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鲁奇气化炉Ⅳ

 福田书屋 2022-01-31

鲁奇气化炉Ⅳ


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结构说明:

1、炉体

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(1)筒体:加压气化炉的炉体不论何种炉型均是一个双层筒体结构的反应器。其外筒体承高压,一般设计压力3.6MPa,温度260℃,内筒体承受低压,及气化炉与煤气通过炉内料层的阻力,一般设计压力为0.25MPa(外压)温度310 ℃。内外筒体的间距一般为40-100㎜其中充满锅炉水,以吸收气化反应传给内筒的热量产生蒸汽,经汽液分离后并入气化剂中。这种内外筒结构的目得在于尽管炉内各层温度高低不一,但内筒体由于有锅炉水的冷却,基本保持在锅炉水在该操作压力下的蒸发温度,不会因过热而损坏。由于内外筒受热后的膨胀量不尽相同,一般在内筒设有补偿装置。夹套蒸汽的分离也分为内分离或外置汽包分离。

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(2)搅拌与布煤器:

  根据气化煤种的不同,在气化不黏结煤时炉内不设搅拌器。在气化自由膨胀指 1的煤 种时需要设搅拌器 以破除干馏层的焦块。一般在设置搅拌器的 同时也设置转动的布煤器,它们连接为一体由设在炉外的传动电动机带动。

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(3)炉篦:

  炉篦设在气化炉的底部,它的主要作用:

  第一、二支承炉内燃料层,均匀地将气化剂分布到气化炉横截面上,维持炉内各层的移动,将气化后的灰渣破碎后并排出,所以炉篦是保证气化炉正常连续生产的重要装置。现在运行的装置在设计上大多采用了宝塔形炉篦。宝塔形炉篦一般由四层依次重叠成梯形锥状的炉篦块及顶部风帽组成,共五层炉篦,它们依次用螺栓固定在布气块上。炉篦整体由下部的支承盘支撑,支承盘由焊接在炉体内壳上的三个内通锅炉水的三角锥形筋板支撑,其内部的锅炉冷却水与夹套相同,形成水循环,以防止三角形支撑筋板过热变形。一般炉篦总高度为1.2M,为便于将炉篦从气化炉上孔吊入炉内安装,除为整体外,其余为第三层:2块,第四、五层3块。炉篦是通过两个对称布置的小齿轮传动带动同一个大齿轮而转动的,两个小齿轮通过大轴与炉外的减速机连接,减速机有变频电机带动。

  炉篦的传动功率一般考虑以下几方面因素:

(1)克服燃料层对灰渣错动产生的摩擦阻力。

(2)克服灰刮刀将灰刮入下灰室的阻力。

(3)克服炉篦在满料操作下与支撑轴承的摩擦阻力。

(4)炉内有结渣时破除大渣块的储备功率。

(5)备用系数。

  根据经验,第三代¢3·8M气化炉宝塔形炉篦驱动变频电机功率一般为45KW,最大扭矩为2×450KN.M。

  由于炉篦工作环境为高温灰渣,所以炉篦的材质一般选用耐磨、耐热、耐灰渣腐蚀的鉻锰铸钢,在其表面堆焊有硬质合金,并焊有一些硬质合金耐磨条。在最下层炉篦下设有用于排灰的刮刀,可将大灰块破碎,并从炉内刮至灰锁。刮刀安装位置在铸造时留好的三个位置。根据所气化煤的灰分决定实际安装的数量。

  支撑炉篦的止推轴承形如圆盘,为滑动摩擦。为减少摩擦系数,一般用高压润滑油泵将耐高温的润滑油经油管导入止推轴面进行润滑,以保证炉篦的安全平稳。

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2、煤锁

  煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的压力容器,它通过泄压,充压循环将存在常压煤仓的原料煤加入高压的气化炉内,以保证气化炉的连续生产。煤锁包括两部分

(1)连接煤仓与煤锁的煤溜槽。

(2)煤锁及煤锁下阀,它将煤锁中的煤加入气化炉中。圆筒型溜槽阀,两侧开孔。当圆筒被液压放下时,圆筒上的两侧孔正好对准溜煤通过,煤就会通过上阀上部的圆筒留入煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个圆筒,它的直径比溜槽阀的圆筒小,两侧也开有溜煤孔。当上阀向下打开时,圆筒与上阀一同落入煤锁,当煤加满时圆筒以外的煤锁空间流不到煤,当上阀提起关闭时,圆筒内煤留入煤锁。这样,只要溜煤槽在一个加煤循环时开一次,煤锁就不会充得过满,从而避免了仪表失误造成的煤锁过满而停炉。

  煤锁上、下锥形阀的密封非常重要,一旦泄漏将会造成气化炉运行中断。煤锁上、下阀的锥形阀头一般为铸钢件,并在与阀座的密封处堆焊硬质合金,阀头上的硬质合金为30mm,阀座的密封面也采用堆焊硬质合金,宽度与阀头相同。

  煤锁上阀由于操作温度较低,一般采用硬质合金和氟橡胶两道密封。即橡胶密封圈嵌入其中,构成了软碰硬和硬碰硬的双道密封,这样能延长上阀的使用寿命。煤锁在设计上还采用了自压锁紧形式,即在阀们关闭后,由于受气化炉或煤锁内压力的压迫使阀头受到向上力的作用,即便误操作阀门也不会自行打开,从而避免高温煤气外漏,保证了气化炉的安全运行。

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3、灰锁

  灰锁是将气化炉炉篦排出的灰渣,通过升、降压间歇操作排出炉外而保证气化炉连续运转。灰锁由于是储存气化后的高温灰渣,工作环境较为恶劣,所以一般灰锁设计温度为470℃,并且为了减少灰渣对灰锁内壁的磨损和腐蚀,一般在灰锁简体内部都衬有一层钢板,以保护灰锁内壁,延长使用寿命。

  灰锁上阀的结构及材质与煤锁下阀相同,因其所处工作环境差,温度高,灰渣摩损严重,为延长阀门使用寿命,在阀座上设有水夹套进行冷却,还在阀座上设置了两个蒸汽吹扫口,在阀门关闭前先用蒸汽吹扫密封面上的灰渣,从而保证了阀门的密封效果,延长了阀门的使用寿命。

  灰锁上、下阀在设计上也采用了自锁紧闭型式,即阀门关闭后受到气化炉或灰锁的压力作用于阀头上,压差越大关闭越严密,下阀只有在泄完压与大气压相近时才能打开,上阀只有在灰锁充压与气化炉压力相同时才能打开,这样就保证了气化炉的运行安全。

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4、灰锁膨胀冷却器

  灰锁膨胀冷却器是第三代鲁奇炉所专用的附属设备。它的作用是在灰锁泄压时将含有灰尘的灰锁蒸汽大部分冷凝,洗涤下来。一方面使泄压气量大幅度减少,另一方面保护了泄压阀门不被含有灰尘的灰锁蒸汽冲刷磨损,从而延长阀门的使用寿命,提高气化炉的运转率。膨胀冷却器是灰锁的一部分,它上部与灰锁用法兰连接,中心利用中心管与灰锁气相联通;下部设有进水口与排水口,上部设泄压气体出口,正常操作时其中充满水。当灰锁泄压时,灰锁灰蒸汽通过中心管进入膨胀冷却器的水中,在此大部分灰尘被水洗涤沉降、蒸汽被冷凝,剩余的不凝气通过上部的泄压管线排至大气。膨胀冷凝器的设计压力、温度与灰锁相同,只是中心管的材质由于长期受灰蒸汽的冲刷需采用耐磨性能较好的合金钢。第一、二代碎煤加压气化炉的灰锁没有设置膨胀冷凝器,它们的泄压是将灰锁的灰蒸汽直接通过泄压管线排出灰锁后,再进入一个常压的灰锁气洗涤器进行洗涤、除尘。这种结构的主要问题是灰锁气的泄压阀门与泄压管线由于长期受蒸汽的冲刷,使用寿命较短,需频繁更换泄压阀门,从而影响气化炉的正常运行。

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5、喷淋洗涤冷却器

  喷淋洗涤冷却器(简称喷冷器)与气化炉粗煤气出口管垂直相连,其作用是对气化炉出来的高温粗煤气进行洗涤冷却,使粗煤气温度由600~700℃降至204 ℃,并且除去焦油和煤尘。结构如图所示:喷冷器为文丘里式喷冷器,内径为¢682㎜壁厚40㎜,总高度为6200㎜。内件是一通流文丘里洗涤器,其喉口处直径为¢270 ㎜,此处流速为50~70M/s,上部缩段入口直径为¢450 ㎜,锥角为30 ℃30′,长度828 ㎜段出口直径为¢630 ㎜锥角为27°40′,长度1280㎜,出口速度为15~20m/s。

  气化炉生产的粗煤气由煤气出口管导入喷冷器,由煤气水处理装置来的净煤气水从煤气水入口进入喷冷器,煤气水通过文丘里洗涤器上入口处的螺旋叶片(叶片共16片)与粗煤气一同进入丘里收缩段,经器壁旋转流下 ,在此煤气得到了冷却、洗涤。粗煤气中的重组分由于温度的降低,由气态冷凝下来。

  上部水平管是带有水夹套的管段,其水夹套与气化炉相通。水平管内设有往复运动的圆盘刮刀,其用于刮掉煤气出口管内积聚的焦油和煤尘。刮刀与器壁的间隙为1㎜,刮刀行程1260㎜。

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