專利名稱：應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣流床氣化爐技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)。
背景技術(shù)：
氣流床氣化爐具有煤種適應(yīng)性強、自動化程度高、操作穩(wěn)定可靠、氣化強度大、氣化效率高和三廢處理簡單等特點，是目前主流的氣化爐爐型。目前氣流床氣化爐按照氣化空間分段可以分為一段爐和兩段爐，按照進料可分為水煤漿氣化爐和干煤粉氣化爐，按照排渣方式可分為液態(tài)排渣和固態(tài)排渣。急冷流程的氣流床氣化爐，在急冷室內(nèi)均設(shè)置有急冷環(huán)，以使氣體冷卻和熔渣固化。急冷環(huán)是氣流床氣化爐的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)組件，國內(nèi)外均有各自不同的煤氣化急冷環(huán)技術(shù)?，F(xiàn)有急冷環(huán)結(jié)構(gòu)中，存在很多缺陷，具體如下
1、急冷環(huán)設(shè)置有一圈或數(shù)圈小孔，小孔中的急冷水水流對著內(nèi)部半環(huán)壁面，流動方向均與爐膛內(nèi)的氣體流動方向垂直，其目的是讓急冷環(huán)向火壁面急冷水的分布更為均勻，但沿半環(huán)壁的速度分布卻相差懸殊，所以這種急冷環(huán)內(nèi)部的整體流場分布極不均勻，容易造成局部高溫；
2、急冷環(huán)的急冷水分布小孔為斜孔，加工難度大成本高；
3、急冷環(huán)的內(nèi)筒為半圓形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，需要預(yù)先一次成型，加工難度大成本高；
4、急冷環(huán)的外殼為圓柱體結(jié)構(gòu)，底面平板和圓柱體的焊接直角處存在有較大的局部應(yīng)力，尤其在該處焊接急冷水入口管時需要補強。因為上述缺陷，勢必會給氣化爐的連續(xù)穩(wěn)定運行造成嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)，可以解決現(xiàn)有氣化爐急冷環(huán)急冷水分布器小孔經(jīng)常發(fā)生堵塞而燒壞急冷環(huán)的問題，而且結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，生產(chǎn)成本低。應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)，其特征在于包括空心圓柱體內(nèi)筒、空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體外壁(即氣體折流管)，空心圓柱體內(nèi)筒外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁和空心倒圓臺狀外壁，空心圓柱體外壁的上端開口與空心倒圓臺狀外壁的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁和空心圓柱體內(nèi)筒之間均勻設(shè)置有若干與空心圓柱體內(nèi)筒同軸向的筋條，筋條之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體內(nèi)筒之間形成截面為直角梯形的環(huán)形水腔，空心倒圓臺狀外壁上設(shè)置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環(huán)形水腔連通。所述空心圓柱體內(nèi)筒的下端開口位于空心圓柱體外壁內(nèi)部，空心圓柱體內(nèi)筒的下端開口連接設(shè)置有環(huán)形圓板，所述環(huán)形圓板的內(nèi)徑等于空心圓柱體內(nèi)筒的內(nèi)徑，環(huán)形圓板的外徑大于空心圓柱體內(nèi)筒的內(nèi)徑且同時小于空心圓柱體外壁的內(nèi)徑，環(huán)形圓板用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環(huán)形圓板和空心圓柱體外壁之間的縫隙流下，從空心圓柱體內(nèi)筒中間流下的氣體則不會容易第一時間與急冷水接觸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)還可知，空心圓柱體內(nèi)筒的高度大于空心倒圓臺狀外壁的高度。所述空心倒圓臺狀外壁的錐角β為20° < β < 160°。所述急冷環(huán)上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。本發(fā)明的工作原理如下
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于氣流床氣化爐的時，氣化爐的高溫煤氣從空心圓柱體內(nèi)筒中間流下， 急冷水從空心倒圓臺狀外壁的急冷水入口接管接入，通過環(huán)形水腔從筋條之間的流道均勻流下，對空心圓柱體內(nèi)筒中間的高溫煤氣沿空心圓柱體內(nèi)筒的外圓周進行均勻地急冷作用。這一過程中，急冷水流動方向與高溫煤氣的流動方向相同，即并流向下方式。整個急冷環(huán)中的流場分布都比較均勻穩(wěn)定，不存在小孔局部高速而其他部位流動過于緩慢的問題。本發(fā)明的有益效果如下
1、采用空心圓柱體內(nèi)筒，不但比半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，而且可以很方便地通過延長內(nèi)筒高度的方法與氣體折流管構(gòu)成一個同軸方向流動的急冷水分布器；
2、空心圓柱體內(nèi)筒外壁的筋條，不但可以使急冷水分布均勻，而且可以增加內(nèi)筒強度和傳熱面積，有效防止內(nèi)筒變形并提高冷卻效果；
3、空心倒圓臺狀外壁可以非常方便地連接急冷水入口接管，具有較小的局部應(yīng)力，并且加工方便；
4、截面為直角梯形的環(huán)形水腔主體中的急冷水分布比較均勻，其傳熱過程可以有效地保護急冷環(huán)不被燒壞；
總體，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低廉、傳熱效果好和使用壽命長的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明圖1中A-A方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
其中，附圖標(biāo)記為1急冷水入口接管，2空心圓柱體內(nèi)筒，3筋條，4空心倒圓臺狀外壁， 5空心圓柱體外壁，6環(huán)形圓板，7高溫煤氣。
具體實施例方式如圖1-2所示，應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)，包括空心圓柱體內(nèi)筒2、空心倒圓臺狀外壁4和空心圓柱體外壁5 (即氣體折流管)，空心圓柱體內(nèi)筒2外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁5和空心倒圓臺狀外壁4，空心圓柱體外壁5的上端開口與空心倒圓臺狀外壁4的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁5和空心圓柱體內(nèi)筒2之間均勻設(shè)置有若干與空心圓柱體內(nèi)筒2同軸向的筋條3，筋條3之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁4和空心圓柱體內(nèi)筒2之間形成截面為直角梯形的環(huán)形水腔，空心倒圓臺狀外壁4上設(shè)置有若干個均勻分布的急冷水入口接管1 ；所述流道與環(huán)形水腔連通。所述空心圓柱體內(nèi)筒2的下端開口位于空心圓柱體外壁5內(nèi)部，空心圓柱體內(nèi)筒 2的下端開口連接設(shè)置有環(huán)形圓板6，所述環(huán)形圓板6的內(nèi)徑等于空心圓柱體內(nèi)筒2的內(nèi)徑，環(huán)形圓板6的外徑大于空心圓柱體內(nèi)筒2的內(nèi)徑且同時小于空心圓柱體外壁5的內(nèi)徑， 環(huán)形圓板6用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環(huán)形圓板6和空心圓柱體外壁5之間的縫隙流下，從空心圓柱體內(nèi)筒2中間流下的氣體則不會容易第一時間與急冷水接觸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)還可知，空心圓柱體內(nèi)筒2的高度大于空心倒圓臺狀外壁4的高度。所述空心倒圓臺狀外壁4的錐角β為20° < β < 160°。所述急冷環(huán)上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于氣流床氣化爐的時，氣化爐的高溫煤氣7從空心圓柱體內(nèi)筒2中間流下，急冷水從空心倒圓臺狀外壁4的急冷水入口接管1接入，通過環(huán)形水腔從筋條3之間的流道均勻流下，對空心圓柱體內(nèi)筒2中間的高溫煤氣7沿空心圓柱體內(nèi)筒2的外圓周進行均勻地急冷作用。這一過程中，急冷水流動方向與高溫煤氣7的流動方向相同，即并流向下方式。整個急冷環(huán)中的流場分布都比較均勻穩(wěn)定，不存在小孔局部高速而其他部位流動過于緩慢的問題。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)，其特征在于包括空心圓柱體內(nèi)筒(2)、空心倒圓臺狀外壁(4)和空心圓柱體外壁(5)，空心圓柱體內(nèi)筒(2)外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁(5)和空心倒圓臺狀外壁(4)，空心圓柱體外壁(5)的上端開口與空心倒圓臺狀外壁 (4)的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁(5)和空心圓柱體內(nèi)筒(2)之間均勻設(shè)置有若干與空心圓柱體內(nèi)筒(2)同軸向的筋條(3)，筋條(3)之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁(4)和空心圓柱體內(nèi)筒(2)之間形成截面為直角梯形的環(huán)形水腔，空心倒圓臺狀外壁(4)上設(shè)置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環(huán)形水腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的急冷器，其特征在于所述空心圓柱體內(nèi)筒(2)的下端開口位于空心圓柱體外壁(5)內(nèi)部，空心圓柱體內(nèi)筒(2)的下端開口連接設(shè)置有環(huán)形圓板(6)，所述環(huán)形圓板(6)的內(nèi)徑等于空心圓柱體內(nèi)筒(2)的內(nèi)徑，環(huán)形圓板(6)的外徑大于空心圓柱體內(nèi)筒(2)的內(nèi)徑且同時小于空心圓柱體外壁(5)的內(nèi)徑，環(huán)形圓板(6)用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環(huán)形圓板(6)和空心圓柱體外壁(5)之間的縫隙流下，從空心圓柱體內(nèi)筒(2)中間流下的氣體則不會第一時間與急冷水接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的急冷器，其特征在于所述空心倒圓臺狀外壁(4)的錐角 β 為20° < β < 160°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的急冷器，其特征在于所述急冷環(huán)上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的急冷器，其特征在于根據(jù)上述結(jié)構(gòu)還可知，空心圓柱體內(nèi)筒 (2)的高度大于空心倒圓臺狀外壁(4)的高度。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣化爐設(shè)備，特別是應(yīng)用于氣流床氣化爐的急冷環(huán)，其特征在于包括空心圓柱體內(nèi)筒、空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體外壁，空心圓柱體內(nèi)筒外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁和空心倒圓臺狀外壁，空心圓柱體外壁的上端開口與空心倒圓臺狀外壁的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁和空心圓柱體內(nèi)筒之間均勻設(shè)置有若干與空心圓柱體內(nèi)筒同軸向的筋條，筋條之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體內(nèi)筒之間形成截面為直角梯形的環(huán)形水腔，空心倒圓臺狀外壁上設(shè)置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環(huán)形水腔連通；本發(fā)明高冷卻效果好，結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低廉、傳熱效果好和使用壽命長。
文檔編號C10J3/48GK102504875SQ20111044149
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張慶, 曹立勇, 王曉亮, 胡蘊成 申請人:中國東方電氣集團有限公司