气化炉水冷壁结构的制作方法

本实用新型涉及气化炉技术领域，具体而言，涉及一种气化炉水冷壁结构。

背景技术：

浆粉耦合气化与四烧嘴气化流程相似，就是在四烧嘴的基础上增加一顶部粉煤烧嘴。但也有许多改进之处，其最主要的是将四烧嘴气化的耐火砖改为水冷壁，且水冷壁结构多采用悬挂垂直管及本质安全的自然循环设计，这样既保证了水循环的安全性，又避免了对耐火砖进行复杂的热膨胀处理。水冷壁气化炉因其环腔保护结构，炉壁温度不会高于水冷壁温度，不存在炉壁超温的问题。比耐火砖炉的炉壁温度降低约100℃左右，且不存在串气，气化炉不会发生鼓包、爆炸等事故。

但是，现有技术中水冷壁结构的气化炉一般都是顶部单烧嘴直筒式水冷壁结构，此单烧嘴直筒式水冷壁结构严重限制了气化炉的产能，且煤种适用范围小。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种气化炉水冷壁结构，旨在解决现有水冷壁结构气化炉产能低的问题。

本实用新型提出了一种气化炉水冷壁结构，所述水冷壁的中上部沿其周向设置有至少两个烧嘴孔，用于安装进料工艺烧嘴；每个所述烧嘴孔处设有水夹套，用于存储冷却水或供冷却水流通以对所述进料工艺烧嘴进行冷却。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述水夹套为环形水夹套，且与所述水冷壁的各冷却水管均相连通，用于使得所述环形水夹套内的冷却水流场均匀稳定以对各所述进料工艺烧嘴进行冷却。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述环形水夹套内于所述烧嘴孔的两侧设置有破涡器，用于防止所述环形水夹套内的冷却水在所述环形水夹套上方产生涡流。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述破涡器为破涡板，其与所述环形水夹套内冷却水的流向呈夹角设置。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述环形水夹套内设有隔离结构，用于将所述环形水夹套内的冷却空间分割出与所述烧嘴孔一一对应的相互之间独立的冷却空间；各所述冷却空间均与所述环形水夹套的冷却空间相连通，用于使各所述工艺烧嘴周围冷却水量的恒定。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，各所述烧嘴孔处设有相互独立的独立水夹套，且与其对应的所述水冷壁的冷却水管相连通，用于将所述水夹套内的冷却水连续地输入和输出。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述水夹套的上方还设有冷却出水管，用于排出所述水夹套内蒸发产生的蒸汽和所述水夹套内的冷却水。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述水夹套上方的冷却水管与所述水夹套的顶壁相连接，且所述冷却出水管的输入端插设于所述水夹套内，用于使得所述冷却出水管的输入端压差小于所述水夹套上方的冷却水管输入端的压差。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述水夹套上方的冷却水管设置于所述水冷壁的背火侧，且所述冷却出水管设置于所述水冷壁的向火侧。

进一步地，上述气化炉水冷壁结构，所述气化炉的气化炉壳体内壁设有水冷壁支撑件，用于支撑所述水冷壁。

本实用新型提供的气化炉水冷壁结构，通过在水冷壁的中上部沿水冷壁的周向设置的至少两个烧嘴孔，以供安装进料工艺烧嘴；通过水夹套用于存储冷却水或供冷却水流通以对进料工艺烧嘴进行冷却，进而对进料工艺烧嘴进行降温，避免了进料工艺烧嘴过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响，以此实现了多烧嘴水冷壁结构，提高了气化炉的产能，其广泛地应用在多烧嘴气化炉上，扩大了气化炉的适用范围和多烧嘴结构的煤种适用范围，可以适用于多烧嘴水煤浆气化炉和多烧嘴水煤浆与粉煤耦合的气化炉。

尤其是，通过环形水夹套的设置，以避免水冷壁竖向应力变化致使烧嘴孔处应力变化，进而避免水冷壁夹套内冷却水流动的阻力，从而使得环形水夹套内的冷却水流场均匀稳定，从而避免进料工艺烧嘴局部过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响；同时，环形水夹套可降低水冷壁的整体竖向应力，进而进一步避免进料工艺烧嘴的安装精度。

进一步地，通过水夹套上方设置的冷却出水管，以排出水夹套内蒸发产生的蒸汽和水夹套内的冷却水，以便避免水夹套上方的冷却水管内形成干区致使冷却水流量不连续，同时冷却出水管与水夹套上方的冷却水管可同时输出水夹套内的冷却水，增加其换热面积和换热冷却水量即增加其循环冷却水量来加强换热，进而降低气化炉中上部的炉温较高的位置的温度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的第一局部展开图；

图3为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的剖面图；

图4为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的第二局部展开图；

图5为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的第三局部展开图；

图6为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的第四局部展开图；

图7为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的断面示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，其为本实用新型实施例提供的气化炉水冷壁结构的结构示意图，气化炉水冷壁结构包括冷却水管1、扁钢2、进水环形夹套3和出水环形夹套4；其中，冷却水管1设置于气化炉壳体5内沿气化炉壳体5的周向均匀设置，各冷却水管1之间通过扁钢2相连接，用于确保冷却水管1的稳定性。进水环形夹套3和出水环形夹套4分别设置于冷却水管1的下部和上部，且两者与各冷却水管1均相连通，冷却水通过进水口6输入通过进水环形夹套3输送至各冷却水管1内，直至出水环形夹套4聚集且通过出水口7输出，以便与气化炉进行换热。进水口6和出水口7可根据水冷壁实际尺寸大小决定开口个数，以确保进出水量满足气化炉的换热需求。出水口7输出的介质可通过气液分离后将分离的冷却水输送至进水口循环使用。

水冷壁的中上部沿水冷壁的周向设置有至少两个烧嘴孔8，以供安装进料工艺烧嘴，进而提高该气化炉的产能，同时扩大该气化炉的适用范围和多烧嘴结构的煤种适用范围；优选地，各烧嘴孔8沿水冷壁的周向均匀设置。本实施例以四个烧嘴孔8为例进行说明。烧嘴孔8处设有水夹套，用于存储冷却水或供冷却水流通以对进料工艺烧嘴进行冷却，进而对进料工艺烧嘴进行降温，避免了进料工艺烧嘴过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响。

参见图2，图中示出了本实用新型实施例中提供的气化炉水冷壁结构的一个优选结构。如图所示，在本实用新型的第一种实施方式中，各烧嘴孔8处均设有一个与烧嘴孔8一一对应的相互独立的独立水夹套9，即该气化炉水冷壁上设置有四个独立水夹套9，同时任意两个独立水夹套9之间相互独立，各独立水夹套9与其对应的若干根冷却水管1相连通，即烧嘴孔8处的独立水夹套9分别通过对应位置的若干根冷却水管1输入和输出冷却水，以使得独立水夹套9内的冷却水连续地输入和输出，进而使得各独立水夹套9的冷却水量充足、连续，从而能有效的保护进料工艺烧嘴不受气化炉内高温气体的热蚀。冷却水通过独立水夹套9下方的冷却水管1流动至独立水夹套9内对进料工艺烧嘴进行冷却，然后经独立水夹套9上方的冷却水管1流动至出水环形夹套4，最后经出水口7流动至气液分离器对其进行气液分离。

参见图3，由于悬挂式列管水冷壁在循环水的重力和温度影响下，其应力变化也比较大，为防止其应力变化对工艺烧嘴安装精度的影响，气化炉壳体5内壁设有水冷壁支撑件10，用于支撑水冷壁以减小水冷壁的变形。具体地，水冷壁支撑件10设置于独立水夹套9的附近，以便有效地降低水冷壁应力对进料工艺烧嘴安装精度的影响，从而保证气化炉的正常使用。

参见图4，图中示出了本实用新型实施例中提供的气化炉水冷壁结构的另一个优选结构。如图所示，在本实用新型的第二种实施方式中，由于避免水冷壁竖向应力变化较大，烧嘴孔8处应力变化更大致使水冷壁夹套内冷却水的阻力较大，为了降低或避免上述实施方式中这一结构所带来的潜在危险，水夹套为环形水夹套11，即四个烧嘴孔8均设置于该环形水夹套11内，且环形水夹套11与水冷壁的各冷却水管1均相连通，用于使得环形水夹套11内的冷却水流场均匀稳定，且使得各烧嘴孔8均设置于环形水夹套11内以对各进料工艺烧嘴进行冷却，进而确保烧嘴孔和进料工艺烧嘴周围的温度场在设计范围之内，同时环形水夹套也可以降低水冷壁的整体竖向应力，进而进一步避免进料工艺烧嘴的安装精度。冷却水通过环形水夹套11下方的各个冷却水管1内流动至环形水夹套11内，对环形水夹套11内的四个进料工艺烧嘴进行冷却，然后经环形水夹套11上方的冷却水管1流动至出水环形夹套4，最后经出水口7流动至气液分离器对其进行气液分离。

继续参见图4，环形水夹套11内于烧嘴孔8的两侧设置有破涡器，用于防止环形水夹套11内的冷却水在环形水夹套11上方产生涡流，以防止烧嘴孔8上部的环形水夹套内形成涡流而造成冷却水量不足或者形成干区，从而能快速、均匀、连续的对进料工艺烧嘴周围进行冷却。具体地，破涡器沿A-A位置设置即设置于烧嘴孔8的左右两侧（相对于图3所示的位置而言）。优选地，破涡器为破涡板，其与环形水夹套11内冷却水的流向呈夹角设置；进一步优选地，破涡板垂直于冷却水的流向（如图4所示的垂直方向即箭头方向）。当然，第一种实施方式中，独立水夹套9的两侧亦可设置破涡器，其具体实施方式参考上述环形水夹套11中破涡器的实施方式。

参见图5，环形水夹套11内设有隔离结构12，用于将环形水夹套11内分割出与烧嘴孔8一一对应的相互之间独立的冷却空间13；各冷却空间13均与环形水夹套11相连通，即隔离结构12上开设有穿设孔，以便使得环形水夹套11的冷却水流动至各个冷却空间13对冷却空间13内的进料工艺烧嘴进行冷却，该结构可使得各工艺烧嘴周围冷却水量的恒定，以便对各烧嘴孔8强制换热，以此来确保进料工艺烧嘴周围温度的稳定，进而避免其中一个或多个烧嘴孔8周围的冷却水不流动，致使其换热效果差过热甚至被烧毁。

参见图6和图7，水夹套的上方例如环形水夹套11的上方还设有冷却出水管14，用于排出水夹套内蒸发产生的蒸汽和水夹套内的冷却水，以便避免水夹套上方的冷却水管1内形成干区致使冷却水流量不连续，同时冷却出水管14与水夹套上方的冷却水管1亦可同时输出水夹套内的冷却水，增加其换热面积和换热冷却水量即增加其循环冷却水量来加强换热，进而降低气化炉中上部的炉温较高的位置的温度。冷却出水管14可设置于环形水夹套11的上方，当然也可以设置于第一实施方式中独立水夹套9的上方，图6和图7中以环形水夹套11为例进行说明，冷却水自环形水夹套11下方的冷却水管1输入至环形水夹套11内与进料工艺烧嘴进行换热时会产生小部分蒸汽，故冷却水管1中的介质状态是水汽混合物，冷却水在水夹套中有气体逸出。

继续参见图7，水夹套上方的冷却水管1与水夹套的顶壁相连接，且冷却出水管14的输入端（如图7所示的下端）插设于水夹套内，用于使得冷却出水管14的输入端压差小于水夹套上方的冷却水管1输入端（如图7所示的下端）的压差，进而确保水冷壁在换热过程中会产生的小部分蒸汽在压差的作用下流动至冷却出水管14内。进一步优选地，冷却出水管14的输入端插设于水夹套的中间位置。为避免水夹套上方的冷却水管1内的冷却水气化致使其冷却水流量不连续，水夹套上方的冷却水管1设置于水冷壁的背火侧（如图7所示的右侧），且冷却出水管14设置于水冷壁的向火侧（如图7所示的左侧）。

在本实用新型的第二种实施方式中，气化炉壳体5内壁亦可设有水冷壁支撑件10，其具体实施方式可参考第一种实施方式中即独立水夹套9实施方式中，此处不再赘述。

综上，本实施例提供的气化炉水冷壁结构，通过在水冷壁的中上部沿水冷壁的周向设置的至少两个烧嘴孔8，以供安装进料工艺烧嘴；通过水夹套用于存储冷却水或供冷却水流通以对进料工艺烧嘴进行冷却，进而对进料工艺烧嘴进行降温，避免了进料工艺烧嘴过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响，以此实现了多烧嘴水冷壁结构，其广泛地应用在多烧嘴气化炉上，增大气化炉内衬的选择范围，同时提高气化炉的产能，以扩大气化炉的适用范围和多烧嘴结构的煤种适用范围，当然可以适用于多烧嘴水煤浆气化炉和多烧嘴水煤浆与粉煤耦合的气化炉。

尤其是，通过环形水夹套11的设置，以避免水冷壁竖向应力变化致使烧嘴孔8处应力变化，进而避免水冷壁夹套内冷却水流动的阻力，从而使得环形水夹套11内的冷却水流场均匀稳定，从而避免进料工艺烧嘴局部过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响；同时，环形水夹套11可降低水冷壁的整体竖向应力，进而进一步避免进料工艺烧嘴的安装精度。

进一步地，通过水夹套上方设置的冷却出水管14，以排出水夹套内蒸发产生的蒸汽和水夹套内的冷却水，以便避免水夹套上方的冷却水管1内形成干区致使冷却水流量不连续，同时冷却出水管14与水夹套上方的冷却水管1可同时输出水夹套内的冷却水，增加其换热面积和换热冷却水量即增加其循环冷却水量来加强换热，进而降低气化炉中上部的炉温较高的位置的温度。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。