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用于燃氣發(fā)生器的受耐火材料保護的可替換嵌入件的制作方法

文檔序號:5130319閱讀:151來源:國知局
專利名稱:用于燃氣發(fā)生器的受耐火材料保護的可替換嵌入件的制作方法
背景技術(shù)
本發(fā)明涉及燃氣發(fā)生器,具體涉及一種新穎的燃氣發(fā)生器底盤的可替換嵌入件,以及一種新穎的用于保護燃氣發(fā)生器底盤的邊緣部分,特別是保護燃氣發(fā)生器底盤的可替換嵌入件的懸掛耐火磚。
燃氣發(fā)生器通常用來處理含碳燃料,例如煤、石油焦、燃氣和/或油,以便生產(chǎn)氫和一氧化碳的氣態(tài)混合物,例如煤氣、合成燃氣、還原氣體和燃料氣體。
在美國專利NO.2809104和5484554中示出的那種局部氧化燃氣發(fā)生器包括高溫反應室,該反應室由一層或多層絕熱耐火材料例如火泥磚包圍,這種磚也稱為耐火磚或耐火爐襯,最后用鋼外殼或用罐包住。
例如在美國專利NO.4443230和4491456中示出的加料噴射器可以用在先前說明專利的那種燃氣發(fā)生器中,以便將含碳燃料的漿液例如水煤漿向下噴入到燃氣發(fā)生器的反應室中,同時送入含氧氣體,以便進行局部氧化。
在這種燃氣發(fā)生器反應室工作期間,其溫度范圍約為2200-3000°F。操作壓力在10-200大氣壓。因此,流過加料噴射器噴口的水煤漿在燃氣發(fā)生器的操作溫度下通常將發(fā)生自燃。
在燃氣發(fā)生器中,水煤漿反應時,反應產(chǎn)物之一是氣態(tài)硫化氫,它是一種周知的腐蝕氣體。在氣化期間還形成熔化的或者液態(tài)爐渣,它是水煤漿和含氧氣體之間反應的副產(chǎn)品。爐渣也是一種周知的腐蝕劑,而且沿燃氣發(fā)生器的內(nèi)壁逐漸向下流到美國專利NO.5464592中所示的那種水浴中。該水浴冷卻從反應室流出的合成燃氣,而且還冷卻落入該水浴的爐渣。
在向下流的熔化爐渣流到水浴之前,該爐渣將流過燃氣底盤部分的窄道部分,并密集地流過一個淬冷環(huán)和流過通向水浴的下降管道。該淬冷環(huán)用鉻鎳鐵合金或鎳基合金例如Incoloy構(gòu)成,該環(huán)配置成可以將作為冷卻劑的水噴在下降管道的內(nèi)表面上。然而淬冷環(huán)的一些部分處在向下流的熔化爐渣的流路上,因此淬冷環(huán)可以接觸到熔化的爐渣。接觸該爐渣的那部分淬冷環(huán)可能達到約1800-2800°F的溫度。因此該淬冷環(huán)很容易受到高溫損傷和高溫化學腐蝕。該爐渣還可能凝固在該淬冷環(huán)上,并聚集起來形成爐瘤,該爐瘤可能限制或者最后堵塞該窄道的開口。另外,在該淬冷環(huán)上沉積的任何爐渣都可能降低淬冷環(huán)執(zhí)行其冷卻功能的能力。
在一種已知的燃氣發(fā)生器中,反應室的金屬底盤部分為顛倒錐形殼體的切頭圓錐形狀。該金屬底盤通常用壓力容器合金制作,該合金與制造燃氣發(fā)生器外殼或罐的合金相同。該燃氣發(fā)生器的窄道結(jié)構(gòu)形成在該燃氣發(fā)生器底盤的中心開口上。
該燃氣發(fā)生器的金屬底盤支承耐火材料例如陶瓷磚,該陶瓷磚覆蓋金屬底盤,同時也支承覆蓋在燃氣發(fā)生器底盤上面的燃氣發(fā)生器容器內(nèi)表面上的耐火材料。該燃氣發(fā)生器底盤還支承在下面的淬冷環(huán)和美國專利NO.464592中示出的那種下降管道。
窄道部分的燃氣發(fā)生器底盤外周邊緣通常還稱為前邊緣,該外周邊緣通常暴露在高溫、高速合成氣體(該合成氣體取決于原料的特性,可能夾帶腐蝕性的顆粒物)和爐渣形成的嚴酷條件下。該金屬底盤將在徑向方向(從燃氣發(fā)生器的中心軸線向外)受到腐蝕,開始腐蝕前邊緣,然后沿徑向向外腐蝕,直到高溫合成氣體產(chǎn)生的嚴酷條件與位于下面的淬冷環(huán)的冷卻作用相平衡。因此,這種金屬腐蝕作用將從燃氣發(fā)生器的中心軸線向外逐漸進行,直至達到“平衡”點或者“平衡”半徑。
該平衡半徑有時離燃氣發(fā)生器的中心軸線和底盤的前邊緣相當遠,因而會出現(xiàn)底盤不在能夠承受上面耐火磚的危險。如果耐火磚支承件處于危險狀態(tài),則燃氣發(fā)生器便需要過早停爐,以便修理底盤和替換窄道的耐火磚,這需要很長的時間和很繁重的勞動。
在燃氣發(fā)生器窄道部分的另一問題是,淬冷環(huán)的上部曲面將受到燃氣發(fā)生器燃燒室中整個輻射熱的作用,并受到包含飛灰和爐渣的高速高溫合成氣體的腐蝕/磨蝕作用。這種危險條件可能導致淬冷環(huán)的腐蝕,這種腐蝕如果嚴重,則可能造成強行停爐,停止氣化操作,以便進行必要的維修。如果上面的底盤已經(jīng)受到嚴重腐蝕,使淬冷環(huán)的更多部分受到高溫氣體和爐渣的作用,則這種腐蝕問題便進一步加重。
因此需要提供一種可替換的底盤嵌入件裝置,該裝置可使燃氣發(fā)生器的底盤相當容易地被修復。還需要提供一種保護底盤前邊緣的保護耐火裝置,這種保護的耐火裝置可以將底盤和位于下面的淬冷環(huán)的合金腐蝕率降低至最小。
本發(fā)明的目的和概要在本發(fā)明的若干目的中,應當注意到這一目的,即提供一種新穎的燃氣發(fā)生器底盤的可替換嵌入件以及一種新穎的用于保護燃氣發(fā)生器底盤邊緣的耐火裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種可以保護底盤邊緣和該底盤邊緣下面淬冷環(huán)的耐火裝置。本發(fā)明的再一目的是提供一種新穎的方法,以便維修在窄道開口部分的燃氣發(fā)生器金屬底盤,并提供一種新穎的可以延長窄道開口中燃氣發(fā)生器金屬底盤壽命的方法。
在下面可以部分地看出和指出本發(fā)明的其它目的和特征。
按照本發(fā)明,將一種新穎的、可替換的用于燃氣發(fā)生器的金屬嵌入件配置在位于窄道部分燃氣發(fā)生器的底盤邊緣上。該可替換的底盤邊緣嵌入件以有利于將來維修和/或替換底盤邊緣嵌入件的方式配置在燃氣發(fā)生器底盤的內(nèi)周前邊緣部分上。
底盤的邊緣部分形成為或者加工成具有預定的結(jié)構(gòu),而可替換的底盤邊緣嵌入件形成為具有互補的匹配結(jié)構(gòu)。形狀為環(huán)形的可替換底盤邊緣嵌入件具有徑向內(nèi)邊緣部分,該內(nèi)邊緣部分形成燃氣發(fā)生器金屬底盤的前邊緣。該可替換的底盤邊緣嵌入件還具有徑向外邊緣部分,該外邊緣部分具有與底盤已加工成的外周邊緣部分的結(jié)構(gòu)互補的預定匹配結(jié)構(gòu)。
該匹配結(jié)構(gòu)具有的幾何形狀能使可替換的底盤邊緣嵌入件和燃氣發(fā)生器的已加工的底盤邊緣嚙合,并且可以保持這種嚙合,而不用焊接在一起。因此,可替換的底盤邊緣嵌入件可以緊靠已加工的底盤邊緣配置,而且一旦裝配之后,便保持在該位置。由此有助于安裝和替換該可替換的底盤邊緣嵌入件。
例如在本發(fā)明的一些實施例中,該可替換的底盤邊緣嵌入件的匹配結(jié)構(gòu)具有不同的階梯形狀,而在另一些實施例中,該可替換的底盤邊緣嵌入件的匹配結(jié)構(gòu)具有公母榫形狀。因此,底盤邊緣和可替換的底盤邊緣嵌入件的互補配合構(gòu)成互補的嚙合裝置,使得可替換的底盤邊緣嵌入件可以與燃氣發(fā)生器底盤的已加工外周邊緣部分相嚙合。
該可替換的底盤邊緣嵌入件受到懸掛的耐火磚保護。各個懸掛耐火磚包括附屬部分,該附屬部分擱在該可替換底盤邊緣嵌入件徑向內(nèi)邊緣的一部分上,并且還覆蓋位于燃氣發(fā)生器窄道部分的燃氣發(fā)生器底盤下面的淬冷環(huán)的一部分上表面。本文中所用的術(shù)語“懸掛耐火磚”不僅包括許多這種磚,而且還表示一種獨特的磚。
在懸掛耐火磚和該可替換的底盤邊緣嵌入件之間以及在懸掛耐火磚和淬冷環(huán)上表面之間還配置一層耐火陶瓷纖維紙。
另外,在該可替換底盤邊緣嵌入件的徑向內(nèi)表面上,在淬冷環(huán)的上表面部分上配置一圈耐火陶瓷纖維繩。該耐火陶瓷纖維繩約束在懸掛耐火磚分別與該可替換底盤邊緣嵌入件和淬冷環(huán)之間。該懸掛耐火磚因此遮擋底盤邊緣,從而延長了燃氣發(fā)生器底盤的壽命,而且還擱在淬冷環(huán)的上表面部分上,因此也延長了淬冷環(huán)的壽命。
本發(fā)明還包括一種方法,這種方法有助于維修燃氣發(fā)生器底盤窄道開口的燃氣發(fā)生器金屬底盤。該方法包括加工窄道開口處燃氣發(fā)生器金屬底盤的內(nèi)周前邊緣部分,使得該內(nèi)周邊緣部分具有第一預定匹配結(jié)構(gòu)。該方法還包括形成具有徑向內(nèi)邊緣的可替換底盤邊緣嵌入件,該嵌入件形成位于窄道開口的金屬底盤的前邊緣或者自由邊緣。該形成步驟還包括形成可替換底盤邊緣嵌入件的徑向外邊緣,該外邊緣具有與第一預定匹配結(jié)構(gòu)互補的第二預定匹配結(jié)構(gòu)。另外,該方法包括將可替換底盤邊緣嵌入件配置在燃氣發(fā)生器底盤的已加工的內(nèi)周部分上,使得互補的第一和第二預定匹配結(jié)構(gòu)嚙合。一當完成這種配置,在一個實施例中為環(huán)形的可替換底盤邊緣嵌入件便固定就位,不需要將其焊接在燃氣發(fā)生器底盤的已加工邊緣上。
本方法還包括延長位于窄道開口的燃氣發(fā)生器金屬盤的壽命,因為懸掛耐火磚具有附屬部分,該懸掛耐火磚的附屬部分可以蓋住該可替換底盤邊緣嵌入件的自由端邊緣和位于該底盤下面的淬冷環(huán)的上表面。該方法還包括配置耐火陶瓷纖維紙,使其在懸掛耐火磚和可替換底盤邊緣嵌入件之間以及在懸掛耐火磚和淬冷環(huán)的上表面之間延伸。該方法還包括,在可替換底盤邊緣嵌入件的自由邊緣和位于懸掛耐火磚下面的淬冷環(huán)的上表面之間配置耐火陶瓷纖維繩。
因此,本發(fā)明包括要將在下面說明的結(jié)構(gòu)和方法,本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中說明。
附圖的簡要說明這些附圖是

圖1A是簡化的局部橫截面圖,示出包含本發(fā)明的圖7所示燃氣發(fā)生器的底盤部分和窄道部分;圖1B是圖1A中圓圈1B的放大結(jié)構(gòu)細節(jié)圖;圖2A是類似于圖1A的視圖,示出先有技術(shù);圖2B是放大細節(jié)圖,示出圖2A所示圓圈2B的結(jié)構(gòu);圖3A是平面圖,示出包含本發(fā)明一個實施例的可替換底盤邊緣嵌入件;圖3B是沿圖3A的線3B-3B截取的橫截面圖;圖3C是放大細節(jié)圖,示出圖3B所示圓圈3C的結(jié)構(gòu);圖4A-4C和圖5A-5C示出本發(fā)明可替換底盤邊緣嵌入部分的其它實施例;圖6A是簡化透視圖,示出包含本發(fā)明一個實施例的懸掛耐火磚;圖6B是其前視圖;圖6C是其頂視圖;圖6D是沿圖6C的線6D-6D截取的橫截面圖;圖7是簡化的局部示意圖,示出包含圖2A所示本發(fā)明實施例的燃氣發(fā)生器。
在附圖的若干圖中,相同的參考編號表示相應的部件。
詳細說明下面參考附圖,特別是參考圖7,燃氣發(fā)生器總的用編號10表示。
燃氣發(fā)生器10包括外部鋼罐或者外殼12,該外殼具有頂端頸部分14、氣化部分16和底盤部分20。該底盤部分20形狀為顛倒的圓錐形外殼的切頭錐形,以后稱為錐形底盤或者錐形底盤部分。在底盤部分20上的開口22還稱為窄道開口或者燃氣發(fā)生器窄道,該窄道通向淬冷部分和燃氣發(fā)生器的出口(未示出)。
參照圖2A,典型的已知燃氣發(fā)生器包括錐形底盤部分26,該部分由金屬構(gòu)成,該金屬基本上與制作燃氣發(fā)生器鋼外殼12的金屬相同。該錐形底盤部分26具有大體水平部分28,該水平部分具有自由邊緣30。該自由邊緣30還稱為前邊緣,具有大體彎曲的內(nèi)周,例如圓形的內(nèi)周邊緣,當然采用其它內(nèi)周形狀也是可能的。
由已知陶瓷材料作的耐火爐襯34配置在錐形底盤部分26和水平底盤部分28的上面。該耐火爐襯34還沿燃氣發(fā)生器外殼12的內(nèi)表面36向上延伸。在氣化過程中,該耐火爐襯34防止鋼外殼12和鋼的錐形底盤部分26包括水平部分28免于受到鋼件可能發(fā)生的極端高溫燒蝕和高溫化學腐蝕。
該耐火爐襯34通常包括圖2A示意示出的那種耐火磚,并用參考編號38表示。單獨的耐火磚38分別為三維結(jié)構(gòu),具有大體長方形的橫截面。
已知結(jié)構(gòu)的淬冷環(huán)40連接于水平底盤部分28的下表面,包括水冷系統(tǒng),該系統(tǒng)有助于降低位于上面的底盤部分28的溫度。因此,該淬冷環(huán)40有助于防止由燃氣發(fā)生器內(nèi)高溫燒蝕和高溫化學腐蝕造成的底盤部分28的金屬腐蝕,該淬冷環(huán)40很容易受到高溫燒蝕、高溫化學腐蝕以及爐渣的損害,特別是在其徑向上部內(nèi)表面部分50。
從耐火爐襯34上往下流入燃氣發(fā)生器窄道22的熔化爐渣也會損害水平底盤部分28的自由邊緣30和淬冷環(huán)40的表面50。
水平底盤部分28(圖2A)的金屬腐蝕通常是在自由邊緣30上最嚴重的,這種腐蝕通常從燃氣發(fā)生器10的中心軸44(圖2A和圖7)徑向向外到平衡半徑,雖然平衡邊界不一定在以燃氣發(fā)生器軸線44為中心的同一半徑。
作為簡單說明,該平衡半徑可以認為是在燃氣發(fā)生器軸線44和例如耐火磚34外部端表面46(圖2A)之間的徑向距離。
水平底盤部分28的逐漸腐蝕最后將會減弱底盤部分28的強度,可能減小到不能支承上面的耐火爐襯34。因此,便需要使燃氣發(fā)生器10停爐以便維修底盤部分28。這種維修工作通常包括替換一部分耐火爐襯34,包括替換耐火磚38,并可能需要維修或者替換淬冷環(huán)40。這種修補方法是很費時的,勞動強度大,而且花錢多。燃氣發(fā)生器的任何停爐操作均會造成相當大的經(jīng)濟損失。
為了解決底盤部分28的冶金腐蝕問題,淬冷環(huán)40的腐蝕問題以及耐火爐襯34的損壞問題,使對應于圖2A水平底盤部分28的水平底盤部分60(圖1A和圖1B)裝有例如用Incoloy825作的可替換底盤邊緣嵌入件62和由重疊的懸掛耐火磚66構(gòu)成的耐火磚環(huán)。該耐火磚66可用任何合適的已知的抗高溫成分構(gòu)成,可以滿足特定原料組成的耐火要求。
參照圖1A、1B、3A、3B和3C,在一個實施例中的可替換底盤邊緣嵌入件62其形狀為環(huán)形,包括徑向內(nèi)部分70和徑向外部分72。該徑向外部分72(圖3C)具有階梯形狀76,這種形狀也稱為匹配結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括大體水平表面78和隔開的垂直表面80和82。該可替換的底盤邊緣嵌入件還包括上、下水平表面84和86。
該可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70(圖3C)在88處相對于燃氣發(fā)生器軸44從上部水平表面84向脊部90徑向向內(nèi)和向下彎曲,在上部水平面84和彎曲表面88之間的相交線或鄰接部在圖3A中表示為一個圓92。該徑向內(nèi)部分70(圖3C)也從下部水平面86向脊部90在93處向上和徑向向內(nèi)彎曲。在徑向內(nèi)表面70上形成或切割有約為5mm寬的徑向熱膨脹槽口64(圖3A、3B和3C),該槽口從脊部90伸到定位線65(圖3C),該槽口稍微超過相交圓92。
水平底盤部分60(圖1B)形成為或者加工有加工邊緣94,該加工邊緣具有階梯形狀,也稱為匹配結(jié)構(gòu)。該加工邊緣94的匹配結(jié)構(gòu)與可替換底盤邊緣嵌入件62徑向外部分72上的階梯形狀76是互補的。因此,加工的邊緣94的匹配結(jié)構(gòu)可以以圖1A和1B所示的方式與可替換底盤邊緣嵌入件62徑向外部分72的匹配結(jié)構(gòu)嚙合。
圖3A和3B很清楚地示出,該可替換底盤邊緣嵌入件62為環(huán)形形狀,對應于水平底盤60加工邊緣94的外周形狀。嵌入件62的內(nèi)直徑取決于燃氣發(fā)生器的尺寸,直徑范圍從18英寸到50英寸。
應當注意到,加工邊緣94的外周可以是準確的圓形,也可以是任何一種或其它的對應于燃氣發(fā)生器10幾何形狀的幾何形狀。因此可替換底盤邊緣嵌入件62具有對應于底盤部分60加工邊緣94內(nèi)周的外周。
可替換底盤邊緣嵌入件62和底盤部分60加工邊緣94的匹配幾何形狀或者匹配結(jié)構(gòu)最好能使該可替換底盤邊緣嵌入件62能夠簡單地通過重力的作用保持與加工邊緣94的嚙合,因此,可以實現(xiàn)可替換底盤邊緣嵌入件62的安裝和/或替換,所需時間顯著少于常規(guī)修理燃氣發(fā)生器底盤所需的時間。
可替換底盤邊緣嵌入件62最好裝貼底盤部分60,形成一個單一的整體環(huán)。為了方便安裝可替換的底盤邊緣嵌入件62,可以將嵌入件62形成為或者切割成兩個或者三個長度大體相等的弧形段,然后作為分開的部分裝入到燃氣發(fā)生器中。隨后在安裝前,在燃氣發(fā)生器中,將嵌入件62的這些部分或弧段焊接成一個單一的結(jié)構(gòu)。因為該嵌入件62作為一個單一的整體結(jié)構(gòu)很難或者不可能進入到燃氣發(fā)生器10中。如果在以后需要維修燃氣發(fā)生器底盤和/或替換這種底盤,則這樣安裝的可替換底盤邊緣嵌入62件使得嵌入件62的維修和/或替換相當容易。
應當注意到,該可替換的底盤邊緣嵌入件62可以用比燃氣發(fā)生器外殼12和燃氣發(fā)生器底盤20的普通鋼合金更耐高溫和高溫化學腐蝕的合金制作。采用合金例如Incoloy825來形成和替換底盤邊緣嵌入件62將使底盤邊緣嵌入件的使用壽命大于用燃氣發(fā)生器底盤20同一種金屬制作的一般底盤邊緣部分的使用壽命。
可替換底盤邊緣嵌入件的其它實施例可以采用其它不同互補匹配結(jié)構(gòu)的水平底盤部分60。
可替換底盤邊緣嵌入件的另一實施例示于圖4A、4B和4C,總的采用編號100表示。該可替換底盤邊緣替換件100具有徑向外側(cè)匹配結(jié)構(gòu)102,該匹配結(jié)構(gòu)形成凸部分106和凹部分108。該可替換底盤邊緣嵌入件100具有徑向內(nèi)表面112,該表面與可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70完全相同。
在將可替換底盤邊緣嵌入件100裝在水平底盤部分60上之前,加工底盤部分60的邊緣(未示出)。使該邊緣具有與可替換底盤邊緣嵌入件100的凸部和凹部106和108互補的凹部和凸部匹配結(jié)構(gòu)。
如前面對可替換底盤邊緣嵌入件62所作的說明一樣,該可替換底盤邊緣嵌入件100可以分成兩個或者三個未焊接的部分裝入到燃氣發(fā)生器中,并在燃氣發(fā)生器中焊接成一個單一的嵌入件,然后將其定位,與底盤部分60的相應加工邊緣嚙合。
示于圖5A、5B和5C的另一實施例可替換底盤邊緣嵌入件總的用編號120表示。該可替換底盤邊緣嵌入件120包括徑向外表面122,該表面具有傾斜階梯形匹配結(jié)構(gòu)124。該可替換底盤邊緣嵌入件120還包括徑向內(nèi)表面128。該內(nèi)表面與可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70完全一樣。
在將該可替換底盤邊緣嵌入件120裝入到燃氣發(fā)生器之前,加工該水平部分60的邊緣,加工成與可替換底盤邊緣嵌入件120傾斜臺階形匹配結(jié)構(gòu)124互補的匹配結(jié)構(gòu)(未示出)。該可替換底盤邊緣嵌入件120可以形成為一個單一的整體件,然后切成兩片,或者形成為兩個分開的件。然后將這些分開的件裝入燃氣發(fā)生器,裝入方式與可替換底盤邊緣嵌入件62和100的方式相同。
還應當注意到,可以將兩個和三個分段的可替換底盤邊緣嵌入件作為單獨的分開部分配置在燃氣發(fā)生器底盤的加工邊緣上,而不用將其焊接成單體的環(huán)形結(jié)構(gòu)。然而當將不焊接的底盤邊緣嵌入件的分段部分裝在燃氣發(fā)生器底盤的加工邊緣上時,不焊接分段的相鄰端部應當具有端部貼端部的關系,這樣便可以形成一種楔形貼合配置。
參照圖1A和1B,該耐火爐襯34包括耐火磚,這種耐火磚也稱為火泥磚,具有耐火表面35,該表面直接受到燃氣發(fā)生器10氣化部分16中環(huán)境的作用,在氣化部分16中發(fā)生氣化反應。在窄道22上也配置耐火磚,該耐火磚的損耗速度大于在燃氣發(fā)生器中大多數(shù)其它的耐火磚。在窄道22上的耐火磚因此需要定期地更換,而爐子中其它部位的主要耐火材料34通??梢员3志臀唬B續(xù)使用。
各個單獨的懸掛磚66(圖1A、1B和圖6A-6D)包括頂部分132、兩個相對的側(cè)部分134和136、兩個相對的端部分140和142以及底部分144。該底部分144包括附屬部分150。該端部分140的高度相當短,而附屬部分150在端部分140的下面伸出預定的量。該附屬部分150最好這樣形成,使得相對的端部分142其高度相對較大。該附屬部分150的垂直延伸長度是耐火磚66的懸掛部分,約等于相對較短端部140和相對較長端部142之間高度之差,但是主要由底盤部分60的厚度決定。
如圖6C清楚示出的那樣,相對的兩側(cè)部分134和136彼此相對稍微張開,而相對端部分140和142則稍微彎曲。張開的側(cè)部分134和136以及稍微彎曲的端部分140和142所以這樣形成是因為相鄰的耐火磚66是沿窄道22的圓形外周配置的。
參照圖1A和1B,將懸掛磚66裝在燃氣發(fā)生器的窄道部分22上,使其重疊在可替換底盤邊緣嵌入件的上表面84(圖3C)上,并懸掛在可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70上面。該懸掛耐火磚66的附屬部分150(圖1B)也懸掛在淬冷環(huán)40的上表面部分42上。該附屬部分150因此可以對可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70提供保護,而且也對淬冷環(huán)40的上表面42提供保護,從而可以防止爐渣的集結(jié),這種爐渣可以凝固和集結(jié)在淬冷環(huán)的冷卻上表面上。這種爐渣的集結(jié)可能造成窄道22的堵塞和/或損壞淬冷環(huán)40。由懸掛磚66提供的這種保護可以延長燃氣發(fā)生器底盤和淬冷環(huán)40的壽命。
額定用于至少3000°F和厚度約6mm的耐火陶瓷纖維紙154例如配置在懸掛磚66和可替換底盤邊緣嵌入件62之間,并用適當?shù)挠袡C粘合劑固定就位。該耐火紙154(圖1B)也配置在附屬部分150和淬冷環(huán)40的上表面42之間。
例如(圖1B)橫截面約為13mm的一圈耐火陶瓷纖維繩156配置在可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70和淬冷環(huán)40的上表面42之間,位于耐火陶瓷纖維紙154的下面。該耐火繩156用適當?shù)挠袡C粘合劑固定就位。該懸掛耐火磚66用于包圍位于懸掛磚附屬部分150、可替換底盤邊緣嵌入件62的徑向內(nèi)部分70和淬冷環(huán)40上表面42之間的耐火陶瓷纖維繩156。
該耐火陶瓷纖維紙154和耐火陶瓷纖維繩156有助于盡量減少底盤邊緣和淬冷環(huán)上部曲面之間的熱傳導和熱對流,由此可以降低熱應力和降低這些部件的高溫腐蝕。耐火陶瓷纖維紙154和耐火陶瓷纖維繩156也可以降低懸掛耐火磚66受到的冷卻作用,這是有利的,因為高溫梯度造成高溫應力,增加了懸掛耐火磚66碎裂的危險。
由盤繞不銹鋼帶做的鑄入石墨的已知環(huán)形襯墊160也配置在淬冷環(huán)40分別與底盤部分60和可替換底盤邊緣嵌入件62之間,以便增強淬冷環(huán)對可替換底盤邊緣嵌入件62和底盤部分60的冷卻作用,并在這些部件之間形成氣密的阻擋層。
在安裝懸掛耐火磚66時,最好在接觸耐火陶瓷纖維紙154的底表面144上不涂上灰漿,因為灰漿可以顯著降低或者消除需要耐火陶瓷纖維紙154的絕熱特性。
覆蓋可替換底盤邊緣嵌入件62的懸掛耐火磚66可以提高燃氣發(fā)生器底盤60的壽命,也可以提高淬冷環(huán)40的壽命。然而,也可以采用懸掛耐火磚66用來保護具有非替換的前邊緣露出的燃氣發(fā)生器底盤。
從上述說明可以明顯看出的本發(fā)明的一些優(yōu)點,包括容易安裝和容易從燃氣發(fā)生器上取下來的可替換底盤邊緣嵌入件,由此可以加快和簡化底盤的維修操作。該可替換底盤邊緣嵌入件的另一優(yōu)點是,它的抗高溫和抗高溫化學腐蝕的性能好于普通鋼作的燃氣發(fā)生器底盤。另一優(yōu)點是,提供一種具有附屬部分的懸掛耐火磚,該附屬部分可以對底盤邊緣和淬冷環(huán)提供耐火屏蔽。增加燃氣發(fā)生器底盤和淬冷環(huán)的操作壽命可以盡量降低燃氣發(fā)生器的停爐時間,從而增加燃氣發(fā)生器的產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。
另一優(yōu)點是提供一種新穎的方法,該方法通過在窄道開口上安裝可替換的底盤邊緣嵌入件可以增加燃氣發(fā)生器金屬底盤維修的方便性,同時還提供一種新穎的方法,這種方法通過在懸掛耐火磚上形成附屬部分而提高在窄道開口處的燃氣發(fā)生器金屬底盤的壽命,該附屬部分重疊在可替換的底盤邊緣嵌入件上。因此,具有這種附屬部分的懸掛耐火磚可以蓋住可替換底盤邊緣嵌入件,而且還可以在窄道開口處蓋住位于燃氣發(fā)生器底盤下面的淬冷環(huán)的容易受損的表面。
從上面說明可以看出,已經(jīng)達到本發(fā)明的若干目的以及得到其它的許多有利結(jié)果。因為在上述結(jié)構(gòu)和方法中可以進行許多改變而不超出本發(fā)明的范圍,所以包含在上述說明中或者示于附圖中的所有部件應當被認為是例示性的,沒有限制意義。
權(quán)利要求
1.一種燃氣發(fā)生器,具有窄道部分和在窄道部分的具有窄道開口的金屬底盤,金屬底盤上的窄道開口由燃氣發(fā)生器金屬底盤的內(nèi)側(cè)邊緣形成,而該燃氣發(fā)生器金屬底盤具有放在上面的耐火材料,其特征在于,包括在金屬底盤內(nèi)側(cè)邊緣上的覆蓋燃氣發(fā)生器底盤耐火材料的懸掛耐火磚,該懸掛耐火磚具有兩個相對的端部分、兩個相對的側(cè)部分、頂部分和底部分,該底部分包括附屬部分,該附屬部分具有伸出預定長度的垂直長度,位于相對端部分中的一個部分的下面,選擇該附屬物的垂直延伸長度,使其懸掛在燃氣發(fā)生器金屬底盤的一部分內(nèi)側(cè)邊緣上。
2.如權(quán)利要求1所述的懸掛耐火磚,其特征在于,該附屬部分這樣形成,使得兩個相對端部分中的一個端部分其高度相對較短,而另一個相對端部分其高度相對較長,而且該附屬部分的垂直延伸長度約等于相對較短端部分和相對較長端部分之間高度之差。
3.如權(quán)利要求1所述的懸掛耐火磚,其特征在于,一個淬冷環(huán)配置在燃氣發(fā)生器底盤的下面,位于燃氣發(fā)生器底盤的內(nèi)側(cè)邊緣,該淬冷環(huán)具有上表面,其中所選擇的附屬部分垂直長度足夠長,從而可以懸掛在淬冷環(huán)的上面。
4.如權(quán)利要求3所述的懸掛耐火磚,其特征在于,在懸掛耐火磚和燃氣發(fā)生器底盤之間以及在懸掛耐火磚和淬冷環(huán)上表面之間配置耐火陶瓷纖維紙。
5.如權(quán)利要求3所述的懸掛耐火磚,其特征在于,在懸掛耐火磚的下面和燃氣發(fā)生器底盤和淬冷環(huán)的上表面之間配置耐火陶瓷纖維繩。
6.一種燃氣發(fā)生器,具有窄道部分和位于窄道部分的具有窄道開口的金屬底盤,在金屬底盤上的窄道開口由金屬底盤的內(nèi)邊緣部分形成,該燃氣發(fā)生器金屬底盤具有上覆的耐火材料,其特征在于,包括可替換的金屬底盤邊緣嵌入件,該嵌入件定位在燃氣發(fā)生器金屬底盤的內(nèi)側(cè)邊緣部分,同時加工該內(nèi)側(cè)邊緣部分,使得在橫截面上形成第一預定匹配結(jié)構(gòu),該可替換的底盤邊緣嵌入件具有形成金屬底盤前邊緣或者自由邊緣的徑向內(nèi)邊緣部分和徑向外邊緣部分,該徑向外邊緣部分在橫截面上形成第二預定匹配結(jié)構(gòu),該第二預定匹配結(jié)構(gòu)與加工的內(nèi)側(cè)邊緣部分的第一預定匹配結(jié)構(gòu)互補,從而可以使可替換金屬底盤邊緣嵌入件與燃氣發(fā)生器金屬底盤的加工的內(nèi)側(cè)邊緣部分嚙合,使得可替換金屬底盤邊緣嵌入件形成燃氣發(fā)生器金屬底盤的可取下延伸部分。
7.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該可替換底盤邊緣嵌入件的徑向外部邊緣部分在橫截面上為階梯形狀,并與燃氣發(fā)生器底盤的已加工內(nèi)側(cè)邊緣部分的階梯橫截面形狀相互補,從而使得可替換底盤邊緣嵌入件可替換地配置在燃氣發(fā)生器底盤的已加工內(nèi)側(cè)邊緣上。
8.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該可替換底盤邊緣嵌入件的徑向外側(cè)邊緣部分在橫截面上具有舌形件和槽,這些舌形件和槽可與燃氣發(fā)生器底盤的已加工內(nèi)側(cè)邊緣上的舌形件和槽互補,從而使得該可替換底盤邊緣嵌入件可與燃氣發(fā)生器底盤加工內(nèi)側(cè)邊緣部分上的舌形件和槽進行可替換地匹配。
9.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該可替換底盤邊緣嵌入件的徑向外側(cè)邊緣部分包括互補匹配裝置,該互補匹配裝置與燃氣發(fā)生器底盤已加工內(nèi)側(cè)邊緣上的匹配裝置互補,因而該可替換底盤邊緣嵌入件可替換地配置在燃氣發(fā)生器底盤的已加工內(nèi)側(cè)邊緣部分上。
10.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該可替換底盤邊緣嵌入件是一個環(huán)形部件。
11.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該可替換底盤邊緣嵌入件是由許多圓弧段構(gòu)成的環(huán)形件。
12.如權(quán)利要求6所述的可替換底盤邊緣嵌入件,其特征在于,該燃氣發(fā)生器金屬底盤具有上覆的耐火材料,改進還包括在燃氣發(fā)生器底盤內(nèi)側(cè)邊緣上的覆蓋燃氣發(fā)生器底盤耐火材料的懸掛耐火磚,該懸掛耐火磚具有兩個相對端部分、兩個相對側(cè)部分、頂部分和底部分,該底部分包括附屬部分,該附屬部分具有從兩個端部分中一個端部分下面伸出預定距離的垂直長度,該附屬部分的垂直長度可以選擇,使其懸掛在燃氣發(fā)生器金屬底盤一部分內(nèi)側(cè)邊緣的上面。
13.如權(quán)利要求12所述的組合裝置,其特征在于,這樣形成該附屬部分,使得兩個相對端部分中的一個部分其高度相對較短,而另一個相對端部分其高度相對較長,而且該附屬部分的垂直長度約等于相對較短端部分高度和相對較長端部分高度之差。
14.如權(quán)利要求12所述的組合裝置,其特征在于,淬冷環(huán)在燃氣發(fā)生器底盤的內(nèi)側(cè)邊緣部分位于該燃氣發(fā)生器底盤的下面,而且淬冷環(huán)具有上表面;改進包括選擇的附屬部分的垂直長度,使其長到足以懸掛在淬冷環(huán)的上表面上面。
15.如權(quán)利要求14所述的組合裝置,其特征在于,在懸掛耐火磚和可替換底盤邊緣嵌入件之間以及在懸掛耐火磚和淬冷環(huán)上表面之間配置耐火陶瓷纖維紙。
16.如權(quán)利要求14所述的組合裝置,其特征在于,在該可替換底盤邊緣嵌入件和淬冷環(huán)上表面之間以及在懸掛耐火磚的下面配置耐火陶瓷纖維繩。
17.一種有利于維修位于燃氣發(fā)生器底盤窄道出口處的燃氣發(fā)生器金屬底盤的方法,該方法包括a)加工在窄道開口的燃氣發(fā)生器金屬底盤的內(nèi)側(cè)邊緣,使得該內(nèi)側(cè)邊緣部分在橫截面上具有第一預定的匹配結(jié)構(gòu);b)形成可替換底盤邊緣嵌入件,該嵌入件具有在窄道開口處構(gòu)成金屬底盤自由邊緣的徑向內(nèi)邊緣,并形成徑向外邊緣,該外邊緣在橫截面上具有第二預定匹配結(jié)構(gòu),該匹配結(jié)構(gòu)與加工的內(nèi)側(cè)邊緣部分的第一預定匹配結(jié)構(gòu)互補;c)將可替換底盤邊緣嵌入件定位在燃氣發(fā)生器底盤上加工的內(nèi)側(cè)邊緣部分上,使得相應的加工內(nèi)側(cè)邊緣部分與可替換底盤邊緣嵌入件的互補的第一和第二預定匹配結(jié)構(gòu)嚙合,造成可以從該加工的內(nèi)側(cè)邊緣部分上取下該可替換底盤邊緣嵌入件。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,還包括在窄道開口位置配置具有附屬部分的懸掛耐火磚,以便覆蓋一部分可替換底盤邊緣嵌入件,該附屬部分伸入到窄道開口中,從而覆蓋在窄道開口處的可替換底盤邊緣嵌入件的一部分自由邊緣和覆蓋位于燃氣發(fā)生器金屬底盤下面的淬冷環(huán)的一部分上表面。
19.如權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,還包括提供一種在懸掛耐火磚和可替換底盤邊緣嵌入件之間延伸的以及也在懸掛耐火磚和淬冷環(huán)上表面之間延伸的耐火陶瓷纖維紙。
20.如權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,還包括在可替換底盤邊緣嵌入件的自由端和淬冷環(huán)上表面之間以及在懸掛耐火磚的下面配置耐火陶瓷纖維繩。
全文摘要
一種燃氣發(fā)生器(10)的可替換嵌入件,包括可替換的底盤邊緣嵌入件(62),該嵌入件形成為具有與燃氣發(fā)生器底盤(60)的匹配結(jié)構(gòu)(94)互補的匹配結(jié)構(gòu)(76)。這兩個匹配結(jié)構(gòu)(76、94)的幾何形狀使得在底盤邊緣嵌入件(62)和燃氣發(fā)生器底盤(60)之間可以形成可拆開的嚙合。該底盤邊緣嵌入件(62)受到環(huán)形配置的懸掛耐火磚(66)的保護,各個耐火磚包括附屬部分(150)。各個附屬部分(150)覆蓋底盤邊緣嵌入件(62)的徑向內(nèi)側(cè)邊緣(70)和位于下面的淬冷環(huán)(40)的一部分上表面部分(42)。在懸掛磚(66)分別與底盤邊緣嵌入件(62)和淬冷環(huán)(40)之間配置耐火陶瓷纖維紙(154)。另外,在淬冷環(huán)(40)上表面(42)的上面和在底盤邊緣嵌入件(62)的徑向內(nèi)邊緣(70)上配置耐火陶瓷纖維繩(156),該繩由附屬部分(150)覆蓋。
文檔編號C10J3/46GK1620494SQ03802553
公開日2005年5月25日 申請日期2003年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月23日
發(fā)明者約翰·C·格朗, 約翰·D·溫特 申請人:德士古發(fā)展公司
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