[发明专利]水冷壁组件和耐火砖气化炉的改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改造耐火砖气化炉的水冷壁组件和耐火砖气化炉的改造方法。

背景技术

在气流床气化技术投入工业运行的初期，由于技术等方面原因，为了保护气化炉的高压壳体，传统的气化炉均选用了结构简单的耐火砖作为耐压壳体的隔热保护层即为耐火砖气化炉。耐火砖气化炉要求原料煤灰熔点(FT)一般不超过1400℃，由此限制了对煤种的选择，而且耐火砖气化炉需要每年数次停车更换锥底耐火砖及定期更换全炉耐火砖，导致成本高，运行周期短，可用率低。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实的认识和发现：近年来，提出了采用水冷壁作为保护层的水冷壁气化炉。水冷壁气化炉与耐火砖气化炉相比具有优势，水冷壁气化炉不需要每年数次停车更换锥底砖及定期更换全炉砖，既为长周期安全运行创造了条件，也可节约购置昂贵的高铬耐火砖的大量资金。特别是采用水煤浆进料的水冷壁气化炉在点火方式和保护气系统方法得到了优化，炉体结构设计等工程技术进步使得水冷壁气化炉的投资和运行费用下降，炉外壁的温度降低和副产蒸汽热量基本平衡，保证了氧耗没有上升，气体质量没有下降，综合性能明显优于现存处于在用状态的采用水煤浆进料的耐火砖气化炉。但是由于早期投入使用且在用的气化炉均为耐火砖气化炉，无法采用干粉进料方式，并且成本高，运行周期短，可用率低。因此，如何用水冷壁气化炉替代在用的耐火砖气化炉成为一个需要解决的问题。发明人意识到，如果建造全新的水冷壁气化炉整体替代在用的耐火砖气化炉，整体废弃耐火砖气化炉，则会造成浪费，并且投资成本大，施工周期长。为此，本申请的发明人提出了将现有的耐火砖气化炉改造成水冷壁气化炉，改造不用整体废弃耐火砖气化炉，改造所需设备和改造工艺简单，施工周期短，投资成本显著降低，可以广泛地用于将现有在用的耐火砖气化炉改造为水冷壁气化炉。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于将耐火砖气化炉改造为水冷壁气化炉的水冷壁组件，利用该水冷壁组件，可以方便地将现有耐火砖气化炉改造为水冷壁气化炉，并且施工工艺简单，施工周期短，投资成本低。

本发明的另一目的在于提出一种将耐火砖气化炉的改造方法，利用该方法可以方便地将现有耐火砖气化炉改造为水冷壁气化炉，并且工艺简单，施工周期短，成本低。

根据本发明第一方面实施例的用于改造耐火砖气化炉的水冷壁组件，包括：壳体工作段，所述壳体工作段为筒状，所述壳体工作段的上端和下端均敞开，所述壳体工作段的壁上设有通孔；和膜式水冷壁，所述膜式水冷壁内具有工艺腔，所述膜式水冷壁设在所述壳体工作段内且与所述壳体工作段的内壁相连接。

另外，根据本发明上述实施例的水冷壁组件还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述膜式水冷壁与所述壳体工作段的内壁相焊接。

在本发明的一个实施例中，所述壳体工作段的下端和上端均设有壳体焊接坡口。

在本发明的一个实施例中，所述壳体工作段包括上段和下段，所述上段和下段通过法兰相连。

所述膜式水冷壁与所述壳体工作段的连接位置与所述壳体工作段的上端之间的距离小于所述连接位置与所述壳体工作段的下端之间的距离。

在本发明的一个实施例中，所述膜式水冷壁为由沿上下方向直线或螺旋延伸的管构成的圆筒状。

在本发明的另一个实施例中，所述膜式水冷壁包括圆筒段和锥形段，所述圆筒段由沿上下方向直线或螺旋延伸的管构成，所述锥形段由圆筒段的管延伸构成或沿上下方向叠置的环形管构成。

根据本发明第二方面实施例的所述壳体工作段，包括：筒段和上封头，所述上封头与所述筒段一体形成，所述筒段的下端敞开且所述筒段的上端由所述上封头封闭，所述筒段的壁上设有通孔；和膜式水冷壁，所述膜式水冷壁内具有工艺腔，所述膜式水冷壁设在所述壳体工作段内且与所述筒段的内壁相连接。

可选地，所述膜式水冷壁与所述壳体工作段的内壁相焊接。

所述筒段的下端设有壳体焊接坡口。

在本发明的一个实施例中，所述筒段包括上段和下段，所述上段和下段通过法兰相连。

所述膜式水冷壁与所述筒段的连接位置与所述筒段的上端之间的距离小于所述连接位置与所述筒段的下端之间的距离。

在本发明的一个实施例中，所述膜式水冷壁为由沿上下方向直线或螺旋延伸的管构成的圆筒状。

在本发明的另一个实施例中，所述膜式水冷壁包括圆筒段和锥形段，所述圆筒段由沿上下方向直线或螺旋延伸的管构成，所述锥形段由圆筒段的管延伸构成或沿上下方向叠置的环形管构成。