循環流化床熱煤氣站基本系統設備的設置及排布方式的制作方法

本發明涉及一種人工熱煤氣站基本系統設備的設置及排布方式，尤其涉及一種循環流化床熱煤氣站基本系統設備的設置及排布方式，屬于成套設備空間排布技術領域。

背景技術：

循環流化床熱煤氣站系統的主要設備都是在高溫條件下工作的，為了保證設備的正常運行和維護保養，通常熱煤氣站的基本系統至少設置兩組單元設備，以便在其中某一設備出現故障或需要維護保養時，基本系統仍能正常工作,確保熱煤氣站連續供氣。一般循環流化床熱煤氣站基本系統中的單元設備包括原煤儲斗、氣化爐、旋風分離器、高溫空氣換熱器等。這些設備多為高大筒狀設備，其長徑比往往達到10以上。設備的傳統布局通常采用“一字形”排布方式設置，即：沿直線方向依次排布；兩個或兩個以上的單元設備系統，則呈相互平行的并聯狀態向總煤氣管道供給煤氣。這種“一字形”設備排布方式存在以下弊端:1、系統設備之間的連接管道長，因為兩設備之間的連接并不都是兩相鄰設備之間的連接，往往中間還存在其它設備的阻隔，使連接管道成為跨設備連接管道，比如:熱空氣管道、蒸汽管道；2、相鄰兩設備的布置合理性不夠，系統中出口設置在上端的設備往往和進口設置在下端的設備相連接，形成高大筒狀設備之間的上、下連接管道浪費；3、缺乏系統之間的互補，系統設備長期在高溫條件下工作，故障率高、維修保養周期短，若其中某一設備出現故障或需要維修保養，則這一系統設備整個停機，造成設備利用率低，系統效能差。因此，需要對循環流化床熱煤氣站的系統設備進行科學排布，才能減少連接管道、節約系統成本、提高設備利用率、建立系統互補、確保供氣的連續性、達到增強系統效能的目的。

技術實現要素：

針對循環流化床熱煤氣站系統設備傳統排布方式存在的弊端，本發明提供一種煤制氣循環流化床熱煤氣站基本系統設備的設置及排布方式，使設備與設備之間的連接管路最短，相鄰系統之間能夠切換使用，達到系統功能優化，設備利用率提高的目的。

本發明通過以下技術方案實現：煤制氣循環流化床熱煤氣站基本系統設備的設置及排布方式，所述熱煤氣站基本系統由兩個設備單元構成，其中每一設備單元包括：原煤儲斗、氣化爐、旋風分離器、高溫空氣換熱除渣器、沉淀除塵室、旋風分離除渣預熱器、振動式高溫煤氣除塵裝置和風機，所述的原煤料斗的下部通過輸送機向氣化爐內送入原料煤；所述的氣化爐通過管道向旋風分離器送入含有顆粒渣煤的高溫煤氣；所述旋風分離器將大顆粒渣煤分離后，通過管道將含渣塵的高溫煤氣串聯送入高溫空氣換熱除渣器和旋風分離除渣預熱器，對風機鼓入的空氣進行預熱后再換熱；所述的風機通過管道將風首先送入旋風分離除渣預熱器內預熱，然后送入高溫空氣換熱除渣器內再換熱獲得氣化劑所需的高溫空氣，高溫空氣換熱除渣器再通過高溫空氣管道將高溫空氣送入氣化爐內；所述旋風分離除渣預熱器利用高溫煤氣對水加熱生成氣化劑所需的蒸汽，然后通過蒸汽管道將蒸汽送入氣化爐內；所述高溫空氣換熱除渣器的高溫煤氣出口設置在設備的下部；所述旋風分離除渣預熱器的高溫煤氣串聯進口設在設備的上部；所述振動式高溫煤氣除塵裝置對旋風分離除渣預熱器F送入的高溫煤氣進行除塵，并將潔凈的高溫煤氣送往用戶，其特征在于:

所述熱煤氣站基本系統中的兩個設備單元對稱設置，且每個設備排布在平面矩形網格交點上，所述網格為縱橫向交叉的平面矩形網格；

所述原煤儲斗、氣化爐、旋風分離器、高溫空氣換熱除渣器、沉淀除塵室、旋風分離除渣預熱器、振動式高溫煤氣除塵裝置依次相鄰設置；

所述兩個設備單元中的氣化爐相鄰；

所述高溫空氣換熱除渣器下部的高溫煤氣串聯出口與旋風分離除渣預熱器上部的高溫煤氣串聯進口之間設有沉淀除塵室；

所述設備單元內的氣化爐、高溫空氣換熱除渣器、旋風分離除渣預熱器所在網格點的連線構成等腰三角形，其中高溫空氣換熱除渣器置于等腰三角形的頂點上，所述等腰三角形的兩腰為網格的對角線；

所述沉淀除塵室與旋風分離除渣預熱器F之間的高溫煤氣管道上設有氣閥；

所述旋風分離除渣預熱器與振動式高溫煤氣除塵裝置之間的高溫煤氣管道上設有盤閥；

所述兩設備單元中的旋風分離除渣預熱器之間設有高溫煤氣聯通管道，且在管道上設有氣閥；

所述一設備單元中的沉淀除塵室與另一設備單元中的旋風分離除渣預熱器之間設有高溫煤氣聯通管道，且在聯通管道上設有氣閥；

所述旋風分離除渣預熱器與高溫空氣換熱除渣器之間設有預熱空氣管道，高溫空氣換熱除渣器與氣化爐之間設有高溫空氣管道，且在預熱空氣管道上設有氣閥；

所述兩設備單元中的預熱空氣管道之間設有預熱空氣聯通管道，且在預熱空氣聯通管道上設有氣閥；

所述預熱空氣連接管道上的氣閥，設置在預熱空氣連接管道與預熱空氣聯通管道的連接點到高溫空氣換熱除渣器之間的連接管道上；

所述旋風分離除渣預熱器與氣化爐之間的蒸汽管道上設有氣閥，且兩設備單元中的蒸汽管道之間設有蒸汽聯通管道，蒸汽聯通管道上設有氣閥；

所述蒸汽管道上的氣閥設置在蒸汽管道與蒸汽聯通管道的連接點到旋風分離除渣預熱器之間的管道上。

進一步地,所述盤閥為干式密封盤閥。

本發明與傳統的循環流化床熱煤氣站系統相比具有以下優點:

1、設備網格式設置，在高溫煤氣通流管道長度不增加的條件下，實現高溫空氣輸送管道和蒸汽輸送管道最短、系統內耗最少；

2、將高溫空氣換熱除渣器與旋風分離除渣預熱器之間的上、下連接管道，設計成沉淀除塵室，既達到通氣管道的功能，又能在通氣的過程中實現高溫煤氣沉淀除塵目的；

3、在兩設備單元之間增設互聯互通管道，且分別在管道上設置盤閥、氣閥，確保兩設備單元中最易出現故障的旋風分離除渣預熱器和振動式高溫煤氣除塵裝置，在出現故障或需要維護檢修時，其它設備仍能正常工作，而不需要停爐。

4、設備排布緊湊，電氣線路最短，便于監測和控制，使各種功能設備的布局進一步優化。

本發明設計新穎、布局合理、管路優化、系統效能強、設備利用率高、運行成本低。

附圖說明

附圖1為本發明的設備布局展開圖；

附圖2為本發明實施例一的俯視設備布局示意圖；

附圖3為本發明實施例二的俯視設備布局示意圖。

在附圖1、2、3中：A為原煤儲斗、B為氣化爐、C為旋風分離器、D為高溫空氣換熱除渣器、E為沉淀除塵室、F為旋風分離除渣預熱器、G為振動式高溫煤氣除塵裝置、H為風機。1、2、3、4、5、7和7’、8和8’、9、10和10’、11、12和12’、13為氣閥、6和6’為盤閥。g₁和g₂為高溫煤氣聯通管道、g₃為預熱空氣聯通管道、g₄為預熱空氣管道、g₅為高溫空氣管道、g₆為蒸汽管道_、g₇為蒸汽聯通管道。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步解釋說明：

如附圖1所示，熱煤氣站基本系統由兩個設備單元構成，其中每一設備單元包括：原煤儲斗A、氣化爐B、旋風分離器C、高溫空氣換熱除渣器D、沉淀除塵室E、旋風分離除渣預熱器F、振動式高溫煤氣除塵裝置G和風機H，原煤料斗A的下部通過輸送機向氣化爐B內送入原料煤；氣化爐B通過管道向旋風分離器C送入含有顆粒渣煤的高溫煤氣；旋風分離器C將大顆粒渣煤分離后，通過管道將含渣塵的高溫煤氣串聯送入高溫空氣換熱除渣器D和旋風分離除渣預熱器F，對風機H鼓入的空氣進行交叉換熱；風機H通過管道將風首先送入旋風分離除渣預熱器F內預熱，然后送入高溫空氣換熱除渣器D內獲得氣化劑所需的高溫空氣，高溫空氣換熱除渣器D再通過高溫空氣管道g₅將高溫空氣送入氣化爐B內；旋風分離除渣預熱器F利用高溫煤氣對水加熱生成氣化劑所需的蒸汽，然后通過蒸汽管道g₆將蒸汽送入氣化爐B內；高溫空氣換熱除渣器D的高溫煤氣出口設置在設備的下部；旋風分離除渣預熱器F的高溫煤氣串聯進口設在設備的上部；振動式高溫煤氣除塵裝置G對旋風分離除渣預熱器F送入的高溫煤氣進行除塵，并將潔凈的高溫煤氣送往用戶。

本發明兩設備單元中的設備排布如下：

熱煤氣站基本系統中的兩個設備單元對稱設置，且每個設備排布在平面矩形網格交點上，網格為縱橫向交叉的平面矩形網格；原煤儲斗A、氣化爐B、旋風分離器C、高溫空氣換熱除渣器D、沉淀除塵室E、旋風分離除渣預熱器F、振動式高溫煤氣除塵裝置G依次相鄰設置，且兩個設備單元中的氣化爐B相鄰；高溫空氣換熱除渣器D下部的高溫煤氣串聯出口與旋風分離除渣預熱器F上部的高溫煤氣串聯進口之間設有沉淀除塵室E；設備單元內的氣化爐B、高溫空氣換熱除渣器D、旋風分離除渣預熱器F所在網格點的連線構成等腰三角形，其中高溫空氣換熱除渣器D置于等腰三角形的頂點上，等腰三角形的兩腰為網格的對角線。

本發明在兩設備單元中增設以下管道和閥門：

沉淀除塵室E與旋風分離除渣預熱器F之間的高溫煤氣管道上設有氣閥8、8’；旋風分離除渣預熱器F與振動式高溫煤氣除塵裝置G之間的高溫煤氣管道上設有盤閥6、6’；兩設備單元中的旋風分離除渣預熱器F之間設有高溫煤氣聯通管道g₁，且在高溫煤氣聯通管道g₁上設有氣閥9；一設備單元中的沉淀除塵室E與另一設備單元中的旋風分離除渣預熱器F之間設有高溫煤氣聯通管道g₂，且在連接管道g₂上設有氣閥7、7’；旋風分離除渣預熱器F與高溫空氣換熱除渣器D之間設有預熱空氣管道g₄，高溫空氣換熱除渣器D與氣化爐B之間設有高溫空氣管道g₅，預熱空氣管道g₄上設有氣閥10、10’；兩設備單元中的預熱空氣管道g₄之間設有預熱空氣聯通管道g₃，且在預熱空氣聯通管道g₃上設有氣閥11；氣閥10、10’設置在預熱空氣管道g₄與預熱空氣聯通管道g₃的連接點到高溫空氣換熱除渣器D之間的連接管道上；旋風分離除渣預熱器F與氣化爐B之間的蒸汽管道g₆上設有氣閥12、12’； 兩設備單元中的蒸汽管道g₆之間設有蒸汽聯通管道g₇，且蒸汽聯通管道g₇上設有氣閥13；氣閥12、12’設置在蒸汽管道g₆與蒸汽聯通管道g₇的連接點到旋風分離除渣預熱器F之間的管道上。

設備單元排布方式實施例一

如附圖2所示，原煤儲斗A、氣化爐B、沉淀除塵室E、旋風分離除渣預熱器F沿網格的橫向依次相鄰；旋風分離器C與氣化爐B縱向相鄰；高溫空氣換熱除渣器D與旋風分離器C橫向相鄰，與沉淀除塵室E縱向相鄰；振動式高溫煤氣除塵裝置G與旋風分離除渣預熱器F縱向相鄰，與高溫空氣換熱除渣器D橫向相鄰。

設備單元排布方式實施例二

如附圖3所示，原煤儲斗A、氣化爐B、旋風分離器C、旋風分離除渣預熱器F、振動式高溫煤氣除塵裝置G沿網格的橫向依次相鄰；高溫空氣換熱除渣器D與旋風分離器C縱向相鄰；沉淀除塵室E與高溫空氣換熱除渣器D橫向相鄰、與旋風分離除渣預熱器F縱向相鄰。

本發明正常工作時，兩設備單元(設備單元一和設備單元二)中的各個設備按照技術方案中的前緒技術所述的流程運轉工作，其中氣閥7、7’，氣閥9，氣閥11、氣閥13關閉，其余氣閥全部打開。

當設備單元一中的旋風分離除渣預熱器F出現故障或需要停機維護檢修時，設備單元二中的各個設備正常工作，氣閥4、氣閥8、氣閥7’、氣閥9、氣閥10、氣閥12關閉，其余氣閥全部打開:（1）高溫煤氣路線：設備單元一的高溫煤氣從氣化爐B→旋風分離器C→高溫空氣換熱除渣器D→沉淀除塵室E→高溫煤氣聯通管道g₂→氣閥7→設備單元二中的旋風分離除渣預熱器F→盤閥6’→振動式高溫煤氣除塵裝置G→氣閥5→氣閥1→氣閥2→氣閥3；（2）高溫空氣路線：高溫空氣從設備單元二中的旋風分離除渣預熱器F→預熱空氣管道g₄→氣閥10’→ 預熱空氣聯通管道g₃→設備單元一中的高溫空氣換熱除渣器D→氣化爐B；（3）蒸汽路線：蒸汽從設備單元二中的旋風分離除渣預熱器F→蒸汽管道g₆→氣閥12’→ 蒸汽聯通管道g₇→氣閥13→設備單元一中的氣化爐B。

當設備單元一中的振動式高溫煤氣除塵裝置G出現故障或需要停機維護檢修時，設備單元二中的各個設備正常工作，氣閥4、盤閥6、氣閥7和7’、氣閥11、氣閥13關閉，其余氣閥全部打開: （1）、設備單元一的高溫煤氣從氣化爐B→旋風分離器C→高溫空氣換熱除渣器D→沉淀除塵室E→氣閥8→旋風分離除渣預熱器F→氣閥9→設備單元二中的旋風分離除渣預熱器F→設備單元二中的振動式高溫煤氣除塵裝置G→氣閥5→氣閥1→氣閥2→氣閥3；（2）、高溫空氣路線不變；（3）、蒸汽路線不變。

本發明可確保兩設備單元中最易出現故障的旋風分離除渣預熱器F和振動式高溫煤氣除塵裝置G，在出現故障或需要維護檢修時，其它設備仍能正常工作，而不需要停爐。