一种气化系统的煤粉上料装置的制作方法

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1.本实用新型涉及一种上料装置，尤其涉及一种气化系统的煤粉上料装置。


背景技术：

2.煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式，其是采用煤粉作为原料，煤粉经备煤系统将煤粉干燥至水分含量达标后，再经进料系统将煤粉输送至气化炉中。其中，进料系统包括常压储罐、锁斗和高压给料罐，常压储罐进行储煤，锁斗对煤粉进行提压，最后通过高压给料罐将煤粉输送至气化炉中。
3.现有的进料系统，在输送煤粉的过程中，由于煤粉从高压给料罐的顶部进入，锁斗都是在给料罐的正上方，导致锁斗和常压储罐的高度较高，加大了建筑难度和建筑成本；锁斗向高压给料罐输送煤粉时，为了能够正常输送煤粉，锁斗要比高压给料罐的压力高0.2
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0.4mpa，而高压给料罐内的压力是根据气化炉的压力确定的，一般比气化炉内的压力高0.7
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0.9mpa，在由锁斗向高压给料罐输煤的过程中，由于设备间存在压力差，会造成高压给料罐的压力急剧波动。一旦高压给料罐压力波动，同气化炉的压差就会急剧波动，进一步会造成进入气化炉的煤粉流量急剧波动，导致气化炉无法稳定运行而停车，此类事故在煤粉气化技术中经常发生，严重影响生产的长周期稳定运行，也容易发生管道堵塞。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种气化系统的煤粉上料装置，可避免管道发生堵塞，保证高压给料罐的压力较为稳定，确保气化炉的稳定运行。
5.本实用新型由如下技术方案实施：
6.一种气化系统的煤粉上料装置，包括常压储罐、锁斗以及高压给料罐，在所述锁斗和所述高压给料罐上均设有充压口和泄压口，还包括第一控制单元和第二控制单元；
7.所述常压储罐的出料口通过管线与所述锁斗的进料口连通，所述锁斗的出料口与所述第一控制单元的进料管的进口端连通，所述第一控制单元的出料管的出口端与所述高压给料罐的进料口连通，所述高压给料罐的出料口与所述第二控制单元的进料管的进口端连通，所述第二控制单元的出料管的出口端与气化炉的进料口连通。
8.进一步的，所述第一控制单元和所述第二控制单元均包括依次顺接的进料管、水平管和出料管；
9.所述进料管沿物流方向向下倾斜设置并与所述水平管形成钝角，所述出料管沿物流方向向上倾斜设置并与所述水平管形成钝角；
10.所述进料管的出料端还与水平设置的1#流化风管连通，所述1#流化风管位于远离所述水平管的所述进料管的一侧；
11.所述水平管的底部均匀设有多个2#流化风管，多个所述2#流化风管均与所述水平管连通，且多个所述2#流化风管均沿所述水平管内的物流走向向上倾斜；
12.在远离所述水平管的所述出料管的一侧均匀设有多个3#流化风管，多个所述3#流
化风管均与所述出料管连通，且多个所述3#流化风管均沿所述出料管内的物流走向向上倾斜。
13.进一步的，所述进料管与水平方向的夹角α为75
°
～82.5
°
，所述出料管与水平方向的夹角γ为45
°
～75
°
。
14.进一步的，所述2#流化风管与所述水平管之间的夹角β为30
°
～45
°
，所述3#流化风管与所述出料管之间的夹角δ为10
°
～15
°
。
15.进一步的，多个所述2#流化风管之间的间隔距离k为0.4～0.8m，多个所述3#流化风管之间的间隔距离p为0.5～1m。
16.进一步的，在所述第一控制单元和所述第二控制单元的出料管上均设有煤粉流量计。
17.进一步的，所述锁斗和所述高压给料罐的泄压口均通过管线与过滤器的进口连通，所述过滤器的固相出口通过管线与所述常压储罐的进口连通，所述过滤器的气相出口与大气连通。
18.进一步的，所述第一控制单元的出料管的出料端贯穿所述高压给料罐上部的侧壁并延伸至所述高压给料罐的内部，所述第二控制单元的出料管的出料端贯穿所述气化炉上部的侧壁并延伸至所述气化炉的内部。
19.进一步的，所述第一控制单元的出料管延伸至所述高压给料罐内部的长度为所述高压给料罐半径的1/2～2/3，所述第二控制单元的出料管延伸至所述气化炉内部的长度为所述气化炉半径的1/2～2/3。
20.本实用新型的优点：
21.通过设置第一控制单元和第二控制单元，对煤粉起到了很好的缓冲和控制作用，使煤粉能够以均匀的流速被输送，保证高压给料罐的压力较为稳定，进而确保了气化炉的稳定运行；同时，通过流化风的流化和输送的作用，避免了管道发生堵塞的问题；第一控制单元的出料管延伸至高压给料罐内部，第二控制单元的出料管延伸至气化炉内部，可防止煤粉在高压给料罐和气化炉的内侧发生堆积；此外，煤粉由高压给料罐和气化炉的侧上部进入其内，再加上出料管的倾斜设置，使得装置整体的设置高度降低了，从而降低了建筑难度和建筑成本。
附图说明：
22.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。
23.图1为本实施例的结构示意图；
24.图2为本实施例中第一控制单元和第二控制单元的结构示意图；
25.图3为本实施例中出料管与高压给料罐的位置示意图；
26.图4为本实施例中出料管与气化炉的位置示意图。
27.图中：常压储罐1、锁斗2、高压给料罐3、过滤器4、第一控制单元5、第二控制单元6、气化炉7、进料管8、水平管9、出料管10、1#流化风管11、2#流化风管12、3#流化风管13、煤粉
流量计14。
具体实施方式：
28.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。
29.实施例1：
30.如图1
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图4所示的一种气化系统的煤粉上料装置，包括常压储罐1、锁斗2以及高压给料罐3，在锁斗2和高压给料罐3上均设有充压口和泄压口，锁斗2和高压给料罐3的泄压口均通过管线与过滤器4的进口连通，过滤器4的固相出口通过管线与常压储罐1的进口连通，过滤器4的气相出口与大气连通。本实施例还包括第一控制单元5和第二控制单元6；
31.常压储罐1的出料口通过管线与锁斗2的进料口连通，锁斗2的出料口与第一控制单元5的进料管8的进口端连通，第一控制单元5的出料管10的出口端与高压给料罐3的进料口连通，高压给料罐3的出料口与第二控制单元6的进料管8的进口端连通，第二控制单元6的出料管10的出口端与气化炉7的进料口连通。
32.第一控制单元5的出料管10的出料端贯穿高压给料罐3上部的侧壁并延伸至高压给料罐3的内部，第一控制单元5的出料管10延伸至高压给料罐3内部的长度为高压给料罐3半径的1/2～2/3；第二控制单元6的出料管10的出料端贯穿气化炉7上部的侧壁并延伸至气化炉7的内部，第二控制单元6的出料管10延伸至气化炉7内部的长度为气化炉7半径的1/2～2/3。
33.第一控制单元5和第二控制单元6均包括依次顺接的进料管8、水平管9和出料管10；进料管8沿物流方向向下倾斜设置并与水平管9形成钝角，进料管8与水平方向的夹角α为75
°
～82.5
°
；出料管10沿物流方向向上倾斜设置并与水平管9形成钝角，出料管10与水平方向的夹角γ为45
°
～75
°
；进料管8的出料端还与水平设置的1#流化风管11连通，1#流化风管11位于远离水平管9的进料管8的一侧，1#流化风管11位于水平管9高度的2/3处；水平管9的长度h为3～5m，水平管9的底部均匀设有多个2#流化风管12，多个2#流化风管12之间的间隔距离k为0.4～0.8m，多个2#流化风管12均与水平管9连通，且多个2#流化风管12均沿水平管9内的物流走向向上倾斜，2#流化风管12与水平管9之间的夹角β为30
°
～45
°
；在远离水平管9的出料管10的一侧均匀设有多个3#流化风管13，多个3#流化风管13之间的间隔距离p为0.5～1m，多个3#流化风管13均与出料管10连通，且多个3#流化风管13均沿出料管10内的物流走向向上倾斜，3#流化风管13与出料管10之间的夹角δ为10
°
～15
°
。在第一控制单元5和第二控制单元6的出料管10上均设有煤粉流量计14。
34.工作原理：
35.常压储罐1内为经备煤系统制备的合格煤粉，通过向常压储罐1内通入低压惰性气体，通过低压惰性气体输送至锁斗2中，然后通过高压惰性气体给锁斗2充压，使其压力与高压给料罐3中的压力相同，接着将锁斗2内的煤粉通过第一控制单元5，然后输送到高压给料罐3中，最后向高压给料罐3中通入高压惰性气体进行充压，使其压力与气化炉7内的压力相同，接着再经第二控制单元6后，被输送到气化炉7内。锁斗2泄压过程中惰性气体排放至过
滤器4中，过滤器4过滤后的煤粉通过重力进入常压储罐1内，过滤后的惰性气体作为排放气直接排空。
36.第一控制单元5和第二控制单元6的结构相同，作用是维持上料过程和气化炉7的稳定。在上料过程中，向1#流化风管11、2#流化风管12以及3#流化风管13内通入高压惰性气体作为流化风，例如二氧化碳、氮气等，作用是对管道内的煤粉起到流化和输送，避免堵塞管道。出料管10的内径与进料管8的内径相同，水平管9的内径为进料管8的内径的1.5～2倍。水平管9内径过大易造成流速降低，发生粉煤沉降；水平管9内径小于或者等于进料管8的内径，会使第一控制单元5和第二控制单元6的缓冲和控制作用减弱。为了更好保证管内煤粉的流化和输送状态，在1#流化风管11、2#流化风管12以及3#流化风管13的进气端均设有金属烧结结构的管道充气器。
37.煤粉流量计14位于出料管10的中下游的位置，可保证流量的稳定性，本实施例中，煤粉流量计14的型号为斯威尔flowjam
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24。粉煤流量稳定性决定了高压给料罐3的压力稳定。为了进一步保证粉煤流量的稳定，本实施例中，流化风的总量和粉煤固体质量比值为1.5～2.3(nm3/kg)；1#流化风管11与2#流化风管12的流化风比例为1:2.5～1:3.5；3#流化风管13与2#流化风管12的流化风比例为1:1.5～1:2.5，本实施例通过在1#流化风管11、2#流化风管12以及3#流化风管13上设置气体流量计和相应的控制阀来实现对不同流化风管内的流化风流量的控制，进而实现对不同流化风管内流化风比例的控制。
38.本实施例中，煤粉由高压给料罐3和气化炉7的侧上部进入其内，再加上出料管10的倾斜设置，使得装置整体的设置高度降低了，从而降低了建筑难度和建筑成本；同时，第一控制单元5的出料管10延伸至高压给料罐3内部，第二控制单元6的出料管10延伸至气化炉7内部，可防止煤粉在高压给料罐3和气化炉7的内侧发生堆积。
39.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。