气化炉排渣装置的制作方法

1.本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉排渣装置。


背景技术：

2.煤气化技术是实现煤炭清洁高效利用的一种重要方式。加压流化床气化炉因床层温度均匀、气固接触充分、反应条件宽松，广泛应用于粉煤气化工艺。
3.传统的流化床气化炉采用气控排渣调控下渣量，存在排渣量不稳定、不可控，气化炉的稳定运行性差的问题。即通过在排渣管线中通入一定量气体，通过调节该气量大小控制排渣量，但该种气控排渣的方式受制因素较多，如气化炉工况波动、床层变化、排渣管线连通上下游压力波动、灰渣温度等，当下游压力低时，通入的排渣调控气可能下行，无法有效托住下落灰渣，导致排渣量增大。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种气化炉排渣装置。
5.本公开提供了一种气化炉排渣装置，包括：
6.气化炉，底部具有排渣口；
7.激冷室，所述激冷室的进料口与所述气化炉的排渣口连通，所述激冷室用于接收所述气化炉的排渣口排出的灰渣，并将所述灰渣的温度降至预设值；
8.下渣筒，分别与所述气化炉和所述激冷室连通；
9.其中，所述气化炉内设有锥形分布板，所述下渣筒的顶部贯穿所述气化炉的底部与所述锥形分布板的底部连通，所述下渣筒的底部设有控渣翻板阀。
10.进一步的，所述控渣翻板阀(24)包括阀板、连通轴和执行结构，所述阀板设置于所述下渣筒(13)内，所述连通轴一端与所述阀板连接，另一端穿过所述激冷室(2)的外壁与执行结构连接。
11.进一步的，所述激冷室包括上下设置的第一筒体和第一锥体，所述第一锥体的锥角θ满足：30
°
≤θ≤60
°
；
12.所述激冷室设有多个雾化喷嘴组，所述雾化喷嘴组位于所述第一筒体靠近所述第一锥体的端部，所述下渣筒延伸至所述雾化喷嘴组，多个所述雾化喷嘴组沿所述第一筒体的周向排布。
13.进一步的，所述气化炉的底部设有热蒸汽进入口，所述第一筒体的顶部设有热蒸汽入炉管线，所述热蒸汽入炉管线与所述热蒸汽进入口连通。
14.进一步的，所述热蒸汽入炉管线包括竖直管段和水平管段，所述水平管段与所述热蒸汽进入口连通；
15.所述水平管段远离所述热蒸汽进入口的一端设有保护气进口，所述竖直管段靠近所述水平管段的一端设有切断阀门。
16.进一步的，所述激冷室设有第一高位检测单元和低位检测单元，所述第一锥体的底部与所述灰渣缓存罐的顶部连通，且所述第一锥体的底部与所述灰渣缓存罐的顶部之间设有上游盘阀，所述上游盘阀用于根据所述第一高位检测单元检测的信息打开或根据所述低位检测单元检测的信息关闭。
17.进一步的，气化炉排渣装置还包括灰渣缓存罐，所述灰渣缓存罐的进料口与所述激冷室的出料口连通；
18.其中，所述灰渣缓存罐包括上下设置的第二筒体和第二锥体，所述第二筒体的顶部与所述第一锥体的底部连通，所述第二锥体的锥角α满足：30
°
≤α≤60
°
。
19.进一步的，气化炉排渣装置还包括变压渣斗，所述变压渣斗的进料口与所述灰渣缓存罐的出料口连通，用于将所述激冷室的灰渣排放至所述变压渣斗，所述变压渣斗的体积为所述灰渣缓存罐体积的1/3～1/2；
20.其中，所述变压渣斗包括上下设置的第三筒体和第三锥体，所述第三筒体的顶部与所述第二锥体的底部连通，所述第三筒体设有充压口和泄压口，所述第三锥体的锥角β满足：30
°
≤β≤60
°
。
21.进一步的，所述灰渣缓存罐设有第二高位检测单元，所述第二锥体的底部与所述变压渣斗的顶部连通，且所述第二锥体与所述变压渣斗之间设有下游盘阀，所述下游盘阀用于根据所述第二高位检测单元检测的信息打开。
22.进一步的，气化炉排渣装置还包括冷渣机；
23.所述冷渣机包括灰渣入口和灰渣出口，所述灰渣入口与所述第三锥体的底部连通，且所述第三锥体的底部与所述灰渣入口之间设有落渣阀。
24.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
25.本公开实施例提供的气化炉排渣装置包括：气化炉、激冷室和下渣筒，气化炉底部具有排渣口，激冷室的进料口与气化炉的排渣口连通，激冷室用于接收气化炉的排渣口排出的灰渣，并将灰渣的温度降至预设值，激冷室可以对灰渣进行降温，提高后续设备的使用寿命。下渣筒分别与气化炉和激冷室连通。气化炉内设有锥形分布板，下渣筒的顶部贯穿气化炉的底部与锥形分布板的底部连通，下渣筒的底部设有控渣翻板阀，控渣翻板阀可以有效托住下落灰渣，当下游压力低时，不会导致排渣量增大，控渣翻板阀还可以使气化炉内床层高度可控。通过控制控渣翻板阀开度、调控气化炉排渣量，可以减少下部激冷室料位过高，堆积至下渣筒底部，造成无稀相区存在、灰渣下落不畅、雾化喷入的冷却水与灰渣接触不均匀、换热效果变差或出现局部冷凝、灰渣变湿、无法下排等问题发生的可能性。本公开实施例提供的气化炉排渣装置排渣量稳定可控，有效支撑了气化炉的长周期稳定运行，提高了系统性能。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
27.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本公开实施例所述气化炉排渣装置的结构示意图。
29.附图标记：1、气化炉；10、热蒸汽入炉管线；11、锥形分布板；12、热蒸汽进入口；13、下渣筒；14、中心射流管；15、热蒸汽入口管线；16、保护气进口；2、激冷室；21、热蒸汽出口；22、第一锥体；24、控渣翻板阀；25、雾化喷嘴组；3、上游盘阀；4、灰渣缓存罐；5、下游盘阀；6、变压渣斗；61、充压口；62、泄压口；7、落渣阀；8、冷渣机；81、灰渣入口；82、灰渣出口。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.如图1所示，本公开实施例提供的气化炉排渣装置包括：气化炉1、激冷室2和下渣筒13，气化炉1底部具有排渣口，激冷室2的进料口与气化炉1的排渣口连通，激冷室2用于接收气化炉1的排渣口排出的灰渣，并将灰渣的温度降至预设值，激冷室2可以对灰渣进行降温，提高后续设备的使用寿命。下渣筒13分别与气化炉1和激冷室2连通。气化炉1内设有锥形分布板11，下渣筒13的顶部贯穿气化炉1的底部与锥形分布板11的底部连通，下渣筒13的底部设有控渣翻板阀24，控渣翻板阀24可以有效托住下落灰渣，当下游压力低时，不会导致排渣量增大，控渣翻板阀24还可以使气化炉1内床层高度可控。通过控制控渣翻板阀24开度、调控气化炉1排渣量，可以减少下部激冷室2料位过高，堆积至下渣筒13底部，造成无稀相区存在、灰渣下落不畅、雾化喷入的冷却水与灰渣接触不均匀、换热效果变差或出现局部冷凝、灰渣变湿、无法下排等问题发生的可能性。本公开实施例提供的气化炉排渣装置排渣量稳定可控，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。
33.控渣翻板阀24可以包括：阀板、连通轴和执行结构，阀板设置于下渣筒13内，连通轴一端与阀板连接，另一端穿过激冷室2的外壁与执行结构连接，阀板中心穿设连通轴，通过两侧的联动结构安装于下渣筒13的侧壁，连通轴通过冷却密封结构穿过激冷室2外壁与外设的执行结构相连，执行结构可以为控制器。
34.可选的，控渣翻板阀24的阀板在下渣筒13内，与下渣筒13截面的形状相同，阀板通过连通轴与电动执行机构相连接，电动执行机构与控制系统相连接，通过控制器控制电动执行机构来调节控渣翻板阀24的开度。电动执行机构的驱动方式为旋转式驱动或直线运动式驱动。例如可以通过减速机与连通轴连接，来调节阀板的开度。控制系统的控制方式为仪表控制或计算机及plc控制，还可以根据需要人工给定翻板阀门的开度大小，实现人工控制。
35.可选的，控渣翻板阀24可以为电动、气动及电液动翻板阀。
36.气化炉1下壳体、锥形分布板11及下渣筒13可以构成气室，气室通过锥形分布板11上的流化孔与气化炉1密相区相通，气室与气化炉1密相区维持一定压差，通过锥形分布板11上的流化孔进入密相段，可以降低锥形分布板11的温度保护锥形分布板11。下渣筒13位于气化炉1中心、锥形分布板11的下部，在下渣筒13底部设有气源进口，起到分级排渣、冷却
灰渣的作用。
37.下渣筒13中下部侧壁开设有进气孔，连接中心射流管14进气管线水平段，下渣筒13的中心设置有中心射流管14，中心射流管14延伸至锥形分布板11的底部，用于向气化炉1中输送高速射流气、提高气化炉1内气固接触换热效率，强化床层湍动程度。
38.在一些具体的实施方式中，激冷室2为上部圆柱下部圆锥形结构，外壁为金属壁面，内衬为耐火浇注料。即激冷室2包括上下设置的第一筒体和第一锥体22，第一锥体22形成降温灰渣存储区，第一锥体22的锥角θ满足：30
°
≤θ≤60
°
，可以保持圆锥形降温灰渣存储区储渣量为气化炉1每小时排渣量的0.5-1.5倍，以便于灰渣的充分存储降温。下渣筒13延伸至圆柱形第一筒体与圆锥形第一锥体22降温灰渣存储区连接位置，或稍高于连接位置处。
39.在一些具体的实施方式中，激冷室2设有多个雾化喷嘴组25，雾化喷嘴组25包括多个喷嘴。雾化喷嘴组25位于第一筒体靠近第一锥体22的端部，下渣筒13延伸至雾化喷嘴组25，多个雾化喷嘴组25沿第一筒体的周向排布。雾化喷嘴组25用于向激冷室2中喷射高压雾化状冷却水，喷射压力为激冷室2内部压力的2-3倍，以保证雾化均匀。雾化喷嘴组25的安装及喷射角度，保证喷射进入的雾化冷却水直接与下渣筒13下落口稀相下落的高温灰渣接触、换热，冷却水瞬间转化为蒸汽，上行经激冷室2顶部的热蒸汽出口21排出。
40.在一些具体的实施方式中，气化炉1的底部设有热蒸汽进入口12，第一筒体的顶部设有热蒸汽入炉管线10，热蒸汽入炉管线10与热蒸汽进入口12连通，热蒸汽入炉管线10与热蒸汽出口21连通。激冷室2顶部的热蒸汽出口21通过热蒸汽入炉管线10直接与气化炉1底部侧壁上的热蒸汽进入口12连通，将下部富产的蒸汽作为气化剂即补充流化介质通入气化炉1中参与煤气化反应。热蒸汽进入口12的开口位置保持下渣筒13翻板阀位置至热蒸汽进入口12高度，使固相床料形成的床层压差高于热蒸汽通过热蒸汽入炉管线10形成的管道压差10-30kpa即可。
41.可选的，热蒸汽入炉管线10包括竖直管段和水平管段，水平管段与热蒸汽进入口12连通，水平管段远离热蒸汽进入口12的一端设有保护气进口16，竖直管段靠近水平管段的一端设有切断阀门。当无需进行热蒸汽入炉操作时，关闭切断阀门，向水平管段通入保护气，保护气可以是二氧化碳或蒸汽等，避免气化炉1内的物料反串进入热蒸汽入炉管线10造成管线堵塞，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。
42.在一些具体的实施方式中，激冷室2设有第一高位检测单元和低位检测单元，第一锥体22的底部与灰渣缓存罐4的顶部连通，且第一锥体22的底部与灰渣缓存罐4的顶部之间设有上游盘阀3，上游盘阀3用于根据第一高位检测单元检测的信息打开或根据低位检测单元检测的信息关闭。第一高位检测单元和低位检测单元均可以是位置传感器，也可以是其他能检测灰渣高度的检测结构。当激冷室2下部第一锥体22的降温灰渣存储区的第一高位检测单元检测到高位料信息后，发出高料位报警，开启上游盘阀3，灰渣快速下落至灰渣缓存罐4中，避免激冷室2下部第一锥体22的降温灰渣存储区料位过高，堆积至下渣筒13底部，造成无稀相区存在、灰渣下落不畅、雾化喷入的冷却水与灰渣接触不均匀、换热效果变差或出现局部冷凝、灰渣变湿、无法下排等问题的发生。激冷室2下部第一锥体22的降温灰渣存储区物料下排后，低位检测单元检测到料位信息后，发出低料位报警，此时，立即关闭上游盘阀3，可以保证灰渣在激冷室2中有足够的停留时间以充分换热降温，可以实现灰渣的稳
定可控外排，结构布局设置合理，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。
43.在一些具体的实施方式中，气化炉排渣装置还包括灰渣缓存罐4，灰渣缓存罐4为上部圆柱下部圆锥形结构，外壁为金属壁面，内衬为耐火浇注料。灰渣缓存罐4的进料口与激冷室2的出料口连通，其中，灰渣缓存罐4包括上下设置的第二筒体和第二锥体，第二筒体的顶部与第一锥体22的底部连通，第二锥体的锥角α满足：30
°
≤α≤60
°
，便于灰渣的顺畅下落，保持灰渣缓存罐4中储渣量为气化炉1每小时排渣量的1.5-3倍，以便于灰渣的充分存储降温，可以实现灰渣的稳定可控外排，结构布局设置合理，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。
44.在一些具体的实施方式中，气化炉排渣装置还包括变压渣斗6，变压渣斗6的进料口与灰渣缓存罐4的出料口连通，用于将激冷室2的灰渣排放至变压渣斗6，其中，变压渣斗6包括上下设置的第三筒体和第三锥体，第三筒体的顶部与第二锥体的底部连通，第三筒体设有充压口61和泄压口62，第三锥体的锥角β满足：30
°
≤β≤60
°
，便于灰渣的顺畅下落和灰渣的充分存储降温。
45.在一些具体的实施方式中，灰渣缓存罐4设有第二高位检测单元，第二锥体的底部与变压渣斗6的顶部连通，且第二锥体与变压渣斗6之间设有下游盘阀5，下游盘阀5用于根据第二高位检测单元检测的信息打开。当灰渣缓存罐4的第二高位检测单元检测到高位料信息后，发出高料位报警，开启下游盘阀5，可以将灰渣缓存罐4中部分灰渣下排至变压渣斗6中，可以实现灰渣的稳定可控外排，结构布局设置合理，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。变压渣斗6为上部圆柱形第三筒体，下部圆锥形第三锥体，外壁为金属壁面，内衬为耐火浇注料。
46.气化炉排渣装置还包括冷渣机8，冷渣机8包括灰渣入口81和灰渣出口82，灰渣入口81与第三锥体的底部连通，且第三锥体的底部与灰渣入口81之间设有落渣阀7。当变压渣斗6接收完上游排下的灰渣后，对设备进行泄压处理，之后开启下游落渣阀7，可以将泄压后灰渣送至冷渣机8中进行二次冷却处理，可以实现灰渣的稳定可控外排，结构布局设置合理，有效支撑了气化炉1的长周期稳定运行，提高了系统性能。
47.变压渣斗6体积为灰渣缓存罐4体积的1/3-1/2，以便进行快速充泄压操作，进行灰渣的下排。
48.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。