專利名稱：應用于氣流床氣化爐的急冷環的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣流床氣化爐技術領域，具體是一種應用于氣流床氣化爐的急冷環。
背景技術：
氣流床氣化爐具有煤種適應性強、自動化程度高、操作穩定可靠、氣化強度大、氣化效率高和三廢處理簡單等特點，是目前主流的氣化爐爐型。目前氣流床氣化爐按照氣化空間分段可以分為一段爐和兩段爐，按照進料可分為水煤漿氣化爐和干煤粉氣化爐，按照排渣方式可分為液態排渣和固態排渣。急冷流程的氣流床氣化爐，在急冷室內均設置有急冷環，以使氣體冷卻和熔渣固化。急冷環是氣流床氣化爐的關鍵結構組件，國內外均有各自不同的煤氣化急冷環技術。現有急冷環結構中，存在很多缺陷，具體如下
1、急冷環設置有一圈或數圈小孔，小孔中的急冷水水流對著內部半環壁面，流動方向均與爐膛內的氣體流動方向垂直，其目的是讓急冷環向火壁面急冷水的分布更為均勻，但沿半環壁的速度分布卻相差懸殊，所以這種急冷環內部的整體流場分布極不均勻，容易造成局部高溫；
2、急冷環的急冷水分布小孔為斜孔，加工難度大成本高；
3、急冷環的內筒為半圓形環狀結構，需要預先一次成型，加工難度大成本高；
4、急冷環的外殼為圓柱體結構，底面平板和圓柱體的焊接直角處存在有較大的局部應力，尤其在該處焊接急冷水入口管時需要補強。因為上述缺陷，勢必會給氣化爐的連續穩定運行造成嚴重影響。
發明內容
本發明為解決上述技術問題，提供了應用于氣流床氣化爐的急冷環，可以解決現有氣化爐急冷環急冷水分布器小孔經常發生堵塞而燒壞急冷環的問題，而且結構簡單，加工容易，生產成本低。應用于氣流床氣化爐的急冷環，其特征在于包括空心圓柱體內筒、空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體外壁(即氣體折流管)，空心圓柱體內筒外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁和空心倒圓臺狀外壁，空心圓柱體外壁的上端開口與空心倒圓臺狀外壁的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁和空心圓柱體內筒之間均勻設置有若干與空心圓柱體內筒同軸向的筋條，筋條之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體內筒之間形成截面為直角梯形的環形水腔，空心倒圓臺狀外壁上設置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環形水腔連通。所述空心圓柱體內筒的下端開口位于空心圓柱體外壁內部，空心圓柱體內筒的下端開口連接設置有環形圓板，所述環形圓板的內徑等于空心圓柱體內筒的內徑，環形圓板的外徑大于空心圓柱體內筒的內徑且同時小于空心圓柱體外壁的內徑，環形圓板用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環形圓板和空心圓柱體外壁之間的縫隙流下，從空心圓柱體內筒中間流下的氣體則不會容易第一時間與急冷水接觸。根據上述結構還可知，空心圓柱體內筒的高度大于空心倒圓臺狀外壁的高度。所述空心倒圓臺狀外壁的錐角β為20° < β < 160°。所述急冷環上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。本發明的工作原理如下
當本發明應用于氣流床氣化爐的時，氣化爐的高溫煤氣從空心圓柱體內筒中間流下， 急冷水從空心倒圓臺狀外壁的急冷水入口接管接入，通過環形水腔從筋條之間的流道均勻流下，對空心圓柱體內筒中間的高溫煤氣沿空心圓柱體內筒的外圓周進行均勻地急冷作用。這一過程中，急冷水流動方向與高溫煤氣的流動方向相同，即并流向下方式。整個急冷環中的流場分布都比較均勻穩定，不存在小孔局部高速而其他部位流動過于緩慢的問題。本發明的有益效果如下
1、采用空心圓柱體內筒，不但比半圓環體結構簡單、加工方便，而且可以很方便地通過延長內筒高度的方法與氣體折流管構成一個同軸方向流動的急冷水分布器；
2、空心圓柱體內筒外壁的筋條，不但可以使急冷水分布均勻，而且可以增加內筒強度和傳熱面積，有效防止內筒變形并提高冷卻效果；
3、空心倒圓臺狀外壁可以非常方便地連接急冷水入口接管，具有較小的局部應力，并且加工方便；
4、截面為直角梯形的環形水腔主體中的急冷水分布比較均勻，其傳熱過程可以有效地保護急冷環不被燒壞；
總體，本發明具有結構簡單、加工方便、成本低廉、傳熱效果好和使用壽命長的優點。
圖1為本發明的縱向剖面結構示意圖
圖2為本發明圖1中A-A方向的剖面結構示意圖
其中，附圖標記為1急冷水入口接管，2空心圓柱體內筒，3筋條，4空心倒圓臺狀外壁， 5空心圓柱體外壁，6環形圓板，7高溫煤氣。
具體實施例方式如圖1-2所示，應用于氣流床氣化爐的急冷環，包括空心圓柱體內筒2、空心倒圓臺狀外壁4和空心圓柱體外壁5 (即氣體折流管)，空心圓柱體內筒2外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁5和空心倒圓臺狀外壁4，空心圓柱體外壁5的上端開口與空心倒圓臺狀外壁4的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁5和空心圓柱體內筒2之間均勻設置有若干與空心圓柱體內筒2同軸向的筋條3，筋條3之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁4和空心圓柱體內筒2之間形成截面為直角梯形的環形水腔，空心倒圓臺狀外壁4上設置有若干個均勻分布的急冷水入口接管1 ；所述流道與環形水腔連通。所述空心圓柱體內筒2的下端開口位于空心圓柱體外壁5內部，空心圓柱體內筒 2的下端開口連接設置有環形圓板6，所述環形圓板6的內徑等于空心圓柱體內筒2的內徑，環形圓板6的外徑大于空心圓柱體內筒2的內徑且同時小于空心圓柱體外壁5的內徑， 環形圓板6用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環形圓板6和空心圓柱體外壁5之間的縫隙流下，從空心圓柱體內筒2中間流下的氣體則不會容易第一時間與急冷水接觸。根據上述結構還可知，空心圓柱體內筒2的高度大于空心倒圓臺狀外壁4的高度。所述空心倒圓臺狀外壁4的錐角β為20° < β < 160°。所述急冷環上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。當本發明應用于氣流床氣化爐的時，氣化爐的高溫煤氣7從空心圓柱體內筒2中間流下，急冷水從空心倒圓臺狀外壁4的急冷水入口接管1接入，通過環形水腔從筋條3之間的流道均勻流下，對空心圓柱體內筒2中間的高溫煤氣7沿空心圓柱體內筒2的外圓周進行均勻地急冷作用。這一過程中，急冷水流動方向與高溫煤氣7的流動方向相同，即并流向下方式。整個急冷環中的流場分布都比較均勻穩定，不存在小孔局部高速而其他部位流動過于緩慢的問題。
權利要求
1.應用于氣流床氣化爐的急冷環，其特征在于包括空心圓柱體內筒(2)、空心倒圓臺狀外壁(4)和空心圓柱體外壁(5)，空心圓柱體內筒(2)外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁(5)和空心倒圓臺狀外壁(4)，空心圓柱體外壁(5)的上端開口與空心倒圓臺狀外壁 (4)的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁(5)和空心圓柱體內筒(2)之間均勻設置有若干與空心圓柱體內筒(2)同軸向的筋條(3)，筋條(3)之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁(4)和空心圓柱體內筒(2)之間形成截面為直角梯形的環形水腔，空心倒圓臺狀外壁(4)上設置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環形水腔連通。
2.根據權利要求1所述的急冷器，其特征在于所述空心圓柱體內筒(2)的下端開口位于空心圓柱體外壁(5)內部，空心圓柱體內筒(2)的下端開口連接設置有環形圓板(6)，所述環形圓板(6)的內徑等于空心圓柱體內筒(2)的內徑，環形圓板(6)的外徑大于空心圓柱體內筒(2)的內徑且同時小于空心圓柱體外壁(5)的內徑，環形圓板(6)用于緩流上端流道流下的急冷水，使得急冷水從環形圓板(6)和空心圓柱體外壁(5)之間的縫隙流下，從空心圓柱體內筒(2)中間流下的氣體則不會第一時間與急冷水接觸。
3.根據權利要求1或2所述的急冷器，其特征在于所述空心倒圓臺狀外壁(4)的錐角 β 為20° < β < 160°。
4.根據權利要求3所述的急冷器，其特征在于所述急冷環上端通過法蘭連接氣流床氣化爐的耐火磚支撐板。
5.根據權利要求4所述的急冷器，其特征在于根據上述結構還可知，空心圓柱體內筒 (2)的高度大于空心倒圓臺狀外壁(4)的高度。
全文摘要
本發明涉及氣化爐設備，特別是應用于氣流床氣化爐的急冷環，其特征在于包括空心圓柱體內筒、空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體外壁，空心圓柱體內筒外部從下至上依次套接空心圓柱體外壁和空心倒圓臺狀外壁，空心圓柱體外壁的上端開口與空心倒圓臺狀外壁的下端開口連通；所述空心圓柱體外壁和空心圓柱體內筒之間均勻設置有若干與空心圓柱體內筒同軸向的筋條，筋條之間形成有若干流道；所述空心倒圓臺狀外壁和空心圓柱體內筒之間形成截面為直角梯形的環形水腔，空心倒圓臺狀外壁上設置有若干個均勻分布的急冷水入口接管；所述流道與環形水腔連通；本發明高冷卻效果好，結構簡單、加工方便、成本低廉、傳熱效果好和使用壽命長。
文檔編號C10J3/48GK102504875SQ20111044149
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者張慶, 曹立勇, 王曉亮, 胡蘊成 申請人:中國東方電氣集團有限公司