一种汽化炉渣冷却系统的制作方法

1.本实用新型属于汽化炉渣冷却及余热回收技术领域，特别涉及一种汽化炉渣冷却系统。


背景技术：

2.气化炉渣是煤炭中灰分和添加剂在高温条件下形成的熔融液相及残留碳经水淬所形成的固体废弃物。汽化炉渣从450℃降至50℃，可放出余热950kw（显热），余热回收效益非常可观。高温炉渣一般主要采用水冷式滚筒冷渣器进行降温处理。
3.滚筒冷渣器属于一种渣-水换热设备，其工作原理是热渣从进渣管落入滚筒体内，被焊接在筒体壁上的螺旋导渣片向前推进并带动炉渣作抛洒运动，与筒体壁内逆向流动的冷却水进行热交换后，落入出渣箱排出筒体外。
4.采用水冷式滚筒冷渣器对高温气化炉渣直接降温的效果虽然比较明显，但出渣温度仍偏高，为满足排渣的冷却要求，一般采用增大传热面积的方法，而由于受到一系列技术限制，目前常规的做法是加大滚筒冷渣器长度，而这不仅妨碍锅炉正常运行及检修，还会占用部分消防通道，安全隐患巨大，同时材料耗量也会随之增大。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种汽化炉渣冷却系统，所要解决的是由于现有高温气化炉渣降温主要采用水冷式滚筒冷渣器进行降温的单一降温方式而存在的出渣温度偏高、余热回收率有待提高的技术问题，同时解决了上述因需要加大滚筒冷渣器长度以提高汽化炉渣冷却程度而会造成材料耗量加大、妨碍锅炉正常运行及检修等问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种汽化炉渣冷却系统，包括：
7.料仓，用于接收和逆流式水冷却降温高温气化炉渣，所述料仓为文丘里结构，其顶部设进料口，料仓底部的出料口连接有导料斜管，料仓上部外壁设有用于热交换的水冷夹套；
8.滚筒冷渣器，用于输送并逆流式冷却降温高温气化炉渣，滚筒冷渣器的进料端与导料斜管的出料端通过第一旋转接头连接，所述滚筒冷渣器的出料端设有出渣箱，出渣箱顶部设有出气口、底部设有出料口，出渣箱右侧连接有第二旋转接头，第二旋转接头上设有进水口、出水口，所述滚筒冷渣器设有水冷通道，水冷通道包括用于输入低温冷却水的进水冷却通道和用于输出回水的回水冷却通道，进水口、进水冷却通道、回水冷却通道、出水口依次连通形成封闭的水流动腔体；
9.布袋除尘器，用于对滚筒冷渣器排出的尾气进行净化除尘，布袋除尘器底部设置的尾气入口与出渣箱顶部的出气口连接，布袋除尘器位于出渣箱正上方；
10.引风机，用于对布袋除尘器净化的尾气引出后排空，引风机通过排气管与布袋除尘器顶部设置的尾气出口连接；
11.进水管，用于将外界冷却水源的冷却水送入滚筒冷渣器，所述进水管连接第二旋
转接头上的进水口；
12.出水管，用于将滚筒冷渣器流出的热水送入水冷夹套，出水管一端连接第二旋转接头上的出水口，另一端连接水冷夹套下部设置的入水口；
13.热水回收管，用于将水冷夹套流出的高温水回收送至外界余热利用设备，水冷夹套上部设置的排水口通过排水管与热水回收管连接。
14.进一步的，所述料仓上部内壁均匀设有若干立式换热管，立式换热管上端和下端分别与水冷夹套连通。
15.进一步的，所述料仓的喉管处设有柱塞式自控高温阀。
16.进一步的，所述进水管上设有第一阀门，所述出水管上设有第二阀门。
17.进一步的，所述出水管上位于第二阀门与出水口之间的管段上连接有出水支管，出水支管另一端与热水回收管连通，出水支管上设有第三阀门。
18.进一步的，所述排水管上设有第四阀门。
19.进一步的，所述的汽化炉渣冷却系统还包括用于向滚筒冷渣机内送入低温空气对高温气化炉渣风冷的空气冷却管，空气冷却管与导料斜管中部设有的空气入口连接，空气冷却管上设有第五阀门。
20.进一步的，所述排气管上设有第六阀门。
21.进一步的，所述的汽化炉渣冷却系统还包括用于向布袋除尘器内上部送入低温压缩空气对净化尾气降温的压缩空气输送管，压缩空气输送管与布袋除尘器上部侧壁设有冷风入口连接，压缩空气输送管上设有第七阀门。
22.进一步的，所述的滚筒冷渣器为夹套式冷渣器、多管式水冷滚筒冷渣器、膜式滚筒冷渣器。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：本实用新型的汽化炉渣冷却系统对高温汽化炉渣间接冷却的同时进行热量回收，整个过程节能环保；在料仓的文丘里喉管位置设置柱塞式自控高温阀可实现气化炉渣的间歇卸料到连续稳定进料的操作过程，需要冷却的气化炉渣经料仓的喉管连续慢速放料；料仓设置水冷夹套和立式换热管对高温汽化炉渣进行一次水冷，然后经滚筒冷渣器进行二次水冷，增加了换热次数和换热面积，同等条件下出渣温度低；在采用滚筒冷渣器水冷的同时，还采用空气冷却管送入低温空气进行风冷；对布袋除尘器净化后的尾气采用低温压缩空气进行风冷以保证布袋除尘器出口温度；冷却水先后对滚筒冷渣器、料仓内的汽化炉渣冷却后进行热量回收，循环利用。
附图说明
24.图1是本实用新型的一种汽化炉渣冷却系统的结构示意图；
25.图2是本实用新型中滚筒冷渣器的进料端的水路管线连接关系图；
26.图3是本实用新型中滚筒冷渣器的滚筒的剖面图；
27.图4是本实用新型中滚筒冷渣器的内部结构示意图；
28.附图标记：1-料仓，101-柱塞式自控高温阀，102-水冷夹套，103-立式换热管，2-导料斜管，201-空气入口，3-滚筒冷渣器，301-滚筒，302-鳍片管，303-滚圈，304-托轮，305-支架，306-外齿圈，307-齿轮，308-减速箱，309-液力耦合器，310-驱动电机，311-水分配室，312-出渣箱，313-集水环管，314-回水导管，315-中心回水管，316-中心冷却管，317-端板，
318-进水导管，319-抄板，320-螺旋导料片，4-布袋除尘器，5-引风机，6-进水管，601-第一阀门，7-第一旋转接头，8-出水管，801-第二阀门，802-出水支管，803-第三阀门，9-排水管，901-第四阀门，10-热水回收管，11-空气冷却管，1101-第五阀门，12-排气管，1201-第六阀门，13-压缩空气输送管，1301-第七阀门，14-第二旋转接头，1401-进水口，1402-出水口。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过优选的实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
30.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.实施例1
32.请参阅附图1所示，本实施例的一种汽化炉渣冷却系统，包括：
33.料仓1，用于接收和逆流式水冷却降温高温气化炉渣，所述料仓1为文丘里结构，其顶部设进料口，料仓1底部的出料口连接有导料斜管2，料仓1上部外壁设有用于热交换的水冷夹套102；
34.滚筒冷渣器3，用于输送并逆流式冷却降温高温气化炉渣，滚筒冷渣器3的进料端与导料斜管2的出料端通过第一旋转接头7连接，所述滚筒冷渣器3的出料端设有出渣箱312，出渣箱312顶部设有出气口、底部设有出料口，出渣箱312右侧连接有第二旋转接头14，第二旋转接头14上设有进水口1401、出水口1402，所述滚筒冷渣器3设有水冷通道，水冷通道包括用于输入低温冷却水的进水冷却通道和用于输出回水的回水冷却通道，进水口1401、进水冷却通道、回水冷却通道、出水口1402依次连通形成封闭的水流动腔体；
35.布袋除尘器4，用于对滚筒冷渣器3排出的尾气进行净化除尘，布袋除尘器4底部设置的尾气入口与出渣箱312顶部的出气口连接，布袋除尘器4位于出渣箱312正上方；
36.引风机5，用于对布袋除尘器4净化的尾气引出后排空，引风机5通过排气管12与布袋除尘器4顶部设置的尾气出口连接；
37.进水管6，用于将外界冷却水源的冷却水送入滚筒冷渣器3，所述进水管6连接第二旋转接头14上的进水口1401；
38.出水管8，用于将滚筒冷渣器3流出的热水送入水冷夹套102，出水管8一端连接第二旋转接头14上的出水口1402，另一端连接水冷夹套102下部设置的入水口；
39.热水回收管10，用于将水冷夹套102流出的高温水回收送至外界余热利用设备，水冷夹套102上部设置的排水口通过排水管9与热水回收管10连接。
40.实际应用中，12吨/t汽化炉渣从450℃降至50℃，可放出余热950kw（显热），通过80℃高温水间接冷却气化炉渣的同时回收此热量，其中80℃高温水来自原有发电装置，热交换至115-125℃后仍返回发电装置，即原有发电装置与本实用新型的汽化炉渣冷却系统之间实现热量回收利用及热水循环利用。
41.具体的，所述料仓1的喉管处设有柱塞式自控高温阀101。现有的气化炉渣间歇卸料，1小时内卸料2次，每次卸料量6吨，为保证本实用新型的汽化炉渣冷却系统连续稳定的操作，设置文丘里结构的料仓1，在料仓1的文丘里喉管位置设置柱塞式自控高温阀101，实现气化炉渣的间歇卸料到连续稳定进料的操作过程，需要冷却的气化炉渣经料仓1的喉管连续慢速放料。
42.具体的，所述料仓1上部内壁均匀设有若干立式换热管103，立式换热管103上端和下端分别与水冷夹套102连通。通过水冷夹套102、立式换热管103对料仓1内的气化炉渣进行冷却。相比单一利用滚筒冷渣器3直接冷却气化炉渣的方式，本实用新型还利用料仓1对气化炉渣进行冷却，增加了总换热面积和换热次数，最终气化炉渣出渣温度低。
43.具体的，所述进水管6上设有第一阀门601，所述出水管8上设有第二阀门801，所述排水管9上设有第四阀门901。应用中根据实际情况，第一阀门601、第二阀门801、第四阀门901采用电动调节阀或气动调节阀门。
44.具体的，所述出水管8上位于第二阀门801与出水口1402之间的管段上连接有出水支管802，出水支管802另一端与热水回收管10连通，出水支管802上设有第三阀门803；滚筒冷渣器3流出的部分或全部热水可选择不经过料仓1而直接送入热水回收管10。
45.具体的，所述的滚筒冷渣器3为夹套式冷渣器或多管式水冷滚筒冷渣器3。
46.实施例2
47.在实施例1的基础上，所述的汽化炉渣冷却系统还包括用于向滚筒冷渣机内送入低温空气对高温气化炉渣风冷的空气冷却管11，空气冷却管11与导料斜管2中部设有的空气入口201连接，空气冷却管11上设有第五阀门1101。空气冷却管11连接外界风机，通过空气入口201向滚筒301冷渣机内送入空气对气化炉渣风冷。
48.具体的，所述排气管12上设有第六阀门1201，应用中根据实际情况，第三阀门803、第五阀门1101、第六阀门1201采用电动调节阀或气动调节阀门。
49.实施例3
50.在实施例2的基础上，所述的汽化炉渣冷却系统还包括用于向布袋除尘器4内上部送入低温压缩空气对净化尾气降温的压缩空气输送管13，压缩空气输送管13与布袋除尘器4上部侧壁设有冷风入口连接，压缩空气输送管13上设有第七阀门1301。压缩空气输送管13与外界的空气压缩机连接，向布袋除尘器4内送入25℃的压缩空气，对布袋除尘器4中净化尾气进行降温。
51.实施例4
52.与实施例1不同的是，本实施例的滚筒冷渣器3采用膜式滚筒冷渣器。请参阅附图1-4所示，本实施例的滚筒冷渣器3包括滚筒301、水分配室311、出渣箱312，滚筒301为鳍片管302焊接而成的圆形筒体，滚筒301外壁固定套设有两个滚圈303，滚圈303前后两侧对称
设有与滚圈303滚动接触的托轮304，托轮304安装于支架305上，两个滚圈303之间的滚筒301外壁上固定套设外齿圈306，外齿圈306前侧设有与外齿圈306啮合的齿轮307，齿轮307固定于减速箱308输出轴上，减速箱308通过液力耦合器309连接有驱动电机310，鳍片管302右端连接水分配室311，水分配室311为锥形环结构，水分配室311右侧转动连接出渣箱312，出渣箱312右侧连接第二旋转接头14，鳍片管302左端连接集水环管313，滚筒301内中轴线上设有中心冷却管316，中心冷却管316与第二旋转接头14的进水口1401连通，中心冷却管316通过至少一个进水导管318与分配室连通，中心冷却管316内设有中心回水管315，中心回水管315右端与第二旋转接头14的出水口1402连通，中心回水管315左端穿出中心冷却管316左端面封盖，集水环管313通过至少一个回水导管314与中心回水管315左端连通，集水环管313内侧设有环形的端板317，端板317通过第一旋转接头7与导料斜管2的出料端连接。
53.为了增加物料的换热效率，鳍片管302内侧焊接不同数量的抄板319，为了便于滚筒301出料端的物料输送至出渣箱312，滚筒301出料端内壁设螺旋导料片320。本实用新型中转动连接密封处均采用填料密封结构形式。
54.本实用新型的汽化炉渣冷却系统的工作原理：通过调控柱塞式自控高温阀101，料仓1内的汽化炉渣连续慢速放料，经导料斜管2依靠自重连续均匀的加入到滚筒301冷渣器3的进料端内；同时0.3mpa、80℃循环热水经第二旋转接头14和水分配室311进入滚筒301冷渣器3的鳍片管302中，通过壁面间接冷却物料，随着滚筒301冷渣器3滚筒301的转动，对滚筒301内450℃气化炉渣进行冷却，停留时间30-50min，，冷却至100℃后气化炉渣在出渣箱312输送至进入下一单元。80℃高温水在滚筒301冷渣器3中与气化炉渣热交换后温度为120℃、0.3mpa的循环热水，自水分配室311和第二旋转接头14流出进入料仓1冷却夹套中进一步与料仓1内的高温气化炉渣间接热交换后输送至界区外，热量回收，循环利用。自出渣箱312出来的80-100℃尾气进入布袋除尘器4中除尘处理，除尘下来的物料依靠自重自流回出渣箱312内，随冷却后的物料进入下一单元；净化的尾气经引风机5增压后排空。
55.作为改进，实际应用中，为了提高本实用新型的汽化炉渣冷却系统的自动化程度，可为本实用新型的汽化炉渣冷却系统设计电气控制回路自控系统纳入plc控制，所有电机的操作都统一在plc控制系统操作站上进行，同时现场设操作柱，也可在现场操作柱启动/停止电机。供电由ups提供，ups电源为220ｖ
±
5%，50hz
±
1%单相交流电，采用plc控制柜1台，采用siemens的simatic s7-1500模块，采用电机控制柜1台，变频控制柜1台，用电设备电压等级为380vac/50hz，防爆等级diict4，防护等级ip55，配电柜1台，总装机容量60kw，用电设备电压等级为380vac/50hz和220vdc/50hz，防爆等级diict4，防护等级ip55。膜式滚筒冷渣器的供电为380vac/50hz，电机功率为37kw；变频控制，由电机控制柜和变频控制柜进行控制，控制回路可接受远程启停命令，现场设操作柱；电机控制方式(就地/远程)、运行状态以及故障状态送至plc控制系统作联锁和监控显示。引风机5供电为380vac/50hz，额定功率为15kw，变频控制，由电机控制柜进行控制，控制回路可接受远程启停命令，现场设操作柱；电机控制方式(就地/远程)、运行状态以及故障状态送至plc控制系统作联锁和监控显示。布袋除尘器4采用脉冲式布袋除尘器4，脉冲控制仪功率0.05kw，电机控制柜提供控制电源；控制方式(就地/远程)、运行状态以及故障状态送至plc控制系统作联锁和监控显示。
56.最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本实用新型列举的实施例并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。