通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法技术

本发明专利技术涉及气化炉废锅防积灰结渣技术，旨在提供一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法。是通过流体供应装置向流体补充管持续供应流体，并由位于流体补充管端部的喷嘴向辐射废锅中间通道内的负压区喷射流体；持续引入的流体用于降低主流区与负压区之间的负压差，能减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。本发明专利技术与传统技术中使用吹灰系统相比，本发明专利技术由于降低了中间通道负压区的负压，因而在辐射废锅入口处气流偏转减小，可以从根本上降低形成积灰或结渣的概率。可以减少吹灰系统使用频次，维持装置长时间运行，进一步地能够减少装置停运和人工清扫造成的损失。

【技术实现步骤摘要】
通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法
本专利技术涉及气化炉废锅防积灰结渣技术，尤其涉及一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法。
技术介绍
辐射废锅是双通道水冷壁设计。从气化炉喉管进入辐射废锅的高温灰熔渣和合成气先流经中间通道，通过热辐射与其中的水冷壁进行热量交换后被冷却到预定温度，大颗粒的煤渣落入辐射废锅下部的水浴中进一步降温，然后经破渣机破渣后输送到闭锁料斗系统。细颗粒随高温粗合成气经过辐射废锅中间通道预冷，再通过内层水冷壁和外层水冷壁之间的环形通道沿着外层水冷壁朝上流动，到达辐射冷却器的顶部后，离开气化炉废锅。气化炉工作时，煤气由气化炉喉管进入辐射废锅，并通过内层水冷壁和外层水冷壁进行换热。从气化炉进入辐射废锅的含灰高温气流具有一定动量，会卷吸辐射废锅入口附近周围气体，从而在废锅入口附近周边区域(图1中两个虚线椭圆区域)产生负压区使气流偏转，使气流中携带的飞灰触及内水冷壁表面。若飞灰为熔融状态，气流偏转打在壁面会产生结渣；若飞灰已冷却，气流偏转打在壁面会产生积灰。通常情况下气化炉操作压力较高(为2.0～6.5MPa)，考虑到材料的许用应力等影响因素，气化炉体积往往设计的较小。这样，气化炉辐射废锅表面积灰结渣带来的对传热效果影响较大，内层水冷壁渣层厚度增加，使热阻增加，换热量减少，内层水冷壁出口后的气体温度升高，达不到有效传热的效果。辐射废锅内部结渣问题，是干法粉煤气流床煤气化技术高效运行的障碍。目前常用的辐射废锅(包括对流废锅)防结渣措施，主要是通过使用吹灰系统，以高压气体吹扫水冷壁的表面，防止水冷壁的表面积灰和结渣。如果造成积灰，可开启吹灰器进行定期清除。但长时间运行后仍无法避免形成结渣。此时由于灰垢比较坚硬，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
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法，是通过流体供应装置向流体补充管持续供应流体，并由位于流体补充管端部的喷嘴向辐射废锅中间通道内的负压区喷射流体；所述负压区是位于中间通道中部或上部的局部区域，其压力小于中间通道的主流区压力；持续引入的流体用于降低主流区与负压区之间的负压差，能减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。本专利技术中，所述流体是气体；气体由喷嘴直接喷入负压区，或者经喷嘴后的扩容器扩容降速后再喷入负压区。本专利技术中，所述气体是粗煤气。本专利技术中，所述流体是能够汽化的液体；在流体供应装置中设有加压装置，液体由雾化喷嘴雾化并经扩容器扩容降速后，被汽化为蒸汽。本专利技术中，所述液体是水。本专利技术中，所述雾化喷嘴是机械雾化喷嘴或气力式雾化喷嘴。本专利技术中，所述流体是水蒸汽，或者是水蒸汽与粗煤气的混合物；在流体供应装置中设有加压装置，所提供流体的压力比辐射废锅内压力高出0.1～3MPa。本专利技术中，所述辐射废锅具有由水冷壁形成的环形结构，负压区位于该环形结构内中间通道的上部或中部；设于流体补充管内端的喷嘴伸入负压区，流体补充管的外端通过导管与设于辐射锅炉外部的流体供应装置相连。本专利技术中，所述流体补充管垂直于中间通道，或者与中间通道形成夹角。本专利技术中，所述喷嘴是耐火隔热喷嘴，位于中间通道的上部或中部，喷嘴朝向不限。专利技术原理描述：在本专利技术中，负压区的“负压”并非指其绝对压力值低于“一个大气压”，而是指该局部区域的压力略低于中间通道中粗煤气主气流区域的压力，其分布方式如图1中虚线区所示。由于这个压力差的存在，会使主气流中的含灰高温气流在压力差的影响下发生偏转。本专利技术从空气动力学原理出发，通过在中间通道的负压区补气的方法来降低中间通道的负压。通过这样的方式来减少气流偏转，以避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、与传统技术中使用吹灰系统相比，本专利技术由于降低了中间通道负压区的负压，因而在辐射废锅入口处气流偏转减小，可以从根本上降低形成积灰或结渣的概率。2、本专利技术可以减少吹灰系统使用频次，维持装置长时间运行，进一步地能够减少装置停运和人工清扫造成的损失。附图说明图1为辐射废锅的中间通道中的负压区分布示意图。图2为本专利技术中辐射废锅的结构示意图。图3为补气量3％时的冷态模拟试验结果图。图4为补气量10％时的冷态模拟试验结果图。图5为补气量16％时的冷态模拟试验结果图。图中附图标记：1气化炉喉管；2外层水冷壁；3粗煤气折返点；4流体补充管；5内层水冷壁；6粗煤气出口。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面配合附图作详细说明。本专利技术是基于对现有技术中的辐射废锅的技术改造而实现的。辐射废锅的结构如图1、2所示，包括由内层水冷壁5和外层水冷壁2形成的环形结构，内层水冷壁5的中间通道与气化炉喉管1相连，在外层水冷壁2上设粗煤气出口6。在该环形结构处贯设若干根流体补充管4，流体补充管4的内端设喷嘴；流体补充管4垂直于中间通道的轴线，或者与中间通道轴线形成夹角。喷嘴突出于内层水冷壁5表面且伸入中间通道的负压区，负压区位于该环形结构内中间通道的上部或中部；喷嘴是耐火隔热喷嘴，朝向不限。流体补充管4的外端通过导管与设于辐射锅炉外部的流体供应装置相连；流体供应装置中可设加压装置，能够通过流体补充管4向辐射废锅中持续供应气体、蒸汽或能够汽化的液体，降低中间通道的负压区处的负压。通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法，是指通过流体供应装置向流体补充管持续供应流体，并由位于流体补充管4端部的喷嘴向辐射废锅中间通道的负压区喷射流体；所述负压区是中间通道中的局部区域，其压力小于中间通道的主流区压力；持续引入的流体用于降低主流区与负压区之间的负压差，能减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。所述流体可以是气体(如粗煤气)，气体由喷嘴直接喷入负压区，或者经喷嘴后的扩容器扩容降速后再喷入负压域。流体可以是能够汽化的液体(如水)；在流体供应装置中设有加压装置，液体由雾化喷嘴雾化并经扩容器扩容降速后，被汽化为蒸汽。雾化喷嘴可选是机械雾化喷嘴或气力式雾化喷嘴。流体也可以是水蒸汽，或者是水蒸汽与粗煤气的混合物；在流体供应装置中设有加压装置，所提供流体的压力比辐射废锅内压力高出0.1～3MPa。基于该辐射废锅实现降低负压防积灰结渣的操作，具体描述如下：由流体供应装置向流体补充管4持续供应气体、蒸汽或能够汽化的液体，位于流体补充管4端部的喷嘴向中间通道的负压区中喷射气体、蒸汽或雾化液体，雾化液体进一步被汽化为蒸汽；持续引入的气体和蒸汽能够降低中间通道的负压区处的负压，减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。本专利技术所述降低负压的结构能够与现有技术中的吹灰系统同时运行，即如果长时间运行后在水冷壁表面形成积灰，可开启吹灰系统进行定期清除。如出现吹灰系统无法清除的灰垢，仍需采用人工清除法。通过对气化炉辐射废锅进行降低负压防积灰结渣的冷态模拟试验，其结果如图3-5所示。图中标注不补气的曲线表示气化炉辐射废锅原来运行状态，补气使用了粗煤气，补气量为3％、10％和16％分别表示在辐射废锅负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法，其特征在于，是通过流体供应装置向流体补充管持续供应流体，并由位于流体补充管端部的喷嘴向辐射废锅中间通道内的负压区喷射流体；所述负压区是位于中间通道中部或上部的局部区域，其压力小于中间通道的主流区压力；持续引入的流体用于降低主流区与负压区之间的负压差，能减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。

【技术特征摘要】
1.一种通过降低气化炉辐射废锅内负压区负压的防积灰结渣方法，其特征在于，是通过流体供应装置向流体补充管持续供应流体，并由位于流体补充管端部的喷嘴向辐射废锅中间通道内的负压区喷射流体；所述负压区是位于中间通道中部或上部的局部区域，其压力小于中间通道的主流区压力；持续引入的流体用于降低主流区与负压区之间的负压差，能减少中间通道中的气流偏转，避免或减轻飞灰贴壁引起的积灰或结渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体是气体；气体由喷嘴直接喷入负压区，或者经喷嘴后的扩容器扩容降速后再喷入负压区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气体是粗煤气。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体是能够汽化的液体；在流体供应装置中设有加压装置，液体由雾化喷嘴雾化并经扩容器扩容降速后，被汽化为蒸汽。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄镇宇，匡建平，周志军，刘水刚，杨卫娟，张亚宁，王智化，张镓铄，夏支文，张煜，
申请(专利权)人：浙江大学，宁夏神耀科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33