一种渣口压差测量装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种渣口压差测量装置及其方法，所述渣口压差测量装置中下降管的上部管壁设有一取压孔，气化炉的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔；所述渣口压差测量装置包括一测压管，所述测压管的引压口与所述取压孔相连接，所述测压管穿过所述通孔，且所述测压管和所述气化炉的气化室均与压差计相连接。本发明专利技术的渣口压差测量方法在所述测压管中通入水作为测量介质，避免了现有技术中低速低温的氮气无法解决熔渣流动造成引压口堵塞的问题。本发明专利技术能够精确测量气流床气化炉的渣口压差，为气化炉正常运行提供操作依据；且不容易造成吹气口堵塞，方便气化炉的日常维护，节约人力与物力成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种渣口压差测量装置及其方法。
技术介绍
煤炭气化过程是以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程，其中气流床气化技术因其良好的技术指标、高处理负荷和环境有好等特点，成为当今煤炭气化的主流技术。在气流床气化炉内，炉壁衬里及其结构是气化炉设计与运行的关键所在。随着优质煤炭资源日益稀缺，高灰分、高灰熔点劣质煤(劣质混煤)常用于气流床气化。在现有运行气化装置中，常出现气化炉渣口排渣不畅、渣口堵塞现象，严重影响了气化炉的安全运行。目前用于判断渣口堵塞的测量方法是测量气化室与激冷室上部空间的压差，该测量方法的缺点是测量到的压差数据包括渣口压差和洗涤冷却室的液位差，因此测量的数据误差较大。中国专利申请CN104634504A公开了一种精确测量气化炉渣口压差的装置及其测量方法。在测量过程中，采用氮气吹气法，然而由于该区域内有用于保护下降管的液膜，吹出的气体流速过大不仅会引起测量误差，而且会扰动液膜。具体地，该申请采用小流量氮气吹气法，即分别向燃烧室和激冷室通入1.5Nm3/h(热壁炉44Nm3/h)和1.5Nm3/h的高压氮气，正常操作时，气化炉的压力和高压氮气的压力均高于4.0MPa，因此直径15mm的吹气口内氮气速度小于0.059m/s。然而，在复杂的熔渣、合成气及激冷水交杂的下降管入口，很容易造成吹气口堵塞，从而造成渣口压差测量失败。因此工业运行气化炉急需开发一种测量精度高，耐堵塞的渣口压差测量技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有技术容易造成吹气口堵塞，从而造成渣口压差测量失败的技术问题，提供了一种渣口压差测量装置及其方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种渣口压差测量装置，下降管的上部管壁设有一取压孔，气化炉的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔；所述渣口压差测量装置包括一测压管，所述测压管的引压口与所述取压孔相连接，所述测压管穿过所述通孔，且所述测压管和所述气化炉的气化室均与压差计相连接。测压管的设置既能用于测量渣口压差，同时兼顾耐堵塞和避免对液膜扰动等效果；所述测压管的上游设有流量调节阀和流量计，用于调节水流量。较佳地，所述测压管与所述下降管的夹角a为20-45°，以确保喷射出水流的方向，避免对下降管另一侧液膜分布产生不利的影响；当角度小于20°时，测压管与下降管交汇产生的孔为斜长的椭圆，面积偏大，易堵塞；角度大于45°时，喷射出的流体直接冲击对面侧下降管液膜，造成液膜分布不均。较佳地，所述下降管的直径为D，所述取压孔与所述下降管的顶部之间的距离H为0.05-0.1D，以减小射流出的水对液膜分布影响；且工业实践证明，满足该比例关系时熔渣堵塞不容易形成。较佳地，所述引压口的直径为d1，所述测压管的主体直径为d2，且所述d1与所述d2满足d2/d1＝1-2，以提高射流速度，同时降低测压管水流流动自身产生的整体压降。较佳地，所述引压口与所述取压孔相连接处、所述测压管穿过所述通孔处均设有弯头，且所述弯头的两端通过法兰密封，以防止振动造成测压管损坏。本专利技术还提供了一种应用了如上所述渣口压差测量装置的渣口压差测量方法，在所述测压管中通入水作为测量介质。现有技术通常使用低速氮气作为测量介质，测量中易发生吹气口堵塞，从而造成渣口压差测量失败；若
增大氮气流量可一定程度上避免该问题，但由于高速氮气的吹入会使得测量口下部测压管连接的下降管上液膜发生波动，从而引起下降管烧蚀；而本专利技术采用水作为测量介质，有效地避免了这些问题：水的密度比氮气的密度大很多，故在相同的吹扫动量下，水的速度比氮气小，对下降管的液膜扰动小；下降管内的液体也为水，故不会引起液膜断流；此外喷出的水会对熔渣起到淬冷作用。所述气化炉的渣口压差△p通过下式计算：△p＝△p测量+p2-p1；其中，p1为所述引压口的压力，单位为MPa；p2为所述测压管与所述压差计的连接处压力，单位为MPa；△p测量为所述压差计在线测量得到的所述气化室与所述测压管之间的压差，单位为MPa。较佳地，所述引压口的水喷射速度为0.5-5m/s。当水喷射速度过低时，容易引起下降管内引压口的堵塞，且无法利用水流的动能冲开堵塞物；当水喷射速度过高时，水流流过管道的压降偏大，因此测量误差偏大，同时对下降管另一侧的液膜扰动也会增大。较佳地，所述水为脱盐水或锅炉水。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的渣口压差测量装置及方法能够精确测量气流床气化炉的渣口压差，为气化炉正常运行提供操作依据；且不容易造成吹气口堵塞，方便气化炉的日常维护，节约人力与物力成本。附图说明图1为本专利技术渣口压差测量装置较佳实施例的结构示意图。图2为图1中渣口的放大结构示意图。图3为图1中测压管的放大结构示意图。具体实施方式下面通过较佳实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。如图1所示，一种渣口压差测量装置，下降管3的上部管壁设有一取压孔，气化炉1的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔2；所述渣口压差测量装置包括一测压管4，所述测压管4的引压口5与所述取压孔相连接，所述测压管4穿过所述通孔2，且所述测压管4和所述气化炉1的气化室均与压差计6相连接；所述测压管4的上游设有流量调节阀和流量计。如图2所示，所述测压管4与所述下降管3的夹角a为20-45°；所述下降管3的直径为D，所述取压孔与所述下降管3的顶部之间的距离H为0.05-0.1D。如图3所示，在所述测压管4中通入水作为测量介质，可选用脱盐水或锅炉水；所述引压口5的水喷射速度为0.5-5m/s；所述引压口5的直径为d1，所述测压管4的主体直径为d2，且所述d1与所述d2满足d2/d1＝1-2；所述测压管4与所述压差计的连接处压力为p2，所述引压口5的压力为p1，所述测压管4的内部压力损失为(p2-p1)；所述压差计6在线测量所述气化室与所述测压管4之间的压差△p测量；本专利技术的渣口压差测量方法为了消除因水吹扫产生的动压头造成的测量误差，引入修正公式对渣口压差测量结果进行修正。对p1，p2截面做伯努利方程有： p 1 + 1 2 ρu 1 2 = p 2 + 1 2 ρu 2 2 - λ L d 2 1 2 ρu 2 2 - - - ( 1 ) ]]>其中λ为管路阻力系数，与下降管相连的引压口喷射速度大于0.5m/s，管内流体雷诺数大于105，流体处于湍流状态，λ只与管道粗糙度有关，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渣口压差测量装置，其特征在于，下降管的上部管壁设有一取压孔，气化炉的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔；所述渣口压差测量装置包括一测压管，所述测压管的引压口与所述取压孔相连接，所述测压管穿过所述通孔，且所述测压管和所述气化炉的气化室均与压差计相连接，所述测压管的上游设有流量调节阀和流量计。

【技术特征摘要】
1.一种渣口压差测量装置，其特征在于，下降管的上部管壁设有一取压孔，气化炉的激冷室外侧的气化炉壁设有一通孔；所述渣口压差测量装置包括一测压管，所述测压管的引压口与所述取压孔相连接，所述测压管穿过所述通孔，且所述测压管和所述气化炉的气化室均与压差计相连接，所述测压管的上游设有流量调节阀和流量计。2.如权利要求1所述的渣口压差测量装置，其特征在于，所述测压管与所述下降管的夹角a为20-45°。3.如权利要求1所述的渣口压差测量装置，其特征在于，所述下降管的直径为D，所述取压孔与所述下降管的顶部之间的距离H为0.05-0.1D。4.如权利要求1所述的渣口压差测量装置，其特征在于，所述引压口的直径为d1，所述测压管的主体直径为d2，且所述d1与所述d2满足d2/d1＝1-2。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建良，刘海峰，龚欣，赵辉，代正华，李伟锋，梁钦锋，郭晓镭，郭庆华，于广锁，王辅臣，王亦飞，陈雪莉，王兴军，刘霞，陆海峰，李超，龚岩，王立，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海熠能燃气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31