[发明专利]带吹灰装置的水冷壁组件、辐射废锅、气化炉及吹灰方法

说明书

本发明公开了一种带吹灰装置的水冷壁组件、辐射废锅、气化炉及吹灰方法，该带吹灰装置的水冷壁组件包括筒体水冷壁，筒体水冷壁围设形成粗合成气通道；鳍片水冷壁组，鳍片水冷壁组包括多个鳍片水冷壁；筒体水冷壁吹灰管设置于相邻两个鳍片水冷壁之间的筒体水冷壁上，筒体水冷壁吹灰管周向设置有筒体水冷壁吹灰孔；鳍片水冷壁吹灰管设置于鳍片水冷壁远离中心轴的一端，鳍片水冷壁吹灰管周向设置有至少一个鳍片水冷壁吹灰孔，鳍片水冷壁吹灰孔的开孔方向与鳍片水冷壁的延伸方向的夹角θ为5～30°。本发明的带吹灰装置的水冷壁组件降低了水冷壁表面灰渣沉积；吹灰方法降低了吹扫气对合成气的扰动性，提高了装置运行的稳定性。

技术领域

本发明具体涉及一种带吹灰装置的水冷壁组件、辐射废锅、气化炉及吹灰方法。

背景技术

煤炭是我国重要的能源和基础原料，随着我国现代煤化工产业的快速发展，气流床煤气化技术取得了长足的发展和进步。按工艺流程分，气流床煤气化主要有激冷流程、废锅流程、废锅-激冷联合流程(亦即半废锅流程)三种。其中，废锅流程和废锅-激冷联合流程的气化技术均需要设置辐射废锅。辐射废锅的主要用途是回收高温合成气的显热，进一步提高煤炭的利用效率，对推动节能减排，促进双碳目标实现具有重要意义。

由于煤气化产生高温粗合成气的同时会携带有大量灰渣等固体颗粒，这些固体颗粒温度高且具有粘性，当其伴随合成气穿过辐射废锅时易在温度较低的水冷壁表面沉积和粘附，形成积灰，影响换热效果。判断辐射废锅是否积灰的直观表现是监测出辐射废锅高温饱和蒸汽量的多少。蒸汽量衰减越严重，表明积灰越严重。常规气化炉辐射废锅，在运行一个月后蒸汽产量可能会降至正常操作时蒸汽量的60％甚至更低，衰减过于严重后辐射废锅将无法正常工作。除此之外，随着灰渣沉积量的增加，沉积严重时还会堵塞气体通道，造成设备停车。随着气化炉规模的不断增加(目前水煤浆气化炉已实现单炉日处理煤4000吨级)，辐射废锅内部除筒体水冷壁外，一般还会设置辐射屏水冷壁，以便在不增加设备高度的情况下增加换热面积，从而使得辐射废锅内件的结构也会变得更加复杂，复杂的内部结构将会使得水冷壁表面更易积灰。因此，如何减少壁面积灰，保证辐射废锅长周期运行是本领域的重要课题。

设置吹灰装置，是目前保障辐射废锅装置长周期运行的主要手段之一。但是现有技术的吹灰装置的吹扫效果不佳，积灰吹扫不彻底，辐射废锅的运行周期仍有待进一步提高。并且，现有技术的吹灰工艺使得吹扫气对合成气造成很大的扰动，影响装置运行稳定性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术辐射废锅的吹灰装置吹扫效果不佳导致水冷壁表面灰渣沉积、蒸汽产量降低明显，吹扫气对合成气扰动强烈导致装置运行稳定性差的缺陷，提供了一种带吹灰装置的水冷壁组件、辐射废锅、气化炉及吹灰方法。本发明的带吹灰装置的水冷壁组件对水冷壁的吹灰效果进一步提升，有效地降低了水冷壁表面灰渣沉积、蒸汽产量下降明显减少，装置运行周期进一步延长；同时，本发明的吹灰方法降低了吹扫气对合成气的扰动性，提高了装置运行的稳定性。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明提供了一种带吹灰装置的水冷壁组件，其包括筒体水冷壁，所述筒体水冷壁围设形成粗合成气通道；

鳍片水冷壁组，所述鳍片水冷壁组包括多个鳍片水冷壁，所述多个鳍片水冷壁设置于所述粗合成气通道内且沿其周向间隔分布，每个所述鳍片水冷壁均由所述筒体水冷壁向所述粗合成气通道的中心轴方向延伸；

吹灰管，所述吹灰管包括筒体水冷壁吹灰管和鳍片水冷壁吹灰管；

所述筒体水冷壁吹灰管设置于相邻两个所述鳍片水冷壁之间的所述筒体水冷壁上，所述筒体水冷壁吹灰管周向设置有至少一个筒体水冷壁吹灰孔，所述筒体水冷壁吹灰孔的开孔方向与切线方向平行，所述筒体水冷壁吹灰管沿轴向延伸且沿轴向间隔设置有多个所述筒体水冷壁吹灰孔；