用于使煤气化的蒸汽发生器制造技术

一种联合型整体式蒸汽发生器一煤气化器，包括一竖直细长的、全部焊接的、气密的外壳，其中包括一具有双斜坡炉底板和一穿透底板的出渣口的燃烧器区域。位于燃烧器区域上方的各连续的区域设置有适当的管子，用以输送由煤气化过程产生的合成气体。一具有向上流和向下流流道的多流道对流流道区域位于外壳的上部，并包含主过热器和副过热器以及经济器表面，这些表面从合成气体吸取热量来产生蒸汽。一除灰器连接于对流流道区域的出口，藉以除去从对流流道区域排出的合成气体中的灰烬。位于燃烧器区域底部的出渣口连通于一出渣箱或浸没式拖链输送机，以便接纳并除去来自燃烧器区域的炉渣。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于使煤气化的蒸汽发生器专利技术背景1．专利
本专利技术总的涉及煤气化器，特别是涉及一种用于将煤转化成有用的气体产品的新颖且实用的联合型整体式蒸汽发生器-煤气化器，同时可产生用于发电和／或供工艺过程需要的蒸汽。2．相关技术的描述图1-6示出了各种已知的煤气化器的构造，它们具有各种各样的结构、系统零部件和连接关系。在1951年，巴布考克及威尔考克斯公司(B&W)向位于西弗吉尼亚州Morgantown镇的美国矿物局提供了一种大气压力的、吹氧或吹蒸汽的、排渣型、夹带流动的煤气化器。图1A示出了该装置。另外，B&W还向位于西弗吉尼亚州的Morgantown镇的美国矿物局提供了一种吹加压氧气和蒸汽的、排渣型、夹带流动的煤气化器，如图1B所示。在50年代早期，B&W为位于西弗吉尼亚州Belle城的E．I．DuPont de Nemours(杜邦)公司提供了一种半商业尺度的、大气压力的、吹氧和吹蒸汽的、排渣型、夹带流动煤气化器，如图2所示，随后在同一地方提供了一种商业尺度的煤气化器，如图3所示。在50年代中期，B&W对用于燃气轮机-蒸汽轮机联合循环的吹空气的、排渣型、夹带流动的气化进行了工程上的研究和试验工作。这导致了与通用电气公司的一个合作项目，其中一煤气化器(参见图4)在B&W的联合研究中心运行了3年以上(在60年代)。在1976年，B&W在宾夕法尼亚州的Hormer城建造了一个供双气体实验工厂用的煤气化器，该项目得到了美国能源部的赞助，如图5所示。在80年代，B&W还参与了与Koppers公司的合资项目，成立了KBW气化系统股份有限公司。KBW煤气化器及其辅助设备如图6所示。这些技术和设计是本专利技术的基础。-->专利技术概要本专利技术涉及一种用于将煤转化成有用的气体产品，特别是合成气体的新的、联合型整体式蒸汽发生器-煤气化器，同时产生可用于发电和／或供工艺过程需要的蒸汽。与此前任何一种设计相比，这种整体式蒸汽发生器-煤气化器都具有预料不到的、非常实用的优点。因此，本专利技术的一个方面在于，提供一种整体式蒸汽发生器-煤气化器，它可以在由煤生产合成气体的同时，用煤气化过程所生成的热来产生蒸汽。这种整体式蒸汽发生器-煤气化器有一竖直细长的、全部焊接的、气密的外壳，该外壳具有由多个膜壁管面板制成的壁，这使其具有一种亚临界自然循环的设计。煤气化过程发生在外壳内，并且产生热的合成气体以及被传递给流过管板的水与蒸汽的热量。外壳将热的合成气体从其下部的燃烧器区域输送至一出口。在燃烧器区域设置有一双斜坡倾斜炉底板和一穿透底板的出渣口，以便去除煤气化过程中所产生的炉渣。在燃烧器区域的上方设置了一耐腐蚀区域，而在该耐腐蚀区域的上方设置了一个上部冷却区域。有利的是，耐腐蚀区域的外壳壁包括双金属和／或复合膜管面板之一，而上部冷却区域的外壳壁可以只包括碳钢膜管面板。一多流道对流流道区域设置在上部冷却区域的上方，该多流道对流流道区域可限定一包含加热表面的区域，这些加热表面可以在合成气体沿其流过时从中吸取热量。较佳的是，对流流道区域包括一向上流流道和一向下流流道，用于将合成气体从上部冷却区域输送至出口。对流流道区域内的加热表面包括用于从合成气体中吸取热量的过热器表面和经济器表面。过热器表面包括位于向上流流道的副过热器表面和主过热器表面以及位于向下流流道的经济器表面。主过热器的一部分可以位于向上流流道和向下流流道两者内；具体地说，主过热器的入口列组可以位于向下流流道的顶部，而主过热器的出口列组可以位于向上流流道的顶部。最后，设置了一连接于对流流道区域之出口的除灰装置，以便将排出对流流道区域的合成气体中的灰烬分离出来，而除渣装置则连通于出渣口，以便接纳来自燃烧器区域的炉渣。本专利技术的另一个方面涉及这样一种结构，即，其中燃烧区域的倾斜的炉底板和壁是由肋片管构成的，这些肋片管上具有被耐火材料所覆盖的销钉图案。较佳的是，肋片管是多向的管子。还可以用各种已被证实的技术来对这种煤气化器进行预报和模拟，特别-->是对燃烧器的火焰、炉温和气化反应等。具体地说，这些模拟技术将影响燃烧器和燃烧器区域的设计结构。因此，本专利技术的再一个方面涉及燃烧器相对于其穿过而进行燃烧的壁(即分别与它们相关的壁)的布置和取向。总的来说，在燃烧器区域内各偏置的燃烧器最好是设置在两个高度上，并将各燃烧器布置成穿过外壳的四壁而向内喷火燃烧。术语“偏置”是指一个壁上的一个燃烧器不直接对着相对壁上的另一燃烧器。每个偏置的燃烧器都布置成相对于外壳壁的一根垂直线成角度θ地穿过外壳的壁，角度θ在大约0度至25度的范围内。较佳的是，角度θ是大约15度至25度的非零值。此外，在燃烧器区域内不仅各偏置的燃烧器设置在至少一个高度上，各燃烧器设置和布置成分别穿过外壳的一个壁而向内喷火燃烧，而且每个燃烧器在其相应的壁上至外壳的一个角的距离是大约相应壁之宽度的五分之一到三分之一。藉此，加上一个适当的θ值，就可以在外壳内产生能加强煤气化过程的涡流。本专利技术的另一个方面在于双斜坡倾斜炉底板，它可取地包括多个K形锻件，这些锻件将形成倾斜炉底板的管子连接起来，并使它们流体连通于处在倾斜炉底板下方的总管。总的来说，每个K形锻件都将来自外壳的前后壁的两根管子机械地连接起来。本专利技术的新颖特征将在构成本申请书之一部分的所附权利要求中指出。为了更好地理解本专利技术、它的工作优点和采用本专利技术可得到益处，下面将结合附图和较佳实施例来详细描述本专利技术。附图简要说明各附图中：图1A是当年提供给美国矿物局的一种已知的大气压力煤气化器结构的侧视图；图1B是当年提供给美国矿物局的一种已知的加压煤气化器结构的侧视图；图2是类似于图1A和1B的视图，其示出了提供给DuPont公司的一种已知的半商业尺度的、大气压力的煤气化器结构；图3是提供给DuPont公司的一种已知的商业尺度的、大气压力的煤气化-->器结构的立体图，其上一些部分被切除了。图4是与通用电气公司共同研究和试验的、涉及燃气轮机-蒸汽轮机联合循环的另一种煤气化器结构的立体图，其上一些部分也切除了。图5是为美国能源部在宾夕法尼亚州Homer城的双气体实验工厂研制的一种已知煤气化器结构的纵剖视图；图6是一种已知的、更加成熟完善的煤气化器结构的立体图，其中有跨接在分开的煤气化器和热回收段之间的烟道；图7是根据本专利技术的一联合型整体式蒸汽发生器-煤气化器装置的纵剖视图；图8是图7所示型式的多个蒸汽发生器-煤气化器配置的俯视平面图，示出了两个蒸汽发生器-煤气化器并排布置的一种可能的配置；图9是沿图7中的箭头9-9剖取的剖视图，示出了蒸汽发生器-煤气化器的另一个可选用的实施例，其中燃烧器相对于它们所穿过的外壳的壁(即与它们相关的壁)成一角度；图10是图7中的蒸汽发生器-煤气化器的下部的放大剖视图，示出了一双斜坡倾斜炉底板结构，它采用出渣口底板“K”形锻件，将形成倾斜炉底板的各根管子机械地、流体地相互连接起来；图11是图10所示型式的单个出渣口“K”形锻件的局部放大视图；图12是图11所示的出渣口“K”形锻件的左视图(沿箭头12-12方向看)，示出了多个出渣“K”形锻件是怎样错位布置的以及与它们相关的炉底板管是怎样一个挨一个组装而形成双斜坡倾斜炉底板的；以及图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体式蒸汽发生器－煤气化器，用于在由煤产生合成气体的同时，借助煤气化过程所生成的热来产生蒸汽，它包括： 一竖直细长的、全部焊接的、气密的外壳，它具有由多个膜壁管面板制成的壁，煤气化过程发生在该外壳内，并产生热的合成气体；热量传递给流过各管板的水与蒸汽混合物，所述外壳可以将热的合成气体从其下部的一燃烧器区域输送至一出口； 一燃烧器区域，它被构造和设计成能经受由气化过程所形成的腐蚀和侵蚀环境； 一双斜坡倾斜炉底板，它位于燃烧器区域的底部，并具有一穿透底板的出渣口； 一位于所述燃烧器区域上方的耐腐蚀区域； 一位于所述耐腐蚀区域上方的上部冷却区域； 一位于所述上部冷却区域上方的多流道对流流道区域，该区域形成了一包含加热表面的区域，这些加热表面可以在合成气体沿着其流过时从气体吸取热量； 一连接于对流流道区域之出口的除灰装置，用于将从对流流道区域中排出的合成气体中的灰烬分离出来；以及 一连通于所述出渣口的除渣装置，用于接纳来自燃烧器区域的炉渣。

【技术特征摘要】
US 1998-7-13 09/114,743;ZA 1997-11-14 97/103121．一种整体式蒸汽发生器-煤气化器，用于在由煤产生合成气体的同时，借助煤气化过程所生成的热来产生蒸汽，它包括：一竖直细长的、全部焊接的、气密的外壳，它具有由多个膜壁管面板制成的壁，煤气化过程发生在该外壳内，并产生热的合成气体；热量传递给流过各管板的水与蒸汽混合物，所述外壳可以将热的合成气体从其下部的一燃烧器区域输送至一出口；一燃烧器区域，它被构造和设计成能经受由气化过程所形成的腐蚀和侵蚀环境；一双斜坡倾斜炉底板，它位于燃烧器区域的底部，并具有一穿透底板的出渣口；一位于所述燃烧器区域上方的耐腐蚀区域；一位于所述耐腐蚀区域上方的上部冷却区域；一位于所述上部冷却区域上方的多流道对流流道区域，该区域形成了一包含加热表面的区域，这些加热表面可以在合成气体沿着其流过时从气体吸取热量；一连接于对流流道区域之出口的除灰装置，用于将从对流流道区域中排出的合成气体中的灰烬分离出来；以及一连通于所述出渣口的除渣装置，用于接纳来自燃烧器区域的炉渣。2．如权利要求1所述的蒸汽发生器一煤气化器，其特征在于，它还包括一连接于所述出渣口的出渣颈。3．如权利要求2所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述除渣装置包括一出渣箱和一连通于所述出渣颈的浸没式拖链输送机。4．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述倾斜的炉底板和燃烧器区域的壁包括一种由耐火材料覆盖的销钉图案。5．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述除灰装置包括一连接于所述对流流道区域之出口的旋风分离器装置。6．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述耐腐蚀区域的外壳壁包括一双金属的和／或复合的膜管面板。7．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述上部冷却区域的外壳壁包括碳钢膜管面板。8．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述对流流道区域包括一向上流的流道和一向下流的流道，用于将所述合成气体从上部冷却区域输送至所述出口。9．如权利要求1所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述对流流道区域内的所述加热表面包括过热器和经济器表面，用以从合成气体中吸取热量。10．如权利要求8所述的蒸汽发生器-煤气化器，其特征在于，所述过热器表面包括处于向上流流道内的副过热器表面和主过热器表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：DE詹姆斯，PS拉森，MC戈登，TV马尔，PS韦策尔，WE戴维，
申请(专利权)人：巴布考克及威尔考克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]