半废锅气化炉装置的制作方法

1.本实用新型涉及煤化工技术领域，具体涉及一种半废锅气化炉装置。


背景技术：

2.半废锅气化炉是一种新型的气化炉技术，由华东理工大学和原兖矿集团联合研发。它选择在气化室和激冷室之间添加一段辐射废锅，废锅段布置水冷壁，在废锅段上下两端分别布置一处水冷器。原料煤与氧气在气化室发生不完全氧化反应生成水煤气，高温水煤气进入废锅段，通过在上下水冷器和水冷壁通入高压锅炉水，吸收水煤气显热生成饱和蒸汽，来达到回收热量的目的。水煤气经过废锅段回收热量后进入激冷室，继续进行激冷。
3.但在实践中发现，气化炉在运行过程中，废锅上段水冷器与水冷壁的密封装置易被破坏，高温水煤气通过被破坏的密封面在环隙形成通道，导致托砖盘温度升高，气化炉运行周期缩短。
4.而且在半废锅气化炉运行后期，水冷壁及辐射屏积灰挂渣，换热变差，高温合成气经换热后温降变低，即渣口处煤气温度越来越高，熔渣随温度升高出现黏性，在下渣口坡段出现堆积，当出现压力大幅波动或者堆积达到极限时出现“滑坡”现象，造成渣口堵塞。
5.渣口堵造成燃烧室压力瞬间增大，上下渣口水冷器密封面破坏，高温水煤气在环隙形成通道，保护气无法满足保护作用。高温气体造成托砖架温度超过指标要求，气化炉被迫停炉。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种半废锅气化炉装置，解决现有技术中废锅段密封不牢固的问题。
7.本实用新型为实现上述目的技术方案为：一种半废锅气化炉装置，包括废锅段和下段水冷器，所述废锅段包括上段水冷器和水冷壁，其特征在于，所述上段水冷器通过密封装置与水冷壁连接；
8.所述密封装置包括从上至下依次设置的耐热件、固定件和隔热件，上段水冷器通过固定件与水冷壁顶端连接，所述隔热件设在上段水冷器与水冷壁之间，所述耐热件一端与上段水冷器连接，耐热件另一端与水冷壁接触，所述水冷壁底端与下段水冷器顶部连接。
9.进一步限定，所述半废锅气化炉装置还包括耐火层，所述耐火层一端位于水冷壁的内侧，另一端沿着水冷壁内壁延伸至下段水冷器内侧，耐火层上表面与水平面夹角为72
°
～78
°
。
10.进一步限定，所述耐火层上表面与水平面夹角为75
°
11.进一步限定，所述耐热件为l型环状结构，耐热件一端与上段水冷器卡接，耐热件另一端与水冷壁内壁接触。
12.进一步限定，所述固定件包括固件和定件，所述固件与上段水冷器内壁固定，所述定件为l型结构，并且定件位于耐热件下方并与其匹配，定件固定端与固件固定，定件支撑
端延伸至上段水冷器内壁外侧并与水冷壁接触。
13.进一步限定，所述隔热件包括岩棉隔热层和盘根隔热层，所述岩棉隔热层位于定件支撑端下方，所述盘根隔热层与岩棉隔热层底部接触。
14.进一步限定，所述上段水冷器内壁与水冷壁外壁之间的间距为5mm～10mm。
15.进一步限定，所述水冷壁与下段水冷器连接位置留有膨胀缝隙，所述膨胀缝隙间隙为8mm～11mm。
16.进一步限定，所述水冷壁底部为圆台结构，所述水冷壁底部圆锥角为63
°
～57
°
。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.1、通过耐热件、固定件和隔热件来满足半废锅气化炉的密封要求，同时提高结构强度，并且提高使用寿命，减少维修成本，进一步提高工作效率；
19.2、通过铺设耐火层增加下渣口的角度，提高下料能力，避免熔渣的堆积，提高了工作效率，降低了维修成本与时间。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的半废锅气化炉整体结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例的密封装置结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例的下段水冷器结构示意图；
23.图中：1
‑
气化室；2
‑
废锅段；21
‑
上段水冷器；22
‑
水冷壁；3
‑
激冷室；4
‑
耐热件；5
‑
固定件；51
‑
固件；52
‑
定件；61
‑
岩棉隔热层；62
‑
盘根隔热层；7
‑
下段水冷器；8
‑
耐火层；81
‑
膨胀缝隙。
具体实施方式
24.请参阅图1～3，本实用新型提供的一种实施例：一种半废锅气化炉装置，包括废锅段2下段水冷器7、耐火层8和密封装置，废锅段2包括上段水冷器21和水冷壁22，密封装置包括从上至下依次设置的耐热件4、固定件5和隔热件，固定件5包括固件51和定件52，隔热件包括岩棉隔热层61和盘根隔热层62，水冷壁22与下段水冷器7连接，耐火层8铺设在水冷壁22与下段水冷器7内侧。
25.半废锅气化炉包括依次连接气化室1、废锅段2和激冷室3，上段水冷器21通过密封装置与水冷壁22连接，使得在气化室1内生成的水煤气进入废锅段2内后通过上段水冷器21和水冷壁22来回收热量，最后水煤气进入激冷室3进行继续激冷。
26.密封装置位于水冷壁22与上段水冷器21之间，上段水冷器21为圆柱体结构，并且内壁为u型结构，耐热件4为l型环状结构，耐热件4的一端位于u型结构内侧，耐热件4的另一端延伸至u型结构外侧并与水冷壁22的外壁接触，其中耐热件4可选为填充三氧化二铝空心球的部件，三氧化二铝浇筑后可快速干燥，凝结形成强度较高密封整体，最终起到密封作用。同时三氧化二铝浇筑料可塑性较强，可有效解决热胀冷缩期间出现的开裂问题，最终起到良好密封隔离作用。
27.固件51位于u型结构内侧并与之固定，定件52为l型环状结构，并且套设在耐热件4的下方，定件52的固定端位于u型结构内侧并与固件51连接，同时固定端与耐热件4接触，可选用焊接方式连接，定件52的支撑端延伸至u型结构外侧并与水冷壁22外壁接触，同时支撑
端与u型结构顶部接触，定件52可选用压铁，并且顶尖52的支撑端顶端为波浪形，能够与水冷壁22外壁紧密接触。
28.隔热件位于水冷壁22外壁与u型结构之间，岩棉隔热层61位于盘根隔热层62上方并与定件52的支撑端下方接触，岩棉隔热层61可选用岩棉，盘根隔热层62可选用底部为陶瓷盘根上部浇筑混合料的材质，隔热层起到隔热和缓冲作用，一方面避免泄漏的水煤气传热至托砖盘底部导致超温，另一方面可有效吸收投料期间气体对密封盘根的冲击。单纯的浇筑料脆性大，受水冷壁膨胀影响存在脱落隐患，将密封盘根与浇注料结合后起到编织加强作用，确保浇筑料密封良好的同时兼顾高强度，岩棉隔热层61、盘根隔热层62优先选用内部有加强镍丝的耐高温的编织盘根。
29.水冷壁22底部与下段水冷器7顶部均为圆台结构，其中两者的圆锥角均为63
°
～57
°
，以60
°
为例，水冷壁22可以采用常规的不锈钢圆管与鳍片交织的结构，相邻圆管之间的间距为55mm～60mm，以58mm为最优选，水冷壁22与下段水冷器7连接，并且水冷壁22与下段水冷器7连接位置设有膨胀缝隙81，膨胀缝隙81的间隙为8～11mm，优选为10mm，膨胀缝隙81内部填充有耐火纤维，耐火纤维起到填料密封作用，可有效避免泄漏的水煤气传热至废锅与壳体，导致壳体外壁超温。
30.耐火层8一端与水冷壁22内壁接触，另一端伸出水冷壁22延伸至下段水冷器7内壁，耐火层8上表面与水平方向夹角为72
°
～78
°
，以75
°
为最优选，耐火层8可选用耐火砖和耐火浇注料填充在水冷壁22下端与下段水冷器7顶端内侧。
31.工作原理：使用耐热件4来实现上段水冷器21与水冷壁22之间的密封效果，固定件5一方面对耐热件起到支撑作用，另一方面能够提高密封装置的结构强度，隔热件提高隔热效果，保证使用寿命，减少维修维护成本，提高工作效率。
32.由于增加了下段水冷器7底部的角度，提高了下渣口坡度，避免了熔渣在底部的堆积，并且水冷壁22与下段水冷器7之间留有空隙，保证满足受热部件的膨胀余量。