專利名稱：內(nèi)徑2.26米煤氣爐的低高度螺旋錐型爐箅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于焦炭、塊煤、型煤(如煤球、煤棒等)固定床氣化技術(shù)領(lǐng)域，適用于內(nèi)徑2.26米的水煤氣或半水煤氣發(fā)生爐。
我國以塊煤、型煤(主要有碳化煤球、粘土煤球、清水煤棒等)或焦炭為原料的小化肥廠中，就是以半水煤氣為合成氨的原料的。制造煤氣的過程稱為造氣，生產(chǎn)煤氣的裝置稱為煤氣爐或造氣爐。我國的小氮肥廠大多用內(nèi)徑為2.26米的煤氣爐。
造氣是化肥生產(chǎn)的龍頭，是整個生產(chǎn)過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。自小化肥誕生以來，造氣就一直是、至今仍然是一個薄弱的環(huán)節(jié)；同時，造氣生產(chǎn)的能耗約占整個化肥生產(chǎn)的60％以上。因此，改進造氣爐、提高造氣爐的生產(chǎn)能力和降低造氣的能耗，有著重要的經(jīng)濟意義。
造氣的主體設(shè)備是造氣爐，造氣爐的關(guān)鍵和核心部件則是爐篦。直徑為2.26米的造氣爐如附


圖1所示。其中1為爐體，2為爐篦，3為水夾套，4為灰盤，5為傳動裝置。爐篦(2)安裝在灰盤(4)上，并隨著灰盤的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動；灰盤的轉(zhuǎn)動則是通過傳動裝置(5)由電動機帶動的。
爐篦的作用是自動排灰、破碎渣塊、分散氣化介質(zhì)(水蒸汽、空氣)、使炭層移動等。煤氣爐(造氣爐)性能的好壞，主要取決于爐篦。評價煤氣爐性能的技術(shù)指標(biāo)主要是風(fēng)量大小(取決于阻力大小)、氣流分布狀況、排灰能力、破碎渣塊的能力、爐內(nèi)炭層下降是否均勻、氣化層是否穩(wěn)定、是否便于控制、下吹帶出物多少、對煤種的適應(yīng)性如何等等。這些性能綜合起來，一個優(yōu)良的爐篦，加上適宜的工藝條件和精心操作，應(yīng)當(dāng)使煤氣爐的產(chǎn)氣量大、煤氣質(zhì)量好、原料煤和燃燒煤的消耗低，而且應(yīng)使煤氣爐能穩(wěn)定地、安全地生產(chǎn)。
目前，我國小化肥廠普遍使用的、較為先進的爐篦是一種內(nèi)徑2.26米煤氣爐螺旋錐型爐篦。它裝在爐內(nèi)的情形如附
圖1，它的結(jié)構(gòu)圖如附圖2所示。附圖2中(a)為正視圖，(b)為俯視圖。
它是由A層(6)、B層(7)、C層(8)、D層(9)、E層(10)、F層(11)等六個部分組成。
A層(6)為圓形爐條帽；B、C、D、E(7，8，9，10)四層，每一層均為環(huán)狀錐體，其表面上有四段螺旋筋(13)，這四層之間相互用螺栓(14)聯(lián)接，組合起來又構(gòu)成一個對稱錐體；組裝起來之后，每層上的四段螺旋筋搭接起來，形成了四條反時針方向的連結(jié)的螺旋筋(15)。這幾層結(jié)構(gòu)類似，大小不同。以D層(9)為例，其結(jié)構(gòu)如附圖3。附圖3中，13為一段螺旋筋，16為上通風(fēng)口向上的折邊，17為下通風(fēng)口向下的折邊，如附圖3(d)。螺旋筋(13)與上折邊(16)相接，其高度高于上折邊，如附圖3(C)。
E層(10)的結(jié)構(gòu)如附圖4。其上部結(jié)構(gòu)與D層(9)類似，其下部的水平投影為方形，四角處有一段圓弧過渡。
F層(11)為方形底座，其結(jié)構(gòu)如附圖5。它的外緣輪廓與E層(10)相同，如附圖5(b)。其四個側(cè)面各有一處開有“百葉窗”式的通風(fēng)口(12)。
這種爐篦，具有氣流分布均勻，破渣能力強，排灰能力大、對煤種適應(yīng)性強等許多優(yōu)點，但它也存在不少問題，主要有1.爐篦高度過高。這種爐篦總高H＝1545毫米。這個高度有利于破渣，但使煤氣爐內(nèi)氣化層不易控制，使?fàn)t內(nèi)氣化層不穩(wěn)定。參見附
圖1，其中爐篦(2)的頂部與夾套(3)的上端之間僅有0.6米的距離，如果爐內(nèi)炭層裝到與夾套上端取齊，則爐篦上方炭層厚度僅0.6米，在這么薄的炭層內(nèi)是很難建立起穩(wěn)定的氣化層的。
2.爐條帽(6)容易燒壞。由于爐篦過高，使?fàn)t條帽A層(6)很容易伸入氣化層內(nèi)，而氣化層內(nèi)溫度很高，致使A層(11)經(jīng)常燒壞，更換頻繁，影響生產(chǎn)。同時，A層(6)一旦燒壞，煤炭可能從B層(7)的中部漏下，形成空洞，使空氣短路，氧氣未經(jīng)燃燒就進入煤氣系統(tǒng)，使煤氣中氧含量超標(biāo)，甚至有爆炸危險，使生產(chǎn)不安全。
3.通風(fēng)面積不夠大。這一方面是因為現(xiàn)在的造氣系統(tǒng)的管道普遍加大，要求爐篦有更大的通風(fēng)面積，而使現(xiàn)有爐篦的通風(fēng)面積顯得不足；一方面也是由于現(xiàn)有爐篦結(jié)構(gòu)上的缺欠，使得它的開孔面積不夠。在這方面，一是由于它的螺旋筋(13)與它的上折邊(16)是連通的，致使內(nèi)通風(fēng)口(即16)的周邊被占去了相當(dāng)大的一部分，減少了通風(fēng)截面(附圖3)。二是由于E、F(10，11)兩層為重疊對接(附圖2)，致使兩者之間無法開通風(fēng)口，只得在F層(11)上局部開幾個“百葉窗”式的通風(fēng)口(12)，從而限制了它的通風(fēng)面積。
4.下吹帶出物較多。這也與爐篦結(jié)構(gòu)有關(guān)由于筋(13)與上口(16)連通，當(dāng)爐篦旋轉(zhuǎn)時，灰渣受阻，被擠進上通風(fēng)口，從而形成帶出物，如附圖3(b)之箭頭所示。此外，F(xiàn)層(11)上的“百葉窗”式通風(fēng)口(附圖5之12)容易漏灰，也是帶出物的重要根源。
5.由于爐篦的破渣和排灰功能集中由底座F層(11)來負(fù)擔(dān)，致使F層(附圖5)高度過高，而且由于它和E層(10)的聯(lián)結(jié)方式為重疊對接，這種結(jié)構(gòu)使F層高度難于降低。這不僅如前面所說的容易燒壞爐條帽(11)、氣化層不好控制，而且使?fàn)t篦自身重量較重，增加了爐條機負(fù)擔(dān)，使傳動機構(gòu)(附
圖1之5)容易損壞。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是要對用于小化肥廠的、直徑為2.26米的煤氣爐上的螺旋錐型爐篦，進行多方面的改進，以便獲得性能更為優(yōu)良的新型爐篦通風(fēng)面積更大、阻力更小、風(fēng)量更大、氣流分布更均勻；破渣能力更強；排灰能力更大；下吹帶出物更少；對煤種適應(yīng)性更強；氣化層更穩(wěn)定；生產(chǎn)更加安全等等。
現(xiàn)在對本實用新型進行概述。本實用新型為內(nèi)徑2.26米煤氣發(fā)生爐低高度螺旋錐型爐篦。它自上而下地由圓形爐條帽A層，直徑逐漸加大的四層環(huán)狀錐體B層、C層、D層和E層上部組合成一個對稱的錐體，每層的錐面上都均布著四段反時針方向的螺旋筋，它們分別組合起來，構(gòu)成四條間隔相同的、連續(xù)的螺旋筋。每層環(huán)狀錐體的通風(fēng)口有上折邊和下折邊，E層的下折邊的外緣輪廓為方形，四角處為圓弧過渡。本發(fā)明的特征在于，A層上設(shè)有倒錐形通風(fēng)孔，其上表面有兩條對稱的、反時針方向的螺旋筋；A層與B層之間裝有防漏柵，B、C、D和E層各層環(huán)狀錐體上的通風(fēng)口的上折邊，與其相應(yīng)的螺旋筋等高；C、D、E三層上的螺旋筋與相應(yīng)的上折邊之間留有空隙；E層有較長的下折邊，底座F層的主體為空心圓柱體，外側(cè)有四個空心推灰器，F(xiàn)層套接在E層內(nèi)。
所說的防漏柵帶有四個支耳，并通過B層上部螺旋筋內(nèi)側(cè)垂直和水平溝槽，安裝在B層上。
F層與E層是這樣套接的E層的較長下折邊下端有局部的、向內(nèi)的水平折邊，水平折邊上的圓孔與F層上推灰器上端面的圓孔相對，并用銷釘固定；E層下折邊與錐體交界處有倒T形支腿，它與F層的上端法蘭孔用螺栓聯(lián)結(jié)。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)描述。附圖6為本發(fā)明在爐內(nèi)的位置圖，其中1為爐體，18為新爐篦，3為水夾套，4為灰盤。附圖7是它的結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為正視圖，(b)為俯視圖。圖中19為圓形爐條帽(A層)，其上開有倒錐形通風(fēng)孔(33)，并有兩條對稱的反時針方向的螺旋筋(34)；圖中20，21，22以及23是直徑逐漸加大的環(huán)狀錐體，分別叫做B層、C層、D層和E層，它們組合起來又構(gòu)成一個對稱錐體(23′)；圖中30為環(huán)狀錐體錐面上的一段螺旋筋，B、C、D、E四層環(huán)狀錐體的錐面上的各四段螺旋筋(30)分別組成四條反時針方向的、連續(xù)的螺旋筋(30′)。
A、B兩層(19，20)之間裝有防漏柵29，其結(jié)構(gòu)圖如附圖8。圖中(a)為正視圖，(b)為俯視圖，(c)為剖視圖。它是由圓形柵狀主體35和四個支耳36構(gòu)成的。
B層(20)具有特殊的結(jié)構(gòu)，如附圖9。圖中(a)、(b)、(c)分別表示主視圖、俯視圖和剖視圖。其特征是在其四條螺旋筋的上端平臺(37)上，各開有垂直溝槽(38)和水平溝槽(39)；防漏柵(29)的四個支耳(36)通過垂直溝槽(38)裝進B層(20)的上端，經(jīng)旋轉(zhuǎn)后，固定在水平溝槽(39)內(nèi)。防漏柵(29)裝在B層(20)上端的情形如附
圖10。
C、D(21，22)兩層結(jié)構(gòu)類似，尺寸不同。附
圖11為D層結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為正視圖，(b)為俯視圖，(c)為A－－A面剖視圖，(d)為B－－B面剖視圖。圖中30為錐面上的螺旋筋，40為上通風(fēng)口折邊，螺旋筋(30)與上折邊(40)等高〈見附
圖11中(d)〉，螺旋筋(30)與上折邊(40)之間留有空隙〈見附
圖11中(a)、(c)〉。
附
圖12為E層(23)的結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為正視圖，(b)為附視圖，(c)為D－－D面剖視圖，(d)為A－－A面剖視圖，(e)為C－－C面剖視圖。E層的上部結(jié)構(gòu)與C、D層(21，22)相似，其下部結(jié)構(gòu)特殊。附
圖12中，25為E層的下折邊，其外緣輪廓為方形，四角處為圓弧過渡〈見附
圖12中(b)〉。26為下折邊上的局部水平折邊，其上開有圓孔(42)。附
圖12中，43為下折邊(25)內(nèi)側(cè)的加強筋，32為倒T字形支腿，它位于下折邊(25)與錐體交界處，是用來連接底座F層(24)的。
附
圖13為F層(24)的結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為正視圖，(b)為俯視圖。F層是一個圓形底座，其內(nèi)側(cè)有8條加強筋(43)，其外側(cè)帶有4個推灰器(27)。推灰器(27)的上端面開有圓孔(44)。F層(24)套接在E層(23)之內(nèi)，與E層內(nèi)的倒T字形支腿(32)相聯(lián)結(jié)，E層的下折邊(26)落在F層上的推灰器(27)上，通過E層下折邊上的局部水平折邊(26)上的孔(42)及F層推灰器上端面上的孔(44)，用銷釘(28)，使E、F層固定〈見附
圖1中(a)〉。
本實用新型達(dá)到了予期的目的。與原來的φ2.26米螺旋錐型爐篦(附圖2)相比，本實用新型(附圖7)，有以下特點1.降低了高度。本發(fā)明較原爐篦高度降了200～300毫米，視夾套(2)高度不同，從原來的H＝1540毫米降至H＝1240～1350毫米。兩種爐篦裝在爐內(nèi)的情況分別如附
圖14中的(a)和(b)所示，兩者的對比如附
圖15所示，其中，2為原爐篦，18為本實用新型。降低高度后，將使?fàn)t篦與夾套(3)上端之間的炭層增加200～300毫米，使炭層厚度在1米以上，這樣就能避免爐篦深入到氣化層內(nèi)，能有效地保護爐篦不被燒壞；同時，炭層內(nèi)的氣化層也更加容易建立起來，并且便于控制，這就從根本上克服了原爐篦的缺點。
2.增大了通風(fēng)面積。本實用新型比原爐篦通風(fēng)面增了40％，阻力更小，風(fēng)量更大，可大幅度增加煤氣的產(chǎn)量。
3.新設(shè)計了防漏柵。本實用新型在A、B兩層(19，20)之間安裝了新設(shè)計的防漏柵(29)〈見附圖8、附
圖10〉，即使A層不慎燒壞，也能防止煤炭從B層中部漏下，使?fàn)t內(nèi)炭層不會形成空洞，從而使造氣生產(chǎn)更加安全、可靠。
4.與原爐篦不同，本實用新型中D、C、E各層的螺旋筋(30)與通風(fēng)口上折邊(40)之間是斷開的，兩者之間留有空隙(附
圖11)，這不僅增大了通風(fēng)截面，而且當(dāng)爐篦旋轉(zhuǎn)時，給灰渣運動留一通路，使其不致因受阻而被擠入爐篦內(nèi)，從而減少了下吹出物。
5.本實用新型的通風(fēng)口上折邊(40)與螺旋筋(30)等高(附
圖11)，這既便于加工，又增加了上折邊(40)的高度，可更有效地防止灰渣帶入爐篦內(nèi)，減少帶出物。
6.本實用新型的E層(23)，采用了新結(jié)構(gòu)有加高了的外折邊(25)，折邊內(nèi)側(cè)受力部位設(shè)有多個加強筋(43)，下折邊有局部的水平折邊(26)，內(nèi)側(cè)錐體與折邊交界處設(shè)有多個倒T字形支腿(32)，使F層(24)能套在E層之內(nèi)，通過倒T字形支腿(32)和水平折邊(26)與F層聯(lián)結(jié)(附
圖12)。
7.本實用新型的F層(24)為全新的結(jié)構(gòu)，它為一圓形底座，內(nèi)有數(shù)條加強筋(43)，外帶四個推灰器(27)，F(xiàn)層的空心圓柱主體的尺寸小于E層(23)的尺寸，因而可使F層能套接在E層之內(nèi)。原爐篦F層上的“百葉窗”式通風(fēng)口(附圖5)被取消，因而徹底消除了下吹帶出物的又一根源。
8.E、F兩層(23，24)采用全新的套接聯(lián)結(jié)方式(附圖7)。只有這種聯(lián)結(jié)方式才能大幅度降低爐篦總高。也只有這種聯(lián)結(jié)方式才能使E、F兩層之間的整個縫隙形成通風(fēng)面，使氣流分布更加合理。由于E、F兩層的結(jié)構(gòu)特點和兩者的套接方式，使?fàn)t篦的破渣和排灰兩種功能分開破渣由E層的下折邊(25)來完成，排灰由F層的推灰器(27)來完成〈見附
圖14之(b)〉。這樣，既降低了爐篦高度，又保持了爐篦破渣能力強和排灰能力大的特點。
本實用新型是用于小化肥廠直徑為2.26米的造氣爐上的。與原有的爐篦相比，它有如下的更為優(yōu)良的技術(shù)性能。
1).通風(fēng)面積大。本實用新型比原爐篦通風(fēng)面增加了40％，阻力更小，風(fēng)量更大，因而可減少吹風(fēng)時間，增加制氣時間，從而增加煤氣產(chǎn)量。
2).氣流分布均勻。由于E、F兩層采用套接結(jié)構(gòu)，使E、F兩層間的整個縫隙都能通風(fēng)，這不僅增加了通風(fēng)面積，而且使氣流分布更加均勻、更加合理。
3).破渣能力強。由于本實用新型有加高的E層下折邊(25)，與爐體下端的破渣圈配合適當(dāng)〈附
圖14之(b)〉，從而具有很強的破渣能力。
4).排灰能力大。本實用新型中，F(xiàn)層上帶有四個強有力的推灰器(附
圖13)，且其高度與出灰口的距離適宜〈附
圖14之(b)〉，因而具有很大的排灰能力。
5).下吹帶出物少。由于本實用新型的螺旋筋(30)與通風(fēng)口上折邊(40)是斷開的，使灰渣運動不會受阻〈附
圖11之(b)、(d)及箭頭所示〉，加之本實用新型取消了原爐篦漏灰根源之一的“百葉窗”式結(jié)構(gòu)〈附圖2(a)之12〉，使得本發(fā)明的下吹帶出物極少。
6).氣化層穩(wěn)定，而且易于控制。由于本實用新型降低了爐篦高度，使?fàn)t篦之上、夾套之下的有效炭層增厚，因而使炭層內(nèi)容易實現(xiàn)分層操作，使其中的氣化層(氧化還原層)容易建立起來，并且容易控制，從而能使?fàn)t內(nèi)氣化層穩(wěn)定，有利于造氣爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。
7).對煤種的適應(yīng)性強。由于本實用新型高度較低，可在低炭層下操作，因而可燒小顆粒塊煤；由于它破渣能力強、排灰能力大，因而又適于燒含灰較高的碳化煤球、清水煤棒及低灰熔點的劣質(zhì)煤，所以它對煤種的適應(yīng)性強，很適合煤種經(jīng)常變化的小化肥廠造氣。
8).使用壽命長，生產(chǎn)安全可靠。由于本實用新型的高度較低，使其爐條帽A層(19)處于氣化層之下，經(jīng)常有灰層保護，因而不易燒毀，使?fàn)t篦使用壽命延長；即使偶爾不慎，燒壞A層，還有防漏柵起保護作用，使?fàn)t內(nèi)炭層不致于形成空洞，空氣不會短路，不會造成煤氣中氧含量過高的現(xiàn)象。使造氣生產(chǎn)更加安全、可靠。
上述優(yōu)良性能綜合起來，可使造氣爐風(fēng)量增加，溫度提高，強化操作，使作為合成氨原料氣的半水煤氣的產(chǎn)量增加，質(zhì)量提高(CO和H的含量提高)，煤耗下降。本實用新型是小化肥廠實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗的強有力的高效能設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)徑2.26米煤氣發(fā)生爐的低高度螺旋錐型爐篦，自上而下地由圓形爐條帽A層、直徑逐漸加大的四層環(huán)狀錐體B層、C層、D層、E層和底座F層組成，B層、C層、D層和E層上部組合成一個對稱的錐體，每層的錐面上都均布著四段反時針方向的螺旋筋，它們分別組合起來，構(gòu)成四條間隔相同的連續(xù)的螺旋筋，每層環(huán)狀錐體的通風(fēng)口有上折邊和下折邊，E層的下折邊的外緣輪廓為方形，四角處為圓弧過渡，其特征在于A層上設(shè)有倒錐形通風(fēng)孔，而且上表面有兩條對稱的反時針方向的螺旋筋，A層與B層之間裝有防漏柵，B、C、D和E層各層環(huán)狀錐體上的通風(fēng)口的上折邊與相應(yīng)的螺旋筋等高，C、D、E三層上的螺旋筋與相應(yīng)的上折邊之間留有空隙，E層有較長的下折邊，底座F層的主體為空心圓柱體，外側(cè)有四個空心推灰器，F(xiàn)層套接在E層內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所說的低高度螺旋錐型爐篦，其特征在于所說的防漏柵帶有四個支耳，并通過B層上部螺旋筋內(nèi)側(cè)的垂直和水平溝槽，安裝在B層上。
3.按照權(quán)利要求1、2所說的低高度螺旋錐型爐篦，其特征在于所說的E層的較長下折邊的下端有局部的、向內(nèi)的水平折邊，水平折邊上的圓孔與F層上推灰器上端面的圓孔相對，并用銷釘固定，E層下折邊與錐體交界處有倒T形支腿，它與F層的上端法蘭孔用螺栓聯(lián)接。
專利摘要一種內(nèi)徑2.26米煤氣爐的低高度螺旋錐型爐箅，屬于焦炭、塊煤、型煤固定床氣化技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的圓形爐條帽A層上有倒錐形通風(fēng)孔，上表面有兩條對稱的反時針方向的螺旋筋，B、C、D、E各層環(huán)狀錐體上的通風(fēng)口的上折邊與相應(yīng)的螺旋筋等高，C、D、E三層上的螺旋筋與相應(yīng)的上折邊之間留有空隙，底座F層為空心圓柱體，外側(cè)有空心推灰器，F(xiàn)層套接在E層內(nèi)，A層與B層之間有防漏棚。本爐箅與原爐箅相比，高度降低了200到300毫米，通風(fēng)面積增加了40％，其通風(fēng)面積大、氣流分布均勻、破渣和排灰能力強、氣化層穩(wěn)定、安全可靠，可使造氣爐產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高、煤耗下降。
文檔編號C10J3/02GK2035756SQ88214938
公開日1989年4月12日 申請日期1988年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月21日
發(fā)明者曾憲舜, 佟宏偉 申請人:清華大學(xué)