煤氣化爐水冷壁的製作方法

2023-06-18 00:48:41 1

專利名稱：煤氣化爐水冷壁的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤氣化爐的冷卻設備，更具體地說涉及一種煤氣化爐水冷壁。
背景技術：
煤氣化爐，是用來將煤炭氣化的設備，又稱為煤氣發生爐(gasproducer)。煤氣化 爐以煤炭為原料，採用空氣、氧氣、C02和水蒸氣為氣化劑，在氣化爐內進行煤的氣化反應， 可以生產出不同組分不同熱值的煤氣。煤氣化爐的分類按照不同的分發可分為很多種1、按煤在氣化爐內的運動方式分為固定床(又稱為移動床)、沸騰床(又稱為流化 床)和氣流床、熔融床等形式；2、按氣化操作壓力分常壓氣化和加壓氣化；3、按進料方式分固體進料和漿液進料；4、按排渣方式分固體排渣和熔融排渣等。典型的工業化煤氣化爐型有UGI爐、魯奇爐、溫克勒爐(Winkler)、德士克爐 (Texaco)和道化學煤氣化爐(Dow Chemical) 0正在研究開發的爐型有很多種。目前，煤氣化爐常用的爐襯有兩種耐火磚、水冷壁。由於氣化過程的高溫、高壓及 熔渣的侵蝕，再好的耐火磚也不能長期穩定的運行，而採用水冷壁，運行時可以依靠掛在水 冷壁上的熔渣層保護水冷壁，使得氣化裝置可以長周期運轉。從長遠來看，水冷壁技術優於 耐火磚技術，是以後發展的主要方向。水冷壁技術主要是「以渣抗渣」，氣化過程會產生大量 的熔渣，熔渣的導熱係數很低，附著在水冷壁上，將會形成非常大的熱阻，不但保護了水冷 壁，而且阻斷了熱量向外傳遞，形成了很好的隔熱層。目前，煤氣化爐水冷壁主要採用的形式是埋鋼管鑄銅冷卻壁、盤鋼/鎳管水冷壁， 但它存在著不可克服的缺陷。水管所用材質為鋼或鎳，其熱導率較低，比如鋼在常溫下只有 57. 9w/(m ·Κ)，更重要的是，水管與本體之間總會存在一個氣隙層，形成一層高熱阻物質，嚴 重地影響冷壁的水冷效果。
發明內容本實用新型的目的是對現有技術進行改進，提供一種煤氣化爐水冷壁，可以有效 的改善冷卻效果，延長煤氣化爐水冷壁的壽命，採用的技術方案如下本實用新型的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於包括水冷壁本體和至少兩根水管，水 冷壁本體內開有至少一條冷卻水通道，所述冷卻水通道的入口連接一根對應的水管，冷卻 水通道的出口連接另一根對應的水管。由於採用開設通道的結構，因此消除了埋鋼管鑄銅 冷卻壁壁體和水管材質不同及氣隙層引起的巨大熱阻，導熱係數高的缺陷，以及盤鋼/鎳 管水冷壁壁體和水管材質不同引起的巨大熱阻的缺陷。水冷壁導熱係數高，熱面工作溫度 低。由於爐體的壽命主要靠的是強制冷卻的渣皮，所以安裝到爐體內的時候，在水冷壁本體的熱面砌築一層普通耐火材料或噴塗同樣厚度的不定型耐火材料，在裝爐和開爐初期保護 一段時間冷卻壁，可以節省大量築爐費用。所述冷卻水通道包括相互連接的多條分通道，上述各條分通道形成一條完整的冷 卻水通道。冷卻水通道是在軋制銅板上鑽孔而成，其加工方法為從軋制銅板的一端鑽孔，然 後分通道的開孔端均用純銅堵頭塞焊，上述各條分通道相互連接，就形成冷卻水通道，銅堵 頭與本體可以用螺紋連接，焊絲可以為銅焊絲、不鏽鋼焊絲或鎳焊絲。這就避免了埋鋼管鑄 銅冷卻壁因壁體和水管材質不同及氣隙層引起的巨大熱阻。所述冷卻通道入口和出口分別開有坡口，兩個水管分別螺紋旋入冷卻通道入口和 出口，並且兩個水管分別焊接在冷卻通道入口和出口的坡口處。水管可以選擇銅管或不鏽 鋼管、鎳管。由於螺紋連接大幅增加了水管與水冷壁本體連接的可靠性和緊密性，水管與水 冷壁本體連接部分難以分開，能夠防止水管外露部分受到外力作用後水管從水冷壁本體中 拔出，螺紋連接處能夠分擔大部分的力，因此大幅增加了水管的受力點，有效的改善了水管 的受力情況，使得水管受力更加均勻。在採用了螺紋連接的結構後，極大的減輕了焊縫受到 的力，非常有效的避免了焊縫出現裂縫、斷裂等缺陷。為了增強冷卻水通道內的冷卻水的冷卻效果，所述冷卻水通道的橫截面形狀為復 合孔型，或扁圓孔型，或多圓孔型。複合孔型由至少兩個圓構成，並且任意兩個相鄰的圓相 互部分重疊。所述圓的數目優選為2-4個。扁圓孔型由長方形和位於長方形兩側的兩個圓 弧構成。多圓孔型由至少兩個圓構成，並且任意兩個相鄰的圓的間距大於零。這樣能夠增 加熱交換的面積，重而增強冷卻水的冷卻效果。所述水冷壁本體的厚度範圍為95 140mm。這樣與現有技術相比，大幅減少了煤 氣化爐水冷壁佔用的體積。築爐時，在爐殼不動的情況下，可以大幅增加高爐的有效容積。所述水冷壁本體為平板或者有弧度的彎板。優選有弧度的彎板，這樣可以與爐壁 更好的接觸。為了便於製造，節約成本，所述水冷壁本體熱面可以為光面。為了便於渣皮附著在水冷壁本體熱面上，所述水冷壁本體熱面開設有至少一條凹 槽。所述凹槽為燕尾槽或直槽。為了便於安裝，所述水冷壁本體冷麵上開設有吊裝孔、至少一個安裝孔安裝孔。所述水冷壁本體冷麵上開設有蒸氧噴嘴孔。本實用新型對照現有技術的有益效果是，由於採用了改進冷卻水通道的結構和冷 卻水通道的橫截面形狀等技術手段，因此大幅提高了水冷壁的冷卻效果，同時避免了水冷 壁長期工作在過熱狀態下，延長了水冷壁的壽命。

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；圖2是圖1所示實施例1的A-A向剖視圖；圖3是圖1所示實施例1的B-B向剖視圖；圖4是圖1所示實施例1冷卻水通道分通道的橫剖面圖；圖5是實施例2冷卻水通道分通道的橫剖面圖；圖6是實施例3冷卻水通道分通道的橫剖面圖。
具體實施方式
實施例1如圖1-4所示，本實施例中的煤氣化爐水冷壁，包括水冷壁本體1和兩根水管，水 冷壁本體1採用軋、鍛制無氧銅板。兩根水管分別為進水管2、出水管3，水冷壁本體1內開 有一條冷卻水通道101，所述冷卻水通道101的入口連接進水管2、出口連接出水管3。所述冷卻水通道101包括多條分通道1011，各條分通道1011相互連接，形成完整 的冷卻水通道101。如圖3所示，所述冷卻通道101入口和出口分別開有坡口，進水管2、出水管3分別 螺紋旋入冷卻通道入口和出口，並且進水管2、出水管3分別焊接在冷卻通道101入口和出 口的坡口處。進水管2、出水管3均選擇銅管。如圖4所示，所述冷卻水通道101的分通道1011的橫截面形狀為複合孔型，由三 個圓構成，並且任意兩個相鄰的圓相互部分重疊。所述水冷壁本體1的厚度範圍為95mm。所述水冷壁本體1為有弧度的彎板。所述水冷壁本體1熱面開設有多條凹槽102。所述凹槽102為直槽。所述水冷壁本體1冷麵上開設有蒸氧噴嘴孔104。所述水冷壁本體1冷麵上開設有吊裝孔103。所述水冷壁本體冷麵上開設有四個安裝孔105。實施例2如圖5所示，本實施例中的煤氣化爐水冷壁與實施例1的區別在於所述水冷壁本體1的厚度範圍為140mm。所述水冷壁本體1為平板。所述水冷壁本體1熱面為平面。所述凹槽102為燕尾槽。所述冷卻水通道101的分通道1011的橫截面形狀為扁圓孔型，扁圓孔型由長方形 和位於長方形兩側的兩個半圓構成。實施例3如圖6所示，本實施例中的煤氣化爐水冷壁與實施例1的區別在於所述水冷壁本體1的厚度範圍為105mm。所述冷卻水通道101的分通道1011的橫截面形狀為多圓孔型，多圓孔型由三個圓 構成，並且任意兩個相鄰的圓的間距大於零。
權利要求一種煤氣化爐水冷壁，其特徵在於包括水冷壁本體和至少兩根水管，水冷壁本體內開有至少一條冷卻水通道，所述冷卻水通道的入口連接一根對應的水管，冷卻水通道的出口連接另一根對應的水管。
2.如權利要求1所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述冷卻水通道包括相互連接 的多條分通道，上述各條分通道形成一條完整的冷卻水通道。
3.如權利要求2所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述冷卻通道入口和出口分別 開有坡口，兩個水管分別螺紋旋入冷卻通道入口和出口，並且兩個水管分別焊接在冷卻通 道入口和出口的坡口處。
4.如權利要求3所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述冷卻水通道的橫截面形狀 為複合孔型，或扁圓孔型，或多圓孔型。
5.如權利要求1-4中任意一項所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體 的厚度範圍為95 140mm。
6.如權利要求5所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體為平板或者有 弧度的彎板。
7.如權利要求6所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體熱面為光面。
8.如權利要求6所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體熱面開設有至 少一條凹槽，所述凹槽為燕尾槽或直槽。
9.如權利要求8所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體冷麵上開設有 吊裝孔、至少一個安裝孔。
10.如權利要求9所述的煤氣化爐水冷壁，其特徵在於所述水冷壁本體冷麵上開設有 蒸氧噴嘴孔。
專利摘要一種煤氣化爐水冷壁，其特徵在於包括水冷壁本體和至少兩根水管，水冷壁本體內開有至少一條冷卻水通道，所述冷卻水通道的入口連接一根對應的水管，冷卻水通道的出口連接另一根對應的水管。所述冷卻通道入口和出口分別開有坡口，兩個水管分別螺紋旋入冷卻通道入口和出口，並且兩個水管分別焊接在冷卻通道入口和出口的坡口處。所述冷卻水通道的橫截面形狀為複合孔型，或扁圓孔型，或多圓孔型。本實用新型對照現有技術的有益效果是，由於採用了改進冷卻水通道的結構和冷卻水通道的橫截面形狀等技術手段，因此大幅提高了水冷壁的冷卻效果，同時避免了水冷壁長期工作在過熱狀態下，延長了水冷壁的壽命。
文檔編號C10J3/76GK201770678SQ20102053583
公開日2011年3月23日 申請日期2010年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者劉運海, 李上吉, 田甜, 羅秋蘭, 許領舜, 陳鋼 申請人:汕頭華興冶金設備股份有限公司