[实用新型]一种用于气化炉或燃烧炉高温开孔区水冷防护结构

说明书

技术领域

本实用新型主要针对高温等离子气化炉、燃烧炉领域，具体来说是利用一种水冷防护结构来达到保护炉膛烧嘴或等离子火炬等高温开孔区附近耐火炉墙及本体结构的目的。

背景技术

在燃料燃烧、气化利用过程中，特别是在低热值燃料的气化工艺中，为了能将燃料中的能量最大限度转化为合成气化学能，有效减少合成气中焦油产生，则在维持一定气化温度情况下，炉膛内应尽可能采取减少吸热及散热损失的措施，高温炉膛被广泛采用。而耐火砖材料寿命则成为气化炉经济运行的瓶颈，因为气化炉内温度场是一种不均匀、不稳定的温度场，特别是烧嘴、助燃火炬等开孔区附近经常会出现耐火材料烧蚀、冲蚀，甚至局部过烧熔化的现象，严重影响耐火层使用寿命。

另外，在气化炉炉膛开孔区，钢结构本体受烟气高温辐射，温度很高，对钢结构材料热应力要求较高。由于开孔区的存在，这将潜在性地提高了气化炉本体造价。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于气化炉或燃烧炉高温开孔区水冷防护结构，以解决绝热炉膛中高温开孔区耐火层布置困难，耐火层易出现坑蚀、脱落等问题，能延长炉墙使用寿命，同时，能有效改善炉膛本体钢结构热应力工况环境。

为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种用于气化炉或燃烧炉高温开孔区水冷防护结构，包括：接口法兰、中间接管、冷却夹套、内销钉、外销钉、接口引入管、接口引出管、内套筒；其结构特征在于：接口法兰通过中间接头与冷却夹套连接；冷却夹套置于高温耐火层中，且通过内套筒支撑；内套筒内侧布置内销钉并填实耐火料；冷却夹套向火端或外侧布置用于增强捣打料与炉墙及夹套之间紧密连接的外销钉；接口法兰上分别设置与中间接头和冷却夹套相连通的接口引入管和接口引出管。

其中，冷却夹套为导热系数高的盘管状冷却套；盘管管径需依据不同烧嘴或火炬设备的接口尺寸而定。

其中，冷却夹套为铜质。

其中，冷却夹套盘管管径为20～50mm。

其中，内套筒内侧布置5～7排内销钉；冷却夹套向火端布置5～7排外销钉。

所有接头均为无泄漏密封焊接。

工作时，冷却工质从接口法兰的接口引入管流入，流过中间接头，进入冷却夹套中吸热升温后回流至接口法兰的接口引出管流出，再进入后续其他工艺或被冷却后循环利用。

其中，冷却工质为水，也可以为其他输送热流密度较高的流体，如含相变微粒溶液等。

其中，冷却水在冷却夹套3盘管内温升应控制在5.5℃以内。

本实用新型利用冷却工质如水冷换热原理，用嵌入耐火层的夹套结构作为换热器，来实现降低高温开孔区局部耐火层的温度，改善开孔区钢结构热工况环境的目的。

本实用新型的有益效果是：

1：解决了绝热炉膛烧嘴、助燃火炬、等离子火炬等开孔区工作温度高、工况恶劣带来的耐火层易失效、易腐蚀、易脱落等问题。

2：有效缓解了炉膛开孔区钢结构本体的热应力工况环境。

3：降低了实际运行过程中烧嘴或火炬的偏火对开孔区耐火层的危害风险。

附图说明：

以下结合实施实例及附图对本实用新型作进一步说明。

图1为一种用于气化炉高温开孔区水冷防护结构的结构示意图；

图2为图1的A向视图。

其中：接口法兰1；中间接管2；冷却夹套3；内销钉4；外销钉5；接口引入管6；接口引出管7；内套筒8。

具体实施方式：

本实用新型的水冷防护结构主要由接口法兰1，冷却夹套3，中间接头2及内销钉4、外销钉5组成。接口法兰1通过中间接头2与冷却夹套3连接，所有接头均为密封焊接，确保无泄漏。冷却工质水从接口法兰1的接口引入管6流入，流过中间接头2，进入冷却夹套3中吸热升温后回流至接口法兰1的接口引出管7流出，再进入后续其他工艺或被冷却后循环利用。

其中，冷却夹套3向火端布置5～7排外销钉5，用于增强捣打料与炉墙及套管之间的紧密连接。

其中，内套筒8内侧布置5～7排内销钉4，并填实耐火料，用于隔离炉膛烟气，避免金属管壁腐蚀，以及减少冷却套管对炉膛内的吸热。

其中，冷却夹套3盘管材质应选用导热系数高的材料，避免金属材料外壁超温，最佳材质为铜。

其中，冷却夹套3盘管管径D应为20～50mm，并需依据不同烧嘴、火炬等设备接口尺寸而定。

其中，冷却工质为水，也可以为其他输送热流密度较高的流体，如含相变微粒溶液等。

其中，冷却水在冷却夹套3盘管内温升应控制在5.5℃以内。