第1期(總第119期)機械管理開發(fā)2011年2月No.1(SUM No.119)MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENTFeb.2011新型煤氣化技術的探討王永寶(太原鍋爐集團技術中心,山西太原030021)[摘要]介紹了水冷壁氣化爐的原理及前景;并指出其與傳統(tǒng)氣化爐相比的優(yōu)勢所在。新型煤氣化技術具有長遠的戰(zhàn)略意義,它的應用前影非常廣泛。[關鍵詞]水冷壁;氣化爐 ;煤氣化[中圖分類號] TQ54 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-773X(2011)01-0073- 020引言混合氣體.新型煤氣化技術是在總結傳統(tǒng)氣化爐的設計制壓縮空氣?？辗?一次氧氣造和運行經(jīng)驗的基礎上發(fā)展而來。隨著我國經(jīng)濟實力的不斷壯大,對能源的需求越來越大,又由于我國油氣氣化原料少而煤多的特點.煤氣化技術有著巨大的發(fā)展空間。輸送新型煤氣化技術提高了爐膛溫度,擴展了可氣化煤種二次氧氣，冷二次氧氣的范圍,對于我國劣質煤比例大的基本國情來說,具有壁相當可觀的市場前景。粗合氣體11基本原理煤氣化技術有很多分類方法,其中以進料粒度的大小形態(tài)可分為塊煤氣化、碎煤氣化、粉煤氣化三大排渣類。新型煤氣化技術采用的是粉煤濕法進料,進料煤圈1基本原理圖加水制漿.含水為35%~40%,不需在氣化反應時再補2與傳統(tǒng)爐型比較高壓蒸汽,可直接用高壓泵將煤漿送人爐內,壓力可達傳統(tǒng)爐型主要為絕熱式和盤管式氣化爐,且為一8 MPa。濕法與干法進料的總能耗相近,前者主要用次給氧的氣化過程。從結構上比較:絕熱式氣化爐內于化工制氣,后者主要用于發(fā)電"。置耐火磚,耐火磚使用壽命較短,一般為1~2年,國產基本原理見圖1,新型煤氣化技術通過氧氣分級磚壽命為1年左右。耐火磚較貴,1臺投煤量為1 000 tld供給.氣化爐主燒嘴和側譬氧氣噴嘴分別向氣化爐內的氣化爐耐火磚需400萬元人民幣左右.有待改進;并加氧,使氣化爐主燒嘴的氧氣量可脫離爐內部分氧化且絕熱氣化爐的局限性在于氣化溫度一般比在還原性反應所需的碳與氧的化學當量比約束.改變了主燒嘴氣氛下的灰熔點高50~100 C,由于耐火磚襯里承受高局部區(qū)域氧化強度過高的狀態(tài),使氣化爐軸向溫度均溫抗渣的限制, -般要求煤的灰熔點在還原性氣氛下衡并有所提高.充分發(fā)揮氣化爐全容積的氣化功能。小于1300 C,從而限制了煤種的使用范圍。盤管式氣在主燒嘴中心通道采用氧含量從0~100%的不同氣化爐是由單跟管子盤成類似彈簧狀的結構.缺點在于體作為主燒嘴預混氣體,不僅調整了火焰中心的溫度，水循環(huán)不暢和膨脹性難以控制。新型的水冷壁氣化爐而且調整了火焰中心距主燒嘴端面的距離,有利于降很好地解決了以上爐型存在的缺點,它是傳統(tǒng)氣化爐低主燒嘴端部溫度,延長其使用壽命。生產甲醇時,采和流化床鍋爐的結合體.在合金鋼制殼體內懸掛水冷用CO2作預混氣體,不僅可保護主燒嘴.還可以使氣化壁,猶如水壺的內膽一樣。通過水冷壁良好的水循環(huán)爐內起控制作用的變換反應向CO方向移動,提高有性可有效地提高爐內溫度,豎直向下的主膨脹方向使部件布置的更合理。從技術上比較,前兩種形式均為效氣體成份。一次給氧的氣化過程,產氣率和燃燒工況等性能指標它把- -次給氧的連續(xù)氣化過程,分為二次(或多都有待改進;而水冷壁氣化爐通過二次給氧,優(yōu)化了燃次)給氧的兩級(或多級)氣化過程.是在對現(xiàn)有問題分燒方式(反應過程:脫水分和揮發(fā)份-→燃燒- +氣化-→再析和機理研究的基礎提出來的,具有科學性。連續(xù)的燃燒-再氣化) ,提高了產氣量"。氣化過程,其實際的氣化過程也是分段依次進行的,開傳統(tǒng)氣化爐優(yōu)點是結構簡單.用耐火磚襯里,氣化始是水分的蒸發(fā)和脫揮發(fā)分過程,接著才是煤顆粒的爐內無轉動裝置或復雜的膜式水冷壁內件,所以制造著火燃燒和氣化過程。本T.藝提出將煤顆粒的著火燃方便,造價低。因其采用熱壁爐,內部熱容量較大,耐燒再進行分級.主要的燃燒過程在第- -段完成, 在第二火磚升溫至1 000 C以上后.即可直接噴水煤漿投料,段補充部分氧氣,完成全部的燃燒過程和氣化過程,并生產安全可靠;不像冷壁爐那樣為了開工點火,防止熄在第一段控制氧氣的加入比例,保持溫度在煤的灰熔火和保證安全生產,在開停車和正常生產時都需要連點以下。在第二段加人氧氣的作用下,使溫度提高到煤續(xù)燃中國煤化工氣化爐生產能力較的灰熔點以上,從而實現(xiàn)煤的非熔渣-熔渣分級氣化。YHCNMHG(下轉第75頁)收稿日期:2010-08-03作者簡介:王永寶(1982- -).男,吉林四平人,助工。本科,從事鍋爐設計工作。.●73.第1期(總第119期)李經(jīng)寬,等:轉輪式風速儀底座支架尺寸的設計2011年2月。40量儀重力扭矩、機架扭矩、角鋼扭矩4部分。即:M=(2.5+ 1.5)x10x0.555= 22.2 N.m,M=7xl0 D=70 D,同M=6x0.7x43 D=180.6 D,EMx= 22.2N.m+70D+ 180.6D .,光度接受儀3底座設計分析由于各地風速的不同,在各個地方采用的支架尺員寸不同。根據(jù)各地方每年最大風速的不同,確定底座支架的尺寸。所設計的支架是用來測量太原地區(qū)的風速,因此采用8級風的最大風速30 m/s,代入風矩的計算公式中得:Mx=323.433 6 N.m .根據(jù)M女r必須大于Mx,計算出最合適的底座半徑,即正六邊形共邊長。D=0.8 m .4結束語文中底座支架尺寸不是固定的.可以根據(jù)當?shù)仄骄L速來確定底座的大小,能夠更準確、經(jīng)濟的來測定雖風速。該設計方法在相同的流體吹動物體的支架設計中具有很高的參考價值,供相關的工程技術人員參考和交流。圉3轉輪式風速儀結構簡圖參考文獻2.3穩(wěn)定 扭矩的計算[1]周文龍,洪文鵬.工程流體力學(M] 北京:中國電力出版社,當結構總重力扭矩大于風扭矩時，結構具有穩(wěn)定2] 楊可楨.機械設計基礎[M]北京:高等教育出版社,2005.2006.性,重力扭矩包括外圈重力扭矩、光度接受儀及風速測On Stand Design of Turn Wheel AnemometerLI Jing-kuan, GAO Hong-bin, LU Gai-lin, LIANG Kai-jie, DING Kai- -rui(Collge of Engineering, Shanxi Universiy, Taiyuan 030013, china)[Abstract] Turm wheel anemometer is one of instruments in measuring wind speed. The stability of base stents is very important to theequipment safety operation. On the basis of engineering calculation method for fluid mechanics momentum, in addition, on the basis of itsbase stents torque is greater than anemometer wind torque, through caleulating speed measuring instument, respectively, pole luminosity re-ceived by the tripod, 8 level wind in Taiyuan district as an example, it is designed the base stents. After checking, the method is effective.[Key words] Turm wheel anemometer; Base design; Admeasuring apparatus(上接第73頁) .大,目前世界最大的氣化爐日投煤量2 000 t;國內最大型所占的市場份額將逐步減小，對化工行業(yè)產生會較的氣化爐日投煤量1 000t,直徑φ3 200 mm。我們的大的沖擊力,優(yōu)質煤不在是煤氣化工的唯一選擇, 煙煤目標是:如何在技術成熟的基礎上,把氣化爐的容量做等次一些的煤種的加人對降低成本起著積極作用,投的更大。運周期越長,成本越低,還可節(jié)省引進國外技術的高昂綜合以上所述,新型煤氣化技術,不僅結構上做專利費;尤其基于我國煤多油少,劣質煤儲量大的國到了更新改進.而且在燃燒理論上也形成了一套具有情,新型煤氣化技術具有長遠的戰(zhàn)略意義,因此它的應我國自主知識產權的煤氣化理念.該技術已被清華大用前景非常廣泛。學和其他國內合作單位申請了專利保護,打破了西方(像德七古.殼牌等)公司的壟斷地位。1] 張建勝.煤氣化技術綜述及分級氧化氣流床氣化技術的發(fā)3應用前景展[M].北京:清華大學出版社.2009.隨著新型煤氣化技術轉換為實際生產力,傳統(tǒng)爐[2] 章榮林. 氮肥和甲醇[M].北京:中國天辰化學出版社,2006.New Technology of Coal Gasifying’s DiscussWANG Yong-ba中國煤化工(Technical Center ofTaiyuan Boiler Group,.[Abstract] The principle ements and future of the waler wall' B gasificationCNMHGcontrasting the traditingasification fumace is put forward.[Key words] Water wall; Gasification fumace; Coal Gasifying.75.