一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅

本发明属于煤气化生产设备，尤其涉及一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅。

背景技术：

1、煤气化技术是煤炭清洁利用的基础，已在化工领域被广泛应用。辐射废锅作为一种回收热量的重要设备，在化工、热动及有余热产生的系统中应用越来越广泛。

2、气流床煤气化炉出口合成气进入辐射废锅具有流速快、停留时间短等特点，但是颗粒较细，并且辐射废锅处在高温高压无内热源的工况下运行，操作条件苛刻。由于积灰、磨损和高温腐蚀造成的辐射废锅泄露是导致系统停机的主要原因。并且由于灰垢比较坚硬，则必须装置停运、降温，采用人工清除法进行清渣操作，所造成的经济损失巨大。

技术实现思路

1、本发明提供的一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅，能够有效增强辐射废锅入口处高温介质的湍流程度，提高换热效率的同时，破坏辐射废锅入口段的液态熔渣层，有效避免堵渣积灰。

2、为了解决上述问题，本发明首先提供了一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅，包括用于与气化炉连接的接口直筒段、开设在接口直筒段内部的螺旋形流道、作为辐射废锅壳体的筒形水冷壁以及设置在筒形水冷壁内侧的翅片水冷壁；所述筒形水冷壁内侧围成一个用于换热的空腔；所述翅片水冷壁由多组翅片水冷壁管组成，翅片水冷壁管设置在筒形水冷壁的空腔中且靠近筒形水冷壁，翅片水冷壁管的长度方向和筒形水冷壁的轴向一致；多组翅片水冷壁管环向均匀分布在筒形水冷壁的内侧；所述气化炉与辐射废锅接口直筒段设置在筒形水冷壁上端；所述螺旋形流道与筒形水冷壁的空腔连通。

3、本发明还提供了一种上述辐射废锅的换热方法，包括以下步骤：

4、1)将气化炉中混合有高温熔融状态灰/渣的合成气通入接口直筒段；

5、2)接口直筒段内部的螺旋形流道对混合有高温熔融状态灰/渣的合成气起到导流作用；螺旋形流道对合成气附加旋流效果，延长高温熔融状态的灰/渣在接口直筒段的停留时间，并增强螺旋形流道中合成气的湍流程度；合成气在螺旋形流道流动产生的剪切力将高温熔融状态的灰/渣破碎成液滴、液丝，并随所述合成气进入筒形水冷壁围成的空腔中；

6、3)通过螺旋形流道的合成气携带着破碎成液滴、液丝的高温熔融状态灰/渣进入筒形水冷壁围成的空腔中与筒形水冷壁和翅片水冷壁进行换热，合成气和高温熔融状态的灰/渣经冷却后排出。

7、与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

8、1)本发明的螺旋形流道具有导流作用，对所述合成气附加旋流效果，以此增加所述合成气的湍流强度，强化合成气与筒形水冷壁、翅片水冷壁之间的对流换热量，从而提高辐射废锅整体的换热效率。

9、2)本发明中高温熔融状态的灰/渣沿螺旋形流道流动，延长了在接口直筒段的停留时间，再加上高温、高压、高速合成气的剪切力作用，高温熔融状态的灰/渣破碎成液滴、液丝，并随合成气进入辐射废锅，能够有效避免堵渣积灰。

技术特征：

1.一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅，其特征在于，包括用于与气化炉连接的接口直筒段(1)、开设在接口直筒段内部的螺旋形流道(2)、作为辐射废锅壳体的筒形水冷壁(3)以及设置在筒形水冷壁内侧的翅片水冷壁(4)；所述筒形水冷壁(3)内侧围成一个用于换热的空腔；所述翅片水冷壁(4)由多组翅片水冷壁管组成，翅片水冷壁管设置在筒形水冷壁的空腔中且靠近筒形水冷壁(3)，翅片水冷壁管的长度方向和筒形水冷壁的轴向一致；多组翅片水冷壁管环向均匀分布在筒形水冷壁(3)的内侧；所述接口直筒段设置在筒形水冷壁上端；所述螺旋形流道与筒形水冷壁的空腔连通。

2.根据权利要求1所述的辐射废锅，其特征在于，所述接口直筒段和筒形水冷壁之间还设置有滴水檐，螺旋形流道由气化炉出口延伸至滴水檐位置。

3.根据权利要求1所述的辐射废锅，其特征在于，所述筒形水冷壁的径向截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的辐射废锅，其特征在于，所述筒形水冷壁内壁面采用直管带鳍片结构。

5.根据权利要求1所述的辐射废锅，其特征在于，所述翅片水冷壁为双面受热，且双面均采用直管带鳍片结构。

6.根据权利要求1所述的辐射废锅，其特征在于，所述辐射废锅下方还设置有激冷水装置。

7.一种如权利要求1所述的辐射废锅的换热方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种带有螺旋形入口结构的辐射废锅，所述辐射废锅包括接口直筒段、螺旋形流道、筒形水冷壁以及翅片水冷壁，所述螺旋形流道开设在接口直筒段内部。本发明提供的螺旋形流道的结构能够有效增强辐射废锅入口处高温介质的湍流程度，提高换热效率的同时，破坏辐射废锅入口段的液态熔渣层，有效避免堵渣积灰。技术研发人员：黄钰期,匡建平,张鹏飞,张亚宁,陈海鹏,马钊,张镓铄受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/3/5