阅读说明：本技术 带吹灰的辐射废锅显热回收装置 (Sensible heat recovery device with soot blowing function for radiation waste boiler ) 是由 管清亮 李位位 张建胜 袁苹 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了带吹灰的辐射废锅显热回收装置,包括：壳体和辐射废锅；辐射废锅包括：水冷壁、水冷屏组、冷却水分配总管、汽水分配总管和吹灰件,水冷壁设在辐射废锅内且水冷壁限定出气渣通道；水冷屏组包括多个水冷屏,多个水冷屏设在气渣通道内且沿其周向间隔分布,每个水冷屏的上方均设有与其上端连通的上集箱,每个水冷屏的下方均设有与其下端连通的下集箱；冷却水分配总管穿过壳体与每个下集箱连通；汽水分配总管穿过壳体与每个上集箱连通；吹灰件包括吹灰器和吹灰管,吹灰器包括依次相连的吹灰气总管和吹灰气分配环管,吹灰管与吹灰气分配环管连通,吹灰管的至少一部分与水冷屏贴附,吹灰管上沿其外周向以及高度方向间隔设有多个吹灰孔。(The invention discloses a radiation waste boiler sensible heat recovery device with soot blowing, which comprises: a shell and a radiation waste pot; the radiation waste pot comprises: the water cooling wall is arranged in the radiation waste boiler and defines a gas slag channel; the water-cooling screen group comprises a plurality of water-cooling screens, the water-cooling screens are arranged in the gas slag channel and are distributed at intervals along the circumferential direction of the gas slag channel, an upper header communicated with the upper end of each water-cooling screen is arranged above each water-cooling screen, and a lower header communicated with the lower end of each water-cooling screen is arranged below each water-cooling screen; the cooling water distribution main pipe penetrates through the shell and is communicated with each lower header; the steam-water distribution header pipe penetrates through the shell and is communicated with each upper header; the soot blowing part comprises a soot blower and a soot blowing pipe, the soot blower comprises a soot blowing main pipe and a soot blowing distribution ring pipe which are sequentially connected, the soot blowing pipe is communicated with the soot blowing distribution ring pipe, at least one part of the soot blowing pipe is attached to a water-cooling screen, and a plurality of soot blowing holes are formed in the soot blowing pipe along the peripheral direction and the height direction of the soot blowing pipe at intervals.)

带吹灰的辐射废锅显热回收装置

技术领域

本发明属于锅炉领域，具体而言，本发明涉及带吹灰的辐射废锅显热回收装置。

背景技术

气流床煤气化技术是现代煤化工工业的龙头技术和关键技术，根据合成气冷却方式分为水激冷流程和废锅流程。废锅流程的气流床煤气化技术采用废热锅炉回收高温合成气的显热，同时副产高品质蒸汽，具有综合热效率高、激冷水需求量小的优点。在气化炉运行过程中，气化飞灰易粘结到废热锅炉受热面上，引起传热效率下降，废热锅炉出口合成气超温。对气化炉废锅受热面进行吹扫，可以预防和减轻受热面的结渣、积灰和腐蚀，保障气化炉废锅的安全高效运行。

气化炉废锅的吹灰条件苛刻，其处在高压环境下，可燃气体浓度高，对密封性要求高。辐射式受热面积灰面积大，但气化炉高压钢壳内空间狭小，吹灰装置布置困难。在辐射式受热面附近气体温度高达1400℃，吹灰管如直接暴露则影响使用寿命。气化炉废锅吹灰的技术难度大，传统的燃煤锅炉吹灰装置已不适用。

因此，现有的适用于气化炉内辐射废锅的吹灰装置有待研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种带吹灰的辐射废锅显热回收装置，采用该辐射废锅显热回收装置可以降低辐射废锅内部水冷屏上的积灰，从而保证合成气的换热效率。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种带吹灰的辐射废锅显热回收装置。根据本发明的实施例，所述带吹灰的辐射废锅显热回收装置包括：

壳体，所述壳体的顶部设有粗合成气入口；

辐射废锅，所述辐射废锅设在所述壳体内，所述辐射废锅的顶端与所述粗合成气入口连通，所述辐射废锅底端收缩形成换热后合成气出口，并且所述辐射废锅包括：

水冷壁，所述水冷壁设在所述辐射废锅内且所述水冷壁限定出气渣通道；

水冷屏组，所述水冷屏组包括多个水冷屏，所述多个水冷屏设在所述气渣通道内且沿其周向间隔分布，每个所述水冷屏均由所述水冷壁向所述气渣通道的中心轴方向延伸，并且每个所述水冷屏的上方均设有与其上端连通的上集箱，每个所述水冷屏的下方均设有与其下端连通的下集箱；

冷却水分配总管，所述冷却水分配总管穿过所述壳体与每个所述下集箱连通；

汽水分配总管，所述汽水分配总管穿过所述壳体与每个所述上集箱连通；

吹灰件，所述吹灰件包括吹灰器和吹灰管，所述吹灰器包括依次相连的吹灰气总管和吹灰气分配环管，所述吹灰气总管穿过所述壳体，并且所述吹灰管与所述吹灰气分配环管连通，所述吹灰管沿所述水冷屏的高度方向布置，所述吹灰管的至少一部分与所述水冷屏贴附，所述吹灰管的下端设在所述下集箱上，并且所述吹灰管上沿其外周向以及高度方向间隔设有多个吹灰孔。

根据本发明实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置通过在辐射废锅内的水冷屏贴附布置吹灰管，该吹灰管的外周向和高度方向上均设有吹灰孔，通过吹灰器供给吹灰气，该吹灰气经吹灰孔高速喷出，可以对水冷屏进行大面积吹扫，将粘附在水冷屏上灰渣颗粒剥落下来，灰渣颗粒在重力和气流的作用下落入辐射废锅底部，并且吹灰死角少，同时正是由于吹灰管与水冷屏贴附布置，该水冷屏可以作为吹灰管的冷却器，从而可以降低吹灰管的工作温度，提高吹灰管的使用寿命，另外水冷屏换热后的汽水通过汽水分配总管外送，增加了副产蒸汽量。由此，采用该辐射废锅显热回收装置可以降低辐射废锅内部水冷屏上的积灰，从而保证合成气的换热效率。

另外，根据本发明上述实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，每个所述水冷屏至少设有一个所述吹灰管，并且每个所述吹灰管与所述吹灰气分配环管连通。由此，可以降低辐射废锅内部水冷屏的积灰，提高合成气换热效率。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰管与所述水冷屏沿所述辐射废锅的径向排列。由此，可以降低辐射废锅内部水冷屏的积灰，提高合成气换热效率。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰管与所述水冷屏上远离所述辐射废锅中心的换热管通过鳍片相连，或所述吹灰管可以通过鳍片连接在所述水冷屏的换热管之间。由此，可以降低辐射废锅内部水冷屏的积灰，提高合成气换热效率。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰管的每层外周向上间隔设有2～6个所述吹灰孔。由此，可以降低辐射废锅内部水冷屏的积灰，提高合成气换热效率。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰孔轴线与所述水冷屏延伸方向的夹角为20～60度。由此，可以降低辐射废锅内部水冷屏的积灰，提高合成气换热效率。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰气总管与所述汽水分配总管通过同一个位置穿过所述壳体。由此，减少了设备的开孔，使得设备制造、安装和维护更简便。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰管通过吹灰气连接管与所述吹灰气分配环管连通。

在本发明的一些实施例中，所述汽水分配总管通过汽水连接管与所述上集箱连通，并且所述汽水连接管与所述吹灰气连接管贴附且通过同一位置穿过所述辐射废锅侧壁。由此，减少了设备的开孔，使得设备制造、安装和维护更简便。

在本发明的一些实施例中，所述吹灰器上进一步设有控制阀门。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置的部分结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置中水冷屏和吹灰器的部分结构示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的带吹灰的辐射废锅热回收装置中水冷屏和吹灰管的横截面示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置中水冷屏和吹灰管的横截面结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的带吹灰的辐射废锅热回收装置中水冷屏和吹灰管的部分结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种带激冷的辐射废锅热回收装置。根据本发明的实施例，参考图1，该热回收装置包括壳体100和辐射废锅200。

根据本发明的实施例，参考图1，壳体100的顶部设有粗合成气入口101。具体的，经粗合成气入口供给的粗合成气为气化炉所得到的高温粗合成气。

根据本发明的实施例，参考图1，辐射废锅200设在壳体100内，并且辐射废锅200的顶端与粗合成气入口101连通，辐射废锅200底端收缩形成换热后合成气出口102。

根据本发明的一个实施例，参考图1，辐射废锅200包括：水冷壁21、水冷屏组22、冷却水分配总管23、汽水分配总管24和吹灰件25。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，水冷壁21设在辐射废锅200内且水冷壁21限定出气渣通道20。具体的，得到的粗合成气下行进入辐射废锅200与水冷壁21进行换热，从而实现粗合成气显热的回收。

根据本发明的再一个具体实施例，水冷屏组22包括多个水冷屏221，多个水冷屏221设在气渣通道20内且沿其周向间隔分布，进一步的，参考图1和2，每个水冷屏221均由水冷壁21向气渣通道20的中心轴方向延伸，并且每个水冷屏221的上方均设有与其上端连通的上集箱222，每个水冷屏221的下方均设有与其下端连通的下集箱223，显然，本发明通过在水冷壁21形成的气渣通道20内设置包括多个水冷屏221的水冷屏组22较普通水冷壁的设置显著提高了换热面积，显热回收更彻底。具体的，每个水冷屏221包括多根换热管，并且相邻的两根换热管通过鳍片相连。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对水冷屏的个数进行选择，只要能够满足换热条件且不堵塞气渣通道即可。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，冷却水分配总管23穿过壳体100与每个下集箱223连通，即辐射废锅200内的多个水冷屏221的下集箱223共用一套冷却水管道，通过该冷却水分配总管向水冷屏221的换热管供给冷却水。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，汽水分配总管24穿过壳体100与每个上集箱222连通，即辐射废锅200内的多个水冷屏221的上集箱222共用一套汽水管道，水冷屏221的换热管内的冷却水换热后产生的汽水通过该汽水分配总管24排出辐射废锅200，增加了副产蒸汽量。优选的，汽水分配总管24通过汽水连接管241与上集箱222连通，即汽水连接管241与水冷屏221个数一一对应，每个水冷屏221内换热后的汽水通过其汽水连接管241汇总到汽水分配总管24内后外排。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1和2，吹灰件25包括吹灰器251和吹灰管252，吹灰器251包括依次相连的吹灰气总管2511和吹灰气分配环管2512，吹灰气总管2511穿过壳体100，并且吹灰管252与吹灰气分配环管2512连通，吹灰管252沿水冷屏221的高度方向布置，吹灰管252的至少一部分与水冷屏221贴附，吹灰管252的下端设在下集箱223上，并且吹灰管252上沿其外周向以及高度方向间隔设有多个吹灰孔2521(参考图3和图4)。发明人发现，通过在辐射废锅200内的水冷屏221贴附布置吹灰管252，该吹灰管252的外周向和高度方向上均设有吹灰孔2521，通过吹灰器251供给吹灰气，可以对水冷屏221进行大面积吹扫，通过吹灰器251供给吹灰气，该吹灰气经吹灰孔2521高速喷出，可以对水冷屏221进行大面积吹扫，将粘附在水冷屏221上灰渣颗粒剥落下来，灰渣颗粒在重力和气流的作用下落入辐射废锅200底部并且吹灰死角少，同时正是由于吹灰管252与水冷屏221贴附布置，该水冷屏221可以作为吹灰管252的冷却器，从而可以降低吹灰管252的工作温度，提高吹灰管252的使用寿命。需要说明的，“吹灰管252的至少一部分与水冷屏221贴附”可以理解为吹灰管252紧挨水冷屏221以实现对水冷屏221上积灰的吹扫以及利用水冷屏221对吹灰管252进行冷却。具体的，吹灰气总管2511可以与高压氮气管道连接，也可以与高压粗煤气管道或者高压蒸汽管道连接，即采用的吹灰气可以为高压氮气、高压粗煤气或高压蒸汽。

进一步的，吹灰管252与水冷屏221的位置和数量关系并不受特殊限制，只要能够实现吹灰管252吹扫水冷屏22上的积灰即可，根据本发明的一个具体实施例，每个水冷屏221至少设有一个吹灰管252，并且每个吹灰管252与吹灰气分配环管2512连通，优选，吹灰管252通过吹灰气连接管2513与吹灰气分配管2512连通，即多个吹灰管252共用一个吹灰器251，通过该吹灰气总管2511和吹灰气分配环管2512供给吹灰气，并将该吹灰气通过多个吹灰气连接管2512供给至每个吹灰管252内，并且吹灰气总管2511与汽水分配总管24通过同一个位置穿过壳体100，汽水连接管241与吹灰气连接管2512贴附且通过同一位置穿过辐射废锅200侧壁，由此，减少了设备的开孔，使得设备制造、安装和维护更简便。同时吹灰管252与水冷屏22沿辐射废锅200的径向排列，例如，参考图3，吹灰管252可以通过鳍片2522连接在形成水冷屏22的换热管224之间。又例如参考图4，吹灰管252与水冷屏22上远离辐射废锅200中心的换热管224通过鳍片2522相连，即吹灰管252设在水冷屏22上靠近水冷壁21的端部。

进一步的，吹灰器251上设有控制阀门2514，通过控制阀门2514，可以进行连续吹灰，也可以控制以一定的周期吹灰，具体的，参考图2，该控制阀门2514设在吹灰气总管2511上，当控制阀门2514开启时，向所有吹灰管252供给吹灰气，即所有吹灰管252同时作业，对布置有吹灰管252的水冷屏221进行吹扫。参考图5，该控制阀门2514设在吹灰气连接管2513上，即每个吹灰气连接管2513上均设有控制阀门2514，当某个吹灰气连接管2513上的控制阀门2514开启时，只有与该吹灰气连接管2513连接的吹灰管252才作业，通过控制不同吹灰连接管2513上的控制阀门2514依次顺序开闭，以此来控制每一组吹灰管252顺序吹灰作业。

进一步的，参考图3和4，吹灰管252的每层外周向上间隔设有2～6个吹灰孔2521，从而采用该吹灰管可以对水冷屏上进行大面积吹扫，吹灰死角少，优选，吹灰孔2521轴线与水冷屏221延伸方向的夹角θ为20～60度，从而提高吹灰效果。

根据本发明实施例的带吹灰的辐射废锅显热回收装置通过在辐射废锅内的水冷屏贴附布置吹灰管，该吹灰管的外周向和高度方向上均设有吹灰孔，通过吹灰器供给吹灰气，该吹灰气经吹灰孔高速喷出，可以对水冷屏进行大面积吹扫，将粘附在水冷屏上灰渣颗粒剥落下来，灰渣颗粒在重力和气流的作用下落入辐射废锅底部，并且吹灰死角少，同时正是由于吹灰管与水冷屏贴附布置，该水冷屏可以作为吹灰管的冷却器，从而可以降低吹灰管的工作温度，提高吹灰管的使用寿命，另外水冷屏换热后的汽水通过汽水分配总管外送，增加了副产蒸汽量。由此，采用该辐射废锅显热回收装置可以降低辐射废锅内部水冷屏上的积灰，从而保证合成气的换热效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。