[实用新型]用中温煤气旁路管调节输出气体温度的高温煤气换热器

说明书

技术领域

本实用新型属于高温煤气换热系统技术领域，特别是涉及一种高温煤气换热器输出煤气的温度可调节控制。

背景技术

循环流化床粉煤气化工艺是目前煤气化领域应用非常广泛的煤气化工艺。气化炉产生的煤气从炉顶排出，煤气温度达到900℃-1000℃；同时在煤气化过程中，蒸汽作为气化剂参与气化反应，气化反应过程中，由于化学反应平衡原因和蒸汽反应停留时间的影响，蒸汽不能完全分解，在气化反应初始阶段蒸汽分解率较低，有70～80％的蒸汽未能参与反应，在正常气化阶段，也有近30～40％的蒸汽无法进行分解。这些没有分解的水蒸汽以气态形式进入气化炉排出的温度达到900℃-1000℃的高温煤气中。即没有分解的水蒸汽和高温煤气以混合形式排出。

以上所述的含水蒸汽的煤气，温度较高，并含有灰尘，为节省能源、环境保护达标或满足工艺要求，必需将余热回收，将灰尘降到5-10mg/Nm3，现在成熟的工艺是先设置换热器，然后再进入布袋式除尘系统，将温度降到160℃-170℃温度(高于露温度以上)防制含水蒸汽的烟气或煤气在布袋式除尘系统中凝结析出，既要想不影响除尘又不损坏布袋，必须将灰尘降至5-10mg/Nm3。

当煤气或烟气温度降低到160℃-170℃[即露点饱和温度]以下，就会有大量水蒸汽凝结析出。特别是在布袋除尘器中，气体流速低，布袋除尘器的散热面积大，当含大量水蒸汽的煤气或烟气温度降低到160℃-170℃出现水蒸汽凝结析出，则会造成粉尘粘结在布袋外面，造成布袋阻力大，除尘效率降低，严重时会造成如循环流化床粉煤气化装置停车事故。同时过低的气体温度也会造成金属设备及管道的低温腐蚀，严重影响装置的实用寿命。

换热器装置输出的煤气温度过高，则需要耐温较高的布袋，造成布袋除尘器投资过高。若气体温度超过布袋的使用温度，会造成布袋烧坏，布袋除尘器除尘效率下降，严重时会造成如循环流化床粉煤气化装置停车事故，严重影响煤气化装置的连续稳定运行。

因此，合理控制换热器输出的含大量水蒸汽的煤气温度在160℃-170℃[即露点温度以上]，对保证循环流化床粉煤气化装置和工业加热装置的连续高效运行，以及控制装置的投资、运行费用和装置的寿命具有重要的意义。使经过换热器装置后，把高温含大量水蒸汽的煤气温度降低到稳定的160℃-170℃[即露点温度以上]输出，是目前的换热器装置没有很好解决的问题。

现有已有的高温煤气换热器，煤气温度控制是通过控制制冷换热介质的流量来调节换热器出口煤气温度。此换热器出器温度系统的主要缺点在于：

当换热器投入使用时，因设备温度低(或设备提前预热不充分)，要保持换热器出口温度，可能使冷介质断流，后期随着温度上升，再通入冷介质，该过程中出现的冷介质的断流，即“干烧”情况，引起换热器温差增加，后期通入冷介质，使换热器骤冷。这个过程中，一是会有冷凝水产生，二是设备骤冷、骤热。以上过程在系统原始启动中过程长，或系统出现大量波动时，冷凝水产生的数量多，设备骤冷、骤热现象加剧，冷凝水多加剧对后续布袋除尘影响，骤冷、骤热现象加剧影响换热器的使用寿命。

发明内容

本实用新型正是为了解决以上控制输出的煤气温度，使换热器出现骤冷、骤热影响换热器的使用寿命的技术问题，提供一种不改变冷却介质流量，换热器不会出现骤冷、骤热现象，用中温煤气旁路管中的中温煤气，调节输出的低温煤气温度在稳定的温度范围内的高温煤气换热器。

由气化炉出来的高温煤气，通过高温煤气管进入煤气换热器上段组3-1换热管内降温，从900-1000℃降到400-500℃的位置进入中温气体分配箱3-2，引出一根中温煤气旁路管4，中温煤气旁路管4上设置有调节阀门，中温煤气旁路管4出口与煤气换热器下段组的换热器出口连箱7连通，400-500℃中温煤气通过这根中温煤气旁路管4，并通过阀门调节中温煤气流量，部分中温煤气直接到煤气换热器下段组煤气换热器下段组的换热器出口连箱7。在煤气换热器下段组煤气换热器下段组的换热器出口连箱7尾部设有低温煤气出口温度检测仪6，根据温度的设定，控制流量调节旁路管调节阀5开度，控制中温煤气的流量，从而保障煤气换热器下段组煤气换热器下段组的换热器出口连箱7混合后输出的煤气温度在160℃-170℃[即露点温度以上]。

本实用新型所述的常压高温煤气：指从循环流化床煤气化炉输出来的温度在900℃-1000℃的含大量水蒸汽的煤气。

本实用新型所述的常压中温煤气：指在煤气换热器上段组3-1中，已经把温度降到400℃-500℃的含大量水蒸汽的煤气。