一种渣口压差测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种渣口压差测量装置。

背景技术：

煤炭气化过程是以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程，其中气流床气化技术因其良好的技术指标、高处理负荷和环境有好等特点，成为当今煤炭气化的主流技术。在气流床气化炉内，炉壁衬里及其结构是气化炉设计与运行的关键所在。

随着优质煤炭资源日益稀缺，高灰分、高灰熔点劣质煤(劣质混煤)常用于气流床气化。在现有运行气化装置中，常出现气化炉渣口排渣不畅、渣口堵塞现象，严重影响了气化炉的安全运行。目前用于判断渣口堵塞的测量方法是测量气化室与激冷室上部空间的压差，该测量方法的缺点是测量到的压差数据包括渣口压差和洗涤冷却室的液位差，因此测量的数据误差较大。

中国专利申请CN104634504A公开了一种精确测量气化炉渣口压差的装置及其测量方法。在测量过程中，采用氮气吹气法，然而由于该区域内有用于保护下降管的液膜，吹出的气体流速过大不仅会引起测量误差，而且会扰动液膜。具体地，该申请采用小流量氮气吹气法，即分别向燃烧室和激冷室通入1.5Nm3/h(热壁炉44Nm3/h)和1.5Nm3/h的高压氮气，正常操作时，气化炉的压力和高压氮气的压力均高于4.0MPa，因此直径15mm的吹气口内氮气速度小于0.059m/s。然而，在复杂的熔渣、合成气及激冷水交杂的下降管入口，很容易造成吹气口堵塞，从而造成渣口压差测量失败。因此工业运行气化炉急需开发一种测量精度高，耐堵塞的渣口压差测量技术。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有技术容易造成吹气口堵塞，从而造成渣口压差测量失败的技术问题，提供了一种渣口压差测量装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种渣口压差测量装置，下降管的上部管壁设有一取压孔，气化炉的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔；所述渣口压差测量装置包括一测压管，所述测压管的引压口与所述取压孔相连接，所述测压管穿过所述通孔，且所述测压管和所述气化炉的气化室均与压差计相连接。测压管的设置既能用于测量渣口压差，同时兼顾耐堵塞和避免对液膜扰动等效果；所述测压管的上游设有流量调节阀和流量计，用于调节作为测量介质的水的流量。

较佳地，所述测压管与所述下降管的夹角a为20-45°，以确保喷射出水流的方向，避免对下降管另一侧液膜分布产生不利的影响；当角度小于20°时，测压管与下降管交汇产生的孔为斜长的椭圆，面积偏大，易堵塞；角度大于45°时，喷射出的流体直接冲击对面侧下降管液膜，造成液膜分布不均。

较佳地，所述下降管的直径为D，所述取压孔与所述下降管的顶部之间的距离H为0.05-0.1D，以减小射流出的水对液膜分布影响；且工业实践证明，满足该比例关系时熔渣堵塞不容易形成。

较佳地，所述引压口的直径为d1，所述测压管的主体直径为d2，且所述d1与所述d2满足d2/d1＝1-2，以提高射流速度，同时降低测压管水流流动自身产生的整体压降。

较佳地，所述引压口与所述取压孔相连接处、所述测压管穿过所述通孔处均设有弯头，且所述弯头的两端通过法兰密封，以防止振动造成测压管损坏。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的渣口压差测量装置能够 利用水作为测量介质，精确测量气流床气化炉的渣口压差，为气化炉正常运行提供操作依据；且不容易造成吹气口堵塞，方便气化炉的日常维护，节约人力与物力成本。

附图说明

图1为本实用新型渣口压差测量装置较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中渣口的放大结构示意图。

图3为图1中测压管的放大结构示意图。

具体实施方式

下面通过较佳实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，一种渣口压差测量装置，下降管3的上部管壁设有一取压孔，气化炉1的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔2；所述渣口压差测量装置包括一测压管4，所述测压管4的引压口5与所述取压孔相连接，所述测压管4穿过所述通孔2，且所述测压管4和所述气化炉1的气化室均与压差计6相连接；所述测压管4的上游设有流量调节阀和流量计。

如图2所示，所述测压管4与所述下降管3的夹角a为20-45°；所述下降管3的直径为D，所述取压孔与所述下降管3的顶部之间的距离H为0.05-0.1D。

如图3所示，在所述测压管4中通入水作为测量介质，可选用脱盐水或锅炉水；所述引压口5的水喷射速度为0.5-5m/s；所述引压口5的直径为d1，所述测压管4的主体直径为d2，且所述d1与所述d2满足d2/d1＝1-2；所述测压管4与所述压差计的连接处压力为p₂，所述引压口5的压力为p₁，所述测压管4的内部压力损失为(p₂-p₁)；所述压差计6在线测量所述气化室与所述测压管4之间的压差△p_测量；

本实用新型应用时为了消除因水吹扫产生的动压头造成的测量误差，引 入修正公式对渣口压差测量结果进行修正。

对p₁，p₂截面做伯努利方程有：

$p_1+\frac{1}{2}{\mathrm{\ρu}}_1^2=p_2+\frac{1}{2}{\mathrm{\ρu}}_2^2-\frac{\mathrm{\λ}L}{d_2}\frac{1}{2}{\mathrm{\ρu}}_2^2---\left(1\right)$

其中λ为管路阻力系数，与下降管相连的引压口喷射速度大于0.5m/s，管内流体雷诺数大于10⁵，流体处于湍流状态，λ只与管道粗糙度有关，即：λ＝{1.74+2lg[d/(2ε)]}^-2，故而：

$p_2-p_1=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρu}}_2^2\[\frac{u_1^2}{u_2^2}-(1-\frac{\mathrm{\λ}L}{d_2})\]=\frac{1}{2}\mathrm{\ρ}\frac{F_V}{0.25{\mathrm{\πd}}_2^2}\[{\left(\frac{d_2}{d_1}\right)}^4-(1-\frac{\mathrm{\λ}L}{d_2})\]---\left(2\right)$

所述的渣口压差即为

Δp＝Δp_测量+p₂-p₁ (3)

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。