用于制造合成气冷却器热板的方法以及合成气冷却器热板技术

提供一种制造合成气冷却器的方法。该方法包括将管笼联接在合成气冷却器内，以及将多个热板（１１２）联接到管笼（１２７）上，以促进在冷却器合成气中的蒸汽产生。至少第一热板具有下列项中的至少一个：大于第二热板的长度的长度、非线性的几何形状以及相对于合成气冷却器的壁倾斜的角度位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及气化系统，且更具体地，涉及用于制造合成气冷却器热板的方 法和系统。
技术介绍
至少一些已知的气化系统将燃料、空气或氧气、蒸汽和/或石灰石的混合物转换 为部分燃烧的气体(有时称为“合成气”)的输出。将该热的燃烧气体供给至燃气涡轮发动 机的燃烧器，燃气涡轮发动机给用于向电力网供给电能的发电机提供动力。将来自至少一 些已知的燃气涡轮发动机的废气供给至热回收蒸汽发生器，其产生用于驱动蒸汽涡轮机的 蒸汽。也可将由蒸汽涡轮机产生的动力用来驱动向电力网提供电能的发电机。另外，一些已知的气化系统从合成气中回收热，以产生用于向蒸汽涡轮机提供动 力的额外蒸汽。典型地，通过使合成气越过合成气冷却器的热板而产生蒸汽。热板是锅炉 管的阵列，当将热从合成气传导至在锅炉管内流动的锅炉给水时，锅炉管产生蒸汽。然而， 由于合成气内的固体变得在热板的表面上堆积，一些已知的热板设计仅可提供有限的辐射 和对流热提取。因此，从合成气至锅炉给水的传热可被减少，并且因而蒸汽产生可能是有限 的。防止在合成气内的固体的过量堆积的一种已知方法包括以竖向方式定向热板的管，并 且将管离合成气流的中心线隔开一段距离。然而，此类设计经常是成本高昂的和/或增加 合成气冷却器的尺寸和/或重量。
技术实现思路
在一方面，提供了一种用于制造合成气冷却器的方法。该方法包括将管笼(tube cage)联接在合成气冷却器内，并且将多个热板联接到管笼上以促进在合成气冷却器中的 蒸汽产生。至少第一热板具有下列项中的至少一个大于第二热板长度的长度、非线性的几 何形状、以及相对于合成气冷却器的壁倾斜的角度位置。在另一个方面，提供了一种合成气冷却器。该合成气冷却器包括管笼和联接到管 笼上以促进在合成气冷却器中的蒸汽产生的多个热板。至少第一热板具有下列项中的至少 一个大于第二热板长度的长度、非线性的几何形状以及相对于合成气冷却器的壁倾斜的 角度位置。在又一个方面，提供了多个热板。热板构造成联接到合成气冷却器的管笼上，以促 进在合成气冷却器中的蒸汽产生。至少第一热板具有下列项中的至少一个大于第二热板 长度的长度、非线性的几何形状以及相对于合成气冷却器的壁倾斜的角度位置。附图说明图1是示例性整体煤气化联合循环(IGCC)系统的示意图；图2是可与在图1中显示的系统使用的示例性合成气冷却器的示意性横截面图；图3是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的示例性实施例；图4是在图3中显示的多个热板的备选实施例；图5是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的另一个备选的实施 例；图6是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的又一个备选的实施 例；图7是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的再一个备选的实施 例；图8是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的另一个备选的实施 例；图9是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的另一个备选的实施 例；图10是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的又一个备选的实施 例；图11是在图10中显示的多个热板的顶视图；图12是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的再一个备选的实施 例；以及图13是可与在图2中显示的合成气冷却器使用的多个热板的另一个备选的实施 例。具体实施例方式本专利技术提供用来在合成气冷却器中使用的多个热板，其中，至少一个热板或者具 有大于第二热板的长度的长度，或者具有非线性的几何形状，和/或以相对于合成气冷却 器的壁倾斜的角度联接到合成气冷却器的管笼上。具体地，本专利技术提供各种构造，在这些构 造中，将热板的已知几何形状从均一直的、放射状地定位的结构修改成在其中使用不同的 数量、角度和/或长度的热板的不同几何构造。在此处所述的不同热板设计促进在合成气 和热板的管内的锅炉给水之间增强辐射和对流热提取。另外，此类热板构造促进更紧凑和 /或更有成本效率的合成气冷却器的设计。应该指出的是尽管本专利技术关于可在合成气冷却器中使用的热板而描述，但本领域 普通技术人员应该理解的是本专利技术不限于仅在合成气冷却器中使用。相反，本专利技术可在利 用热交换的任何系统中使用。另外，为简单起见，本专利技术仅关于产生作为合成气产生的副产 物的蒸汽而描述。然而，如本领域普通技术人员将理解的是，本专利技术不限于产生蒸汽；相反， 可使用本专利技术以产生热交换的任何副产物。图1是示例性整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统10的示意图。IGCC系统10 通常包括主空气压缩机12、流动连通地联接到压缩机12上的空气分离单元(ASU) 14、流动 连通地联接到ASU 14上的气化器16、流动连通地联接到气化器16上的合成气冷却器18、 流动连通地联接到合成气冷却器18上的燃气涡轮发动机20以及流动连通地联接到合成气 冷却器18上的蒸汽涡轮机22。在运行中，压缩机12压缩周围空气，周围空气随后被引导至ASU14。在该示例性实 施例中，除了来自压缩机12的压缩空气之外，也将来自燃气涡轮发动机压缩机24的压缩空5气供给至ASU 14。备选地，将来自燃气涡轮发动机压缩机24的压缩空气供给至ASU 14，而 不是将来自压缩机12的压缩空气供给至ASU 14。在该示例性实施例中，ASU 14使用压缩 空气来产生被气化器16使用的氧气。更具体地，ASU14将压缩空气分离成氧气(02)和气体 副产物(有时候称为“过程气”)的分开的流。将02流引导至气化器16用于产生被燃气涡 轮发动机20用作燃料的部分燃烧的气体(在本文中称为“合成气”)，如在下文中更详细地 描述。由ASU 14产生的过程气包括氮气，并且在本文中其将称为“氮过程气”(NPG)。该 NPG还可包括例如但不限于氧气和/或氩气的其它气体。例如，在该示例性实施例中，NPG 包括在大约95%和大约100%之间的氮气。在该示例性实施例中，将至少其中一些NPG流 从ASU14排放至大气中，并且将其中一些NPG流注入在燃气涡轮发动机燃烧器26内的燃烧 区域(未显示)，以促进控制发动机20的排放，且更具体地，促进降低燃烧温度并且减少来 自发动机20的氮氧化物排放。在该示例性实施例中，IGCC系统10包括压缩机28，用于在 将氮过程气流注入燃气涡轮发动机燃烧器26的燃烧区域之前将其压缩。在该示例性实施例中，气化器16将从燃料源30供给的燃料、由ASU 14供给的02、 蒸汽和/或石灰石转换为被燃气涡轮发动机20作为燃料使用的合成气的输出。尽管气化 器16可使用任何燃料，但在该示例性实施例中，气化器16使用煤、石油焦炭、残油、乳化油、 浙青砂和/或其它类似燃料。此外，在该示例性实施例中，由气化器16产生的合成气包括 二氧化碳。在该示例性实施例中，将由气化器16产生的合成气引导至合成气冷却器18，以促 进冷却合成气，如在下文中更详细地描述。将冷却的合成气从冷却器18引导至净化装置 32，用于在将合成气弓|导至燃气涡轮发动机燃烧器26用于其的燃烧之前清洁该合成气。在 清洁期间可从合成气中分离二氧化碳(C02)，并且在该示例性实施例中，可将二氧化碳排放 至大气中。燃气涡轮发动机20驱动向电力网(未显示)供给电能的发电机34。将来自燃 气涡轮发动机20的排出气体引导至热回收蒸汽发生器36，该热回收蒸汽发生器36产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造合成气冷却器的方法，所述方法包括：将管笼联接在合成气冷却器内；以及将多个热板联接到所述管笼上，以促进在所述合成气冷却器中的蒸汽产生，其中，至少第一热板具有下列项中的至少一个：大于第二热板的长度的长度、非线性的几何形状、以及相对于所述合成气冷却器的壁倾斜的角度位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-16 11/941,543一种制造合成气冷却器的方法，所述方法包括将管笼联接在合成气冷却器内；以及将多个热板联接到所述管笼上，以促进在所述合成气冷却器中的蒸汽产生，其中，至少第一热板具有下列项中的至少一个大于第二热板的长度的长度、非线性的几何形状、以及相对于所述合成气冷却器的壁倾斜的角度位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多个热板联接到所述管笼上还包 括将所述多个热板围绕所述合成气冷却器的近似中心线周向地联接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多个热板联接到所述管笼上还包 括将第一热板相对于第二热板成角度联接。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括制造至少一个弓形的热板。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括制造至少一个螺旋形的 热板。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以增大的表面面积制造 所述多个热板中的至少一个，以促进改善在所述合成气冷却器中的蒸汽产生。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以促进减少所述合成气 冷却器的整体尺寸的几何形状制造所述多个热板中的至少一个。8.一种合成气冷却器，包括管笼；多个热板，其联接到所述管笼上以促进在所述合成气冷却器中的蒸汽产生，其中，至少 第一热板具有下列项中的至少一个大于第二热板的长度的长度、非线性的几何形状、以及 相对于所述合成气冷却器的壁倾斜的角度位...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM斯托里，AJ阿瓦利亚诺，FJ罗佩斯，JL巴塔利奥利，S佩伦特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]