[发明专利]常压固定床煤气发生炉的旋流汽封探火装置

说明书

本发明是用于常压固定床煤气发生炉的探火装置。

常压固定床煤气发生炉通常由炉体、加煤装置、除灰装置三大部分组成。其主体是炉体，在这里，固体燃料(煤或焦炭)与气化剂(空气<氧>+水蒸汽)在高温条件下发生反应，转化成气体燃料。炉体是一个圆柱形的夹套容器，夹套内是软化水，用来冷却内壳，产生水蒸汽。上部有燃料入口和煤气出口；底部有一旋转炉篦，转动炉篦将灰从炉篦缝隙处排出，到达炉篦下方的灰斗。固体燃料(煤或焦炭)由上部加煤装置进入炉膛，燃料层及炉渣层均由下部炉篦支承，气化剂由下部的气化剂入口进入，经炉篦均匀分布，与料层接触进行气化反应。料层大致可分为灰层、燃料层、还原层、干馏层和干燥层。气化剂由炉篦缝隙进入炉篦上方的灰层，经热灰予热，进入灰层上方的燃料层，气化剂中的氧和燃料的炭作用，生成二氧化炭和少量的一氧化炭，放出大量的热，生成的气体与未反应的气化剂一起上升，与上面炽热的炭相遇，二氧化炭与水蒸汽被还原成一氧化炭和氢气，该层称为还原层；在还原层内生成的气体和未分解的水蒸汽继续上升，加热上面的燃料进行干馏，该层称为干馏层。干馏气和下部来的气体混合，即发生炉煤气，继续上升，将最上面的固体燃料予热干燥，进入煤气发生炉上部空间，温度下降，由煤气出口排出。

要保征炉膛内气化的正常进行，必须保证炉膛内气化剂均匀分布，保证一定的灰层高度，以保护旋转炉篦不被烧坏。否则，将影响正常的气化操作及煤气质量。为此，操作者须经常对燃料层、灰层进行探测——探火。一般在炉体上设置一定数量的探火孔，通过探火孔对燃料层表面进行观察，即用钢钎插入探火孔探测炉内各层的温度分布情况，指导煤气发生炉的操作，保持床层稳定。由于炉内压力高于大气压，当探火孔打开时，必然向外喷射热气，使探火无法进行，因此必须解决气封问题。

常压固定床煤气发生炉常用的探火装置(如图7)，由塞形压盖1、探火口2以及汽幕装置三部分组成。汽幕装置包括进汽口3、进汽室4、环形缝隙5、喷嘴6，探火口内壁为锥面，和塞形压盖结合。操作时，先打开蒸汽阀门，蒸汽经进汽口、进汽室进入探火口和喷嘴之间的环形缝隙时，高速蒸汽流形成一层蒸汽屏幕，使炉内煤气不能通过汽幕而外泄，这时，可拿掉塞形压盖，插入钢钎进行探火。探火结束，拔出钢钎，关闭蒸汽阀门，盖好塞形压盖。

美国专利US4479808，介绍了常压固定床煤气发生炉的一种探火装置，该探火装置是一个向上、向外延伸的锥形管状体，管状通道的外端有一个可动密封板，转动可动密封板，打开空气阀，空气进入探火孔的管状通道，空气压力略高于炉内压力，可将管道内的煤气、灰尘送回炉内，当密封盖板孔转到与探火孔端盖孔重合时，探火杆可以插入进行探火。当拔出探火杆时，可转动可动密封盖板，关闭空气阀，停止送气，探火完毕。

上述两种探火装置虽然都有一定的气封作用，但它们的不足之处在于气封的能力较低。随着生产技术的发展，常压固定床煤气发生炉的操作压力也在不断提高，已有技术的探火装置无法满足提高常压固定床煤气发生炉操作压力的要求。

本发明的目的是为了满足常压固定床煤气发生炉提高操作压力的要求，而提供一种高气封能力的、更安全可靠的探火装置。

本发明的技术方案，是在已有探火装置中设置一个旋流器，组成旋流汽封探火装置。其原理是：在旋流器中引入高速旋转的汽流，产生强烈的内外涡流，越接近中心，旋转越强烈，速度越快，使外泄煤气处于高度紊乱状态，产生很大的摩擦力，当摩擦阻力等于炉内压力时，煤气停止外泄，并随蒸汽一起回到炉内。

旋流汽封探火装置主要包括：压盖、探火口以及由进汽口、进汽室、环形缝隙、喷嘴组成的汽幕装置，其特征在于汽幕装置的喷嘴是一种锥形扩压管，且锥形扩压管与探火口之间增加一个用于提高探火装置汽封能力的旋流器，旋流器可以是一种由圆筒和锥形管的组合体，圆筒段与锥形扩压管连接并有进汽口，锥形段和探火口之间有环形缝隙，旋流器还可以制成蜗壳式或叶片式。锥形扩压管的锥度应满足探火杆在炉膛内的摆动角度。压盖的止口和探火口外法兰采用螺旋齿啮合连接。压盖中间有C形金属密封垫与探火口法兰接触，随着炉内压力的增高，C形密封垫膨胀，密封接触压力增强。

本发明的优点是：

1、由于旋流器的作用，大大提高了汽封的能力，因而该探火装置可以用于较高压力的常压固定床煤气发生炉。

2、采用压盖端面密封，克服了内锥面密封在插杆时易被碰坏的缺点，从而使探火装置更安全可靠。

结合附图所示的实施方案，进一步对本发明加以说明。

图1是一种锥形旋流体旋流汽封探火装置。

图2是一种蜗壳式旋流汽封探火装置。