1、鲁奇炉设备的构造Mark-IV型气化炉本节介绍的内容：1、气化炉筒体结构。2、炉篦的结构、作用。3、煤斗、煤、灰锁的结构、作用。4、粗煤气喷淋洗涤冷却器结构。鲁奇炉的发展概况鲁奇炉的发展概况炉型项目时 间（a）炉 型结 构特 征适 用煤 种直 径（mm）单台产气量（Nm3/h）第一代19391954 1、设有内衬2、边置灰斗3、气化剂通过炉蓖的主动轴输入褐 煤2600050008000 第二代19541969 1、取消内衬2、中轴置灰斗褐煤、弱粘结性煤2600/3700 14000170008/3200045000 第三代1969 设有旋转的布煤器和搅拌装置除粘结性太强外的所有煤种3800 3
2、500050000 第四代1978 正在试验大直径的气化炉除粘结性太强外的所有煤种5000 75000 鲁奇三代Mark-IV型加压气化炉，主要设备组成：气化炉筒体，旋转炉篦，煤锁、灰锁。附属设备有粗煤气洗涤冷却器、废热锅炉，灰蒸汽洗涤冷却器等，配套的阀门传动动力装置是液压传动系统，炉篦传动装置是郑州机械研究所生产的减速机（配西门子变频电机）。下面对这套装置的主要设备做一下介绍：一、气化炉筒体气化炉筒体Mark-IV型气化炉是双层夹套式圆形筒体，筒体外径为4000mm，内径为3848mm，高度12500mm，内部容积为98M3，夹套容积为13M3，炉体总重量118.88吨（不包括内件炉篦重量4
3、0吨），操作重量243吨，充水重量为283吨，操作压力为3.05MPa（表压），操作温度范围10501100，是原料煤的气化转化场所。夹套在生产运行时充满高压锅炉给水并要保持足够高的液位，锅炉水吸热后产生高压饱和蒸汽，此蒸汽并入单台炉气化剂高压蒸汽管线，与氧气混合后返回气化炉内。*新天煤化气化炉炉体外径40005mm，内径38485mm，炉体高度为13000毫米，炉体内部容积为103.8M3，炉体净质量133吨（不包括炉篦），操作压力约为4.11 MPa（表压），操作温度大约10501100。鲁奇第三代炉及附属装置介绍鲁奇第三代炉及附属装置介绍1 煤锁Mark-IV鲁奇炉结构图2 气液分离器3
4、 炉体4 洗涤冷却器5 转动炉篦6 炉篦传动轴7 灰锁8 膨胀冷凝器9 水夹套10 气化剂管线灰层?外压（设计压力3.6MPa），内壁是厚度为30mm的HII锅炉钢所制，其可承受较高的温度。?夹套宽度为46mm，总容积为13M3，夹套内自产的高压饱和蒸 汽，经过汽包顶部管线送出，在夹套上部空间设置有挡板，起汽液分离作用。?气化炉内外壳体生产期间温度不同，热膨胀量不同，为降低温度差应力，在内套下部设计制造成波形膨胀节，用于吸收热膨胀量。?气化炉正常运行期间，波形膨胀节可吸收大约2535mm夹套上部空间波形膨胀区46mm50mm30mm40mm?的内壳热膨胀量。?炉篦内壁下部，正常生产时充满了灰渣
5、，为了降低炉篦转动时灰渣对内壳的磨损，内部安装了“C”形与“L”护板，延长设备使用寿命，在内壳下部与炉篦接触处和波纹段上部高为600mm范围内，相应加大内壁厚至40mm，并且沿圆周向焊有高300mm、厚度为40mm的耐磨筋条24根，在波纹节处装有耐磨板。?2、炉篦炉篦设在气化炉底部，是气化炉的关键部件，设置其作用是：?（1）均匀分布气化剂；?（2）破碎大块灰渣，排灰；?（3）支撑床层。?（4）保持床层移动，稳定炉内工况。Mark-IV型气化炉采用塔形炉篦，分四层布气，气化剂由炉底进入炉篦中心管，然后由各层布气孔出去，通过炉篦各层间隙分布进入气化炉内，达到沿气化炉横断面均匀布气的效果。?炉篦的总
6、高度为1200mm,气化剂经各层炉篦通道进入炉内的气量分布大致为：I层10%，II层20%，III层30%，IV层40%。炉篦共有五层，为便于从气化炉顶部大法兰放入炉内进行安装，除一、二层是整体一块盖板外，其它层均是有几块组成：第三层 4块，第四层4块，第五层6块盖板。各块之间采用螺栓连接。各层炉篦均固定在中心托板上，采用插入式咬合连接，中心托板上有挡块带动各层炉篦转动。右图是炉篦的传动结构形式（太原重机厂）?炉篦整体由下部的止推盘支撑，止推盘下盘通过有水冷的支撑筋板固定在炉体内壳上。炉篦是通过两个对称布置传动的小齿轮带动的。炉外（两个）的小齿轮联结轴是由变速电机通过减速机传动而带动的，整个传
7、动装置为 6级传动，总速比为1:600,设计转速调整范围为 1.012.0r/h。?通常炉篦承受400500的温度，在其顶部需保留约300500毫米的灰层，以防止煤直接在炉篦上燃烧，烧坏炉篦，正常运行时，由于入炉的气化剂温度较低，气化剂对炉篦起到冷却保护，以防超温损坏。?炉篦为铸钢件，因其在转动过程中与灰渣产生磨擦，为提高硬度，增强耐磨能力，在其表面盖板堆焊有硬质合金耐磨条。?在炉篦第五层下部设有排灰刮刀，可将大块灰渣挤压破碎，将灰渣并从炉内排至灰锁。?安装好的刮刀与气化炉内壁波形段的间隙为 3050mm，间隙过小，受热膨胀后将会出现卡塞现象。刮刀的数量是依据煤的灰份大小而决定。一般采用 3把
8、刮刀，刮刀是用耳块及销钉与炉篦下刮刀座连接的，其厚度为3040mm。?支撑炉篦的是圆盘形的止推盘（止推轴承），其接触面为圆球形，对中性好。上、下两滑动接触面由内外配合的轴承大筒固定。下止推盘与底板采用两个键固定在气化炉母体上。上止推盘与大齿轮连接采用键和螺栓固定。止推盘接触面由65高温汽缸油润滑，润滑油由配套的柱塞式多点润滑泵加压经 8根油管从炉外穿过炉底部压入到轴承面上。?炉篦的传动机构由一个大齿轮和两个小齿轮组成，大齿轮与炉篦转轴之间采用多齿键连接，小齿轮固定在输出轴上，由炉外变频电机经减速机带动。由于齿轮位于排灰区，运行条件差，多灰，为避免灰进入齿轮传动部分，在气化炉底部下灰室的大齿轮外
9、挂有保护板，用于挡灰，以保护小齿轮的传动部分。?大、小齿轮的间隙对于炉篦长周期稳定运行是致关重要的。冷态安装时齿轮间隙为45mm，在正常运行时，由于齿轮受热膨胀，其间隙将缩短为12mm。齿轮的这一间隙是靠固定小齿轮的偏心轴套来调整的，转动偏心轴套使大小齿轮间隙达标，再用螺栓将轴套固定。二、煤斗、煤锁与灰锁1、煤斗煤斗是安装在气化炉顶部的原料煤储仓，煤经筛分处理后，块煤由皮带输送进入煤斗，然后再从煤斗经煤溜槽间歇地加入到煤锁。在煤斗与煤溜槽之间设有一软性连接节，用于吸收气化炉向上的膨胀量。煤斗为常温常压设备，容量为100M3,可储存气化炉四小时的低负荷用煤量。2.灰锁灰锁连接在炉篦下部下灰室的下
10、面，用来接收炉篦排出的灰渣，Mark-IV型气化炉炉篦型气化炉炉篦?灰锁是压力容器，间断变压操作，用来排出气化过程所产生的灰渣。?3、煤锁?煤锁是用于向气化炉内部间歇加煤的压力容器，其结构如右图所示。?煤锁上、下部为圆锥型封头，中间为圆筒形，上部半锥角为450，下部半角为400，中间圆筒部分直径为3000mm。煤锁结构示意图煤锁结构示意图总高度为3800mm,煤锁容积为12.10M3,除去内件后煤锁有效容积为11.20M3，设计压力为3.60MPa，设计温度200，?操作压力为3.0MPa。?（1）煤锁上阀?煤锁上阀为锥形阀，为减少阀门上部煤流冲击磨损，在其上部加装了锥形护筒，可使阀门关闭时减
11、少阻力、减少磨损量。阀座为球形斜面，这样可使阀头与阀座成为线性接触密封面，确保密封效果。煤锁上阀采用2道密封，如下图所示：除阀头与阀座本体的硬密封外，在阀座上开有一道环行燕尾槽，将耐热橡胶圈装入槽内，构成了软密封接触，橡胶采用氟橡胶，耐温180200。阀门密封性能的好坏，直接影响到气化炉能否长周期稳定运行，阀门又因煤锁的煤锁上阀煤锁上阀煤锁下阀煤锁下阀间歇操作而开、关频繁，因而阀门与阀座的选材要求比较高。?（2）煤锁下阀?煤锁下阀为圆锥阀，如上图所示，阀头与阀座为一道硬密封。阀头、阀座材质与煤锁上阀相同。煤锁下阀由于直接与气化炉内部料层相接触，因而若出现故障需拆卸更换时，气化炉必须停车，移开煤
12、锁以便检修；煤锁上阀软密封（橡胶圈）也必须在气化炉停车状态下更换，检修更换时间大约1.52小时。?（3）煤锁圆筒阀煤锁圆筒阀结构图煤锁圆筒阀结构图这种溜槽阀为一圆筒，两侧开孔。当圆筒被两侧双液压缸同时动作放下时，圆筒上的两侧孔正好对准溜煤通道，煤就会通过上阀上部的圆筒流入煤锁。煤锁上阀阀杆上也固定有一个圆筒，它的直径比溜槽阀的圆筒小，上部也开有溜煤孔，当上阀向下打开时，圆筒与上阀头一同落入煤锁，当煤加满时，煤锁内圆筒以外的空间流不到煤，当上阀提起关闭时，?圆筒内的煤流入煤锁。这样溜煤槽在一个加煤循环打开一次，煤锁就不会加煤过满，避免造成的煤锁过满上阀无法关闭而停炉。?4、灰锁?灰锁是用来将炉篦
13、刮下的灰间歇排出炉外的压力容器，其上部是气化炉下灰室，下部与竖灰管相连，其外径为2200mm，总高约4000mm,容积为12.2M3，有效容积约为8.7M3。灰锁结构如下图所示。其中间为圆柱形筒体，上部为凸形封灰锁结构示意图灰锁结构示意图头，下部为锥形封头，侧向有接管与膨胀冷凝器相通。其设计压力为3.6MPa，设计温度为470，操作压力为3.0MPa，材质选用15Mo3。由于灰锁内壁接触物料为灰渣，为延长其使用寿命，在灰锁内设置有耐磨护板。（1）灰锁上阀:灰锁上阀结构及材质同煤锁下阀。?因其操作条件最差，操作温度较高，而且灰渣磨损严重，为延长阀门寿命，其阀座上增加了蒸汽入口，在阀门关闭时接触面
14、吹入蒸汽，吹除密封面上的灰渣，从而保证阀门的密封效果。如右图所示，但目前任何厂家都没有使用该股蒸汽。?另外为了降低阀座温度，使阀座硬度不因温度过高而造成降低，制成了内有水夹套式的阀座，在使用时，将锅炉给水循环通入冷却阀座，但目前任何厂家没有使用该股给水。?（2）灰锁下阀?灰锁下阀，操作温度一般较低，阀门的密封采用一道硬密封。另外为了保证阀门密封效果良好，在其阀座上也设有冲洗水入口，在阀门关闭前，灰锁上阀结构示意图灰锁上阀结构示意图灰锁下阀结构示意图灰锁下阀结构示意图H2OH2O?先用冲洗水冲洗阀面上的灰渣，然后关闭阀门。?（3）灰蒸汽膨胀洗涤器?灰蒸汽膨胀洗涤器与灰锁侧壁通过接管相连，用于冷凝
15、灰锁内的蒸汽，卸掉灰锁的压力。直径1500mm，总高2600mm的一个圆形压力容器。内部装有管形内件-中心管，?中心管下部为伞形喷口，用于减振，中心管上部法兰与灰锁连结。灰锁卸压期间，灰蒸汽经连通管进入膨胀器内，灰锁压力下降，而膨胀冷凝器内的灰水被蒸汽加热后，释放出来的灰蒸汽由卸压口排出。最终使灰锁压力降至常压，达到卸压目的。?三、粗煤气喷淋洗涤冷却器?喷淋洗涤冷却器（间称喷冷器）与气化炉粗煤气出口管垂直相接，其作用是对气化炉出来的高温粗煤气进行洗涤冷却，使粗煤气温度由386450降至2012。灰蒸汽膨胀洗涤器结构示意图?油类及粉尘被洗涤下来。?上部水平部分是带有水夹套的管段,其水夹套与气化炉
16、夹套相通.水平管内设有间歇操作、往复运动的圆盘形刮刀,用于刮掉煤气出口管内壁积聚的焦油和煤尘.刮刀与器壁的间隙为1mm,刮刀材质为耐热钢Gx6CrNi18,活塞杆材质为21CrMoV57。?粗煤气洗涤冷却器结构示意图如下图：?粗煤气洗涤冷却器的内径为682mm，内件是一通流文丘里洗涤器,喉管处直径为270mm,此处设计的平均流速范围为5070m/s,上部缩段入口直径为450mm,锥角为30030,长度825mm,下部扩张段出口直径为630mm,锥角为27040,长度1280mm,出口速度为1520m/s。?气化炉生产的粗煤气由煤气出口管进入喷冷器,由煤气水处理装置来的高压喷射净煤气水进入喷冷器,煤气水通过文丘里洗涤器上部入口处的螺旋叶片喷出(叶片共16片,d=10mm,安装角度55o)与粗煤气中的重组份、灰尘等杂质直接接触，由于洗涤后气体温度的降低,部分焦刮刀行程为1260mm喷淋洗涤冷却器及刮刀图喷淋洗涤冷却器及刮刀图?本节需要掌握的内容1、鲁奇炉设备组成？2、筒体及夹套的体积？3、炉篦的结构及作用？4、煤、灰锁的作用？
