二料腿16内部剧烈升温导致的涂层脱落。

(2)流化床气化炉开始投料形成固体料封：完成烘炉后，关闭蝶阀12，流化床气化炉1开始投料运行，高温高压烟气从流化床出气口排出进入一级旋风分离器2的主体内部，一级旋风分离器2捕集物料，捕集的物料聚集在第一料腿5、第一进料管4、第一水平回料管6中；与物料初步分离后的高温高压烟气从一级旋风分离器2的一级烟气出口引出进入二级旋风分离器3，二级旋风分离器3进一步捕集物料，捕集的物料聚集在第二料腿16、第二进料管15、第二水平回料管74中；在系统运行过程中，各压力表实时检测相应部位的压力值，其中，第一压力表28的测量值为P1，第二压力表29的测量值为P2，第三压力表30的测量值为P3，第四压力表31的测量值为P4，第五压力表17的测量值为P5，第六压力表25的测量值为P6，当(P5-P1)>(P5-P6)时，开启蝶阀12，物料处于停滞状态，形成固体料封，减小了蝶阀12的工作压力，降低了蝶阀12的磨损速度，延长了蝶阀12的使用寿命；同时避免了流化床气化炉1内的气体反向通过第一水平回料管6和第二水平回料管74进入一级旋风分离器2和二级旋风分离器3，保证了一级旋风分离器2和二级旋风分离器3能够正常工作。

(3)回料：

(一)流化回料：当(P5-P1)-(P5-P6)>a并且(P5-P3)-(P5-P6)>a后，打开第一松动阀10和第二松动阀22，松动第一料腿5和第二料腿16中堆积的物料，关闭第一松动阀10和第二松动阀22后打开流化阀19，物料被流化气吹动向出料口11运动，通过出料口11进入倾斜回料管13，最后返回至流化床气化炉1；其中，a为10kPa-30kPa，a的取值由流化床气化炉1的床层高度决定，床层高度越高，a的取值越大，a的取值最大为30kPa，本实施例中，a为30kPa。

(二)料腿物料积累：随着回料过程的进行，第一料腿5的压差(P2-P1)和第二料腿16的压差(P4-P3)分别在0-30KPa内波动，当(P5-P1)＝(P5-P6)或(P5-P3)＝(P5-P6)时，关闭流化阀19，第一料腿5和第二料腿16内的物料继续积累，当(P5-P1)-(P5-P6)>a并且(P5-P3)-(P5-P6)>a后，重复步骤(一)操作，如此循环完成回料。

回料时，当第一料腿5的压差(P2-P1)和第二料腿16的压差(P4-P3)不波动，一直增大时，调大流化阀19并打开吹扫阀27，增加输送压力保证回料正常。

当调大流化阀19并打开吹扫阀27后，如果第一料腿5的压差(P2-P1)仍不波动，一直增大，则关闭流化阀19，打开第一松动阀10，对第一料腿5内的物料进行松动；

当调大流化阀19并打开吹扫阀27后，如果第二料腿16的压差(P4-P3)仍不波动，一直增大，则关闭流化阀19，打开第二松动阀22，对第二料腿16内的物料进行松动。

蝶阀12仅由阀板23和阀杆24构成，结构简单，而且第一水平回料管6靠近蝶阀12的一端设有可拆卸的封头7，便于取出阀板23；阀板23长时间使用磨损后，将阀杆24从非圆形通孔23-1中抽出，打开封头7，取出损坏的阀板23并更换，固定好封头7，就完成了阀板23的更换。

过滤后的高温高压烟气从二级旋风分离器3的二级烟气出口排出，进入余热利用装置进行降温，高温高压烟气首先进入高温高压火管锅炉32的上气室43，柔性管板41的边缘处向上弯曲，很好的缓冲了柔性管板41沿径向的热应力，减小了对普通火管49和特种火管50进气端的压力，避免了普通火管49和特种火管50进气端变形导致的高温高压烟气的流动阻力大，同时热应力被缓冲后避免了柔性管板41变形损坏；

高温高压烟气从上气室43进入普通火管49和特种火管50，在普通火管49的上部插设有第一防火护套54，第一防火护套54的外壁上缠绕有第一耐火纤维毡56，普通火管49的内壁与第一耐火纤维毡56贴合，保证了密封性。在特种火管50的扩径段50-1插设有第二防火护套51，第二防火护套51的外壁上缠绕有第二耐火纤维毡53，特种火管50的内壁与第二耐火纤维毡53贴合，保证了密封性。柔性管板41边缘处的热应力较大，特种火管50的下部设有膨胀节50-2，可以缓冲特种火管50的轴向变形，防止特种火管50发生轴向变形后对平管板42产生压力，从而避免了平管板42发生不可恢复的变形甚至损坏或与锅炉侧壁的焊接处开裂；特种火管50的上部为扩径段50-1，可以缓冲柔性管板41靠近边缘处的径向变形。

汽包73内的高温水通过下降管34进入换热室44内部，高温高压烟气在普通火管49和特种火管50内与的换热室44内部的高温水进行换热，高温水吸热升温汽化，蒸汽与升温后的高温水从出水口48排出，通过上升管35返回汽包73；汽包73内的饱和蒸汽通过蒸汽管75进入高温高压烟气换热装置33的过热器段内，高温高压烟气降温后进入下气室45，最后从锅炉烟气出口40排出，通过煤气管37进入高温高压烟气换热装置33。

高温高压烟气进入高温高压烟气换热装置33后，先经过过热器段，过热器段中相邻的两个第一管束组64的顶部之间水平设有第一挡气管67，第一挡气管67使得过热器段顶部的空隙分布均匀，避免了高温高压烟气直接从相邻的两个第一管束组64之间的空隙通过导致的换热不均；高温高压烟气进入过热器段后，与蛇形汽管66内的饱和蒸汽进行换热，饱和蒸汽吸热后变成过热蒸汽，同时高温高压烟气的温度降低；由于相邻两个第一管束组64之间的空隙h1为20mm，大于第一管束组64内每两个相邻的第一管束65之间的空隙h2，所以高温高压烟气中的煤粉尘向着相邻两个第一管束组64之间的空隙运动，减少了过热器段中心区的煤粉尘积累量；

高温高压烟气从过热器段出来后进入省煤器段，省煤器段中相邻的两个第二管束组70的顶部之间水平设有第二挡气管77，第二挡气管77使得省煤器段顶部的空隙分布均匀，避免了高温高压烟气直接从相邻的两个第二管束组70之间的空隙通过导致的换热不均；高温高压烟气进入省煤器段后，与蛇形水管72中的锅炉水进行换热，锅炉水吸热后温度升高，通过补充水管36进入汽包73，同时高温高压烟气的温度进一步降低；由于相邻两个第二管束组70之间的空隙h3为20mm，大于第二管束组70内每相邻的两个第二管束71之间的空隙h4，所以高温高压烟气中的煤粉尘向着相邻两个第二管束组70之间的空隙运动，减少了省煤器段中心区的煤粉尘积累量；过热器段和省煤器段中心区的煤粉尘积累量减少后，减轻了对换热装置的清尘压力，煤粉尘积累量减少后无需使用高压水冲洗，防止氧气进入壳体57内使得二氧化硫、硫化氢燃烧，避免了第一管束65和第二管束71被燃烧损坏；相邻两个第一管束组64之间的空隙和相邻两个第二管束组70之间的空隙较大，使得作业空间变大，查找漏点和修补相对简单，检修时间短，消耗成本少。

高温高压烟气从省煤器段出来后，从换热烟气出口59引出，进入后系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，其包括流化床气化炉、旋风分离装置和余热利用装置，所述流化床气化炉的流化床出气口与所述旋风分离装置的一级旋风分离器的一级烟气进口连接，所述旋风分离装置的倾斜回料管与所述流化床气化炉的返料口连通，所述旋风分离装置的二级旋风分离器的二级烟气出口与所述余热利用装置的高温高压火管锅炉的滤后烟气进口连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述旋风分离装置包括所述一级旋风分离器、所述二级旋风分离器、一级回料装置和二级回料装置，所述一级旋风分离器的一级烟气出口与所述二级旋风分离器的二级烟气进口连接；

所述一级回料装置包括竖直设置的第一进料管，所述第一进料管的顶端与所述一级旋风分离器的第一料腿连通，所述第一进料管的底端连接有第一水平回料管，所述第一进料管与所述第一水平回料管连通；所述第一水平回料管靠近所述流化床气化炉的一端设有封头，所述第一水平回料管远离所述流化床气化炉的一端连接有第二水平回料管；所述第一水平回料管的侧壁上设有第一松动气进口，所述第一松动气进口与所述第一进料管的底端相对设置，所述第一松动气进口上连接有第一松动气管道，所述第一松动气管道上设有第一松动阀；所述第一松动气进口至所述封头之间的所述第一水平回料管上设有出料口，所述出料口至所述第一松动气进口之间的所述第一水平回料管上设有蝶阀；所述出料口通过管道连接有所述倾斜回料管，所述倾斜回料管的出料端与所述流化床气化炉的所述返料口连通；

所述二级回料装置包括竖直设置的第二进料管，所述第二进料管的顶端与所述二级旋风分离器的第二料腿连通，所述第二进料管的底端连接有所述第二水平回料管，所述第二水平回料管远离所述第一水平回料管的一端连接有流化气管道，所述第二水平回料管与所述流化气管道连通，所述流化气管道上设有流化阀；所述第二水平回料管的侧壁上设有第二松动气进口，所述第二松动气进口与所述第二进料管的底端相对设置，所述第二松动气进口上连接有第二松动气管道，所述第二松动气管道上设有第二松动阀。

3.根据权利要求2所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述蝶阀包括阀板，在所述阀板的内部沿中心线方向设有非圆形通孔，在所述非圆形通孔内插设有阀杆，所述阀杆与所述非圆形通孔相配合；在所述第一水平回料管的侧壁上设有阀杆槽，所述阀杆的底端穿过所述非圆形通孔并插设于所述阀杆槽内，所述阀杆的顶端依次穿过所述非圆形通孔和所述第一水平回料管的侧壁，置于所述第一水平回料管的外部。

4.根据权利要求2或3所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述第一水平回料管与所述封头之间可拆卸连接；所述倾斜回料管的上端连接有吹扫气管道，所述倾斜回料管与所述吹扫气管道连通，所述吹扫气管道上设有吹扫阀；在所述第一料腿的上部设有第一压力表，在所述第一料腿的下部设有第二压力表；在所述第二料腿的上部设有第三压力表，在所述第二料腿的下部设有第四压力表；在所述流化床气化炉的下部设有第五压力表，所述第五压力表与所述返料口位于同一高度，在所述流化床出气口设有第六压力表。

5.根据权利要求1所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述余热利用装置包括汽包、所述高温高压火管锅炉和高温高压烟气换热装置；所述汽包的汽包出水口通过下降管与所述高温高压火管锅炉的进水口连通，所述汽包的汽包进水口通过上升管与所述高温高压火管锅炉的出水口连通；所述汽包的蒸汽出口通过蒸汽管与所述高温高压烟气换热装置的进汽管连通，所述汽包的补充水进口通过补充水管与所述高温高压烟气换热装置的出水管连通；所述高温高压火管锅炉的锅炉烟气出口与所述高温高压烟气换热装置的换热烟气进口通过煤气管连通。

6.根据权利要求5所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述高温高压火管锅炉包括炉体，在所述炉体的顶端设有所述滤后烟气进口，在所述炉体的底端设有所述锅炉烟气出口，在所述炉体的内部上侧水平设有柔性管板，所述柔性管板的边缘向上弯曲并与所述炉体的内壁焊接；在所述炉体的内部下侧水平设有平管板，所述平管板与所述炉体的内壁焊接；所述柔性管板和所述平管板将所述炉体的内部从上至下依次分为上气室、换热室和下气室；所述换热室的侧壁下部设有所述进水口和排污口，所述换热室上部的所述炉体的侧壁上设有所述出水口；

在所述柔性管板和所述平管板之间设有若干根普通火管和若干根特种火管，若干根所述特种火管靠近所述炉体侧壁并沿所述炉体的周向分布，若干根所述普通火管位于若干根所述特种火管至所述炉体轴线之间；每根所述普通火管的上端穿过所述柔性管板与所述上气室连通，每根所述普通火管的下端穿过所述平管板与所述下气室连通；每根所述特种火管的上端穿过所述柔性管板与所述上气室连通，每根所述特种火管的下端穿过所述平管板与所述下气室连通。

7.根据权利要求6所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述特种火管的上部为扩径段，所述特种火管的下部设有膨胀节，所述扩径段的直径大于等于所述膨胀节的直径，所述扩径段的直径大于所述普通火管的直径；所述扩径段内部插设有第二防火护套，所述第二防火护套的外壁上一体设有第二挡火环，所述第二挡火环置于所述柔性管板上方，所述第二挡火环的底面与所述特种火管的顶面抵接，所述第二挡火环下方的所述第二防火护套外壁上缠绕有第二耐火纤维毡，所述扩径段的内壁与所述第二耐火纤维毡贴合；

所述普通火管顶端内部插设有第一防火护套，所述第一防火护套的外壁上一体设有第一挡火环，所述第一挡火环置于所述柔性管板上方，所述第一挡火环的底面与所述普通火管的顶面抵接，所述第一挡火环下方的所述第一防火护套的外壁上缠绕有第一耐火纤维毡，所述普通火管的内壁与所述第一耐火纤维毡贴合。

8.根据权利要求5所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述高温高压烟气换热装置包括壳体，在所述壳体的顶部设有所述换热烟气进口，在所述壳体的下部侧壁上设有换热烟气出口，在所述壳体内部设有过热器段和省煤器段，所述过热器段位于所述省煤器段的上方；

所述过热器段包括至少一级过热装置，当有两级或两级以上所述过热装置时，所有所述过热装置沿所述壳体高度方向排列，上级所述过热装置的出汽管的出汽端与下级所述过热装置的所述进汽管的进汽端连通；位于所述过热器段底部的所述过热装置的所述进汽管的进汽端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部，位于所述过热器段顶部的所述过热装置的所述出汽管的出汽端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部；

所述省煤器段包括至少一级省煤装置，当有两级或两级以上所述省煤装置时，所有所述省煤装置沿所述壳体高度方向排列，上级所述省煤装置的所述出水管的出水端与下级所述省煤装置的进水管的进水端连通；位于所述省煤器段底部的所述省煤装置的所述进水管的进水端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部，位于所述省煤器段顶部的所述省煤装置的所述出水管的出水端穿过所述壳体的侧壁置于所述壳体的外部。

9.根据权利要求8所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述过热装置包括所述进汽管和所述出汽管，所述进汽管位于所述出汽管的下方，在所述进汽管和所述出汽管之间设有若干个相互平行的第一管束组，所述第一管束组的进汽端与所述进汽管连通，所述第一管束组的出汽端与所述出汽管连通；相邻两个所述第一管束组之间的空隙为h1，每个所述第一管束组包括至少两个平行设置的第一管束，每个所述第一管束组内相邻两个所述第一管束之间的空隙为h2，h1大于等于h2，每个所述第一管束包括多根轴线位于同一平面内的蛇形汽管；相邻的两个所述第一管束组的顶部之间水平设有第一挡气管，所述第一挡气管与所述第一管束组平行，所述第一挡气管的长度等于所述第一管束的宽度。

10.根据权利要求8或9所述的高温高压烟气的二级旋风回料及余热利用系统，其特征在于，所述省煤装置包括所述进水管和所述出水管，所述进水管位于所述出水管的下方，在所述进水管和所述出水管之间设有若干个相互平行的第二管束组，所述第二管束组的进水端与所述进水管连通，所述第二管束组的出水端与所述出水管连通；相邻两个所述第二管束组之间的空隙为h3，每个所述第二管束组包括至少两个平行设置的第二管束，每个所述第二管束组内相邻两个所述第二管束之间的空隙为h4，h3大于等于h4，每个所述第二管束包括多根轴线位于同一平面内的蛇形水管；相邻的两个所述第二管束组之间水平设有第二挡气管，所述第二挡气管与所述第二管束组平行，所述第二挡气管的长度等于所述第二管束的宽度。