CN216236876U - 一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置；包括设置在气化炉内的烧嘴，所述烧嘴的外部并联设置有至少两个换热通道，换热通道的进口端至少与一套高压氮气冷却单元相连，换热通道的出口端与用于检测气化炉内压力的气化氮阻测压装置相连；具有结构简单、设计合理、能够实现多个换热管道以及多种换热形式的切换，以保证气化炉的长时间运行以及提高烧嘴使用寿命的优点。

Description

一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置

技术领域

本实用新型涉及气化炉附属部件技术领域，具体为一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置。

背景技术

煤浆气化技术是目前国内较为先进的煤气化生产工艺，如何确保水煤浆气化炉安全稳定长周期运行，是目前研究的重要课题。目前，制约水煤浆气化安全稳定长周期运行的重要因素为气化炉烧嘴的寿命；气化烧嘴的工作环境较为恶劣(如高温、高压及熔渣腐蚀等)，因此所需要的烧嘴冷却装置的工艺也较为复杂，目前水煤浆气化烧嘴冷却装置多设计为单流道螺旋盘管式结构，一旦出现问题，气化装置被迫停车。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于解决单换热通道出现问题影响气化装置使用以及能够用于气化装置内部测压的新型气化烧嘴冷却系统保护装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置，包括设置在气化炉内的烧嘴，所述烧嘴的外部并联设置有至少两个换热通道，换热通道的进口端至少与一套高压氮气冷却单元相连，换热通道的出口端与用于检测气化炉内压力的气化氮阻测压装置相连。

优选的，所述高压氮气冷却单元包括高压氮气装置，高压氮气装置通过气化高压氮气装置与换热通道的进口端相连；气化高压氮气装置与换热通道的进口端之间设有氮气流量在线装置。

优选的，所述换热通道的出口端通过氮气测温装置与气化氮阻测压装置相连。

优选的，所述每个换热通道的进口端处均设有冷却保护调节阀。

优选的，还包括脱盐水循环冷却单元，脱盐水循环冷却单元包括脱盐水供水装置，脱盐水供水装置通过气化烧嘴脱盐水槽、气化烧嘴冷却水泵、气化烧嘴脱盐水换热装置和进气化烧嘴脱盐水装置相连，进气化烧嘴脱盐水装置的出口与换热通道的进口端相连，换热通道的出口端通过冷却水回水温度检测装置与气化烧嘴脱盐水槽相连；气化氮阻测压装置的进口与气化高压氮气装置相连。

优选的，还包括PLC控制系统，PLC控制系统的输入端与氮气流量在线装置、氮气测温装置以及冷却水回水温度检测装置相连；PLC控制系统的输出端分别与冷却保护调节阀、第一调节阀和第二调节阀相连。

优选的，所述第一调节阀设置在氮气流量在线装置和换热通道的进口端之间；第二调节阀设置在气化烧嘴脱盐水装置的出口与换热通道的进口端之间。

优选的，所述高压氮气装置和气化高压氮气装置之间设有第三调节阀，换热通道的出口端和氮气测温装置之间设有第四调节阀。

优选的，所述脱盐水供水装置和气化烧嘴脱盐水槽之间设有第五调节阀，气化烧嘴冷却水泵和气化烧嘴脱盐水换热装置之间设有第六调节阀，换热通道的出口端和冷却水回水温度检测装置之间设有第七调节阀。

优选的，所述换热通道的内壁上设有石墨烯复合涂层。

按照上述方案制成的一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置，通过设置两个换热通道能够实现在单个通道出现故障进行检修时不影响气化炉正常运行的目的，同时本实用新型摒弃了传统技术中单独使用脱盐水进行换热的方式，采用了高压氮气进行换热，其不仅能够减轻对换热通道的冲蚀，还能够使换热管道中出来的高压氮气应用到气化氮阻测压装置中用于检测气化炉内部的压力；同时，本实用新型中还设有用于补充高压氮气冷却单元的脱盐水循环冷却单元，当高压氮气装置气量不足或产生故障时，其部分高压氮气继续供给气化氮阻测压装置，烧嘴的冷却则通过脱盐水循环冷却单元中的脱盐水实现冷却；进一步地，本实用新型中还包括了PLC控制系统，其通过检测氮气流量在线装置、氮气测温装置以及冷却水回水温度检测装置的数据对使用那条换热通道或以何种方式对烧嘴进行换热保护进行切换，以达到保证气化炉长时间稳定运行的目的；同时本实用新型中所述的换热管道内壁涂敷有石墨烯复合涂层，以达到增强换热效果的目的；具有结构简单、设计合理、能够实现多个换热管道以及多种换热形式的切换，以保证气化炉的长时间运行以及提高烧嘴使用寿命的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型换热通道的结构示意图。

图3为本实用新型的控制原理方框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

参看图1、2、3：本实用新型为一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置，包括设置在气化炉内的烧嘴，所述烧嘴的外部并联设置有至少两个换热通道21，换热通道21的进口端至少与一套高压氮气冷却单元相连，换热通道21的出口端与用于检测气化炉内压力的气化氮阻测压装置8相连。本实用新型摒弃了传统技术中使用脱盐水对烧嘴进行冷却的技术方案，采用了高压氮气冷却单元对烧嘴进行换热，该方式不仅能降低对换热通道21的冲蚀，且能够在换热后通过气化氮阻测压装置8对气化炉内部进行测压；同时本实用新型使用多个换热通道21，当某个换热通道发生故障时进行检修时，可通过其他换热管道对烧嘴进行换热保护，不影响烧嘴以及气化炉的正常运行。

进一步地，所述高压氮气冷却单元包括高压氮气装置1，高压氮气装置1通过气化高压氮气装置3与换热通道21的进口端相连；气化高压氮气装置3与换热通道21的进口端之间设有氮气流量在线装置12。本实用新型中所述的高压氮气装置1可以为高压氮气管网或者高压氮气发生装置，其气化高压氮气装置3可以为缓冲罐，在使用过程中可通过氮气流量在线装置12检测换热烧嘴时高压氮气的流量以检测其是否发生故障，如果发生故障可对换热通道21或者换热形式进行切换。

进一步地，所述换热通道21的出口端通过氮气测温装置7与气化氮阻测压装置8相连。本实用新型设置有氮气测温装置7对换热后的高压氮气进行测温，以保证换热过程顺利进行，当温度发生异常时可对换热通道21或者换热形式进行切换。

进一步地，所述每个换热通道21的进口端处均设有冷却保护调节阀22。

进一步地，还包括脱盐水循环冷却单元，脱盐水循环冷却单元包括脱盐水供水装置16，脱盐水供水装置16通过气化烧嘴脱盐水槽14、气化烧嘴冷却水泵17、气化烧嘴脱盐水换热装置19和进气化烧嘴脱盐水装置9相连，进气化烧嘴脱盐水装置9的出口与换热通道21的进口端相连，换热通道21的出口端通过冷却水回水温度检测装置13与气化烧嘴脱盐水槽14相连；气化氮阻测压装置8的进口与气化高压氮气装置3相连。当高压氮气装置1中的气量不足或发生故障时，气化高压氮气装置3可直接向气化氮阻测压装置8供给用于测压的高压氮气，同时使换热通道21的换热形式由高压氮气换热改变为常规的脱盐水形式换热，以达到保证设备正常运行以及延长气化炉使用寿命的目的。

进一步地，还包括PLC控制系统5，PLC控制系统5的输入端与氮气流量在线装置12、氮气测温装置7以及冷却水回水温度检测装置13相连；PLC控制系统5的输出端分别与冷却保护调节阀22、第一调节阀4和第二调节阀10相连。本实用新型还可通过设置PLC控制系统5对氮气流量在线装置12、氮气测温装置7以及冷却水回水温度检测装置13的数据进行实时监控，以达到保证气化炉运行稳定和延长烧嘴使用寿命的目的，需要注意的是，本实用新型优选的为使用高压氮气冷却单元进行换热，当换热时可使用一个换热通道21进行换热，也可以采用多个换热通道21同时换热。

进一步地，所述第一调节阀4设置在氮气流量在线装置12和换热通道21的进口端之间；第二调节阀10设置在气化烧嘴脱盐水装置9的出口与换热通道21的进口端之间。本实用新型通过冷却保护调节阀22来调整使用不同的换热通道21进行换热，通过第一调节阀4和第二调节阀10来调整使用不同的换热形式进行换热。

进一步地，所述高压氮气装置1和气化高压氮气装置3之间设有第三调节阀2，换热通道21的出口端和氮气测温装置7之间设有第四调节阀6。所述脱盐水供水装置16和气化烧嘴脱盐水槽14之间设有第五调节阀15，气化烧嘴冷却水泵17和气化烧嘴脱盐水换热装置19之间设有第六调节阀18，换热通道21的出口端和冷却水回水温度检测装置13之间设有第七调节阀11。通过上述阀门的设置能够实现方便控制高压氮气冷却单元和脱盐水循环冷却单元的目的。

进一步地，所述换热通道21的内壁上设有石墨烯复合涂层20。本实用新型为了进一步提高换热效率，可在换热通道21的内壁涂敷石墨烯复合涂层20，本实用新型中所述的石墨烯复合涂层20为外购的，石墨烯复合涂层由石墨烯、石墨粉末、环氧树脂等为原料进行制备，其中石墨烯质量分数为5-8％。

在使用本实用新型时，正常情况下采用高压氮气冷却单元中的高压氮气通过其中一个换热通道21与烧嘴进行换热，换热后的高压氮气通过进入气化氮阻测压装置8内用于检测气化炉内的压力，其正常工作过程中为：高压氮气装置1内的高压氮气进入气化高压氮气装置3中，然后通过氮气流量在线装置12进入换热通道21内与烧嘴换热，换热后的高压氮气通过在氮气测温装置7测温的情况下进入气化氮阻测压装置8内检测气化炉内部的压力；当出现氮气流量在线装置12检测的流量小于正常值的80％或氮气测温装置7检测的温度较正常值大0.5℃时，说明高压氮气装置1或该换热管道21存在故障，可采用切换换热管道21或者使用其他换热形式；当切换至脱盐水循环冷却单元对烧嘴进行冷却保护时，脱盐水供水装置16通过第五调节阀15向气化烧嘴脱盐水槽14补入脱盐水，脱盐水通过气化烧嘴冷却水泵17、气化烧嘴脱盐水换热装置19和进气化烧嘴脱盐水装置9进入换热通道21与烧嘴进行换热，换热后通过冷却水回水温度检测装置13进入到气化烧嘴脱盐水槽14中循环使用，在上述运行过程中，当冷却水回水温度检测装置13检测脱盐水回水温度大于正常值大1℃时，可采用切换换热管道21或者使用其他换热形式。上述切换的过程可采用手动控制，也可以采用PLC控制系统5进行自动控制；具有保证气化炉的长时间运行以及提高烧嘴使用寿命的特点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新型气化烧嘴冷却系统保护装置，包括设置在气化炉内的烧嘴，其特征在于：所述烧嘴的外部并联设置有至少两个换热通道(21)，换热通道(21)的进口端至少与一套高压氮气冷却单元相连，换热通道(21)的出口端与用于检测气化炉内压力的气化氮阻测压装置(8)相连。

2.根据权利要求1所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述高压氮气冷却单元包括高压氮气装置(1)，高压氮气装置(1)通过气化高压氮气装置(3)与换热通道(21)的进口端相连；气化高压氮气装置(3)与换热通道(21)的进口端之间设有氮气流量在线装置(12)。

3.根据权利要求1所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述换热通道(21)的出口端通过氮气测温装置(7)与气化氮阻测压装置(8)相连。

4.根据权利要求1所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述每个换热通道(21)的进口端处均设有冷却保护调节阀(22)。

5.根据权利要求1所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：还包括脱盐水循环冷却单元，

脱盐水循环冷却单元包括脱盐水供水装置(16)，脱盐水供水装置(16)通过气化烧嘴脱盐水槽(14)、气化烧嘴冷却水泵(17)、气化烧嘴脱盐水换热装置(19)和进气化烧嘴脱盐水装置(9)相连，进气化烧嘴脱盐水装置(9)的出口与换热通道(21)的进口端相连，换热通道(21)的出口端通过冷却水回水温度检测装置(13)与气化烧嘴脱盐水槽(14)相连；

气化氮阻测压装置(8)的进口与气化高压氮气装置(3)相连。

6.根据权利要求1所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：还包括PLC控制系统(5)，PLC控制系统(5)的输入端与氮气流量在线装置(12)、氮气测温装置(7)以及冷却水回水温度检测装置(13)相连；PLC控制系统(5)的输出端分别与冷却保护调节阀(22)、第一调节阀(4)和第二调节阀(10)相连。

7.根据权利要求6所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述第一调节阀(4)设置在氮气流量在线装置(12)和换热通道(21)的进口端之间；第二调节阀(10)设置在气化烧嘴脱盐水装置(9)的出口与换热通道(21)的进口端之间。

8.根据权利要求3所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述高压氮气装置(1)和气化高压氮气装置(3)之间设有第三调节阀(2)，换热通道(21)的出口端和氮气测温装置(7)之间设有第四调节阀(6)。

9.根据权利要求5所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述脱盐水供水装置(16)和气化烧嘴脱盐水槽(14)之间设有第五调节阀(15)，气化烧嘴冷却水泵(17)和气化烧嘴脱盐水换热装置(19)之间设有第六调节阀(18)，换热通道(21)的出口端和冷却水回水温度检测装置(13)之间设有第七调节阀(11)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的新型气化烧嘴冷却系统保护装置，其特征在于：所述换热通道(21)的内壁上设有石墨烯复合涂层(20)。

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