专利名称:多级汽封器的制作方法
本发明属于一种用于煤气发生炉探测孔的多级汽封器。
处于理想状态运行的移动床煤气发生炉，其予热段、干馏段、气化段、燃烧段应依次下移。但在实际运行中很难作到各段截面的理想均衡分布，其影响因素包括煤粒度、煤的物化性质(如粘结性、热稳定性等)、加料方式、气化剂分配方式等。为了测试、调整和控制炉内的工况状态，往往需要在炉顶设置多个探火孔，以便用金属探钎伸进炉内探测，探测孔汽封器的作用在于使处于正压或负压状态的煤气发生炉，在金属探钎伸入炉内时，用一层汽幕封住，使炉内的煤气不冲出。其基本结构是在探测孔的管壁上，开一个环隙，使蒸汽、CO2、N2或煤气等能源介质，以一定的角度喷入探测孔，形成一层具有一定厚度的汽幕，把探测孔密封起来。已有技术是一层环隙，在蒸汽压力为2-3kg/cm2时，可封住的炉内压力不大于150mm H2O，当用作冷煤气时，为了增压不得不采用现行的二级排送流程，即炉前鼓风，炉后给煤气增压。为了满足更高的炉内压力的要求，曾试验过把汽封蒸汽压力提高到5kg/cm2以上的单层汽封器，但由于噪声大，振动剧烈，蒸汽耗量过多，所以无法使用。
本发明的目的在于开发一种汽封蒸汽压力低、蒸汽耗量少而且可封的炉内压力高的汽封器。
本发明的主要技术特征在于采用多级或多层汽幕。根据炉内压力的大小，可设计为双层、三层甚至四层。其次是参数最佳化。所说的参数主要是指喷出蒸汽的环隙宽度t、汽封蒸汽压力p、蒸汽喷射方向与探火孔轴线的夹角α以及被控的炉内压力。对于双层汽封器，上述参数的相互关系如下式p＝1318t+765P-1597 mmH2O其中，t＝0.5-1.5mm，P＝0.5-5kg/cm2所说的α角，可为20°-60°，一般为25°-45°，最佳为30°，炉内压力高时，α角应采用较小的角度。汽幕的层数由炉内压力的大小而定。炉内压力高时，应增加层数，一般时，以三层为佳。
与已有的单层汽封器相比，本发明的多层汽封器有显著的优点表1 已有技术与本发明的对比
如表1和图2所示，当被控的炉内压力相同时，采用本发明的多级汽封器可大大降低汽封蒸汽的压力。特别是把汽封蒸汽的压力降到1kg/cm2以下时，在实际应用上有重要的现实意义。一般采用的汽封汽是全部或部分地采用煤气炉水夹套自身产生的蒸汽，在炉内蒸汽压力800mm H2O左右时，如果要求的汽封蒸汽压力在1kg/cm2以上时，就必须把煤气炉夹套设计成压力容器。采用本发明后，同样的炉内工况条件下，可以把原设计为压力容器的煤气炉夹套改为非压力容器，从而大大降低了对材质、制造和检验的要求，其成本当然也可以降低。
用作燃料的冷煤气，要求较高的煤气压力，由于单层汽封可封的炉内压力低，所以不得不采用现行的两级排送的流程。采用本发明后，可以简化为一级排送，这不仅节约了设备投资，也提高了生产系统的安全可靠性，从而避免了由于两级排送失调可能引起的严重后果。
对于大批水煤气或半水煤气的生产装置，其炉内压力更高，过去用金属钎探测炉内情况时，不得不停炉探测。采用本发明后，可以封住很高的炉内压力，从而避免了这类炉型的停炉探测，所以提高了煤气炉的运行效率，增加了煤气产量，提高了煤气的质量和炉子的热效率，降低了操作者的劳动强度。
采用本发明后，在同样炉内工况条件下，可以大大降低蒸汽的消耗量。
本发明探测孔的压盖由薄板组焊而成，它适用于煤气发生炉的各种压力等级范围，轻巧方便，密封性能好。
图1为三级(层)汽封器示意图。1为带手柄的园头压紧螺杆，2为活动堵头，3为汽封盖，4为横杆，5为挂钩，6为蒸汽管进口，7为汽封器底壳，8为蒸汽腔。α为蒸汽喷射方向与探测孔轴线的夹角，t为环隙的厚度，H为环隙间距，d为探测孔径的最小直径，β为园台形探测孔母线与轴线的夹角，P表示汽封蒸汽压力，p表示炉内压力。如图1所示的三级汽封器处于不使用状态，顺时针旋转1，使活动压头压紧。为要开启汽封，首先将蒸汽进口管上的蒸汽阀打开，使汽封蒸汽经6进入汽腔8，分三层经环隙进入探测孔，封住探测孔。然后，反时针旋转手柄1，松动压紧的活动堵头2，顺时针旋转挂钩5，再顺时针旋转横杆4，把探测孔完全打开，从探测孔内插入探钎或检验工具，在汽封状态下进行操作。操作完毕后，按以上开启程序进行逆行操作，又恢复到不使用的状态。
图2表示可封的炉内压力与汽封蒸汽压力的关系。X坐标表示汽封蒸汽压力，单位kg/cm2，Y坐标表示可封的炉内压力，单位mmH2O，1为现有单级汽封器，蒸汽耗量＜250kg/H，2为本发明的两级汽封器，蒸汽耗量＜250kg/H，3为本发明的三级汽封器，蒸汽耗量＜150kg/H。由图可知，在同汽封压力下，可封的炉内压力随汽封级数的增加而显著增加。
实施例1二级汽封器，用于炉内压力1660mmH2O的半水煤气发生炉，每台炉子的处理量为4000m3/H。汽封器的主要参数如下α＝30°，t＝0.8mm，d＝35mm，β＝7.5°，H＝22mm，P＝3kg/cm2汽封蒸汽进口管径为1吋，活动堵头为球形，探测孔由铸铁制成，试用半年，结果表明，在炉内压力高达1600mmH2O的情况下，完全可以实现不停炉探测。
实施例2三级汽封器，用于炉内压力为800mmH2O的煤气发生炉，炉内径为2米，产气量3000m3/H，汽封器的主要参数为α＝30°，t＝0.8mm，d＝22mm，β＝7.5°。H＝14mm，d＝22mm，汽封蒸汽入口管径1吋，活动堵头为球形，材质为铝合金，汽封蒸汽压力小于1kg/cm2。结果表明，炉子水夹套由原来的压力容器改为非压力容器后实现了长期、连续、安全可靠的运转。
权利要求
1.一种用于煤气发生炉的探测孔多级汽封器，它可以由园孔环隙中以一定角度喷出的一层蒸汽幕所构成，本发明汽封器的特征在于所说的喷汽环隙为双层。
2.如权利要求
1所述的汽封器，其特征在于所说的双层汽封蒸汽压力为P、环隙宽度为t、被控的炉内静压为p时，其互相关系如下式p＝1318t+765P-1597 mmH2O其中，t＝0.5-1.5mm，P＝0.5-5kg/cm2
3.如权利要求
1或2所述的汽封器，其特征在于所说的蒸汽的喷射方向与探火孔轴线的夹角α为20°-60°。
4.如权利要求
3所述的汽封器，其特征在于所说的α角为25°-45°。
5.如权利要求
4所述的汽封器，其特征在于α角为30°。
6.如权利要求
4所述的汽封器，其特征在于所说的喷汽环隙为三层。
7.如权利要求
6所述的汽封器，其特征在于所说的喷汽环隙为四层。
专利摘要
本发明是一种用于煤气发生炉探测孔的多级汽封器，级数可以是双层、三层或四层，蒸汽喷射方向与探测孔轴线的夹角为25°-45°。中试表明，汽封蒸汽压力在1kg/cm
文档编号C10J3/48GK85103495SQ85103495
公开日1987年2月4日 申请日期1985年5月24日
发明者葛立奎 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan