水冷壁气化炉的制作方法

本实用新型涉及一种由耐火砖气化炉改造而成的水冷壁气化炉。

背景技术：

传统气流床气化技术，特别是水煤浆气流床气化技术采用耐火砖作为气化炉高压壳体的隔热保护层。由于受到耐火砖的材料限制，气化炉燃烧室的操作温度不易过高，一般要求原料煤的灰熔点不超过1400℃，因此限制了高灰熔点原料煤的应用。另外，气化炉燃烧室下部锥底部分的耐火砖寿命低，气化炉运行数月就需要停炉进行耐火砖更换，从而导致运行成本高。目前用于改造耐火砖气化炉的方法，其顶部水冷壁组件结构复杂，膜式水冷壁固定在上部，也就是说，水冷壁组件为吊装式，气化炉运行过程中，燃烧室下部激冷室内的饱和合成气容易串到水冷壁和气化炉外壳内的环腔中，造成壳体内壁腐蚀，严重影响气化炉的长期安全稳定运行。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种水冷壁气化炉，所述水冷壁气化炉可以长期安全稳定运行。

根据本实用新型实施例的水冷壁气化炉，包括：气化炉壳体，所述气化炉壳体为耐火砖气化炉的外壳；底部支撑板，所述底部支撑板安装于所述气化炉壳体的底部；水冷壁组件，所述水冷壁组件安装于所述气化炉壳体内，所述水冷壁组件限定出燃烧室，且支撑在所述底部支撑板上方。

根据本实用新型实施例的水冷壁气化炉，由现有的耐火砖气化炉改造而成，改造出水冷壁气化炉所需的设备和工艺简单，施工周期短，投资低，且水冷壁气化炉的水冷壁组件的膨胀方向与气化炉壳体的膨胀方向一致，不易造成气化炉壳体的腐蚀，保证气化炉长期安全稳定运行，并且能大幅提高气化炉的操作温度和原料煤的适应性。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述水冷壁组件包括：膜式水冷壁；上水汽管，所述上水汽管与所述膜式水冷壁的上端相连；集液管，所述集液管与所述上水汽管相连；下水汽管，所述下水汽管与所述膜式水冷壁的下端相连；分液管，所述分液管与所述下水汽管相连，且支撑于所述底部支撑板上。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述分液管的外壁设有第一卡接结构，所述底部支撑板的上表面设有第二卡接结构，所述第一卡接结构与所述第二卡接结构卡接且密封相连。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述第一卡接结构包括第一环形板，所述第二卡接结构包括两个沿径向间隔开的第二环形板，所述第一环形板伸入两个所述第二环形板之间，且焊接密封。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述膜式水冷壁为竖直式，且包括多个从上而下顺次焊接的直管。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述膜式水冷壁为螺旋式。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述上水汽管为多个，且多个所述上水汽管形成为从下到上渐缩的锥形；所述下水汽管为多个，且多个所述下水汽管形成为从上到下渐缩的锥形。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述膜式水冷壁与所述气化炉壳体间隔开以限定出环形腔，所述环形腔用于布置管道及通入保护气体。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述环形腔内设有支撑结构，所述支撑结构连接在所述气化炉壳体的内壁与所述膜式水冷壁的外壁之间。

根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉，所述气化炉壳体包括：壳本体和封头，所述壳本体的上端敞开，且所述壳本体的上端的设有上法兰，所述封头的下端设有下法兰，所述上法兰与所述下法兰相连。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的水冷壁气化炉的剖视示意图；

图2是图1中Ⅱ处的局部放大图；

图3是耐火砖气化炉改造方法的流程示意图。

附图标记：

水冷壁气化炉100，

集液管11，上水汽管12，膜式水冷壁13，下水汽管14，分液管15，第一卡接结构 16，燃烧室17，

气化炉壳体20，壳本体21，封头22，上法兰23，下法兰24，环形腔25，

底部支撑板30，第二卡接结构36，

锥形托砖板40。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以水冷壁作为保护层的水冷壁气化炉相较于耐火砖汽化炉具有相当多的优势，比如水冷壁气化炉无需每年数次停机更换锥底砖，也无需定期更换全炉砖，水冷壁气化炉有利于长期安全运行，可以节约替换耐火砖的成本。

特别是采用水煤浆进料的水冷壁气化炉在点火方式和保护气系统方法得到优化，水冷壁气化炉的投资和运行费用得到显著下降，路外臂的温度降低和副产品蒸汽热量基本平衡，保证了氧耗没有上升，气体质量未下降，水冷壁气化炉的综合性能明显优于现存处于在用状态的采用水煤浆进料的耐火砖气化炉。

由于早期投入使用且在用的大量气化炉均为耐火砖气化炉，无法采用干粉进料方式，成本高，运行周期短，可用率低，若将现有的耐火砖气化炉废弃，重新建造新的水冷壁气化炉，会使得投资巨大，施工周期长。

本实用新型公开的水冷壁气化炉100为将现有的耐火砖气化炉改造而形成，可以降低施工成本和施工周期。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的水冷壁气化炉100。

如图1-图2所示，根据本实用新型一个实施例的水冷壁气化炉100包括：气化炉壳体20、底部支撑板30、水冷壁组件。

其中，气化炉壳体20为耐火砖气化炉的外壳，比如将现有的耐火砖气化炉的外壳内的额耐火砖拆除，即可得到气化炉壳体20。

底壁支撑板安装于气化炉壳体20的底部，比如底部支撑板30可以为耐火砖气化炉的底部支撑板，且底部支撑板30通过锥形托砖板40与气化炉壳体20的下端相连，底部支撑板30可以为环形。

水冷壁组件安装于气化炉壳体20内，水冷壁组件限定出燃烧室17，且水冷壁组件支撑在底部支撑板30上方，这样水冷壁组件形成下支撑上膨胀结构，在工作过程中，水冷壁组件的膨胀方向与气化炉壳体20的膨胀方向一致，由此可以保证水冷壁组件和底部工艺侧的密封，防止水汽从水冷壁组件串出，不易造成气化炉壳体20的腐蚀。

根据本实用新型实施例的水冷壁气化炉100，由现有的耐火砖气化炉改造而成，改造出水冷壁气化炉100所需的设备和工艺简单，施工周期短，投资低，且水冷壁气化炉 100的水冷壁组件的膨胀方向与气化炉壳体20的膨胀方向一致，不易造成气化炉壳体 20的腐蚀，保证气化炉长期安全稳定运行，并且能大幅提高气化炉的操作温度和原料煤的适应性。

在本实用新型的一个优选的实施例中，如图1所示，水冷壁组件包括：膜式水冷壁 13、上水汽管12、集液管11、下水汽管14、分液管15。

其中，集液管11与上水汽管12的上端相连，上水汽管12的下端与膜式水冷壁13 的上端相连，膜式水冷壁13的下端与下水汽管14的上端相连，分液管15与下水汽管 14的下端相连。分液管15和集液管11分别可以通过一根或多根管道在气化炉壳体20 引出水冷壁气化炉100外。

如图2所示，分液管15支撑于底部支撑板30上，这样水冷壁组件的下端固定，水冷壁组件可以向上自由膨胀，水冷壁组件不易损坏，且水冷壁组件的膨胀方向与气化炉壳体20的膨胀方向一致，在下部的密封稳定性好。

分液管15与底部支撑板30的连接方式有多种，比如分液管15的外壁设有第一卡接结构16，底部支撑板30的上表面设有第二卡接结构36，第一卡接结构16与第二卡接结构36卡接且密封相连。通过先卡接的方式可以使水冷壁组件先预定在底部支撑板30，便于后期的密封加工。

具体地，如图2所示，第一卡接结构16可以包括第一环形板，第一环形板可以从分液管15的外壁的底部向下延伸以形成，第二卡接结构36包括两个沿径向间隔开的第二环形板，第一环形板伸入两个第二环形板之间，且第一环形板与第二环形板焊接密封。这样分液管15与底部支撑板30之间的连接牢固方便，密封性好。

膜式水冷壁13可以为筒形，膜式水冷壁13有多种可选的结构形式，比如在一些可选的实施例中，膜式水冷壁13可以为竖直式，且膜式水冷壁13包括多个直管，多个直管从上而下顺次焊接形成膜式水冷壁13，这种形式的膜式水冷壁13结构简单，易于成型。在另一些可选的实施例中，膜式水冷壁13还可以为螺旋式，这种形式的膜式水冷壁13有效的行程长，工作效率高。膜式水冷壁13的内壁还可以涂有耐磨非金属材料层。

如图1所示，膜式水冷壁13与气化炉壳体20间隔开以限定出环形腔25，环形腔25 用于布置管道及通入保护气体，例如通入氮气或水冷壁气化炉100下游的工艺气体，环形腔25还作为膜式水冷壁13的安装间隙，环形腔25内可以设有支撑结构，支撑结构连接在气化炉壳体20的内壁与膜式水冷壁13的外壁之间，环形腔25内可以设有导向结构，支撑结构或导向结构可以为一层或多层。

参考图1，上水汽管12可以为多个，且多个上水汽管12形成为从下到上渐缩的锥形，多个上水汽管12的外壁之间密封连接；下水汽管14为多个，且多个下水汽管14 形成为从上到下渐缩的锥形，多个下水汽管14的外壁之间密封连接。

如图1所示，气化炉壳体20包括：壳本体21和封头22，壳本体21的上端敞开，且壳本体21的上端的设有上法兰23，封头22的下端设有下法兰24，上法兰23与下法兰24相连，上法兰23与下法兰24之间可以通过多个沿周向间隔开布置的螺纹紧固件相连。

本实用新型还公开了一种将耐火砖气化炉改造为水冷壁气化炉100的方法，包括如下步骤：

拆除耐火砖气化炉外壳内耐火砖以得到上述实施例的水冷壁气化炉100的气化炉壳体20和底壁支撑板；切割掉外壳的上封头22，使得气化炉壳体20分为壳本体21和封头22；在底壁支撑板上设置第二卡接结构36；在气化炉壳体20设置集液管11管孔和分液管15管孔；安装固定水冷壁组件，使水冷壁组件支撑于底壁支撑板；第一卡接结构16与第二卡接结构36焊接密封；通过法兰将上封头22与壳本体21相连以改造成水冷壁气化炉100。

其中，分液管15和集液管11分别通过一根或多根管道在壳本体21或在上封头22 上引出气化炉外，并与气化炉外汽包以及循环泵组成的系统相连；从外界来的锅炉给水补充进入汽包，膜式水冷壁13接受气化炉内的热量在汽包内产生蒸汽，送出界区。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。