專利名稱:多級(jí)汽封器的制作方法
本發(fā)明屬于一種用于煤氣發(fā)生爐探測(cè)孔的多級(jí)汽封器。
處于理想狀態(tài)運(yùn)行的移動(dòng)床煤氣發(fā)生爐，其予熱段、干餾段、氣化段、燃燒段應(yīng)依次下移。但在實(shí)際運(yùn)行中很難作到各段截面的理想均衡分布，其影響因素包括煤粒度、煤的物化性質(zhì)(如粘結(jié)性、熱穩(wěn)定性等)、加料方式、氣化劑分配方式等。為了測(cè)試、調(diào)整和控制爐內(nèi)的工況狀態(tài)，往往需要在爐頂設(shè)置多個(gè)探火孔，以便用金屬探釬伸進(jìn)爐內(nèi)探測(cè)，探測(cè)孔汽封器的作用在于使處于正壓或負(fù)壓狀態(tài)的煤氣發(fā)生爐，在金屬探釬伸入爐內(nèi)時(shí)，用一層汽幕封住，使?fàn)t內(nèi)的煤氣不沖出。其基本結(jié)構(gòu)是在探測(cè)孔的管壁上，開一個(gè)環(huán)隙，使蒸汽、CO2、N2或煤氣等能源介質(zhì)，以一定的角度噴入探測(cè)孔，形成一層具有一定厚度的汽幕，把探測(cè)孔密封起來(lái)。已有技術(shù)是一層環(huán)隙，在蒸汽壓力為2-3kg/cm2時(shí)，可封住的爐內(nèi)壓力不大于150mm H2O，當(dāng)用作冷煤氣時(shí)，為了增壓不得不采用現(xiàn)行的二級(jí)排送流程，即爐前鼓風(fēng)，爐后給煤氣增壓。為了滿足更高的爐內(nèi)壓力的要求，曾試驗(yàn)過把汽封蒸汽壓力提高到5kg/cm2以上的單層汽封器，但由于噪聲大，振動(dòng)劇烈，蒸汽耗量過多，所以無(wú)法使用。
本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種汽封蒸汽壓力低、蒸汽耗量少而且可封的爐內(nèi)壓力高的汽封器。
本發(fā)明的主要技術(shù)特征在于采用多級(jí)或多層汽幕。根據(jù)爐內(nèi)壓力的大小，可設(shè)計(jì)為雙層、三層甚至四層。其次是參數(shù)最佳化。所說的參數(shù)主要是指噴出蒸汽的環(huán)隙寬度t、汽封蒸汽壓力p、蒸汽噴射方向與探火孔軸線的夾角α以及被控的爐內(nèi)壓力。對(duì)于雙層汽封器，上述參數(shù)的相互關(guān)系如下式p＝1318t+765P-1597 mmH2O其中，t＝0.5-1.5mm，P＝0.5-5kg/cm2所說的α角，可為20°-60°，一般為25°-45°，最佳為30°，爐內(nèi)壓力高時(shí)，α角應(yīng)采用較小的角度。汽幕的層數(shù)由爐內(nèi)壓力的大小而定。爐內(nèi)壓力高時(shí)，應(yīng)增加層數(shù)，一般時(shí)，以三層為佳。
與已有的單層汽封器相比，本發(fā)明的多層汽封器有顯著的優(yōu)點(diǎn)表1 已有技術(shù)與本發(fā)明的對(duì)比
如表1和圖2所示，當(dāng)被控的爐內(nèi)壓力相同時(shí)，采用本發(fā)明的多級(jí)汽封器可大大降低汽封蒸汽的壓力。特別是把汽封蒸汽的壓力降到1kg/cm2以下時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用上有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一般采用的汽封汽是全部或部分地采用煤氣爐水夾套自身產(chǎn)生的蒸汽，在爐內(nèi)蒸汽壓力800mm H2O左右時(shí)，如果要求的汽封蒸汽壓力在1kg/cm2以上時(shí)，就必須把煤氣爐夾套設(shè)計(jì)成壓力容器。采用本發(fā)明后，同樣的爐內(nèi)工況條件下，可以把原設(shè)計(jì)為壓力容器的煤氣爐夾套改為非壓力容器，從而大大降低了對(duì)材質(zhì)、制造和檢驗(yàn)的要求，其成本當(dāng)然也可以降低。
用作燃料的冷煤氣，要求較高的煤氣壓力，由于單層汽封可封的爐內(nèi)壓力低，所以不得不采用現(xiàn)行的兩級(jí)排送的流程。采用本發(fā)明后，可以簡(jiǎn)化為一級(jí)排送，這不僅節(jié)約了設(shè)備投資，也提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性，從而避免了由于兩級(jí)排送失調(diào)可能引起的嚴(yán)重后果。
對(duì)于大批水煤氣或半水煤氣的生產(chǎn)裝置，其爐內(nèi)壓力更高，過去用金屬釬探測(cè)爐內(nèi)情況時(shí)，不得不停爐探測(cè)。采用本發(fā)明后，可以封住很高的爐內(nèi)壓力，從而避免了這類爐型的停爐探測(cè)，所以提高了煤氣爐的運(yùn)行效率，增加了煤氣產(chǎn)量，提高了煤氣的質(zhì)量和爐子的熱效率，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
采用本發(fā)明后，在同樣爐內(nèi)工況條件下，可以大大降低蒸汽的消耗量。
本發(fā)明探測(cè)孔的壓蓋由薄板組焊而成，它適用于煤氣發(fā)生爐的各種壓力等級(jí)范圍，輕巧方便，密封性能好。
圖1為三級(jí)(層)汽封器示意圖。1為帶手柄的園頭壓緊螺桿，2為活動(dòng)堵頭，3為汽封蓋，4為橫桿，5為掛鉤，6為蒸汽管進(jìn)口，7為汽封器底殼，8為蒸汽腔。α為蒸汽噴射方向與探測(cè)孔軸線的夾角，t為環(huán)隙的厚度，H為環(huán)隙間距，d為探測(cè)孔徑的最小直徑，β為園臺(tái)形探測(cè)孔母線與軸線的夾角，P表示汽封蒸汽壓力，p表示爐內(nèi)壓力。如圖1所示的三級(jí)汽封器處于不使用狀態(tài)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1，使活動(dòng)壓頭壓緊。為要開啟汽封，首先將蒸汽進(jìn)口管上的蒸汽閥打開，使汽封蒸汽經(jīng)6進(jìn)入汽腔8，分三層經(jīng)環(huán)隙進(jìn)入探測(cè)孔，封住探測(cè)孔。然后，反時(shí)針旋轉(zhuǎn)手柄1，松動(dòng)壓緊的活動(dòng)堵頭2，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掛鉤5，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)橫桿4，把探測(cè)孔完全打開，從探測(cè)孔內(nèi)插入探釬或檢驗(yàn)工具，在汽封狀態(tài)下進(jìn)行操作。操作完畢后，按以上開啟程序進(jìn)行逆行操作，又恢復(fù)到不使用的狀態(tài)。
圖2表示可封的爐內(nèi)壓力與汽封蒸汽壓力的關(guān)系。X坐標(biāo)表示汽封蒸汽壓力，單位kg/cm2，Y坐標(biāo)表示可封的爐內(nèi)壓力，單位mmH2O，1為現(xiàn)有單級(jí)汽封器，蒸汽耗量＜250kg/H，2為本發(fā)明的兩級(jí)汽封器，蒸汽耗量＜250kg/H，3為本發(fā)明的三級(jí)汽封器，蒸汽耗量＜150kg/H。由圖可知，在同汽封壓力下，可封的爐內(nèi)壓力隨汽封級(jí)數(shù)的增加而顯著增加。
實(shí)施例1二級(jí)汽封器，用于爐內(nèi)壓力1660mmH2O的半水煤氣發(fā)生爐，每臺(tái)爐子的處理量為4000m3/H。汽封器的主要參數(shù)如下α＝30°，t＝0.8mm，d＝35mm，β＝7.5°，H＝22mm，P＝3kg/cm2汽封蒸汽進(jìn)口管徑為1吋，活動(dòng)堵頭為球形，探測(cè)孔由鑄鐵制成，試用半年，結(jié)果表明，在爐內(nèi)壓力高達(dá)1600mmH2O的情況下，完全可以實(shí)現(xiàn)不停爐探測(cè)。
實(shí)施例2三級(jí)汽封器，用于爐內(nèi)壓力為800mmH2O的煤氣發(fā)生爐，爐內(nèi)徑為2米，產(chǎn)氣量3000m3/H，汽封器的主要參數(shù)為α＝30°，t＝0.8mm，d＝22mm，β＝7.5°。H＝14mm，d＝22mm，汽封蒸汽入口管徑1吋，活動(dòng)堵頭為球形，材質(zhì)為鋁合金，汽封蒸汽壓力小于1kg/cm2。結(jié)果表明，爐子水夾套由原來(lái)的壓力容器改為非壓力容器后實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期、連續(xù)、安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于煤氣發(fā)生爐的探測(cè)孔多級(jí)汽封器，它可以由園孔環(huán)隙中以一定角度噴出的一層蒸汽幕所構(gòu)成，本發(fā)明汽封器的特征在于所說的噴汽環(huán)隙為雙層。
2.如權(quán)利要求
1所述的汽封器，其特征在于所說的雙層汽封蒸汽壓力為P、環(huán)隙寬度為t、被控的爐內(nèi)靜壓為p時(shí)，其互相關(guān)系如下式p＝1318t+765P-1597 mmH2O其中，t＝0.5-1.5mm，P＝0.5-5kg/cm2
3.如權(quán)利要求
1或2所述的汽封器，其特征在于所說的蒸汽的噴射方向與探火孔軸線的夾角α為20°-60°。
4.如權(quán)利要求
3所述的汽封器，其特征在于所說的α角為25°-45°。
5.如權(quán)利要求
4所述的汽封器，其特征在于α角為30°。
6.如權(quán)利要求
4所述的汽封器，其特征在于所說的噴汽環(huán)隙為三層。
7.如權(quán)利要求
6所述的汽封器，其特征在于所說的噴汽環(huán)隙為四層。
專利摘要
本發(fā)明是一種用于煤氣發(fā)生爐探測(cè)孔的多級(jí)汽封器，級(jí)數(shù)可以是雙層、三層或四層，蒸汽噴射方向與探測(cè)孔軸線的夾角為25°-45°。中試表明，汽封蒸汽壓力在1kg/cm
文檔編號(hào)C10J3/48GK85103495SQ85103495
公開日1987年2月4日 申請(qǐng)日期1985年5月24日
發(fā)明者葛立奎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan