專利名稱：粉體余熱蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用高溫粉體余熱產(chǎn)生蒸汽的換熱設(shè)備，主要是提出一種粉體余熱蒸汽發(fā)生器，廣泛用于石油煉制等與高溫粉體有關(guān)的行業(yè)中，尤其適用于催化裂化再生器中的溫度調(diào)節(jié)。
在重油催化裂化中，再生放熱量經(jīng)常超過反應吸熱量，并且再生器溫度也需要控制和調(diào)節(jié)，常利用將部分再生催化劑冷卻的方法實現(xiàn)。本單位的專利90103413.4和92101532.1涉及此類技術(shù)。90103413.4專利中提出的氣控內(nèi)循環(huán)式催化劑冷卻器有三個主要特征1.采用氣動混合原理實現(xiàn)氣控，即粉體循環(huán)和換熱量均由氣體量控制。2.粉體循環(huán)在器內(nèi)完成，冷卻器內(nèi)設(shè)有粉體循環(huán)管，裝置內(nèi)的熱催化劑自頂部進入冷卻器，冷卻后在底部進入循環(huán)管，返回容器。3.換熱元件采用助片式單套管。專利92101532.1。對上述專利做了修改，主要特征在于將粉體(催化劑)循環(huán)管線移到冷卻器外部，其優(yōu)點是使冷卻器內(nèi)傳熱管布置更自由，有利于大型化，維修更方便。
以上兩種冷卻器的缺點在于1.調(diào)節(jié)范圍小，特別是在低負荷區(qū)域操作困難。2.粉體循環(huán)能耗高，循環(huán)需氣體壓力較高，內(nèi)循環(huán)需增壓0.03MPA左右，外循環(huán)時通常需增壓0.7WPa左右。3.內(nèi)循環(huán)時影響換熱管布置，維修時不宜拆裝。外循環(huán)時由于襯里限制，管徑較大，耗氣量大，通常60％～70％氣體用于維持輸送。4.以上技術(shù)雖然利用了粉體氣動混合原理實現(xiàn)氣控操作，但未能解決粉體燃料段氣固分層而導致的氣動作用失效問題，致使該段溫降很大，影響冷卻器效率。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種無換熱粉體循環(huán)的粉體冷卻設(shè)備，不需粉體循環(huán)用增壓氣，并使其具有操作范圍寬，易于調(diào)節(jié)的特點，用來冷卻固體顆粒，產(chǎn)生蒸氣。
本發(fā)明提出的主要技術(shù)方案是粉體余熱蒸氣發(fā)生器由粉體交換器、粉體冷卻器和水汽分離器三部分組成；熱粉體容器內(nèi)的高溫粉體經(jīng)粉體交換器向粉體冷卻器提供熱量和粉體，冷卻器內(nèi)熱粉體在氣體作用下呈流化狀態(tài)被冷卻器內(nèi)換熱管冷卻。粉體交換器與粉體冷卻器為上下串聯(lián)設(shè)置，水汽分離器與粉體冷卻器為上下同軸聯(lián)體結(jié)構(gòu)；粉體交換器設(shè)置有粉體氣動循環(huán)通道，通過循環(huán)增加冷熱粉體的交換量；粉體交換器內(nèi)設(shè)置有破氣節(jié)元件，其分為幾排并交錯排列設(shè)置。其可提高交換器下端出口粉體溫度。豎向設(shè)置的粉體冷卻器內(nèi)設(shè)置有換熱管和蒸氣加熱管。水汽分離器直接連接在冷卻器頂部，并用作冷卻器封蓋。
冷卻器內(nèi)縱向設(shè)置換熱管，作為供水管的內(nèi)管上部與水汽分離器連通，其底部與作為蒸發(fā)管的外管連通。
冷卻器內(nèi)縱向設(shè)置蒸汽加熱管，蒸汽在外管加熱，在內(nèi)管引出。
冷卻器的下部設(shè)置流化風進口并設(shè)置氣體分配器，其由兩個分配量不同的分配器并聯(lián)組成。
本發(fā)明提出的粉體余熱蒸汽發(fā)生器其冷卻器內(nèi)無粉體循環(huán)，節(jié)省了循環(huán)動力，安裝、維修更方便。粉體供熱段設(shè)置粉體循環(huán)通道，強化供熱能力；其內(nèi)構(gòu)件強化了粉體供給段氣動作用，增強了氣固接觸，提高了供熱溫度，使裝置的氣控效果明顯改善。雙功能粉體分配器，使操作彈性增大，調(diào)節(jié)更靈敏。水汽分離器與粉體冷卻器一體，結(jié)構(gòu)緊湊。換熱管束焊接在分離器下封頭或管板上，進水管自由放置，結(jié)構(gòu)簡單，可用來產(chǎn)生蒸汽，也可用于加熱蒸汽。
本發(fā)明提出的裝置氣耗低，操作彈性大，調(diào)節(jié)靈敏，結(jié)構(gòu)簡單。尤其明顯降低了粉體循環(huán)用氣的壓力，降低了能耗。
實施例附

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為圖1A-A剖面圖。
附圖3為圖1B-B剖面圖。
附圖4為圖1C向視圖。
結(jié)合附圖對本發(fā)明結(jié)構(gòu)加以進一步說明
如附圖1所示本發(fā)明由粉體交換器7、粉體冷卻器4和水汽分離器5三部分組成；熱粉體容器6內(nèi)的高溫粉體經(jīng)粉體交換器向粉體冷卻器4提供熱量和粉體。粉體交換器7和粉體冷卻器4為上下串聯(lián)設(shè)置。圖中管狀交換器7斜置分別與熱粉體容器6和粉體冷卻器4連通。粉體交換器7中設(shè)置有破氣節(jié)元件8，圖3，圖4給出破氣節(jié)元件設(shè)置示意圖。其為板狀結(jié)構(gòu)并分為幾排交錯排列設(shè)置，其作用是抑制汽體聚集、增加氣固接觸，促進粉體交換，其可提高交換器下端出口粉體溫度。粉體交換器7設(shè)置粉體氣動循環(huán)通道9。圖1中在粉體交換器7內(nèi)設(shè)置粉體局部循環(huán)管9，循環(huán)管安裝在交換器下部。粉體循環(huán)管9也可設(shè)置在粉體交換器7的外部，如圖1所示結(jié)構(gòu)。交換器7設(shè)置氣體接管10，用以使循環(huán)氣進入循環(huán)管9，把交換器下部低溫粉體送回熱粉體容器6，同等量的高溫粉體則同時自循環(huán)管9的外通道進入冷卻器4。循環(huán)管9和破氣節(jié)元件8的作用是使交換器內(nèi)的粉體攜帶更多的熱量供給冷卻器，提高效率。本發(fā)明的粉體冷卻器4豎直安裝，其內(nèi)的粉體在氣體作用下呈流化狀態(tài)，表觀氣速不大于0.6M/S。冷卻器4內(nèi)不設(shè)任何粉體循環(huán)器件，粉體為無循環(huán)的流化床狀態(tài)，即任何時間內(nèi)通過冷卻器同一橫截面的粉體通量為零，只有氣體粉體直接接觸實現(xiàn)熱量軸向傳遞。
本發(fā)明冷卻器4下部設(shè)有流化風進口。并設(shè)有氣體分配器1，它由分配量不同的分配器18和分配器19并聯(lián)構(gòu)成。當需要負荷小于設(shè)計值的30％時，分配器19起作用，當需要負荷為設(shè)計值的30～70％時，分配器18起作用，當需要負荷大于設(shè)計值的70％時，兩分配器都起作用。本發(fā)明提出的分配器使蒸汽發(fā)生器的操作范圍大大提高且在任意負荷下都易于調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的水汽分離器5與粉體冷卻器4為聯(lián)體結(jié)構(gòu)，水汽分離器直接連接在冷卻器頂部，并用作冷卻器封蓋，水汽分離器5內(nèi)設(shè)有除沫器11，分離出蒸汽中的水。水汽分離器下部設(shè)有進水口14，上部設(shè)有進汽口13，分別供冷相介質(zhì)進入裝置，產(chǎn)生的蒸汽在分離器頂部蒸汽出口12引出。
如圖1，本發(fā)明粉體冷卻器4內(nèi)設(shè)置換熱管2，其為單套管，內(nèi)管21為供水管，外管22為蒸發(fā)管。水自內(nèi)管頂部進入，經(jīng)內(nèi)管到達外管底部，在外管內(nèi)蒸發(fā)，向上流入水汽分離器5。蒸汽加熱管3為套管，蒸汽在外管加熱，在內(nèi)管引出。
本發(fā)明換熱管的外管上端焊接在管板15上，管板15在與換熱管2焊接處拔頭，使換熱管與管板形成對焊連接。
本發(fā)明換熱管2中部和下部設(shè)有固定架16，17以防止管束震動和變形。如圖2所示，本發(fā)明換熱管2的內(nèi)管21為自然懸掛結(jié)構(gòu)，內(nèi)管可自由移動，靠水汽作用自由定位，內(nèi)管上部焊有支點20，用于徑向限位。
權(quán)利要求
1.一種粉體余熱蒸汽發(fā)生器，由粉體交換器(7)、粉體冷卻器(4)和水汽分離器(5)三部分組成，本發(fā)明的特征是a.熱粉體容器(6)內(nèi)的高溫粉體經(jīng)粉體交換器(7)向粉體冷卻器(4)提供熱量和粉體，冷卻器(7)內(nèi)的熱粉體在氣體作用下為無循環(huán)的流化狀態(tài)被冷卻器冷卻，即任何時間內(nèi)通過冷卻器同一橫截面的粉體通量為零；b.粉體交換器(7)與粉體冷卻器(4)為上下串聯(lián)設(shè)置，粉體冷卻器(4)與水汽分離器(5)為上下同軸聯(lián)體結(jié)構(gòu)；c.粉體交換器(7)設(shè)置有粉體氣動循環(huán)通道，通過循環(huán)增加冷熱粉體的交換量；d.粉體冷卻器(4)的下部設(shè)置流化風進口并設(shè)置氣體分配器(1)，其由兩個分配量不同的分配器(18)(19)并聯(lián)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的粉體余熱蒸汽發(fā)生器，其特征是粉體交換器(7)為管狀結(jié)構(gòu)，其斜向設(shè)置兩端分別與熱粉體容器(6)和粉體冷卻器(4)連通。
3.按照權(quán)利要求1所述的粉體余熱蒸汽發(fā)生器，其特征是粉體交換器(7)設(shè)置的粉體氣動循環(huán)通道為局部循環(huán)管(9)，循環(huán)管(9)設(shè)置在粉體交換器(7)內(nèi)并位于下部位置，并設(shè)置為循環(huán)管(9)提供氣體的氣體接管(10)。
4.按照權(quán)利要求1所述的粉體余熱蒸汽發(fā)生器，其特征是粉體交換器(7)設(shè)置的粉體氣動循環(huán)通道為局部循環(huán)管(9)，局部循環(huán)管(9)設(shè)置在粉體交換器(7)的外部。
5.按照權(quán)利要求1所述的粉體余熱蒸汽發(fā)生器，其特征是粉體交換器(7)內(nèi)設(shè)置破氣節(jié)之件(8)，其為板狀結(jié)構(gòu)分為幾排并交錯排列。
6.按照權(quán)利要求1所述的粉體余熱蒸汽發(fā)生器，其特征是豎向設(shè)置的粉體冷卻器(4)內(nèi)設(shè)置有換熱管(2)，換熱管(2)為單套管；作為供水管的內(nèi)管(21)為自然懸掛結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于利用高溫粉體余熱產(chǎn)生蒸汽的換熱設(shè)備。其由粉體交換器、粉體冷卻器和水汽分離器組成,粉體交換器與粉體冷卻器為上下串聯(lián)設(shè)置,粉體冷卻器與水汽分離器為上下同軸連體結(jié)構(gòu);粉體交換器設(shè)置有粉體氣動循環(huán)通道,通過循環(huán)通道增加冷熱粉體的交換量;粉體冷卻器下部設(shè)置流化風氣體分配器,其由兩個分配量不同的分配器并聯(lián)構(gòu)成。本發(fā)明提出的裝置氣耗低,操作彈性大,調(diào)節(jié)靈敏,結(jié)構(gòu)簡單。尤其明顯降低了粉體循環(huán)用氣的壓力,降低了能耗。
文檔編號F28D19/00GK1355396SQ0012936
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者石寶珍, 牛風賓, 馬金虎 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司設(shè)備研究所