CN103525469A - 一种气化炉激冷环 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气化炉激冷环，包括外唇环、内唇环、喷嘴环、水腔内环、水腔外环、水腔底板、激冷水输送管和下降管，上述部件通过焊接连接，外唇环与内唇环形成激冷水分布室，喷嘴环、水腔内环、水腔外环和水腔底板形成水腔，激冷水输送管与水腔、激冷水分布室相通；外唇环与下降管之间形成激冷水环隙。优选环形的外唇环为三片式，在喷嘴环的射流方向处加厚。本发明的气化炉激冷环，外唇环采用三片式替代环形整体结构，并将内唇环、喷嘴环、水腔外环与水腔内环改为独立件，在使用过程中部分组件可在炉内直接更换，易损组件可以单独更换，不易磨损的组件可重复使用，使用寿命长，维修方便、经济。

Description

一种气化炉激冷环
技术领域
本发明属于水煤浆气化技术领域，具体涉及一种水煤浆气化炉激冷环。
背景技术
气化炉是水煤浆气化技术的核心设备，而激冷环是气化炉的核心部件，设备运行过程中激冷环处于1250～1350°的高温工艺气及熔融状态的渣和230～250°的循环黑水的恶劣环境中，其目的是在下降管内表面形成均匀旋转的水膜，对高温合成气及熔融状态的渣进行激冷，保护下降管不被损坏。在气化炉正常运行中激冷环外唇环内外温差较大，不断承受着较大的热应力，外唇环外侧高温环境比较复杂，而激冷水中含固量较高，冲刷磨损严重，运行一段时间后外唇环表面产生许多热裂纹及冲刷透的孔洞，影响形成均匀的水膜，容易使下降管局部过热，变形，下降管容易挂渣，严重时堵塞下降管导致停车，影响装置的正常运行。而喷嘴孔在使用一段时间后，喷嘴孔会冲刷变形，影响水流方向，也会加速外唇环的冲刷。激冷环的使用寿命直接影响气化炉的正常运转周期。
现有的激冷环结构中，激冷水外唇环为一个环形整体，喷嘴环与水腔外环、环形内唇环与水腔内环都是由整体锻件加工而成。如果激冷环内唇环损坏比较严重时，无法快速的在内部修复，喷嘴孔冲刷严重时整个激冷环就要报废，严重影响了气化炉的稳定运行，也增加了运行费用。因此怎样延长激冷环的使用寿命及快速的对损坏的激冷环进行修复，对装置的稳定及经济型运行变得尤为重要。
发明内容
本发明旨在提供一种改进后的气化炉激冷环，可延长激冷环的使用寿命，更换和修理方便，提高材料的利用率，降低维修费用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种气化炉激冷环，其特征在于，所述的气化炉激冷环包括外唇环（1）、内唇环（2）、喷嘴环（4）、水腔内环（5）和水腔外环（6），以及水腔底板（7）、激冷水输送管（9）和下降管（10），上述部件通过焊接连接，其中内唇环（2）与外唇环（1）形成激冷水分布室（3），水腔内环（5）、水腔外环（6）、喷嘴环（4）和水腔底板（7）形成水腔（8），激冷水分布室（3）与水腔（8）通过喷嘴环（4）上的喷嘴孔相连通，激冷水输送管（9）与水腔（8）相连通，水腔内环（5）与下降管（10）固定连接，外唇环（1）与下降管（10）之间形成激冷水环隙。
所述的气化炉激冷环中，外唇环与喷嘴环通过焊接连接。环形的外唇环优选为三片式独立件，更优选在喷嘴环的射流方向处材料加厚。
所述的气化炉激冷环中，内唇环为整环独立件，与喷嘴环通过焊接连接。
所述的气化炉激冷环中，喷嘴环为整环独立件，与水腔外环通过焊接连接。
所述的喷嘴环在圆周方向上均匀分布着一组喷嘴孔，在圆周方向喷嘴孔轴线与半径形成一定角度的夹角，在射流方向上喷嘴孔有5°～10°的仰角。
所述的气化炉激冷环，水腔外环为整环独立件，在圆周方向上均匀分布着一组冲洗孔，并配有丝堵，在圆周方向冲洗孔的角度与喷嘴孔一致，并与喷嘴孔一一对应；冲洗孔在径向无仰角。
所述的气化炉激冷环结构中，水腔内环为整环独立件，与喷嘴环通过焊接连接。
所述的气化炉激冷环，优选水腔底板在圆周方向上均匀分布4根激冷水输送管，并与水腔底板垂直。
本发明的有益效果是：本发明的气化炉激冷环，外唇环采用三片式独立件替代环形整体结构，并在喷嘴孔的射流方向加厚，并将内唇环、喷嘴环、水腔外环与水腔内环改为独立件，通过焊接方式连接组成激冷环，易损组件可以单独更换，组焊方便，现场更换和维修简单，可以延长激冷环使用寿命，提高材料利用率，节省维修时间和费用。本发明的优点具体包括：
1）现有结构的激冷环在外唇环损坏时，大多需将整个激冷环及下降管拆除，在炉外更换外唇环或更换整体激冷环，更换需8至10天，检修时间长，检修费用高，也常常因为喷嘴孔、外唇环冲刷严重，整个激冷环报废。由于本发明将激冷环的外唇环在圆周方向上根据一定的角度分成3部分，可方便地在气化炉内直接焊接更换，只需2至3天，大大节省了检修时间和检修费用。
2）喷嘴孔的正前方是外唇环冲刷最严重的地方，在喷嘴孔的射流正前方厚度加厚，增加了材料冲刷余量，延长了使用寿命。
3）本发明将喷嘴环、水腔内环、内唇环、水腔外环作为独立件单独加工。易磨损部件，如内唇环、喷嘴环损坏时可以单独更换，而水腔内环和水腔外环一般冲刷比较小，无需更换，可循环使用。修复费用大大降低，也有效的提高了材料的利用率。
 
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
附图说明
图1是现有技术中气化炉激冷环的剖面图。
图2是本发明的气化炉激冷环的剖面图。
图3是本发明的气化炉激冷环中喷嘴环结构示意图。
图4是本发明的气化炉激冷环中外唇环的剖割示意图。
 
具体实施方式
在现有技术中，典型的气化炉激冷环的结构如图1所示，其中的内唇环与水腔内环、喷嘴环与水腔外环均为整体件，外唇环厚度均匀。根据本发明的气化炉激冷环，其结构如图2、3、4所示。 
一种改进后的气化炉激冷环，包括外唇环1、内唇环2、喷嘴环4、水腔内环5、水腔外环6，以及水腔底板7、下降管10和激冷水输送管9，内唇环2与外唇环1形成激冷水分布室3，水腔内环5、喷嘴环4、水腔外环6和水腔底板7形成水腔8，激冷水输送管9与水腔8、激冷水分布室3相通，上述的各部件通过焊接连接，形成所述的气化炉激冷环。
激冷水来自激冷水输送管9，本发明的气化炉激冷环，水腔底板7在圆周方向上均匀分布4根激冷水输送管9，并与水腔底板7垂直。
水腔内环5与下降管10焊接连接，在气化炉激冷环的外唇环1与下降管10之间形成激冷水环隙，激冷水分布室3与水腔8通过喷嘴环4上的喷嘴孔相连通。这种结构可以使激冷水沿切线方向进入激冷水分布室3，在下降管10内形成均匀旋转的水膜，保护下降管10。
本实施例的气化炉激冷环，其外唇环1在喷嘴环4的射流的正前方厚度加厚，增加了材料的冲刷余量，有效的延长了使用寿命，并在制作时根据图4所示，做成3片式，能够很方便的在炉内进行更换，检修时间短、费用低。
本实施例的气化炉激冷环，其喷嘴环结构如图3所示，在圆周方向上均匀分布着一组喷嘴孔，在圆周方向喷嘴孔轴线与半径形成一定角度的夹角，在射流方向上喷嘴孔有5°～10°的仰角。
激冷环的喷嘴孔也是容易磨损的部位，本实施例气化炉激冷环中，把喷嘴环4、水腔内环5、水腔外环6加工为独立件，并将喷嘴环4的喷嘴孔根据使用状况进行适当扩大，可以有效的降低激冷水流速，减小了喷嘴环4喷口及外唇环1的冲刷，延长了设备使用寿命。
通过气化炉激冷环的前期运行来看，外唇环1、内唇环2、喷嘴环4喷嘴孔是易磨损区，设备通常在运行8000多小时后外唇环1就频繁出现磨穿，外唇环1的修复在前期主要是在炉内磨穿处焊接修复使用。当磨损严重时，在炉内更换三片式外唇环1，激冷环连续使用时间超过16000小时。随着设备运转时间的继续增长，内唇环2和喷嘴孔冲刷变形，导致水流变向，外唇环1的冲刷区会随之改变，影响外唇环1的使用寿命，此时需将激冷环整体拆除，重新加工喷嘴环4、内唇环2、外唇环1，而其余部件由于冲刷比较小，可以循环使用，可以节省很大的备件费用。
该实施例通过对原有气化炉激冷环进行改进，有效延长了外唇环的使用寿命，提高了激冷环部分材料的利用率，节省了备件费用，维修方便、经济。

Claims (10)

1.一种气化炉激冷环，其特征在于，所述的气化炉激冷环包括外唇环（1）、内唇环（2）、喷嘴环（4）、水腔内环（5）和水腔外环（6），以及水腔底板（7）、激冷水输送管（9）和下降管（10），上述部件通过焊接连接，其中内唇环（2）与外唇环（1）形成激冷水分布室（3），水腔内环（5）、水腔外环（6）、喷嘴环（4）和水腔底板（7）形成水腔（8），激冷水分布室（3）与水腔（8）通过喷嘴环（4）上的喷嘴孔相连通，激冷水输送管（9）与水腔（8）相连通，水腔内环（5）与下降管（10）固定连接，外唇环（1）与下降管（10）之间形成激冷水环隙。
2.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的外唇环（1）与喷嘴环（4）通过焊接连接。
3.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的外唇环（1）为三片式。
4.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的外唇环（1）在喷嘴环（4）的射流方向处加厚。
5.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的喷嘴环（4）为整环独立件，与水腔外环（6）通过焊接连接。
6.根据权利要求4所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的喷嘴环（4）在圆周方向上均匀分布一组喷嘴孔，在圆周方向喷嘴孔轴线与半径形成一定角度的夹角，在射流方向上喷嘴孔有5°～10°的仰角。
7.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的水腔外环（6）为整环独立件，在圆周方向上均匀分布着一组与喷嘴孔一一对应的冲洗孔，并配有丝堵，冲洗孔在圆周方向的角度与喷嘴孔一致，径向无仰角。
8.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的水腔内环（5）为整环独立件，与喷嘴环（4）通过焊接连接。
9.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的内唇环（2）为整环独立件，与喷嘴环（4）通过焊接连接。
10.根据权利要求1所述的气化炉激冷环，其特征在于，所述的水腔底板（7）在圆周方向上均匀分布4根激冷水输送管（9），激冷水输送管（9）与水腔底板（7）垂直。
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