冷圈煤分布器搅拌器
图4-3-24 煤分布器、搅拌器和冷圈示意图
(3)炉篦设在气化炉的底部,它的主要作用是支撑炉内燃料层,均匀地将气化剂分布到气化炉横截面上,维持炉内各层的移动,将气化后的灰渣破碎并排出,所以炉篦是保证气化炉正常连续生产的重要装置。
早期的鲁奇加压气化炉炉篦为环形送风的平炉篦,由于平炉篦布气不均匀,灰渣中残碳含量高,并且仅能用于气化非黏结性煤,故而在后期的气化炉中已不再使用这种炉篦,现在运行的装置在设计上(或经改造)大多采用宝塔形炉篦。宝塔形炉篦一般由四层依次重叠成梯锥状的炉篦块及顶部风帽组成,共五层炉篦,它们依次用螺栓固定在布气块上,如图4-3-25所示。 炉箅1#稳压室2#3#4#导流结构气化剂入口 图4-3-25 宝塔形炉篦图
炉篦整体由下部的支推盘支撑,支推盘由焊接在炉体内壳上的三个内通锅炉水的三角锥形筋板支撑,其内部的锅炉冷却水与夹套相通,形成水循环,以防止三角形支撑筋板过热变形。一般炉篦总高度为1.2m,为便于将炉篦从气化炉上孔吊入炉内安装,除第一、第二为整体外,其余分为:第三层2块,第四、第五层三块。炉篦是通过两个对称布置的小齿轮传动带动同一个大齿轮而转动的,两个小齿轮通过大轴与炉外的减速机连接。减速机由液压电动机(或变频电动机)带动。
炉篦的传动功率一般考虑以下几个方面的因素: ①克服燃料层对灰渣错动产生的摩擦阻力; ②克服灰刮刀加工内灰刮入下灰室的阻力; ③克服炉篦在满料操作下与止推轴承的摩擦阻力; ④炉内有结渣时破除大渣块的储备功率; ⑤备用系数。
根据经验,第三代Ф3.8m气化炉宝塔形炉篦驱动液压电动机(或电动机)功率一般为45kW,最大扭距为2X450kN.m。
由于炉篦工作环境为高温灰渣,所以炉篦的材质一般选用耐磨、耐热、耐灰渣腐蚀的铬锰铸钢16Mo5,在其表面、堆焊有硬质合金E20-50-2CT,并焊有一些硬质合金耐磨条。在最下层炉篦下设有用语排灰的刮刀,可将大块灰渣破碎,并从炉内刮至灰锁。刮刀安装位置在铸造时留好的三个位置,根据所气化煤的灰分决定实际安装的数量。
支撑炉篦的止推轴承形如圆盘,为滑动摩擦。为减小摩擦系数,一般用高压润滑油泵将耐高温的润滑油经油管导入止推轴而进行润滑,以保证炉篦的安全平稳运行。
2.煤锁
煤锁是用于向气化炉内间歇加煤的压力容器,它通过泄压、充压循环将存在于常压煤仓中的原料煤加入高压的气化炉内。以保证气化炉的连续生产。煤锁包括两部分:一部分是连接煤仓与煤锁的煤溜槽,它由控制加煤的阀门——溜槽阀及煤锁上锥阀组成—将煤加入煤锁;另一部分是煤锁及煤锁下阀,它将煤锁中的煤加入气化炉内。煤锁的结构示意图如图4-3-26所示。 图4-3-26 所示煤锁的结构示意图
早期的气化炉煤锁溜槽多采用插板型阀来控制由煤仓加入煤锁的煤量,它的优点是结构简单,由射线料位计检测煤锁快满时上阀不能关闭严密。第三代以后的气化炉都已改为圆筒型溜槽阀,这种溜槽阀为一圆筒,两侧孔正好对准溜煤通道,煤就会通过上阀上部的圆筒流入煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个圆筒,它的直径比溜槽阀的圆筒小,两侧也开有溜煤孔。当上阀向下打开时,圆筒以外的煤锁空间流不到煤,当上阀提起关闭时,圆筒内的煤流入煤锁。这样只要溜煤槽在一个加煤循环时开一次,煤锁就不会充得过满,从而避免了仪表失误造成的煤锁过满而停炉。其工作示意图如图4-3-27所示。
煤煤煤煤(a)加煤时(b)关闭时 图4-3-27 圆筒阀结构图 煤锁本体是一个承受交变载荷的压力容器,操作设计压力与气化炉相同,设计温度为200℃,材质为锅炉钢或普通低合金钢制作,壁厚一般在50mm以上。
煤锁设计几何容积一般按下式计算:
V=G/1000Kny
式中 V—煤锁的几何容积,m3; G—气化炉每小时加煤量,kg/h; K—煤锁充满系数,通常取K=0.8;
n—每小时加煤次数(次/h)一般按2次/h考虑; y—煤的堆密度,t/m3;
煤锁上、下锥型阀的密封非常重要,一旦出现泄露将会造成气化炉的运行中。煤锁上、下阀的锥形阀头一般为铸钢件,并在与阀座的密封处堆焊硬质合金,阀头上的硬质合金宽度为30mm,阀座的密封面也采用堆焊硬质合金,宽度与阀头相同。一般要求堆焊后的密封面硬度为HRC>48。
煤锁上锥阀由于操作温度较低,一般采用硬质合金和氟橡胶两道密封。即在阀座上开槽,将橡胶密封圈嵌入其中,构成了软碰硬和硬碰硬的双道密封,这样能延长上阀的使用寿命。煤锁上、下锥型阀的设计上还采用了自压锁紧形
式,即在阀门关闭后,由于受气化炉或煤锁内压力的压迫,使阀头受到向上力的作用,即便误操作阀门也不会自行打开,从而避免高温煤气外漏,保证了气化炉的安全运行。煤锁上、下阀的结构见图4-3-28。 4-3-28 煤锁上、下阀的结构图 3.灰锁
灰锁是将气化炉炉篦排出的灰渣通过升、降压间歇操作排出炉外,而保证了气化炉的连续运转。灰锁同煤锁都是承受交变载荷的压力容器,但灰锁由于是储存气化后的高温灰渣,工作环境较为恶劣,所以一般灰锁设计温度为470℃,并且为了减少灰渣对灰锁内壁的磨损和腐蚀,一般在灰锁筒体内部都衬有一层钢板,以保护灰锁内壁,延长使用寿命。第三代炉灰锁结构如图4-3-29所示。
图4-3-29 灰锁结构图