一种能同时处理粉煤和水煤浆的气化炉结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到化工设备，具体指一种能同时处理气化粉煤和水煤浆的气化炉结构。
【背景技术】
[0002]煤的气化是用气化剂与煤中的可燃物在高温下发生反应，生成可燃气体，用于制备清洁煤气。煤气化是洁净煤的重要工艺技术。
[0003]煤气化工艺主要有粉煤气化和水煤浆气化。其中粉煤气化的原料是干煤粉，通过高压氮气将干煤粉送入气化炉进行气化。而水煤浆气化的原料是一定粒度的煤粉、水和添加剂按一定比例混配而成的混合物，该混合物具有流动性和稳定性，可以采用泵送、雾化与稳定着火燃烧；也可以长距离输送和长时间保存。
[0004]水煤浆气化和粉煤气化工艺同属气流床煤加压气化工艺，是目前我国新型煤化工的主流气化工艺。其中水煤浆气化工艺具有稳定性好、运行效率高、综合能耗中等、炉体结构简单、煤浆输送设备简单等优点；但是对入炉煤质要求高，单炉投煤量小，碳转化率低，处理后的合成气中有效组分不高，且水煤浆烧嘴寿命短、耐火砖寿命短。粉煤气化煤种适应能力强，碳转化率高，合成气中有效组分含量高，产能大，环境友好；但是设备复杂、投资大、综合能耗高。
[0005]这两种工艺各有突出优点，也有明显缺点，如何集成水煤浆气化和粉煤气化两种煤气化工艺的优点、而抛弃两种煤气化工艺的缺点成为新型煤气化工艺研发的一个技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种单炉处理量大、能耗低且能同时处理气化粉煤和水煤浆的气化炉结构。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该能同时处理粉煤和水煤浆的气化炉结构，包括由压力壳体构成的炉体，所述炉体内上部设有水冷壁，水冷壁围护形成气化室，水冷壁与炉体之间的间隙构成环形空间；
[0008]气化室下方设有激冷室，激冷室和气化室之间通过上部下降管相连通；
[0009]其特征在于所述炉体的顶部设有水煤浆烧嘴，水煤浆烧嘴的出口连通所述气化室;
[0010]所述气化炉炉体侧壁上部设有至少三个粉煤烧嘴，各所述粉煤烧嘴沿炉体同一水平圆周上均布；所述水冷壁上设有对应于各所述粉煤烧嘴的多个安装孔，各所述安装孔上连接有锥形隔焰罩，各所述粉煤烧嘴的头部穿过炉体侧壁和水冷壁后安装在锥形隔焰罩的底部；
[0011]对应于各粉煤烧嘴，在所述炉体上设有第一法兰座，并且第一法兰座沿所在炉体位置的法线方向设置；所述第一法兰座内设有第二法兰座；第二法兰座的轴线与对应第一法兰座的轴线之间的夹角为0.5?5° ;所述粉煤烧嘴同轴设置在各自对应的第二法兰座内；
[0012]所述炉体侧壁上还对称设有两套开工烧嘴，所述开工烧嘴位于所述粉煤烧嘴的上方；
[0013]每套开工烧嘴分别包括:设置在所述炉体侧壁上的接管，接管的第一端穿过炉体侧壁位于炉体侧壁和水冷壁之间的间隙中；接管的第一端通过膨胀节连接冷却水夹套，所述冷却水夹套穿设在所述水冷壁上；
[0014]所述接管的第二端通过开工烧嘴法兰座依次连接第二切断球阀、密封函和第一切断球阀，所述第一切断球阀通过密封函连接开工烧嘴座；
[0015]所述炉体侧壁上还设有悬挂梁底座，悬挂梁设置在悬挂梁底座上，轨道梁连接在所述悬挂梁上，开工烧嘴通过环形卡套连接在能沿轨道梁移动的驱动装置上；
[0016]所述开工烧嘴、接管和冷却水夹套同轴设置，所述开工烧嘴座和所述接管的内径大于所述开工烧嘴的外径；
[0017]所述开工烧嘴的轴线与所述粉煤烧嘴中心线所在平面成13?18°夹角；
[0018]所述炉体的底部设有出渣口，所述出渣口上设有破渣机。
[0019]所述粉煤烧嘴包括设置在粉煤烧嘴中心的粉煤通道，套设在所述粉煤通道外侧的供氧气和水蒸气通过的混合物通道，并且所述粉煤通道和所述混合物通道之间具有环形间隙；所混合物通道外依次设有相连通的冷却水进水通道和冷却水回水通道。
[0020]所述粉煤通道的入口上设有用于连接粉煤管道的入口法兰，所述混合物通道的入口上设有与混合物输送管道相连通的混合物入口法兰，所述冷却水进水通道的入口上设有冷却水进口法兰，所述冷却水回水通道的出口上设有冷却水出口法兰。
[0021]所述开工烧嘴包括中心点火通道，所述中心点火通道内设有电子点火杆，电子点火杆通过高压电缆连接高压点火包，所述中心点火通道内在电子点火杆的头部还设有用于检测火焰的头部火焰检测器；
[0022]所述中心点火通道外依次同轴套置有燃料通道、氧气通道、烧嘴冷却水给水通道和烧嘴冷却水回水通道；烧嘴冷却水给水通道和烧嘴冷却水回水通道相连通。
[0023]所述中心点火通道的入口上设有与氮气源相连接的保护氮气入口法兰，所述燃料通道的入口上设有燃料入口法兰，所述氧气通道的入口上设有氧气入口法兰，所述烧嘴冷却水给水通道的入口上设有烧嘴冷却水入口法兰，所述烧嘴冷却水回水通道的出口上设有烧嘴冷却水出口法兰。
[0024]与现有技术相比较，本发明所提供的气化炉具有较强的煤种适应能力，能同时处理粉煤和水煤浆，能够掺烧高灰熔点(>1500°C )、高灰分(25%?40% )、高硫含量(2.4%?5.5% )、高碱金属含量(灰中Na2CHK2O合计在3.0%?10% )的“四高劣质煤”，并且单炉处理量大且能耗低。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例装配结构示意图；
[0026]图2为沿图1中A-A线的剖视图；
[0027]图3为本发明实施例中粉煤烧嘴的剖视图；
[0028]图4为本发明实施例中开工烧嘴的装配结构示意图；
[0029]图5为本发明实施例中开工烧嘴的剖视图；
[0030]图6为沿图1中B-B线的剖视图；
[0031]图7为本发明实施例中水煤浆烧嘴的剖视图；
[0032]图8为本发明实施例中饱和锅炉水总管/分配管的侧视结构示意图；
[0033]图9为本发明实施例中汽水混合物总管/分配管俯视方向的安装示意图；
[0034]图10为本发明实施例中汽水混合物总管和分支管的结构示意图；
[0035]图11为本发明实施例中饱和锅炉水总管和分配管俯视方向的安装示意图。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0037]如图1至图11所示，该能同时处理粉煤和水煤浆的气化炉结构包括:
[0038]由压力壳体构成的炉体20，炉体20内上部设有水冷壁28，水冷壁28围护形成气化室29，水冷壁28与炉体20之间的间隙构成环形空间18 ;在环形空间18内部安装有饱和锅炉水总管/分配管34和汽水混合物总管/分配管33。
[0039]饱和锅炉水总管/分配管34和汽水混合物总管/分配管33的结构可以根据需要选用现有技术中的任意一种。本实施例中，饱和锅炉水入口外接管110，饱和锅炉水入口内接管111，饱和锅炉水总管34，若干管道支架112，若干分配管座113，若干分配管114。
[0040]锅炉强制循环泵出口的饱和锅炉水总管的某一支管以焊接方式连接饱和锅炉水入口外接管110。管道支架112将饱和锅炉水总管34固定在环形空间18内部。管道支架112以焊接方式安装在气化炉炉体20的内表面。分配管座113的一端以焊接方式安装在饱和锅炉水总管34，另一端以焊接方式连接分配管114。某一分配管114以焊接方式安装在水冷壁28的某一通道入口。
[0041]分配管座113的一端以焊接方式安装在饱和锅炉水总管34，分配管座113的中心线垂直于饱和锅炉水总管34外表面。分配管114以焊接方式垂直安装在分配管座113上。
[0042]汽水混合物总管/分配管33安装集成件包括:
[0043]汽水混合物出口外接管120，汽水混合物出口内接管121，汽水混合物弯曲管道(没有安装汽水混合物分配管)122，管道支架123，汽水混合物直管道(安装汽水混合物分配管)124，汽水混合物分配管座125以及汽水混合物分配管126。上述部件均有多个。
[0044]连接汽包汽水混合物入口的汽水混合物总管的支管以焊接方式连接汽水混合物出口外接管120。管道支架123将汽水混合物弯曲管道122和汽水混合物直管道124固定在环形空间18内部。管道支架123以焊接方式安装在气化炉炉体20的内表面。汽水混合物分配管座125的一端以焊接方式安装在汽水混合物直管道124，另一端以焊接方式连接汽水混合物分配管126，分配管座125的中心线垂直于汽水混合物直管道124外表面上，分配管126以焊接方式垂直安装在分配管座125上，该汽