[发明专利]一种气化炉辐射废锅系统及其水汽循环方法

说明书

本发明涉及一种气化炉辐射废锅系统及其水汽循环方法，本发明采用出废锅汽水密度和进水流量作为自然循环与强制循环的切换触发条件，成功实现了自然循环与强制循环的耦合；在正常工况下，采用自然循环模式，维持运行经济性，一旦检测到异常条件(出废锅密度异常低或者进废锅流量异常低)，将通过合适的参数变换自动联锁启动锅炉水循环泵，切换为强制循环模式，实现强制循环，以应对高热负荷、系统堵塞和开车工况、开车暖炉工况，保证系统安全性。

技术领域

本发明涉及煤气化生产设备技术领域，具体指一种气化炉辐射废锅系统及其水汽循环方法。

背景技术

气化炉辐射废锅通常设置在气化炉反应室下方，用来回收高温合成气和高温炉渣中的热量副产蒸汽，其设置大大提高了气化装置的热效率。

现有技术气化炉辐射废锅系统的水汽循环方式主要有两种，多数为自然循环，少数为强制循环。例如，授权公告号为CN207918765U的干煤粉废锅气化系统，其辐射废锅上接气化炉反应室，下接气化炉激冷水浴，为列管式结构，汽包水从下降管依靠重力送至列管底部，列管接收辐射热而内部产生气泡，造成列管和上升管内密度下降，依靠下降管和上升管内的密度差为动力，不必设泵即可实现水汽循环，即为自然循环。申请公开号为CN106010654A的一种具有热量回收功能的煤气化系统，也提出了一种包含气化炉辐射废锅的热量回收系统，其辐射废锅和对流废锅锅炉水可以采用自然循环，也可以采用强制循环，当然仅能在自然循环与强制循环中择一使用。

正常稳定工况下，辐射废锅通过自然循环即可满足水汽循环要求，经济性好；但自然循环的废锅在应对非正常工况上的安全性上有所欠缺。所谓非正常工况主要指两种，一是开车，二是异常热负荷。开车前，气化炉需要烘炉，即在汽包通入蒸汽，并使循环开始进行，让整个废热锅炉系统按一个较慢的升温曲线进行逐步升温，以避免温度骤变造成的应力损坏，但此时气化炉内处于冷态，没有自然循环循环的动力。异常热负荷可能是炉温偏高、废锅内壁渣层大面积脱落、水循环管路结垢严重或异常堵塞等情况，此时辐射废锅产汽状态急剧恶化，甚至干锅、损坏，此时不得不停车，影响长周期运行，甚至造成安全事故。强制循环的优点是运行安全性好，抗波动能力强，兼顾开车暖炉工况，但投资较高，运行经济性相对差一些。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能满足高热负荷、系统堵塞和开车工况处理需求，同时保证了运行经济性和异常条件下的安全性的气化炉辐射废锅系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种气化炉辐射废锅系统的水汽循环方法，其能在正常工况下使用自然循环维持运行经济性，在开车以及特殊工况下通过参数变换自动联锁启动锅炉水循环泵实现强制循环，保证系统安全性。

本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：

一种气化炉辐射废锅系统，包括：

辐射废锅，由列管组成，列管包围的空间上接气化炉气化室；

汽包，通过上升管与辐射废锅顶部相连接，通过下降管与辐射废锅底部相连接；所述汽包配置有产汽线、进水线、紧急排污线、连续排污线和开工蒸汽线；

强制循环泵，通过强制循环旁路与下降管相连接，所述强制循环泵具有泵进出口管线；

切断阀XV01，设于下降管自然循环主路的强制循环泵进出口引出点之间；

切断阀XV02，设于强制循环泵后的强制循环旁路上，所述切断阀XV02与切断阀XV01配合用于自然循环和强制循环的切换；

废锅进水流量计FI01，设于下降管的强制循环泵出口并入节点与辐射废锅入口之间；

密度计DI01和温度TI01，设于辐射废锅出口的上升管上，用于检测辐射废锅的异常工况，与切断阀XV01、切断阀XV02的开闭及强制循环泵的启停联锁；