专利名称：内径2.26米煤气炉的低高度螺旋锥型炉箅的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焦炭、块煤、型煤(如煤球、煤棒等)固定床气化技术领域，适用于内径2.26米的水煤气或半水煤气发生炉。
我国以块煤、型煤(主要有碳化煤球、粘土煤球、清水煤棒等)或焦炭为原料的小化肥厂中，就是以半水煤气为合成氨的原料的。制造煤气的过程称为造气，生产煤气的装置称为煤气炉或造气炉。我国的小氮肥厂大多用内径为2.26米的煤气炉。
造气是化肥生产的龙头，是整个生产过程中一个十分重要的环节。自小化肥诞生以来，造气就一直是、至今仍然是一个薄弱的环节；同时，造气生产的能耗约占整个化肥生产的60％以上。因此，改进造气炉、提高造气炉的生产能力和降低造气的能耗，有着重要的经济意义。
造气的主体设备是造气炉，造气炉的关键和核心部件则是炉篦。直径为2.26米的造气炉如附
图1所示。其中1为炉体，2为炉篦，3为水夹套，4为灰盘，5为传动装置。炉篦(2)安装在灰盘(4)上，并随着灰盘的转动而转动；灰盘的转动则是通过传动装置(5)由电动机带动的。
炉篦的作用是自动排灰、破碎渣块、分散气化介质(水蒸汽、空气)、使炭层移动等。煤气炉(造气炉)性能的好坏，主要取决于炉篦。评价煤气炉性能的技术指标主要是风量大小(取决于阻力大小)、气流分布状况、排灰能力、破碎渣块的能力、炉内炭层下降是否均匀、气化层是否稳定、是否便于控制、下吹带出物多少、对煤种的适应性如何等等。这些性能综合起来，一个优良的炉篦，加上适宜的工艺条件和精心操作，应当使煤气炉的产气量大、煤气质量好、原料煤和燃烧煤的消耗低，而且应使煤气炉能稳定地、安全地生产。
目前，我国小化肥厂普遍使用的、较为先进的炉篦是一种内径2.26米煤气炉螺旋锥型炉篦。它装在炉内的情形如附
图1，它的结构图如附图2所示。附图2中(a)为正视图，(b)为俯视图。
它是由A层(6)、B层(7)、C层(8)、D层(9)、E层(10)、F层(11)等六个部分组成。
A层(6)为圆形炉条帽；B、C、D、E(7，8，9，10)四层，每一层均为环状锥体，其表面上有四段螺旋筋(13)，这四层之间相互用螺栓(14)联接，组合起来又构成一个对称锥体；组装起来之后，每层上的四段螺旋筋搭接起来，形成了四条反时针方向的连结的螺旋筋(15)。这几层结构类似，大小不同。以D层(9)为例，其结构如附图3。附图3中，13为一段螺旋筋，16为上通风口向上的折边，17为下通风口向下的折边，如附图3(d)。螺旋筋(13)与上折边(16)相接，其高度高于上折边，如附图3(C)。
E层(10)的结构如附图4。其上部结构与D层(9)类似，其下部的水平投影为方形，四角处有一段圆弧过渡。
F层(11)为方形底座，其结构如附图5。它的外缘轮廓与E层(10)相同，如附图5(b)。其四个侧面各有一处开有“百叶窗”式的通风口(12)。
这种炉篦，具有气流分布均匀，破渣能力强，排灰能力大、对煤种适应性强等许多优点，但它也存在不少问题，主要有1.炉篦高度过高。这种炉篦总高H＝1545毫米。这个高度有利于破渣，但使煤气炉内气化层不易控制，使炉内气化层不稳定。参见附
图1，其中炉篦(2)的顶部与夹套(3)的上端之间仅有0.6米的距离，如果炉内炭层装到与夹套上端取齐，则炉篦上方炭层厚度仅0.6米，在这么薄的炭层内是很难建立起稳定的气化层的。
2.炉条帽(6)容易烧坏。由于炉篦过高，使炉条帽A层(6)很容易伸入气化层内，而气化层内温度很高，致使A层(11)经常烧坏，更换频繁，影响生产。同时，A层(6)一旦烧坏，煤炭可能从B层(7)的中部漏下，形成空洞，使空气短路，氧气未经燃烧就进入煤气系统，使煤气中氧含量超标，甚至有爆炸危险，使生产不安全。
3.通风面积不够大。这一方面是因为现在的造气系统的管道普遍加大，要求炉篦有更大的通风面积，而使现有炉篦的通风面积显得不足；一方面也是由于现有炉篦结构上的缺欠，使得它的开孔面积不够。在这方面，一是由于它的螺旋筋(13)与它的上折边(16)是连通的，致使内通风口(即16)的周边被占去了相当大的一部分，减少了通风截面(附图3)。二是由于E、F(10，11)两层为重叠对接(附图2)，致使两者之间无法开通风口，只得在F层(11)上局部开几个“百叶窗”式的通风口(12)，从而限制了它的通风面积。
4.下吹带出物较多。这也与炉篦结构有关由于筋(13)与上口(16)连通，当炉篦旋转时，灰渣受阻，被挤进上通风口，从而形成带出物，如附图3(b)之箭头所示。此外，F层(11)上的“百叶窗”式通风口(附图5之12)容易漏灰，也是带出物的重要根源。
5.由于炉篦的破渣和排灰功能集中由底座F层(11)来负担，致使F层(附图5)高度过高，而且由于它和E层(10)的联结方式为重叠对接，这种结构使F层高度难于降低。这不仅如前面所说的容易烧坏炉条帽(11)、气化层不好控制，而且使炉篦自身重量较重，增加了炉条机负担，使传动机构(附
图1之5)容易损坏。
鉴于上述情况，本发明的目的是要对用于小化肥厂的、直径为2.26米的煤气炉上的螺旋锥型炉篦，进行多方面的改进，以便获得性能更为优良的新型炉篦通风面积更大、阻力更小、风量更大、气流分布更均匀；破渣能力更强；排灰能力更大；下吹带出物更少；对煤种适应性更强；气化层更稳定；生产更加安全等等。
现在对本实用新型进行概述。本实用新型为内径2.26米煤气发生炉低高度螺旋锥型炉篦。它自上而下地由圆形炉条帽A层，直径逐渐加大的四层环状锥体B层、C层、D层和E层上部组合成一个对称的锥体，每层的锥面上都均布着四段反时针方向的螺旋筋，它们分别组合起来，构成四条间隔相同的、连续的螺旋筋。每层环状锥体的通风口有上折边和下折边，E层的下折边的外缘轮廓为方形，四角处为圆弧过渡。本发明的特征在于，A层上设有倒锥形通风孔，其上表面有两条对称的、反时针方向的螺旋筋；A层与B层之间装有防漏栅，B、C、D和E层各层环状锥体上的通风口的上折边，与其相应的螺旋筋等高；C、D、E三层上的螺旋筋与相应的上折边之间留有空隙；E层有较长的下折边，底座F层的主体为空心圆柱体，外侧有四个空心推灰器，F层套接在E层内。
所说的防漏栅带有四个支耳，并通过B层上部螺旋筋内侧垂直和水平沟槽，安装在B层上。
F层与E层是这样套接的E层的较长下折边下端有局部的、向内的水平折边，水平折边上的圆孔与F层上推灰器上端面的圆孔相对，并用销钉固定；E层下折边与锥体交界处有倒T形支腿，它与F层的上端法兰孔用螺栓联结。
现在结合附图对本实用新型进行详细描述。附图6为本发明在炉内的位置图，其中1为炉体，18为新炉篦，3为水夹套，4为灰盘。附图7是它的结构图，其中(a)为正视图，(b)为俯视图。图中19为圆形炉条帽(A层)，其上开有倒锥形通风孔(33)，并有两条对称的反时针方向的螺旋筋(34)；图中20，21，22以及23是直径逐渐加大的环状锥体，分别叫做B层、C层、D层和E层，它们组合起来又构成一个对称锥体(23′)；图中30为环状锥体锥面上的一段螺旋筋，B、C、D、E四层环状锥体的锥面上的各四段螺旋筋(30)分别组成四条反时针方向的、连续的螺旋筋(30′)。
A、B两层(19，20)之间装有防漏栅29，其结构图如附图8。图中(a)为正视图，(b)为俯视图，(c)为剖视图。它是由圆形栅状主体35和四个支耳36构成的。
B层(20)具有特殊的结构，如附图9。图中(a)、(b)、(c)分别表示主视图、俯视图和剖视图。其特征是在其四条螺旋筋的上端平台(37)上，各开有垂直沟槽(38)和水平沟槽(39)；防漏栅(29)的四个支耳(36)通过垂直沟槽(38)装进B层(20)的上端，经旋转后，固定在水平沟槽(39)内。防漏栅(29)装在B层(20)上端的情形如附
图10。
C、D(21，22)两层结构类似，尺寸不同。附
图11为D层结构图，其中(a)为正视图，(b)为俯视图，(c)为A－－A面剖视图，(d)为B－－B面剖视图。图中30为锥面上的螺旋筋，40为上通风口折边，螺旋筋(30)与上折边(40)等高〈见附
图11中(d)〉，螺旋筋(30)与上折边(40)之间留有空隙〈见附
图11中(a)、(c)〉。
附
图12为E层(23)的结构图，其中(a)为正视图，(b)为附视图，(c)为D－－D面剖视图，(d)为A－－A面剖视图，(e)为C－－C面剖视图。E层的上部结构与C、D层(21，22)相似，其下部结构特殊。附
图12中，25为E层的下折边，其外缘轮廓为方形，四角处为圆弧过渡〈见附
图12中(b)〉。26为下折边上的局部水平折边，其上开有圆孔(42)。附
图12中，43为下折边(25)内侧的加强筋，32为倒T字形支腿，它位于下折边(25)与锥体交界处，是用来连接底座F层(24)的。
附
图13为F层(24)的结构图，其中(a)为正视图，(b)为俯视图。F层是一个圆形底座，其内侧有8条加强筋(43)，其外侧带有4个推灰器(27)。推灰器(27)的上端面开有圆孔(44)。F层(24)套接在E层(23)之内，与E层内的倒T字形支腿(32)相联结，E层的下折边(26)落在F层上的推灰器(27)上，通过E层下折边上的局部水平折边(26)上的孔(42)及F层推灰器上端面上的孔(44)，用销钉(28)，使E、F层固定〈见附
图1中(a)〉。
本实用新型达到了予期的目的。与原来的φ2.26米螺旋锥型炉篦(附图2)相比，本实用新型(附图7)，有以下特点1.降低了高度。本发明较原炉篦高度降了200～300毫米，视夹套(2)高度不同，从原来的H＝1540毫米降至H＝1240～1350毫米。两种炉篦装在炉内的情况分别如附
图14中的(a)和(b)所示，两者的对比如附
图15所示，其中，2为原炉篦，18为本实用新型。降低高度后，将使炉篦与夹套(3)上端之间的炭层增加200～300毫米，使炭层厚度在1米以上，这样就能避免炉篦深入到气化层内，能有效地保护炉篦不被烧坏；同时，炭层内的气化层也更加容易建立起来，并且便于控制，这就从根本上克服了原炉篦的缺点。
2.增大了通风面积。本实用新型比原炉篦通风面增了40％，阻力更小，风量更大，可大幅度增加煤气的产量。
3.新设计了防漏栅。本实用新型在A、B两层(19，20)之间安装了新设计的防漏栅(29)〈见附图8、附
图10〉，即使A层不慎烧坏，也能防止煤炭从B层中部漏下，使炉内炭层不会形成空洞，从而使造气生产更加安全、可靠。
4.与原炉篦不同，本实用新型中D、C、E各层的螺旋筋(30)与通风口上折边(40)之间是断开的，两者之间留有空隙(附
图11)，这不仅增大了通风截面，而且当炉篦旋转时，给灰渣运动留一通路，使其不致因受阻而被挤入炉篦内，从而减少了下吹出物。
5.本实用新型的通风口上折边(40)与螺旋筋(30)等高(附
图11)，这既便于加工，又增加了上折边(40)的高度，可更有效地防止灰渣带入炉篦内，减少带出物。
6.本实用新型的E层(23)，采用了新结构有加高了的外折边(25)，折边内侧受力部位设有多个加强筋(43)，下折边有局部的水平折边(26)，内侧锥体与折边交界处设有多个倒T字形支腿(32)，使F层(24)能套在E层之内，通过倒T字形支腿(32)和水平折边(26)与F层联结(附
图12)。
7.本实用新型的F层(24)为全新的结构，它为一圆形底座，内有数条加强筋(43)，外带四个推灰器(27)，F层的空心圆柱主体的尺寸小于E层(23)的尺寸，因而可使F层能套接在E层之内。原炉篦F层上的“百叶窗”式通风口(附图5)被取消，因而彻底消除了下吹带出物的又一根源。
8.E、F两层(23，24)采用全新的套接联结方式(附图7)。只有这种联结方式才能大幅度降低炉篦总高。也只有这种联结方式才能使E、F两层之间的整个缝隙形成通风面，使气流分布更加合理。由于E、F两层的结构特点和两者的套接方式，使炉篦的破渣和排灰两种功能分开破渣由E层的下折边(25)来完成，排灰由F层的推灰器(27)来完成〈见附
图14之(b)〉。这样，既降低了炉篦高度，又保持了炉篦破渣能力强和排灰能力大的特点。
本实用新型是用于小化肥厂直径为2.26米的造气炉上的。与原有的炉篦相比，它有如下的更为优良的技术性能。
1).通风面积大。本实用新型比原炉篦通风面增加了40％，阻力更小，风量更大，因而可减少吹风时间，增加制气时间，从而增加煤气产量。
2).气流分布均匀。由于E、F两层采用套接结构，使E、F两层间的整个缝隙都能通风，这不仅增加了通风面积，而且使气流分布更加均匀、更加合理。
3).破渣能力强。由于本实用新型有加高的E层下折边(25)，与炉体下端的破渣圈配合适当〈附
图14之(b)〉，从而具有很强的破渣能力。
4).排灰能力大。本实用新型中，F层上带有四个强有力的推灰器(附
图13)，且其高度与出灰口的距离适宜〈附
图14之(b)〉，因而具有很大的排灰能力。
5).下吹带出物少。由于本实用新型的螺旋筋(30)与通风口上折边(40)是断开的，使灰渣运动不会受阻〈附
图11之(b)、(d)及箭头所示〉，加之本实用新型取消了原炉篦漏灰根源之一的“百叶窗”式结构〈附图2(a)之12〉，使得本发明的下吹带出物极少。
6).气化层稳定，而且易于控制。由于本实用新型降低了炉篦高度，使炉篦之上、夹套之下的有效炭层增厚，因而使炭层内容易实现分层操作，使其中的气化层(氧化还原层)容易建立起来，并且容易控制，从而能使炉内气化层稳定，有利于造气炉的稳产、高产。
7).对煤种的适应性强。由于本实用新型高度较低，可在低炭层下操作，因而可烧小颗粒块煤；由于它破渣能力强、排灰能力大，因而又适于烧含灰较高的碳化煤球、清水煤棒及低灰熔点的劣质煤，所以它对煤种的适应性强，很适合煤种经常变化的小化肥厂造气。
8).使用寿命长，生产安全可靠。由于本实用新型的高度较低，使其炉条帽A层(19)处于气化层之下，经常有灰层保护，因而不易烧毁，使炉篦使用寿命延长；即使偶尔不慎，烧坏A层，还有防漏栅起保护作用，使炉内炭层不致于形成空洞，空气不会短路，不会造成煤气中氧含量过高的现象。使造气生产更加安全、可靠。
上述优良性能综合起来，可使造气炉风量增加，温度提高，强化操作，使作为合成氨原料气的半水煤气的产量增加，质量提高(CO和H的含量提高)，煤耗下降。本实用新型是小化肥厂实现优质、高产、稳产、低耗的强有力的高效能设备。
权利要求1.一种内径2.26米煤气发生炉的低高度螺旋锥型炉篦，自上而下地由圆形炉条帽A层、直径逐渐加大的四层环状锥体B层、C层、D层、E层和底座F层组成，B层、C层、D层和E层上部组合成一个对称的锥体，每层的锥面上都均布着四段反时针方向的螺旋筋，它们分别组合起来，构成四条间隔相同的连续的螺旋筋，每层环状锥体的通风口有上折边和下折边，E层的下折边的外缘轮廓为方形，四角处为圆弧过渡，其特征在于A层上设有倒锥形通风孔，而且上表面有两条对称的反时针方向的螺旋筋，A层与B层之间装有防漏栅，B、C、D和E层各层环状锥体上的通风口的上折边与相应的螺旋筋等高，C、D、E三层上的螺旋筋与相应的上折边之间留有空隙，E层有较长的下折边，底座F层的主体为空心圆柱体，外侧有四个空心推灰器，F层套接在E层内。
2.按照权利要求1所说的低高度螺旋锥型炉篦，其特征在于所说的防漏栅带有四个支耳，并通过B层上部螺旋筋内侧的垂直和水平沟槽，安装在B层上。
3.按照权利要求1、2所说的低高度螺旋锥型炉篦，其特征在于所说的E层的较长下折边的下端有局部的、向内的水平折边，水平折边上的圆孔与F层上推灰器上端面的圆孔相对，并用销钉固定，E层下折边与锥体交界处有倒T形支腿，它与F层的上端法兰孔用螺栓联接。
专利摘要一种内径2.26米煤气炉的低高度螺旋锥型炉箅，属于焦炭、块煤、型煤固定床气化技术领域。本实用新型的圆形炉条帽A层上有倒锥形通风孔，上表面有两条对称的反时针方向的螺旋筋，B、C、D、E各层环状锥体上的通风口的上折边与相应的螺旋筋等高，C、D、E三层上的螺旋筋与相应的上折边之间留有空隙，底座F层为空心圆柱体，外侧有空心推灰器，F层套接在E层内，A层与B层之间有防漏棚。本炉箅与原炉箅相比，高度降低了200到300毫米，通风面积增加了40％，其通风面积大、气流分布均匀、破渣和排灰能力强、气化层稳定、安全可靠，可使造气炉产量增加、质量提高、煤耗下降。
文档编号C10J3/02GK2035756SQ88214938
公开日1989年4月12日 申请日期1988年10月21日 优先权日1988年10月21日
发明者曾宪舜, 佟宏伟 申请人:清华大学