一种气化装置内循环冷却的系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气化装置冷却的系统，包括：气化炉、冷却水缓冲罐、蒸汽发生器和氧气换热器；其中，冷却水缓冲罐，用于向气化炉内设有的冷却系统提供冷却水以进行热量交换，并获得热量交换后的冷却水Ⅰ；蒸汽发生器，用于接收冷却水Ⅰ并使冷却水Ⅰ与用于产生蒸汽的物流进行热量交换，获得热量交换后的冷却水Ⅱ和蒸汽；氧气换热器，用于接收部分冷却水Ⅱ并使其与待加热的氧气进行热量交换，获得热量交换后的冷却水Ⅲ以及用于供应至气化炉的烧嘴中的氧气；冷却水缓冲罐还用于接收冷却水Ⅲ和部分冷却水II。本发明专利技术的冷却系统减少设备数量，降低装置投资及维护费用；能量利用率高，减少装置外排，降低消耗。

A System of Internal Circulation Cooling in Gasification Unit

The invention discloses a cooling system of a gasification device, which includes a gasifier, a cooling water buffer tank, a steam generator and an oxygen heat exchanger; in which a cooling water buffer tank is used to provide cooling water for heat exchange to a cooling system provided in the gasifier, and to obtain cooling water I after heat exchange; a steam generator is used to receive cooling water I and to make cooling water I and the oxygen heat exchanger. The material used to produce steam exchanges heat to obtain cooling water I I and steam after heat exchange; the oxygen heat exchanger receives part of cooling water II and exchanges heat with oxygen to be heated to obtain cooling water III after heat exchange and oxygen supplied to the burner of gasifier; the cooling water buffer tank is also used to receive cooling water III and part of cooling water I. I. The cooling system of the invention reduces the number of equipment, reduces the investment and maintenance cost of the device, has high energy utilization rate, reduces the outflow of the device and reduces consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种气化装置内循环冷却的系统
本专利技术属于煤化工
，尤其涉及一种气化装置内循环冷却的系统。
技术介绍
气流床气化技术由于煤种适应性高，碳转化率高，是近年来气化技术的主要发展方向。气流床气化炉分为两种，采用耐火砖的热壁炉，以及采用水冷壁的冷壁炉。其中，热壁炉因为需要定期更换耐火砖，维护成本高，另外，由于受耐火砖耐受温度的限制，煤种适应性也较差。因而，水冷壁气化炉是气流床气化技术的主要发展方向。水冷壁气化炉的反应室主要由两部分组成，用于输送反应物质的烧嘴以及物质燃烧反应的水冷壁燃烧室，反应时大量的热量被放出，反应室的温度一般在1500℃以上，为了保护烧嘴和水冷壁燃烧室，就需要可靠的冷却系统对设备进行保护。中国专利CN107090314A公开了气化烧嘴的冷却方法及冷却系统，该申请只是针对输送反应物质的气化炉的烧嘴冷却系统上提供了一种烧嘴冷却保护方法，但是对于气化炉燃烧室的水冷壁的保护，并没有涉及。中国专利CN205603539U公开了一种用于煤气化装置的气化炉水冷壁循环水系统；该发提供了一种气化炉水冷壁的保护措施，但是并未考虑到对气化炉上的烧嘴冷却系统的保护。从上述现有技术中可以看出，对于现有的水冷壁气化炉冷却系统只是独立地使用烧嘴冷却系统或是水冷壁系统，而没有将其看成为一个整体；同时，单独的冷却系统对并没有充分利用气化炉放出的能量，能量利用率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种气化装置的冷却系统。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术中提供的气化装置内循环的冷却系统包括：气化炉、冷却水缓冲罐、蒸汽发生器和氧气换热器；其中，所述冷却水缓冲罐，用于向气化炉内设有的冷却系统提供冷却水以进行第一次热量交换，并获得第一次热量交换后的冷却水Ⅰ；蒸汽发生器，用于接收所述冷却水Ⅰ并使所述冷却水Ⅰ与用于产生蒸汽的物流进行第二次热量交换，获得第二次热量交换后的冷却水Ⅱ和蒸汽；氧气换热器，用于接收部分冷却水Ⅱ并使其与待加热的氧气进行第三次热量交换，获得第三次热量交换后的冷却水Ⅲ以及用于供应至气化炉的烧嘴中的氧气；所述冷却水缓冲罐还用于接收所述冷却水Ⅲ和部分所述冷却水II。本专利技术提供的冷却系统通过冷却水在气化炉内部进行热量交换并将热量带出，经过蒸汽发生器副产出低压蒸汽，再通过氧气换热器对输入的氧气进行加热，充分地做到了对气化炉内部热量的二次利用；同时，也有效降低了整个系统的消耗。如本领域技术人员熟知，气化炉的反应室主要由两部分组成，用于输送反应物质的烧嘴以及物质燃烧反应的水冷壁燃烧室，气化炉反应室内进行反应的过程中，烧嘴和水冷壁燃烧室都会放出大量的热量。为了充分利用烧嘴和水冷壁燃烧室放出的热量，专利技术人研究后，将气化炉内设有两套冷却系统，其包括用于冷却气化炉的烧嘴的烧嘴冷却通道和用于冷却气化炉的燃烧室的水冷壁冷却通道。冷却水缓冲罐的冷却水出口通过管道分别与烧嘴冷却通道的进口、水冷壁冷却通道的进口连接；烧嘴冷却通道的出口和水冷壁冷却通道的出口通过管道与蒸汽发生器的冷却水Ⅰ进口连接。冷却水缓冲罐中输出的冷却水流入至气化炉后，经过烧嘴冷却通道和燃烧室的水冷壁冷却通道后，将炉内的热量带出，降低了装置投资及维护费用，提高了热量的回收利用率；同时，避免了由于气化炉内局部热量过高而造成设备的损坏。在本专利技术中，冷却水缓冲罐和气化炉内设有的冷却系统之间还设有冷却水循环泵，用于将冷却水缓冲罐中的冷却水送至气化炉内设有的冷却系统。在一些具体的实施方式中，冷却水循环泵的冷却水出口和气化炉内设有的冷却系统通过冷却水Ⅰ输送管线连接，冷却水Ⅰ输送管线上设置有流量计和流量孔板，上述的流量计用于测定进入气化炉冷却系统的冷却水流量；在一些优选的实施方式中，流量计上还安装有安全连锁，如果测得进入气化炉内的冷却水流量值减少到一定数值后，安全联锁触发，使气化炉停止运行，防止冷却水流量过低，冷却不足从而造成气化炉受损坏。作为优选实施方式，冷却水Ⅰ输送管线上的流量孔板包括流量孔板Ⅰ和流量孔板II，冷却水Ⅰ输送管线包括连通在冷却水循环泵与烧嘴冷却通道的进口之间的烧嘴管线以及连通冷却水循环泵与水冷壁冷却通道的进口之间的水冷壁管线上，流量孔板Ⅰ设在烧嘴管线上，流量孔板II设在水冷壁管线上。通过设置在冷却水Ⅰ输送管线上的流量计可以进一步调节经过流量孔板Ⅰ和流量孔板II内的冷却水量。通过专利技术人研究发现，烧嘴冷却通道与水冷壁冷却通道之间的冷却水量对冷却效率会产生一定的影响，当进入烧嘴冷却通道的冷却水流量控制为从冷却水缓冲罐出水口流出的冷却水流量的5-10％，进入水冷壁冷却通道的冷却水流量控制为冷却水缓冲罐出水口流出的冷却水流量的90-95％时，可以较大程度上提高冷却水的利用率，降低能耗。本专利技术中冷却水Ⅰ输送管线上的流量孔板，所述流量孔板为本领域公知技术，作为节流元件用来限定冷却水的流量。相较于常规使用的阀门来说，结构简单，不需要操作和维护，可有效地降低系统的运行费用。蒸汽发生器上设置有冷却水Ⅰ进口和冷却水Ⅱ出口，冷却水Ⅰ进口与气化炉内设有的冷却系统的冷却水Ⅰ出口通过管线连接。冷却水Ⅱ出口通过出口管线将冷却水Ⅱ输出，并分为两路：一路将冷却水Ⅱ由冷却水Ⅱ输送管线一输送至冷却水缓冲罐；另外一路由冷却水Ⅱ输送管线二输送至氧气换热器。冷却水Ⅱ输送管线一与冷却水缓冲罐连通，冷却水Ⅱ输送管线一上设置有流量控制阀，用于控制流由蒸汽发生器直接返回至冷却水缓冲罐的冷却水量。氧气换热器上设置有氧气出口、氧气进口、冷却水II进口和冷却水Ⅲ出口；氧气进口与外部待加热的氧气相通，氧气出口与气化炉的烧嘴之间通过管线连接，管线上设置有用于检测管线内氧气温度的温度计；所述的冷却水II进口与蒸汽发生器的冷却水II出口之间通过冷却水Ⅱ输送管线二连通，冷却水II经过氧气换热器换热后，得到冷却水Ⅲ，冷却水Ⅲ从冷却水Ⅲ出口流出后通过冷却水Ⅲ输送管线返回冷却水缓冲罐中。具体地说，冷却水Ⅰ经蒸汽发生器的换热后，产生的冷却水Ⅱ分为两路：一部分冷却水Ⅱ由冷却水Ⅱ输送管线一直接送回冷却水缓冲罐中，形成系统的闭路内循环，冷却水Ⅱ出口与冷却水缓冲罐之间通过冷却水Ⅱ输送管线一连接，冷却水Ⅱ输送管线一上设置有流量控制阀，用于调节由蒸汽发生器直接流回至冷却水缓冲罐的管道内的冷却水流量；相较常规蒸汽加热的方法，使用气化炉的冷却水可有效降低蒸汽使用过程中容易泄漏的问题，并且不需要蒸汽冷凝液的外排，降低了装置的消耗。由于气化炉的冷却水始终处于单相状态，在使用过程中，也不需要考虑蒸汽在使用过程中预热不足易冷凝产生水击的问题，操作更为简便，装置可靠性得到进一步提高；另外一部分的冷却水Ⅱ由冷却水Ⅱ输送管线二输送到氧气换热器的冷却水Ⅱ进口，以再次进行换热降温，氧气换热器的氧气出口与气化炉的烧嘴之间通过管线连接；氧气换热器的冷却水Ⅲ出口通过冷却水Ⅲ输送管线连接至冷却水缓冲罐，所述冷却水Ⅲ输送管线上还设置有温度控制阀，用于调节进入氧气换热器中的冷却水Ⅲ的流量。经过氧气换热器换热后，使得气化炉的冷却水Ⅰ带出的热量可达到100％地利用。在一些优选地实施方式中，氧气换热器上还设置有温度控制模块，温度控制模块与温度计、温度控制阀和流量控制阀之间通信连接。具体地，氧气换热器上的温度计将检测氧气换热器的氧气出口与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气化装置内循环冷却的系统，其特征在于，所述冷却系统包括：气化炉(1)、冷却水缓冲罐(2)、蒸汽发生器(3)和氧气换热器(4)；其中，所述冷却水缓冲罐(2)，用于向气化炉(1)内设有的冷却系统提供冷却水以进行第一次热量交换，并获得第一次热量交换后的冷却水Ⅰ；蒸汽发生器(3)，用于接收所述冷却水Ⅰ并使所述冷却水Ⅰ与用于产生蒸汽的物流进行第二次热量交换，获得第二次热量交换后的冷却水Ⅱ和蒸汽；氧气换热器(4)，用于接收部分冷却水Ⅱ并使其与待加热的氧气进行第三次热量交换，获得第三次热量交换后的冷却水Ⅲ以及用于供应至气化炉(1)的烧嘴(5)中的氧气；所述冷却水缓冲罐(2)还用于接收所述冷却水Ⅲ和部分所述冷却水II。

【技术特征摘要】
1.一种气化装置内循环冷却的系统，其特征在于，所述冷却系统包括：气化炉(1)、冷却水缓冲罐(2)、蒸汽发生器(3)和氧气换热器(4)；其中，所述冷却水缓冲罐(2)，用于向气化炉(1)内设有的冷却系统提供冷却水以进行第一次热量交换，并获得第一次热量交换后的冷却水Ⅰ；蒸汽发生器(3)，用于接收所述冷却水Ⅰ并使所述冷却水Ⅰ与用于产生蒸汽的物流进行第二次热量交换，获得第二次热量交换后的冷却水Ⅱ和蒸汽；氧气换热器(4)，用于接收部分冷却水Ⅱ并使其与待加热的氧气进行第三次热量交换，获得第三次热量交换后的冷却水Ⅲ以及用于供应至气化炉(1)的烧嘴(5)中的氧气；所述冷却水缓冲罐(2)还用于接收所述冷却水Ⅲ和部分所述冷却水II。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化炉(1)内设有的冷却系统包括用于冷却气化炉(1)的烧嘴(5)的烧嘴冷却通道和用于冷却气化炉(1)的燃烧室的水冷壁冷却通道；所述冷却水缓冲罐(2)的冷却水出口通过管道分别与所述烧嘴冷却通道的进口、所述水冷壁冷却通道的进口连接；所述烧嘴冷却通道的出口和所述水冷壁冷却通道的出口通过管道与所述蒸汽发生器(3)的冷却水Ⅰ进口连接。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述冷却水缓冲罐(2)和所述气化炉(1)内设有的冷却系统之间还设有冷却水循环泵(7)，用于将冷却水缓冲罐(2)中的冷却水送至所述气化炉(1)内设有的冷却系统。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冷却水循环泵(7)的冷却水出口和所述气化炉(1)内设有的冷却系统通过冷却水Ⅰ输送管线连接，所述冷却水Ⅰ输送管线上设置有流量计(6)和流量孔板；优选的，所述流量孔板包括流量孔板Ⅰ(8)和流量孔板II(9)，所述冷却水Ⅰ输送管线包括连通在所述冷却水循环泵(7)与所述烧嘴冷却通道的进口之间的烧嘴管线(15)以及连通所述冷却水循环泵(7)与所述水冷壁冷却通道的进口之间的水冷壁管线(16)，所述流量孔板Ⅰ(8)设在所述烧嘴管线(15)上，所述流量孔板II(9)设在所述水冷壁管线(16)上。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(3)上设置有冷却水Ⅰ进口和冷却水Ⅱ出口，所述冷却水Ⅰ进口与所述气化炉(1)内设有的冷却系...

【专利技术属性】
技术研发人员：单育兵，陈峰，徐江，
申请(专利权)人：科林未来能源技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11